Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

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Projecto Geotécnico - Execução de fundações profundas A tecnologia Cutter Soil Mixing Pedro Nuno Picado Lopes Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Professor Jaime Santos Orientador: Professor Alexandre Pinto Vogais: Professora Laura Caldeira Outubro 2010

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Projecto Geotécnico - Execução de fundações profundas

A tecnologia Cutter Soil Mixing

Pedro Nuno Picado Lopes

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Júri

Presidente: Professor Jaime Santos

Orientador: Professor Alexandre Pinto

Vogais: Professora Laura Caldeira

Outubro 2010

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I

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I

Agradecimentos

O desenvolver deste trabalho teve o apoio e colaboração de diversas pessoas, às

quais quero deixar o meu agradecimento:

Ao meu orientar, Professor Alexandre Pinto, pela oportunidade que me concedeu,

pelos conhecimentos práticos e teóricos que me transmitiu e pela paciência demonstrada

em me aconselhar sempre que precisei.

Ao Professor Rui Gomes, pelo apoio, ajuda e disponibilidade com que me prestou

esclarecimentos.

Ao Engº. João Núncio, da JetSJ- Geotecnia, pela simpatia e disponibilidade em

prestar todos os esclarecimentos relativos ao projecto do colégio.

À Engª. Isa Marquez, da GeoRumo, pelo apoio demonstrado, pelos

esclarecimentos prestados em obra e por todos os dados fornecidos.

À empresa Alves Ribeiro, na pessoa do Eng. Miguel Morais Sarmento, por me ter

facilitado o acesso ao estaleiro da obra, que me permitiu assim acompanhar todo o evoluir

da mesma.

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II

Resumo

A evolução das soluções de tratamento de solos tem vindo a contribuir para um

ganho crescente de utilizações de terrenos de poucas características mecânicas. Um

exemplo das vantagens alcançadas na execução de fundações profundas, com recurso a

técnicas de tratamento de solos, é o caso prático do Colégio Pedro Arrupe, abordado nesta

dissertação.

O objectivo principal desta empreitada geotécnica foi a execução de fundações

profundas para os 10 edifícios pertencentes ao complexo escolar. A necessidade destes

trabalhos advém das características geotécnicas do solo. Este apresenta uma camada de

aterros (com escombros de betão armado e fragmentos de rochas, no seu interior),

seguindo-se uma camada aluvionar muito mole (NSPT = 1 pancada), antes de encontrar o

estrato firme, que surge a uma profundidade variável entre os 6 e os 28 metros.

Tendo em conta o cenário geotécnico e o curto prazo para execução da obra,

optou-se por recorrer à tecnologia Cutter Soil Mixing. A solução estrutural residiu na

execução de painéis solo-cimento, armados com perfis metálicos, transmitindo as cargas

de fundação ao estrato Miocénico. O seu dimensionamento e método construtivo

(acompanhado em obra) são apresentados nesta dissertação, expondo-se também as

vantagens e debilidades que apresenta. Destaca-se a este nível a economia da solução

CSM, que face a uma solução tradicional de estacas moldadas, consegue obter no caso

presente, uma poupança estimada em 18%.

Palavras chave

Cutter Soil Mixing, painel, fundações indirectas, microestacas, solo-cimento

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III

Abstract

The evolution of soil improvement solutions has been contributing to the increasing

use of land with poor geotechnical characteristics. An example of the benefits achieved in

the implementation of deep foundations, using techniques of ground improvement, is the

case study of Pedro Arrupe School, discussed in this thesis.

The main objective of this geotechnical work was the execution of the deep

foundations for the 10 buildings belonging to the school complex. The need for these works

comes from the geological characteristics of soil. The intersected soil has a surface layer of

land fill (with rubble of concrete and pieces of rock in its interior), over a very soft alluvial

layer (NSPT = 1), resting over the firm stratum, located at a depth varying from 6 to 28

meters.

Given the geological scenario, as well as the very tight work schedule, the Cutter

Soil Mixing technology was adopted. The solution consists on the implementation of

structural panels of soil-cement, reinforced with hot rolled steel profiles, allowing the

transmission of loads to the Miocene strata. This design and construction methods

(accompanied on site) are presented in this work, pointing out the merits and weaknesses

of the solution. Stands out at this level, the economy of the CSM solution, which compared

with a traditional solution, achieves an estimated saving of about 17%.

Key-words

Cutter Soil Mixing, panel, indirect foundations, micropiles, soil-cement.

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IV

Índice Geral

Agradecimentos ............................................................................................................... I

Resumo ........................................................................................................................... II

Palavras chave ................................................................................................................ II

Abstract .......................................................................................................................... III

Key-words ...................................................................................................................... III

Índice Geral ................................................................................................................... IV

Índice de Figuras .......................................................................................................... VII

Índice de Tabelas ........................................................................................................... X

1- Introdução ....................................................................................................................... 1

1.1-Introdução ................................................................................................................. 2

1.2-Técnicas de tratamento de solos ............................................................................... 4

2- A técnica Cutter Soil Mixing ............................................................................................. 8

2.1- Cutter Soil Mixing ..................................................................................................... 9

2.2- A máquina .............................................................................................................. 13

2.3- Dimensionamento e processo construtivo .............................................................. 19

3- Caso prático da obra do Colégio Pedro Arrupe .............................................................. 24

3.1- Descrição do enquadramento geral da obra ........................................................... 25

3.2- Descrição do enquadramento geotécnico e geológico do local .............................. 28

3.2.1- Estudo geotécnico .......................................................................................... 28

3.2.2- Quantidades de trabalho e resultados ............................................................ 30

3.2.3- Análise e interpretação dos resultados ........................................................... 31

3.3- Projecto de fundações ............................................................................................ 35

3.3.1- Solução de fundação profunda ....................................................................... 35

3.3.2- Modelo de funcionamento estrutural dos painéis ............................................ 38

3.3.3- Passadiços e pavimentos exteriores ............................................................... 43

3.3.3- Passadiços e pavimentos exteriores ............................................................... 43

Page 7: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

V

3.3.4- Materiais ......................................................................................................... 43

3.3.5- Plano de instrumentação e observação .......................................................... 44

3.4- Execução dos painéis ............................................................................................ 44

3.4.1- Trabalhos “In situ” ........................................................................................... 44

3.4.2- Exemplo de condicionantes à técnica Cutter Soil Mixing ................................ 46

3.4.3- Painéis com perfis metálicos .......................................................................... 48

3.4.4- Painéis com micro-estacas ............................................................................. 50

3.5- Projecto de estabilização do talude de contraforte do Aterro Sanitário de Beirolas 54

4- Análise comparativa entre soluções de fundações profundas ........................................ 58

4.1- Contexto da análise comparativa ........................................................................... 59

4.2- Solução por estacas moldadas .............................................................................. 60

4.2.1- Acções e critérios de Pré-dimensionamento ................................................... 60

4.2.2- Avaliação das capacidades resistentes de “ponta” das estacas moldadas, para

diferentes diâmetros construtivos ............................................................................. 66

4.3- Bloco B4 – Avaliação de esforços solicitantes e apuramento da solução de

fundação ....................................................................................................................... 68

4.4- Bloco B7 – Avaliação de esforços solicitantes e apuramento da solução de

fundação ....................................................................................................................... 75

4.5- Quantificação das soluções de fundação executadas, com recurso a painéis Cutter

