ASPECTOS GEOTÉCNICOS EM OBRAS DE TERRA - ESTUDO DE CASO EM CANAIS DE ÁGUA NA REGIÃO DO CARIRI Prof. Dra. ANA PATRÍCIA NUNES BANDEIRA (Prof. UFCA - Engenheira Civil Área de Geotecnia)
OBRAS DE TERRA - Conceito São estruturas construídas com solo ou blocos de rocha, na qual o solo e a rocha são os materiais de construção(massad,2003); Solo pode ser natural ou alterado artificialmente.
Exemplos de Obras de Terra
Projeto Cinturão de Águas do Ceará CAC Q=6m³/s CIPP FORTALEZ A Características principais do CAC: Q=8m³/s Q=5m³/s T1 Trecho 1 149 km (30 m³/s) T2 Trecho 2 271 km (30/25 m³/s) T3 Trecho 3 137 km (20 m³/s) R1 Ramal 1 53 km (5 m²/s) R2 Ramal 2 20 km (10 m²/s) RE Ramal leste 304 km (8 m³/s) RO Ramal oeste 182 km (15/5 m³/s) RL-AC Ramal litoral (Acaraú-Curú) 141 km (6 m³/s) RL-CC Ramal litoral (Curú-CIPP) 43 km (6 m³/s) Cinturão de Águas do Ceará Aç. Cedro Q=15m³/s Q=20m³/s Q=10m³/s Q=25m³/s Q=5m³/s Comprimento total 1.300 km Q=30m³/s
Trecho 1: Jatí Cariús 08 Municípios no percurso do canal Jati Brejo Santo Porteiras Abaiara Missão Velha Barbalha Crato Nova Olinda
Jati Início da obra do Cinturão de Águas do Ceará
TRECHO 1 DO CAC JATI/CARIÚS CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS SISTEMA ADUTOR COM EXTENSÃO TOTAL DE 144,88 km. CAPTAÇÃO EM CANAL NA BACIA HIDRÁULICA DA BARRAGEM JATI E TERMINO NA BACIA DO RIO CARIÚS (ADUÇÃO GRAVITÁRIA). OBRAS PRINCIPAIS EXTENSÃO (km) CANAIS 120,0 9 TÚNEIS 5,98 27 SIFÕES 18,9
Trecho 1 Planta e Perfil km 0-70 Porteiras Ferrovia Transnordestina Sifão Porteiras Sifão BR-116 Jati Juazeiro do Norte CE-293 CE-397 Sifão Baixa Funda Sifão Areia Timbaúba BR-116 Túnel Veneza PIRSF TúneisBaixio Túnel Sítio do Boi Alto 1e2 Missão Velha Sifão Boqueirão Sifão Boqueirão Túnel Sítio Alto 2 Túnel Sítio Alto 1 Túnel Baixio do Boi Sifão Porteiras Sifão Baixa Funda Brejo Santo Sifão BR BR-116 Sifão Jardim CE-153 Sifão Areia Sifão Jardim Túnel Veneza Captação Jati Fonte: VBA Tecnologia e Engenharia S/A
Seções Típicas dos Canais Fonte: VBA Tecnologia e Engenharia S/A
PRINCIPAIS ESTUDOS GEOTÉCNICOS Sondagens (tipos solos, espessuras, compacidades ou consistências, nível d água); Exploração do subsolo (k, E, Ko, φ, c); e das jazidas; Análise de estabilidade de taludes; Percolação da água no solo; Parâmetros de compressibilidade; Análise de Colapso e de Expansão...
- Aterros de até 20,0 de altura (12,30 m); - i = 0,00025 m/m para manutenção da carga hidráulica; Cota inicial de 479,10 m e final de 479,08 m, SPT
Fonte: VBA Tecnologia e Engenharia S/A - Estaca 35+488 -N SPT variando de 5 a 8 (até 4,0m)
MATERIAL DIAMETRO DOS GRÃOS ( % ) PEDREGULHO ACIMA DE 2,00 mm 0,0 AREIA GROSSA 0,6-2,0 mm 2 AREIA MÉDIA 0,2-0,6 mm 30 AREIA FINA 0,06-0,2 mm 45 SILTE 0,002-0,06 mm 15 ARGILA ABAIXO DE 0,002 mm 8 - Estaca 35+488 LL= 28% IP=13% - Areia argilosa (SC)
Compactação do Material de Aterro hótima=10,82% massa específica seca máxima = 19,34 kn/m³.
