Estudo geotécnico para aceleração de recalques com utilização de drenos verticais

Abstract

O constante crescimento urbano no litoral de Santa Catarina tem intensificado a ocupação de áreas com condições geotécnicas desfavoráveis, onde os solos, em estado natural, apresentam elevada compressibilidade, baixa resistência e baixa capacidade de suporte, acarretando problemas de estabilidade e recalques excessivos. Um dos métodos para mitigar a problemática de recalques é adoção de drenos verticais, a fim de antecipar os recalques para o período construtivo. Para garantir a efetividade dessa solução é necessário investigações geotécnicas de qualidade, que permitam definir os parâmetros e a estratigrafia do depósito, possibilitando prever o comportamento do solo. Nesse contexto, apresenta-se nesse trabalho um estudo geotécnico para aceleração de recalques com drenos verticais, aplicado a um aterro sobre um depósito sedimentar argiloso, localizado no município de Tijucas, SC. O objetivo foi acelerar o processo de adensamento, antecipando os recalques primários, de modo que as deformações previstas ocorressem durante a fase executiva da obra, dentro de um período estimado de doze meses. No estudo foram considerados os efeitos de longo prazo, como o smear e os recalques secundários, bem como a definição dos parâmetros geotécnicos necessários para prever o comportamento do solo. A magnitude do recalque foi de 94 cm e, considerando as exigências do projeto, foi necessário um aterro de 6,65 m para atingir a cota de projeto e compensar os recalques. Os resultados obtidos indicaram que, para o aterro analisado o tempo para ocorrência dos recalques seria em torno de 78 meses, o que de fato confirma a necessidade de uma solução de aceleração. Foram propostas quatro soluções, e em todas foi possível atingir no mínimo 96% dos recalques no final do prazo estipulado. A configuração que apresentou o melhor desempenho correspondeu à disposição dos drenos em malha triangular espaçados a 1,5 m, associada a uma sobrecarga de 50 cm que possibilitou o atingimento de 100% dos recalques no prazo de doze meses. Para a estabilidade, adotou-se a execução do aterro em etapas que previu intervalos de espera entre as quatros fases de alteamento, permitindo o ganho de resistência do solo e garantido a segurança da obra ao longo de sua execução.

The constant urban growth on the coast of Santa Catarina has intensified the occupation of areas with unfavorable geotechnical conditions, where the soils, in their natural state, exhibit high compressibility, low strength, and low bearing capacity, leading to stability problems and excessive settlements. One of the methods to mitigate the settlement problem is the adoption of vertical drains, in order to anticipate settlements to the construction period. To guarantee the effectiveness of this solution, high-quality geotechnical investigations are necessary, which allow defining the parameters and stratigraphy of the deposit, making it possible to predict the soil behavior. In this context, this paper presents a geotechnical study for the acceleration of settlements using vertical drains, applied to an embankment over a clayey sedimentary deposit, located in the municipality of Tijucas, SC. The objective was to accelerate the consolidation process, anticipating the primary settlements, so that the predicted deformations would occur during the construction phase of the project, within an estimated period of twelve months. The study considered long-term effects, such as smear and secondary settlements, as well as the definition of the necessary geotechnical parameters to predict the soil behavior. The magnitude of the settlement was 94 cm and, considering the project requirements, an embankment of 6.65 m was necessary to reach the design elevation and compensate for the settlements. The obtained results indicated that, for the analyzed embankment, the time required for settlements to occur would be around 78 months, which indeed confirms the need for an acceleration solution. Four solutions were proposed, and in all of them, it was possible to achieve at least 96% of the settlements by the end of the stipulated deadline. The configuration that presented the best performance corresponded to the arrangement of drains in a triangular pattern spaced 1.5 m apart, associated with a surcharge of 50 cm, which made it possible to achieve 100% of the settlements within the twelve-month period. For stability purposes, the embankment construction was adopted in stages, which included waiting intervals between the four heightening phases, allowing the soil to gain strength and ensuring the safety of the structure throughout its execution.