Soil Mixing ..................................................................................................................... 79

4.5.1- Bloco B4 ......................................................................................................... 79

4.5.2- Bloco B7 ......................................................................................................... 80

4.6- Critérios e estimativa de comparação de custos .................................................... 80

4.6.1- Critérios construtivos e de orçamentação ....................................................... 80

4.6.2- Estimativa e comparação de custos................................................................ 81

4.7- Observações e conclusões à comparação de custos ............................................. 83

5- Conclusões .................................................................................................................... 86

5.1- Análise e comentários ............................................................................................ 87

5.2- Desenvolvimentos Futuros ..................................................................................... 89

6- Referências Bibliográficas ............................................................................................. 90

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VI

6.1- Bibliografia ............................................................................................................. 91

Anexos .............................................................................................................................. 92

Lista de anexos ............................................................................................................. 93

Page 9: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

VII

Índice de Figuras

Figura 1 - Gráfico com evolução da utilização de técnicas de tratamento de solos. ............. 9

Figura 2 - Trado rotativo de Soil Mixing.............................................................................. 10

Figura 3 - Geometria dos produtos resultantes de Soil Mixing. .......................................... 10

Figura 4 - Processos construtivos de Soil Mixing. .............................................................. 10

Figura 5 - Equipamento Cutter Soil Mixing. ........................................................................ 11

Figura 6 - Efeito final de um painel executado pelo método Cutter Soil Mixing. ................. 11

Figura 7 - Máquina de execução dos painéis Cutter Soil Mixing. ....................................... 13

Figura 8 - Sistema hidráulico de estabilização de vibrações. ............................................. 13

Figura 9 - Diferentes modelos de máquinas CSM existentes no mercado. ........................ 14

Figura 10 - Dimensão relativa de um homem, face ao equipamento de CSM. ................... 15

Figura 11 - Equipamento de CSM "Quattro Cutter". ........................................................... 16

Figura 12 – “Secções-tipo” de execução dos painéis CSM. ............................................... 17

Figura 13 – Diferentes tipos de rodas dentadas disponíveis para o equipamento. ............. 17

Figura 14 – Conjunto de fotografias, tiradas em obra, apresentando o cockpit e o ecrã com

sistema “B-Tronic”. ............................................................................................................ 18

Figura 15 - Silos de armazenamento de cimento para abastecimento contínuo da máquina

de produção de painéis CSM. ............................................................................................ 19

Figura 16 - Posicionamento do equipamento na pré-escavação de guiamento.................. 21

Figura 17 - Inicio da descida do painel. .............................................................................. 21

Figura 18 - Esquema de rotação das rodas dentadas, durante o processo construtivo. ..... 22

Figura 19 - Exemplo do esquema construtivo de um painel armado com perfil metálico. ... 22

Imagem 21 - Vista aérea da central de compostagem, após demolição parcial da sua

estrutura. ........................................................................................................................... 25

Figura 20 - Central de compostagem e os escombros da sua demolição. ......................... 25

Figura 22 - Vista aérea do local de implantação do colégio Pedro Arrupe. ........................ 26

Figura 24 - Simulação computadorizada do aspecto final do colégio. ................................ 27

Figura 23 – Implantação e identificação dos edificios do colégio. ...................................... 27

Figura 25 - Planta de localização dos ensaios geotécnicos. .............................................. 29

Figura 26 - Perfil geotécnico, corte I - Anexo IV ................................................................ 33

Figura 27 - Perfil geotécnico, corte II ................................................................................. 34

Figura 28 - Reacção do painél CSM quando actuado por momento flector. ....................... 35

Figura 29 - Pilares no alinhamento dos painéis CSM e execução da laje do piso terreo,

apoiada nas vigas de fundação. ........................................................................................ 37

Page 10: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

VIII

Figura 30 – Vigas de fundação em betão armado. ............................................................. 37

Figura 31 - Encabeçamento dos perfis metálicos do painél CSM e execução das vigas de

fundação em betão armado. .............................................................................................. 37

Figura 32 – Esboço ilustrativo do modelo de funcionamento estrutural do painel CSM "Tipo-

A". ...................................................................................................................................... 39

Figura 33 - Esboço ilustrativo do modelo de funcionamento estrutural dos paineis CSM

"Tipo-B" a “Tipo-E” . ........................................................................................................... 40

Figura 34 - Provetes cubicos recolhidos "in situ" para execução de ensaios...................... 42

Figura 35 - Escombros de equipamentos descobertos enterrados no solo. ....................... 45

Figura 36 - Escavadora em operações de limpeza de um dos tanques. ............................ 45

Figura 37 - Entulho proveniente da limpeza de um dos tanques existentes no solo. .......... 45

Figura 38 - Execução das colunas de Jet Grouting. ........................................................... 47

Figura 39 - Execução das vigas de fundação no encabeçamento do perfil metálico que

arma o painél CSM. ........................................................................................................... 48

Figura 40 - Colocação do perfil HEB no interior do painél CSM e estrutura de guiamento. 48

Figura 41 – Verificação da verticalidade dos perfis. ........................................................... 49

Figura 42 – Colocação do perfil HEB. ................................................................................ 49

Figura 43 – Painel concluídos e saneado. ......................................................................... 50

Figura 44 – Painéis concluídos, por saneado. ................................................................... 50

Figura 45 – Microestacas armazenadas em estaleiro. ....................................................... 51

Figura 46 – Verificação da verticalidade da execução. ...................................................... 51

Figura 47 – Encaixe de nova microestaca para continuação da cravação. ........................ 51

Figura 48 – Colocação da microestaca no interior do painel. ............................................. 51

Figura 49 - Colocação dos ultimos metros de microestacas com recurso a uma máquina

"bate-estacas". ................................................................................................................... 52

Figura 50 – Cravação de uma microestaca e ao lado, em simultâneo, a execução de um

novo painel de CSM........................................................................................................... 52

Figura 51 - Painel finalizado, já com a colocação das duas microestacas pronta. ............. 53

Figura 52 - Localização do contraforte e dos blocos B3 e B4. ............................................ 54

Figura 53 - Representação da parte do aterro a remover. ................................................. 54

Figura 54 - Fotografia do aterro a remover. ....................................................................... 55

Figura 55 – Superfície de deslizamento para a zona B, na situação 4. .............................. 56

Figura 56 - Superfície de deslizamento para a zona B, na situação 2. ............................... 56

Figura 57 – Corte da solução em Jet Grouting proposta para incrementar a resistência ao

deslizamento do aterro de contraforte. ............................................................................... 57

Figura 58 - Planta da solução em Jet Grouting proposta para incrementar a resistência ao

deslizamento do aterro de contraforte. ............................................................................... 57

Page 11: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

IX

Figura 59 - Ilustração da localização dos varios edificios do colégio. ................................. 59

Figura 60 - Plano de cargas com os esforços dos "nós" 1, 2 e 3, do Bloco B4, para

exemplificação. .................................................................................................................. 61

Figura 61 - Identificação no corte geotecnico do anexo IV, do local de implantação do Bloco

4. ....................................................................................................................................... 63

Figura 62 - Identificação no corte geotecnico do anexo IV, do local de implantação do Bloco

4. ....................................................................................................................................... 63

Figura 63 - Ábaco associado à superfície de rotura da Figura 61, com valores para Nq em

função do ângulo de atrito interno do solo de fundação. .................................................... 65