Análise de Colapso do Solo Índice de vazios x Tensão vertical Índice de vazios x Tensão vertical h nat = 11,3 % h seco= 4,5 % PC=3,5% PC=5% inundação = 270 kpa Jenning e Knigth (1975): Sem Problema (0<PC<1); Problema moderado (1<PC<5); Problemático (5<PC<10); Problema grave (10<PC<20); Problema muito grave (PC>20).
Estudo dos Solos de Aterro Locais de amostragem
Granulometriae Limites AMOSTRA PED. (%) AREIA GROSSA (%) AREIA MÉDIA (%) AREIA FINA (%) SILTE+ARG (%) LL IP AM19 (6+600) 0,25 0,05 0,45 25,71 73,54 35 10 AM05 (9+400) 0,36 2,06 20,6 42,64 34,34 20 6 AM06 (9+500) 0,23 1,02 13,47 36,66 48,62 25 4 AM20 (12+725) 16,67 13,31 8,27 22,35 39,4 29 10 AM21 (23+500) 0 0,21 25,47 65,86 8,46 - - AM22 (27+600) 0 0,11 18,75 66,38 14,76 - - AM23 (39+914) 0 0 3,07 79,48 17,45 - -
Estudo dos Solos Compactados AMOSTRA γsec max(kn/m3) h ótima AM19 (6+600) 14,5 18 AM05 (9+400) 16,7 9,5 AM06 (9+500) 15,8 12,5 AM20 (12+725) 15,8 12 AM21 (23+500) 15,6 8 AM22 (27+600) 16 9,5 AM23 (39+914) 15 13,7
Estudo dos Solos Compactados -Adensamento
Estudo dos Solos Compactados Expansão Amostra Deformação de Expansão (%) Pressão de Expansão (kpa) Potencial de Expansão Holtz e Gibbs (1956) Seed et al (1962) AM19 (6+600) 3,4 75 Baixo Médio AM05 (9+400) 0,0 - Baixo Baixo AM06 (9+500) 0,0 - Baixo Baixo AM20 (12+725) 0,97 17 Baixo Baixo AM21 (23+500) 0,0 - Baixo Baixo AM22 (27+600) 0,0 - Baixo Baixo AM23 (39+914) 0,0 - Baixo Baixo Nos EUA, o custo com danos devido a solos expansivos em obras civis, atingiu em 1987 cerca de U$ 9 bilhões (Jones & Jones (1987) e Day (1999)).
Estudo dos Solos 0,0 Compactados Colapso Def ormação Volumétrica (%) 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 AM05 AM06 AM19 AM21 AM22 AM23 AM20 1 10 100 1000 Tensão Vertical (kpa)
Estudo dos Solos Compactados Colapso Amostra Potencial de Colapso (%) Classificação da Colapsibilidade Jenning e Knigth Vargas (1978) (1975) AM19 (6+600) 0,24 Não Colapsível Sem Problema AM05 (9+400) 0,22 Não Colapsível Sem Problema AM06 (9+500) 0,19 Não Colapsível Sem Problema AM20 (12+725) 12,0 Colapsível Problema Grave AM21 (23+500) 0,48 Não Colapsível Sem Problema AM22 (27+600) 0,11 Não Colapsível Sem Problema AM23 (39+914) 0,24 Não Colapsível Sem Problema Jenning e Knigth (1975): Sem Problema (0<PC<1); Problema moderado (1<PC<5); Problemático (5<PC<10); Problema grave (10<PC<20); Problema muito grave (PC>20).
Separaaengenhariacivildadécadade60osdesafios eram grandes, hoje esses desafios são ainda maiores, porque é preciso suprir necessidades e demandas em escalassemprecrescentes. Paulo Teixeira Cruz, 2003.
Ao contrário da medicina, que atende a um paciente por vez, eu consigo alcançar milhares de pessoas fazendoumaúnicaobra. Jaime de Azevedo Gusmão Filho, 2000.
OBRIGADA PELA ATENÇÃO anabandeira@cariri.ufc.br