Figura 64- Superficie de rotura adoptada por Terzaghi (1943), para uma estaca circular,

carregada axialmente. ....................................................................................................... 65

Figura 65 - Planta de fundações do Bloco 4,com painéis CSM e com numeração

identificativa dos "nós". ...................................................................................................... 69

Figura 66 - Planta de fundações do Bloco 7,com painéis CSM e com numeração

identificativa dos "nós". ...................................................................................................... 75

Figura 67 - Colégio concluido e em funcinamento. ............................................................ 88

Page 12: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

X

Índice de Tabelas

Tabela 1 - Quantidades de trabalho dos ensaios CPT. ...................................................... 30

Tabela 2 - Quantidades de trabalho dos ensaios de Vane Test. ........................................ 30

Tabela 3 - Caracterização dos resultados obtidos pelos testes. ......................................... 31

Tabela 4 - Quantidades de trabalho dos ensaios SPT. ...................................................... 31

Tabela 5 - Parametros mecanicos adoptados para dimensionamento das fundações. ...... 32

Tabela 6 - Parâmetros de dimensionamento dos painéis CSM. ......................................... 36

Tabela 7 - Valores de referencia para quantificação da tensão de atrito passivel de ser

mobilizada. ........................................................................................................................ 38

Tabela 8 - Quantidades referentes à execução do projecto de fundações. ........................ 46

Tabela 9 - Factores de segurança obtidos, na simulação em elementos finitos, para cada

situação. ............................................................................................................................ 56

Tabela 10 - Tensão resistente de "ponta" para o terreno. Considerando o coeficiente de

minoração perconizado pela combinação AC1-C1 do EuroCódigo 7, na execução de uma

estaca moldada. Coeficiente de correlação a partir de ensaios de campo de n=1. ............ 66

Tabela 11 - Resistências de dimensionamento por "ponta" e em condições dreanadas,

para as diferentes secções de estacas. Valores obtidos através da Tabela 10. ................. 66

Tabela 12 - Resistências de dimensionamento por "ponta" e em condições não dreanadas,

para as diferentes secções de estacas. Valores obtidos através da Tabela 10. ................. 67

Tabela 13 - Tensão resistente de "ponta" do terreno. Considerando o coeficiente de

minoração perconizado pela combinação AC1-C2 do EuroCódigo 7, na execução de uma

estaca moldada. Coeficiente de correlação a partir de ensaios de campo de n=1. ........... 67

Tabela 14 - Resistencias de dimensionamento por "ponta" e em condições drenadas, para

as diferentes secções de estacas. Valores obtidos através da Tabela 12. ......................... 67

Tabela 15 - Resistencias de dimensionamento por "ponta" e em condições não drenadas,

para as diferentes secções de estacas. Valores obtidos através da Tabela 12 .................. 68

Tabela 16 – Máximos esforços de compressão, para cada “nó” de fundação respeitante ao

Bloco B4. ........................................................................................................................... 70

Tabela 17 - Selecção das várias “secções-tipo” de estacas moldadas, a executar, na

fundação de cada "nó" do edificio B4. ................................................................................ 71

Tabela 18 - Esforço de tracção em cada "nó" de fundação do bloco B4 e respectivo

comprimento minimo de encastramento das respectivas estacas. ..................................... 74

Tabela 19 - Máximos esforços de compressão, para cada “nó” de fundação respeitante ao

bloco B7. ............................................................................................................................ 76

Page 13: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

XI

Tabela 20 - Selecção das várias “secções-tipo” de estacas moldadas, a executar na

fundação de cada "nó" do edificio B7. ................................................................................ 77

Tabela 21 - Quantidades dos tipos de paineis CSM executados, na estrutura de fundação

do bloco B4. ....................................................................................................................... 79

Tabela 22 - Quantidade e tipo de painel CSM executado na estrutura de fundação do bloco

B7. ..................................................................................................................................... 80

Tabela 23 - Preços dos materiais e dos trabalhos de execução considerados para a

orçamentação das soluções CSM e de estacas moldadas. ............................................... 81

Tabela 24 - Preço da solução de fundação dos blocos B4 e B7, recorrendo a estacas

moldadas. .......................................................................................................................... 82

Tabela 25 – Estimativa de preços da solução de fundação executada com recurso a

paineis CSM, referente aos blocos B4 e B7. ...................................................................... 83

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1

1- Introdução

Page 15: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

2

1.1- Introdução

A engenharia serve para criar soluções, estruturais ou não, que permitam resolver

problemas e servir a população consoante as suas necessidades. Como tal, nem sempre

se pode escolher o solo sobre o qual se pretende construir determinada infra-estrutura,

surgindo assim a necessidade de o tratar. A importância do tratamento de solos na

construção civil é basilar porque permite instalar infra-estruturas em localizações de

importância estratégica, quando o solo no local em causa é de muito fracas características

mecânicas.

A presente dissertação de mestrado enquadra-se neste contexto e é o resultado do

acompanhamento de uma obra geotécnica, cuja componente principal foi a execução de

fundações profundas. A obra em causa foi a do Colégio Pedro Arrupe, localizado na zona

Norte do parque Expo, confinante ao Aterro Sanitário de Beirolas, junto à margem Sul do

Rio Trancão, em Lisboa.

O Dono de Obra é a empresa “Alves Ribeiro S.A.”, o projecto de fundações

especiais é da autoria da empresa “JetSJ-Geotecnia, Lda.” e a respectiva empreitada de

trabalhos geotécnicos ficou ao encargo da empresa “GeoRumo-Tecnologia de Fundações

S.A.”.

Trata-se de um complexo escolar que ocupa uma área de aproximadamente 72.000

(m2), constituído por 10 blocos de edifícios e cujos principais condicionalismos geológicos

e geotécnicos se assinalam pela existência de uma camada de aterros recente, cuja

espessura média ronda os 5 metros e que no seu interior apresenta espessos elementos

de betão armado, pertencentes à antiga infra-estrutura existente no local. Ainda a referir

que sob esta camada de aterro e peças de betão encontra-se uma camada de solo

aluvionar lodoso, muito mole, de espessura variável entre os 5 e os 25 metros e cujo valor

médio de NSPT é 1 pancada.

Debaixo desta camada de lodos localiza-se o substrato Miocénico competente, cuja

constituição predominante é de origem calcária, o que cria o cenário geológico-geotécnico

ideal para recorrer à tecnologia Cutter Soil Mixing como solução de fundações profundas.

Também o tempo de execução das empreitadas era condicionante, uma vez que o inicio

dos trabalhos em obra se deu em Outubro de 2009, com prazo de execução até Setembro

de 2010 (arranque do ano lectivo), criando assim mais uma condicionante ao método

construtivo a adoptar.

Page 16: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

3

Parte do tempo dispendido para este trabalho foi passado na obra, acompanhando

os trabalhos de execução das fundações, permitindo assim observar e aprender os

métodos construtivos utilizados que agora são aqui expostos e explicados.

A estrutura deste trabalho apresenta-se em 5 capítulos principais:

A Introdução, com a apresentação do trabalho e uma breve referência às várias

técnicas de tratamento de solos;

A Técnica Cutter Soil Mixing (CSM), onde se descreve e apresenta o método

construtivo dos painéis solo-cimento executados com recurso à tecnologia CSM, usada na

execução do projecto geotécnico das fundações do colégio;

O Caso prático da obra do Colégio Pedro Arrupe, onde se apresenta o projecto de

fundações e o trabalho resultante do acompanhamento da obra, com descrição das várias

fases de execução, bem como dos problemas e condicionantes que foram surgindo no

decorrer da empreitada;

A Análise comparativa entre soluções de fundações profundas, onde se apresenta

um pré-dimensionamento alternativo para as fundações do colégio, recorrendo a uma

solução de estacas moldadas, com o objectivo de estimar uma relação de preços entre a

solução executada e uma solução de referência no mercado;

As Conclusões são o último capítulo, fazendo um comentário final ao método Cutter

Soil Mixing, referindo as suas vantagens e desvantagens no campo construtivo e

económico.

Page 17: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

4

1.2- Técnicas de tratamento de solos

O conceito geral de tratamento do solo consiste no melhoramento das

características de deformabilidade, resistência e/ou permeabilidade, permitindo assim

viabilizar projectos onde tecnicamente e /ou economicamente era impossível com o solo

original. Como facilmente se compreende, este tema assume elevada importância, pois a

investigação e o avanço tecnológico vão permitindo um ganho crescente de território

passível de corresponder às necessidades construtivas.

O tratamento de solos permite também reforçar fundações de edifícios degradados,

recalçando sapatas e estacas, aumentando a capacidade resistente das fundações e a

qualidade da resposta em serviço e em estado último do terreno, tornando possível que

edifícios antigos possam ser ampliados, reabilitados e ter novos usos. Em alguns casos,

investir numa solução de reforço ou tratamento, permite reduzir custos e prazos face a

sistemas de fundações profundas tradicionais.

A escolha da técnica de tratamento a executar tem de ter em conta numerosos

factores, desde logo, a caracterização geotécnica local e envolvente, a competitividade

económica, as condições de vizinhança, prazo de execução, compatibilidade com outros

trabalhos construtivos que se realizem na obra e logicamente, com o objectivo geral

pretendido, seja a execução de fundações profundas de um edifício, a execução de um

túnel ou mesmo de uma estrutura de contenção periférica.

Remontam aproximadamente ao inicio do século IX os primeiros tratamentos de

solos em obras de engenharia civil. Na época, os trabalhos envolviam maioritariamente a

injecção (a baixas pressões) de suspensões aquosas de ligante, cal ou argila em falhas de

substratos rochosos de fundação de barragens, para redução de fugas de água. O

tratamento era pouco invasivo, não danificava ou alterava a matriz do terreno e apenas

preenchia os seus grandes vazios com argamassa.

Em 1887 surgiram as primeiras bases ligantes (bases químicas) a poderem ser

misturadas e injectadas em solos, agregando e solidificando o mesmo. O problema é que

estes ligantes criavam presa tão rapidamente que destruíam os equipamentos de

distribuição e bombagem. Para contornar o problema, surgiu em 1925 nos EUA, um

sistema que injectava no solo separadamente as várias componentes químicas do ligante

e como os componentes do ligante só interagiam entre si quando já estavam inseridos no

solo, a presa não se dava no equipamento. Contudo havia muita dificuldade em conseguir

Page 18: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

5

uma mistura completa dos componentes no interior do terreno, limitando fortemente a sua

aplicação.

Por volta de 1950 começaram a fazer-se os primeiros estudos de injecção de calda

de cimento em solos, o que se previa ser uma óptima solução, pois os custos de produção

eram significativamente mais baixos que a execução de injecções de químicos no solo (até

à data eram usados ligantes a base de sódio e silicatos). Por volta de 1954, surge nos

Estados Unidos da América, o conceito de mistura mecânica de solo (segundo um eixo

helicoidal), com um ligante. Estavam assim a ser dados os primeiros passos no “Deep Soil

Mixing”. É de referir que apesar de esta tecnologia ter “nascido” nos EUA, o seu

melhoramento e desenvolvimento de novas metodologias construtivas, em muito se deveu

aos Suecos, criando e desenvolvendo o método “Swedish Lime Column” (SLC) e ao

Japoneses, criadores do método húmido, “Wet Deep Mixing”. [1]

Com o avanço tecnológico são cada vez mais as opções construtivas disponíveis e

melhores as características mecânicas finais que se conseguem obter, podendo-se

distinguir dois grandes grupos de técnicas de tratamentos de solos, as “técnicas clássicas”

e as “técnicas recentes”, das quais se faz uma breve referência sobre alguns dos métodos

mais utilizados.

No grupo das “técnicas clássicas” mais utilizadas encontra-se a Substituição dos

Solos, segundo a qual se retira a camada de solo indesejada e se coloca solo escolhido,

de boas características mecânicas, sendo por isso relativamente simples de executar.

Contudo, este método para ser economicamente competitivo, depende da localização e da

qualidade das manchas de empréstimo, bem como dos locais de depósito para o solo

original.

Quando o terreno o permite, também se pode recorrer a Injecções de calda de

cimento para preenchimento de falhas, sobretudo em substratos rochosos (método de

tratamento muito utilizado na construção de barragens).

O tratamento por Compactação “In Situ” adensa o solo e promove-lhe melhores

características mecânicas, no entanto é muito pouco versátil porque a sua utilização

apenas é possível para solos com características granulométricas especificas, geralmente

solos finos com alguma percentagem de argila. Este processo de tratamento de terrenos

altera o peso volúmico seco do solo, adensando-o, o que o torna mais resistente e menos

permeável.

Para terrenos predominantemente argilosos o tratamento de solos tradicional

recorre à execução de Drenanos e/ou colocação de Pré-carga (normalmente com

Page 19: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

6

colocação de drenos de areia, drenos de cartão ou geodrenos em complemento), que

permitem acelerar a consolidação do terreno através do incremento de tensão e de

fronteiras drenantes no mesmo. O elemento colocado para incrementar carga pode ter

carácter provisório ou definitivo e provoca no solo uma antecipação do assentamento

secundário, aumentando a sua resistência ao corte. Todavia, estas soluções, embora mais

económicas, apenas são compatíveis com cronogramas de obra dilatados, pois são muito

morosos os processos de consolidação.

No grupo das “técnicas recentes” a família das técnicas de Mistura Solo-Ligante,

(destacando-se entre os ligantes o cimento) são provavelmente as mais versáteis, pois

existem derivações que permitem a adaptação do conceito para vários tipos de solo e

sobre diferentes tipos de condicionantes construtivas. Neste contexto encontramos

técnicas como o Jet Grouting (ligante injectado a alta pressão no terreno) ou Deep Mixing

(mistura mecânica) que desagregam o solo existente e o misturam com um agente

aglutinante como cimento, cal, gesso, escoras, etc…), criando corpos sólidos (tipo colunas

ou painéis) no interior do terreno existente, usando o próprio como matéria-prima do novo

corpo resultante no seu interior.

Se o solo o permitir pode-se recorrer a Vibro-Compactação ou a Compactação

Dinâmica que, ao transmitirem vibrações ao terreno, permitem tratar por adensamento os

solos arenosos em profundidade.

A Vibro-Compactação é uma metodologia que recorre à introdução no solo, até

uma profundidade máxima de 35 metros, de uma agulha vibratória que transmite durante a

sua retirada o efeito de compactação ao solo. Este método divide-se em dois tipos, a Vibro

Flutuação, para solos arenosos, recorrendo à introdução de uma agulha no solo e à

adição de material granular (geralmente areia) e a Vibro Substituição que é semelhante à

anterior, mas usada em solos coerentes brandos, com adição de brita, criando estacas de

pequeno diâmetro. Estes processos permitem uma redução dos assentamentos em função

do espaçamento das colunas executadas e a sua aplicação é em geral sob as sapatas,

permitindo as colunas absorver a maioria das cargas.

A Compactação Dinâmica tem os mesmos objectivos da vibro-compactação, isto

é, melhorar as características do solo por compactação, fazendo-o vibrar. Pode-se recorrer

a explosivos ou ao efeito de um impacto no solo de um grande peso, provocando uma

onda de choque que adensa o solo. Contudo cada um destes métodos de vibração tem

limitações ao nível da profundidade a que consegue adensar o solo e logicamente o seu

rendimento e benefício dependem fortemente das especificidades do terreno. A utilização é

ainda condicionada pelas condições de vizinhança, em particular nas zonas urbanas.

Page 20: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

7

O Tratamento Térmico do solo, que pode funcionar por arrefecimento ou

aquecimento do mesmo, recorre por vezes ao congelamento provisório, com uso de azoto

líquido, congeladores, etc… permitindo a congelação da água existente nos poros de solo,

melhorando assim a sua resistência ao corte e capacidade mecânica. Esta técnica é

sobretudo viável em climas muito frios, o que limita bastante o seu uso. [2] ; [3].

Page 21: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

8

2- A técnica Cutter Soil Mixing

Page 22: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

9

2.1- Cutter Soil Mixing

O Soil Mixing é um modo de tratar terrenos, mesmo em profundidade, sem recorrer

a escavação ou cravação de elementos pré-fabricados, com o objectivo de incrementar a

sua capacidade de carga, impermeabilizar e promover o seu confinamento, dotando o solo

de novas características mecânicas. Esta técnica introduz um ligante (em geral cimento),

mistura-o com o solo e modifica as suas propriedades físicas e químicas, tendo numerosas

aplicações possíveis, pois existe uma vasta gama de equipamentos de mistura, bem como

a possibilidade da mistura do solo ser feita com qualquer tipo de fluido, por exemplo,

químicos para tratamento ambiental do solo. Este método de mistura de ligante com o solo

existente pode ser considerado simplificadamente como “Jet Grouting mecânico”, uma vez

que o conceito é semelhante, mas não recorre às elevadas pressões de injecção para o

efeito de mistura. Definem-se assim por Soil Mixing as técnicas de mistura solo-ligante que

envolvem processos mecânicos, na Figura 1 pode ver-se uma representação do

crescimento da utilização destas técnicas ao longo dos anos, em particular nas últimas

duas décadas do século passado.

O método de Soil Mixing mais conhecido no mercado é o de rotação segundo um

eixo vertical, utilizando um ou mais trados mecânicos acoplados a uma vara que transmite

a potência aplicada por uma máquina de perfuração rotativa, ver Figura 2.

Figura 1 - Gráfico com evolução da utilização de técnicas de tratamento de solos. [2]

Page 23: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

10

A tecnologia de Soil Mixing mais recente a surgir no mercado é a que resulta em

painéis, recorrendo à tecnologia Cutter Soil Mixing. A principal diferença entre os dois

reside no tipo de estrutura fabricada, resultando o primeiro em colunas e o segundo em

painéis solo-cimento, ver Figura 3.

Os processos construtivos de Soil Mixing separam-se em dois modos possíveis; por

via húmida, “Wet Deep Mixing” e por via seca, “Dry Deep Mixing” sendo o primeiro com

adição de argamassa fluida, pois o ligante é previamente misturado com água, e o

segundo caso, com adição de cimento seco (ou cal em pó), utilizando ar comprimido como

meio de transporte, ver Figura 4 com explicação esquemática.

Figura 2 - Trado rotativo de Soil Mixing. [3]

Figura 3 - Geometria dos produtos resultantes de Soil Mixing. [3]

Figura 4 - Processos construtivos de Soil Mixing. [3]

Page 24: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

11

A tecnologia Cutter Soil Mixing- CSM, baseada no conceito e equipamento do tipo

hidrofresa, é uma variante das técnicas de Deep Soil Mixing e é uma solução de fundação

profunda que recorre ao tratamento do solo “in situ”, promovendo a mistura mecânica do

mesmo com um ligante que lhe dê coesão, rigidez e resistência. Em todos os outros

processos de Soil Mixing as misturas são feitas com equipamentos de rotação segundo um

eixo vertical, sendo por isso a principal diferença, o facto de o CSM derivar das tecnologias

de escavação de paredes moldadas com recurso a Hidrofresa e portanto a rotação das

suas rodas dentadas ser feita segundo um eixo horizontal, permitindo uma maior

capacidade de corte do terreno, ver Figura 5.

A técnica CSM resulta em painéis de

excelentes características mecânicas, ver Figura 6.

O processo é uma inovação em Soil Mixing para

consolidação de solos e criação de contenções

periféricas (pois podem ser inseridos elementos

metálicos, que permitem armar os painéis, antes do

endurecimento do solo), competindo directamente

com consolidações por Jet Grouting e com

contenções de paredes moldadas. Ao executar

painéis secantes garante a homogeneidade e

continuidade do perímetro da contenção. A

execução destes painéis é possível para várias

espessuras, bastando substituir as rodas do

equipamento de rotação.

Figura 5 - Equipamento Cutter Soil Mixing.

Figura 6 - Efeito final de um painel executado pelo método Cutter Soil Mixing. [4]

Page 25: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

12

Comparando este processo na criação de contenções periféricas, com a execução

de paredes moldadas ou cortinas de estacas, é de realçar: o seu baixo custo de produção,

fruto do maior nível de produtividade e o menor custo de materiais (incorpora o solo

existente como matéria prima do produto resultante, dispensando as operações de

escavação e transporte a vazadouro) que possam ser necessários comparativamente a

outros métodos de contenção ou de fundação profunda (ex: tubos moldadores ou lamas

bentoniticas). A execução dos painéis é relativamente rápida e há ainda a possibilidade de

os armar com perfis metálicos e encastrar em substrato competente. Esta solução é

simples de executar e válida para uma gama muito alargada de solos e maciços rochosos,

podendo ser executada em conjunto com outras soluções de contenção como muros de

Munique. A solução de contenção é impermeável e garante um bom controlo de

verticalidade e uma profundidade de execução quase ilimitada (neste caso com

equipamento especifico, fazendo uso de um sistema de roldana em vez do sistema de

torre).

Os painéis resultantes fazem com que esta técnica seja uma óptima solução para

mitigação do potencial de liquefacção de um solo, para criação de cortinas de

impermeabilização, quando os estratos são permeáveis, e ainda pode ser usada no

tratamento de solos contaminados, executando as barreiras de protecção ambiental que

visem evitar a propagação de contaminações, bem como misturando agentes químicos de

tratamento (em vez de cimento) com a matriz de solo contaminado.

Esta tecnologia não induz vibração no terreno, é amiga do ambiente (pela

poupança de matéria-prima e por não necessitar de recorrer a lamas bentoniticas de

estabilização), é aplicável em todo tipo de solos (mesmo os mais duros) e a máquina

possui instrumentação de tal modo avançada, que assegura um elevadíssimo controlo de

qualidade, mesmo nos painéis mais profundos.

Contudo esta técnica também tem as suas desvantagens, a referir: a dimensão da

máquina, característica que pode ser problemática na sua colocação em estaleiro,

sobretudo em obras em meio densamente urbano, onde as condições de vizinhança lhe

limitam o acesso e o espaço de manobra. A máquina é constituída por um sistema de torre

muito alto (variável com o tipo de modelo), o que também limita o seu uso sob estruturas

de pé-direito baixo ou médio. Em geral, com excepção do sistema “quattro”, ver pagina 16,

só consegue trabalhar a céu aberto.

Outra importante característica condicionante do equipamento, é o seu elevado

peso, pois servindo os seus painéis para tratar terrenos “moles” e de características

Page 26: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

13

mecânicas por vezes muito más, pode ser bastante exigente do ponte de vista de

plataforma de trabalho.

De destacar também os cuidados de manutenção/prevenção e a necessidade, em

caso de avaria, de recorrer a técnicos especializados, para se poder proceder às

reparações “in situ”. [4]

2.2- A máquina

A máquina que executa estes painéis

através de uma vara tipo Kelly, é pesada, de

grandes dimensões, têm uma torre muito alta

(dependendo da profundidade pretendida para

os painéis), exige uma manutenção cuidadosa

e necessita de espaço de estaleiro, não só

pela máquina em si, mas também pelo espaço

de manobra, espaço para central de calda de

cimento e outros equipamentos de apoio à

execução, ver Figura 7. Porem permite

rendimentos de trabalho elevados e necessita

apenas de um técnico a operar a máquina e

eventualmente uma escavadora ligeira para

apoio à recolha do refluxo gerado pela

introdução da calda de cimento no solo,

apesar de diminuto quando comparado com

Jet Grouting.

Figura 7 - Máquina de execução dos painéis Cutter Soil Mixing.

Figura 8 - Sistema hidráulico de estabilização

de vibrações. [4]

Page 27: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

14

As máquinas de Cutter Soil Mixing possuem um chassis muito pesado e robusto,

animado por motores diesel de até aproximadamente 770 (cv), permitindo assim fornecer a

potência necessária ao sistema hidráulico e mecânico da máquina que é constituído por

uma vara rígida, dotada na extremidade de uma unidade com motores hidráulicos e rodas

dentadas, semelhante a uma fresa. Este equipamento possui na sua base do chassis um

sistema hidráulico de bloqueio que impede deslocamentos na base durante o processo

construtivo, permitindo assim que os painéis sejam executados sem perturbações devido a

vibrações mecânicas indesejadas, ver Figura 8.

Existem no mercado vários modelos de máquinas de CSM, variando no tamanho,

peso, na altura da torre e por consequência, na profundidade dos painéis que conseguem

produzir, ver Figura 9.

Figura 9 - Diferentes modelos de máquinas CSM existentes no mercado. [5]

Page 28: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

15

O equipamento é constituído pelo tractor e pelo sistema RG, que é o sistema de

torre telescópica que transfere as forças de binário para os diferentes sistemas de

equipamento opcional de trabalho a instalar (rodas, no caso especifico do Cutter Soil

Mixing). No mercado estão disponíveis sistemas RG 14 até RG 25, sendo

respectivamente, as capacidades de execução de trabalhos em profundidade de 14 metros

a 25 metros.

Quanto aos diversos equipamentos disponíveis para o sistema RG, são de

destacar: os sistemas de vibração para estacas prancha, os sistemas de cravação para

estacas prancha, os sistemas de rotação vertical simples ou duplos (para colunas de Soil

Mixing), os sistemas de colocação de vara Kelly, os sistemas de perfuração de trado

contínuo, o sistema de Cutter Soil Mixing e ainda o sistema de cravação de estacas por

impacto em queda livre de um martelo hidráulico.

Mostra-se de seguida, na Figura 10, um exemplo da máquina de Cutter Soil Mixing

do tipo RG 25 e no anexo I, um catálogo para os vários equipamentos disponíveis para o

sistema RG 25.

Figura 10 - Dimensão relativa de um homem, face ao equipamento de CSM. [5]

Page 29: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

16

A este conjunto de máquinas junta-se também a existência do equipamento

“Quattro Cutter”, ver Figura 11, que é uma máquina de Cutter Soil Mixing, idêntica no

funcionamento, mas que usa um sistema com roldana ao invés do sistema RG, podendo

executar painéis a profundidades quase ilimitadas, dependendo unicamente do

comprimento dos cabos.

Figura 11 - Equipamento de CSM "Quattro Cutter". [5]

Page 30: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

17

A toda esta gama de máquinas associam-se ainda dois tipos de secção de painel

(largura x espessura), oferecendo assim ao projectista várias opções de dimensionamento,

ver Figura 12.

O Cutter Soil Mixing foi especialmente desenvolvido para poder desagregar

mecanicamente solos difíceis, contudo pode ser utilizado em quase todo o tipo de solos e

por isso estão disponíveis vários tipos de rodas dentadas, de fácil substituição, ver Figura

13.

Figura 13 – Diferentes tipos de rodas dentadas disponíveis para o equipamento. [6]

Figura 12 – “Secções-tipo” de execução dos painéis CSM. [6]

Page 31: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

18

A execução é controlada pelo sistema “B-Tronic” que permite a apresentação em

tempo real ao operador, num ecrã de interface gráfica, de todos os dados relativos ao

funcionamento da máquina e da execução dos painéis, permitindo por exemplo, corrigir a

verticalidade da execução dos mesmos, ver Figura 14. Este sistema permite também o

armazenamento contínuo dos dados de produção da máquina num disco rígido, ficando

armazenados e podendo ser consultados num computador sempre que seja necessário

averiguar a qualidade de execução dos painéis.

Considerando a execução dos painéis solo-cimento, temos de ter em conta a

necessidade de equipamentos acessórios á produção, pois o funcionamento da máquina

implica um caudal de abastecimento de ligante constante e em quantidade adequada,

exigindo por isso a presença de uma central de produção de calda de cimento no estaleiro.

Esta central de abastecimento é composta por silos de armazenamento de cimento

em pó (2 x 17 toneladas cada, no caso especifico da obra do Colégio Pedro Arrupe1),

reservatórios de água, unidade misturadora e unidade de armazenamento de calda de

cimento com sensores de nível. Todo o processo de mistura è controlado por um operário

alocado à central, cuidando ele de todo o processo de preparação da mistura até a calda

chegar à unidade de armazenamento. A partir da máquina de Cutter Soil Mixing é

controlado o caudal de abastecimento, uma vez que a unidade de armazenamento é

administrada pela própria máquina de CSM, ver Figura 15. [4] ; [5] ; [6] ; [7] ; [8]

1 Obra a referir no 3º capítulo desta dissertação.

Figura 14 – Conjunto de fotografias, tiradas em obra, apresentando o cockpit e o ecrã com sistema “B-Tronic”.

Page 32: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

19

2.3- Dimensionamento e processo construtivo

O dimensionamento de soluções de fundação profunda requer sempre a recolha e

análise preliminar de vários tipos de informação, sejam relativas a restrições legais e

regulamentares, seja a condições de implantação e/ou condições de vizinhança, tais como,

estruturas circundantes, estruturas subterrâneas, serviços ou mesmo limitações

arqueológicas. Devem também ser consideradas restrições ambientais, incluindo ruído e

vibrações, bem como futuras ou correntes actividades construtivas, como túneis ou

escavações profundas.

Em complemento ao bom dimensionamento deve sempre ser previsto um sistema

de instrumentação e observação, bem como um plano de ensaios e testes “in situ”.

Antes da fase de dimensionamento é também necessário definir um plano de

prospecção geotécnica, de forma a prever com o máximo rigor possível os parâmetros

característicos do solo. Consoante o tipo de estrutura geotécnica a executar, diferentes

relevâncias tomam os diferentes parâmetros de solo a ser ensaiados, contudo de uma

forma geral referem-se:

Figura 15 - Silos de armazenamento de cimento para abastecimento contínuo da

máquina de produção de painéis CSM.

Page 33: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

20

Espessura, composição e rigidez dos estratos de solo;

Presença de godos ou pedregulhos nos substratos;

Presença de solo com tendência a empolar;

Cavidades, vácuos ou fissuras;

Nível freático e possível pressão artesiana;

Agressividade da água no solo;

Presença de solo orgânico e sulfuretos;

Propriedades do solo após a mistura;

Características físicas do solo, tais como: limites de consistência; densidade;

mineralogia; teor em água; compressibilidade; permeabilidade; resistência ao

corte.

O dimensionamento é feito para garantir que o solo tratado se mantém adequado

ao uso requerido e que suporta todas as acções a que fique sujeito durante a sua vida útil.

O seu dimensionamento deve ser económico, mas garantir a segurança aos Estados

Limites Últimos e de Serviço considerados como condicionantes. [9] ; [10]

O método construtivo de um painel é bastante simples e necessita de poucas

pessoas alocadas á sua execução, apenas um operário para controlo do equipamento de

CSM, um operário responsável pela central de produção e abastecimento de calda de

cimento, um operário com uma escavadora ligeira para abrir a escavação guia e durante o

decorrer da operação, prestar assistência na recolha de refluxo gerada pela introdução da

calda de cimento, e eventualmente, um operário adicional para apoio e ajuda na

verificação de posicionamento e verticalidade da escavação do muro guia.

O primeiro passo neste processo construtivo começa na abertura de uma

escavação de guiamento e de uma pequena fossa adjacente que permita receber o refluxo

gerado pela introdução de calda de cimento no solo. Após o posicionamento correcto da

máquina, e com as rodas dentadas do sistema Cutter Soil Mixing devidamente colocadas

dentro da escavação de guiamento, ver Figuras 16 e 17, começa-se então a dar inicio à

mistura (processo de descida). Nesta fase as rodas dentadas giram “para fora”,

desagregando o solo e libertando fluido, que pode ser água, bentonite, polímeros ou

geralmente uma calda de cimento mais pobre, através de canais de injecção instalados

entre as rodas. À medida que a execução do painel vai descendo até a cota pretendida, o

manobrador do equipamento vai, em tempo real, controlando, através do sistema “B-

Tronic” (computador de bordo), a verticalidade do painel, a pressão “in situ”, a cota de

profundidade, a velocidade de descida e o caudal de calda injectada, entre outros,

podendo a qualquer instante fazer as correcções necessárias à boa execução do painel.

Page 34: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

21

Figura 16 - Posicionamento do equipamento na pré-

escavação de guiamento.

Figura 17 - Inicio da descida do painel.

Page 35: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

22

Quando o equipamento atinge a cota pretendida, inverte o sentido de rotação das

rodas (rodando agora “para dentro”), libertando uma mistura de calda de cimento mais

forte (com um teor de cimento, em geral, 4/3 a 2 vezes superior ao da descida) e dando de

seguida inicio à subida, homogeneizando e enriquecendo mais em cimento a mistura, ver

Figura 18.

Todo este processo dá se de forma relativamente rápida, podendo logo de seguida

executar-se o painel seguinte. Consoante o tipo de solos atravessados, a descida e subida

do painel pode ser mais rápida ou mais lenta, mas em geral, um painel de 25 metros de

comprimento, demora em média 2 horas e 30 minutos a executar completamente.

Consoante a função para a qual é concebido o painel, pode ou não ser armado com algum

tipo de perfil metálico, sendo este colocado imediatamente após a conclusão da mistura,

enquanto o solo-cimento não criou presa, ver Figura 19.

Figura 18 - Esquema de rotação das rodas dentadas, durante o processo construtivo. [8]

Figura 19 - Exemplo do esquema construtivo de um painel armado com perfil metálico. [8]

Page 36: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

23

Nota relativa ao caso prático do Colégio Pedro Arrupe:

No caso especifico da obra do Colégio Pedro Arrupe, abordado mais

detalhadamente no capítulo 3, a descida dos painéis foi feita com injecção de calda de

cimento na razão água/cimento = 3 e com uma velocidade média de descida de 4

minutos/metro.

Na subida o teor de água/cimento injectado teve a razão de 0,667, com uma

velocidade média de subida de 1,8 (minutos/metro).

Como dados gerais de execução, refere-se que o tempo médio de produção

completa de um metro linear de painel (contabilizando subida e descida) é de 7 minutos,

ou de uma forma mais simples, um painel de 10 metros de comprimento, demora 1h10min.

O consumo de cimento é de 560 (Kg/ m3 de cimento).

Se o terreno não se encontrar “limpo”, isto é, livre de escombros metálicos, ou

peças de betão densamente armadas (como ocorreu no caso prático do Colégio Pedro

Arrupe), é necessário fazer um trabalho preparatório de saneamento do local, pois apesar

da máquina conseguir “furar” por blocos de betão, a existência dos fios de aço desgasta-

lhe as rodas dentadas.

Page 37: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

24

3- Caso prático da obra do Colégio Pedro

Arrupe

Page 38: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

25

3.1- Descrição do enquadramento geral da obra

O caso de estudo é referente à obra de construção do Colégio Pedro Arrupe,

localizado na zona Norte do Parque das Nações, freguesia de Sacavém, Loures. O colégio

fica junto à margem direita do rio Trancão e contíguo ao Aterro Sanitário de Beirolas,

ocupando uma área de aproximadamente 72.000 (m2). De referir também que parte desta

área foi anteriormente ocupada por uma central de compostagem, ver Figura 20 e 21,

demolida aquando os trabalhos da Expo 98, deixando ficar escondidas no terreno parte

das estruturas subterrâneas e das fundações. Na Figura 22 pode ver-se a vista aérea do

local de construção do estabelecimento de ensino, constituído por 10 blocos

independentes, interligados por um conjunto de passadiços exteriores cobertos.

Figura 21 - Central de compostagem e os escombros da sua demolição. [2]

Imagem 20 - Vista aérea da central de compostagem, após demolição parcial da sua estrutura. [2]

Page 39: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

26

As condições de vizinhança caracterizam-se pela existência, a Sudeste do recinto,

do aterro/contraforte de 7 metros de altura, cuja função é confinar e estabilizar o Aterro

Sanitário de Beirolas. Esta condicionante é de especial importância, pois os blocos B3 e B4

encontram-se parcialmente localizados na área onde está implantado o contraforte, ver

Figura 23.

A obra teve início em Outubro de 2009, com prazo de execução até Setembro de

2010 (limitado pelo inicio do ano lectivo), surgindo assim a condicionante adicional de

propor uma solução que permitisse uma rápida evolução dos trabalhos.

Os blocos são em estrutura de betão armado, variando geometricamente entre si,

dependendo da utilização a que se destinam. Os edifícios são de 1, 2 ou 3 pisos, em

estrutura porticada e de lajes fungiformes, ver Figura 23 e 24, com disposição e

identificação dos blocos. No anexo II apresenta-se um desenho da implantação do colégio.

Outra característica particular e importante nesta obra é a presença de lixo urbano

de todo o tipo, enterrado no solo a pouca profundidade, bem como escombros em betão

armado pertencentes aos antigos edifícios da Central de Compostagem existente no local

anteriormente à Expo 98.

Figura 22 - Vista aérea do local de implantação do colégio Pedro Arrupe. [11]

Page 40: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

27

Figura 23 - Simulação computadorizada do aspecto final do colégio.

Figura 24 – Implantação e identificação dos edificios do colégio.

Legenda da Figura 23:

Bloco 1 – Administrativo Bloco 6 – Pavilhão desportivo

Bloco 2 – Refeitório Bloco 7 – Piscina

Bloco 3 – Infantil Bloco 8 – Edifício de apoio aos campos desportivos

Bloco 4 – 1º e 2º ciclo Bloco 9 – Portaria

Bloco 5 – 3º ciclo e ensino secundário Bloco 10 - Auditório

Page 41: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

28

A solução de fundações proposta para as estruturas dos edifícios recorreu à

tecnologia de painéis de solo-cimento (CSM), armados com perfis metálicos HEB, tendo o

seu dimensionamento sido desenvolvido a partir dos resultados de estudos geológicos e

geotécnicos realizados pelas empresas “Fundasol” e “Geocontrole”, no decorrer do ano de

2009, e também a partir do plano de cargas a transmitir às fundações pelos edifícios e do

levantamento topográfico do local.

3.2- Descrição do enquadramento geotécnico e geológico do local

3.2.1- Estudo geotécnico

A empresa “Geocontrole, Geotecnia e Estruturas de Fundação, S.A.”, foi a

responsável pelo segundo estudo geotécnico. Tendo em vista a caracterização adequada

do comportamento do terreno, foi implementada uma campanha de prospecção que

envolveu a realização de 9 ensaios de penetração estática com piezocone (CPT1 a CPT9)

e 3 sondagens mecânicas de furação vertical (MO/PZ1 a MO/PZ3), para execução de

ensaios de Vane Test e posterior instalação de piezómetros hidráulicos.

Após a análise dos resultados dos ensaios CPT, o projectista requereu para o

substrato Miocénico, a execução de um conjunto de 6 sondagens geotécnicas de ensaios

SPT (SG1 a SG6), para complementar a informação facultada, definindo assim de forma

mais precisa o desenvolvimento do substrato, na zona a implantar os edifícios.

De referir também, que existiam já 4 sondagens geotécnicas (SPT), realizadas em

Abril de 2009, pela empresa “Fundasol”, relativos ao primeiro estudo geotécnico.

Na Figura 25 (na próxima pagina) e em maior detalhe no anexo III, encontra-se a

planta de localização dos ensaios.

Para uma compreensão mais fácil do desenvolvimento dos trabalhos de

prospecção, desde já se explica, simplificadamente, que o solo de fundação se

caracterizava pela presença de uma camada de aterro recente, cuja espessura média

ronda os 5 (m) e apresentava no seu interior alguns elementos de betão armado

(originários da antiga central de compostagem), seguindo-se uma camada de lodos de

espessura compreendida entre 5 a 25 (m) e cujo valor médio de NSPT era de uma pancada.

Por último, surge o substrato Miocénico, competente, constituído essencialmente por

elementos de natureza calcária.

Page 42: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

29

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Page 43: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

30

3.2.2- Quantidades de trabalho e resultados

Os ensaios de penetração estática com piezocone serviram para caracterização da

camada aluvionar através dos valores obtidos de resistência de ponta (qc); atrito lateral

(fs); pressão intersticial (ut); razão de fricção (Rf) e inclinação (º), apresentando-se na

Tabela 1, que se segue, as profundidades obtidas em cada ensaio.

Tabela 1 - Quantidades de trabalho dos ensaios CPT.

Nº do ensaio Profundidade Alcançada (m)

Pré-furação (m)

CPT 1 19,84 10,00

CPT 2 12,56 12,45

CPT 3 17,10 13,50

CPT 4 11,24 10,50

CPT 5 12,00 10,70

CPT 6 24,34 5,00

CPT 7 8,44 5,90

CPT 8 16,54 12,80

CPT 9 32,56 8,10

Total 154,62 88,95

As “profundidades de pré-furação” referidas na Tabela 1 devem-se às

profundidades necessárias para passar a camada de aterros heterogéneos, e as

profundidades referidas como “profundidades alcançadas”, referem-se às espessuras da

camada aluvionar.

Relativamente aos ensaios de Vane Test, para caracterização da resistência ao

corte não drenada dos solos lodosos existentes no local, foi necessário executar uma

furação com tubos revestidos, até a cota desejada do ensaio, aproveitando-se

posteriormente, a abertura dos furos para instalação dos piezómetros hidráulicos de

circuito aberto. Na Tabela 2 pode ver-se as quantidades de trabalho referentes aos

ensaios.

Tabela 2 - Quantidades de trabalho dos ensaios de Vane Test.

Nº da sondagem Furação Piezómetro (m) Ensaio Vane Test

MO/PZ1 21,00 20,00 1

MO/PZ2 23,00 20,00 1

MO/PZ3 29,50 15,00 3

Total 73,50 55,00 5

Page 44: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

31

Tabela 3 - Caracterização dos resultados obtidos pelos testes.

Nº da sondagem Profundidade (m) Resistência ao corte não drenada

Pico (Cu)fv (KPa) Residual (Cur)fv (KPa)

MO/PZ1 13,00 101 21

MO/PZ2 14,00 73 23

MO/PZ3-1 6,00 62 13

MO/PZ3-2 16,00 41 9

MO/PZ3-3 19,00 33 12

Na Tabela 3 caracterizam-se as resistências não drenadas dos lodos (Cu), podendo

considerar-se os valores de pico em análises estáticas, mas apenas os valores residuais

numa análise dinâmica (ex: sismo), uma vez que esta implica deformações mais elevadas.

Visando complementar a informação geológica-geotécnica disponibilizada pelos

ensaios CPT, foi implementado um conjunto de 6 sondagens com execução de ensaios

SPT, no sentido de definir o horizonte do substrato Miocénico, na área de implantação dos

edifícios.

Na tabela seguinte, Tabela 4, particularizam-se as quantidades de trabalho relativas

à execução das sondagens geotécnicas.

Tabela 4 - Quantidades de trabalho dos ensaios SPT.

Nº da sondagem Furação (m) SPT (un.)

SG1 16,60 3

SG2 13,94 3

SG3 16,64 3

SG4 15,33 4

SG5 12,33 3

SG6 10,72 3

Total 85,56 19

3.2.3- Análise e interpretação dos resultados

Em consequência da interpretação dos ensaios, concluiu-se que a coluna lito-

estratigráfica local se assemelha ao apresentado nos desenhos esquemáticos, Figuras 26

e 27, onde os depósitos de aterro se estabelecem no topo, com espessuras da ordem de 5

a 13,5 (m), destacando-se ainda a existência pontual de peças de betão armado em

profundidades entre 3,0 e 5,0 (m). Nos anexos IV e V apresentam-se os cortes com os

perfis geotécnicos interpretativos.

Page 45: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

32

Após os aterros encontravam-se camadas de terreno predominantemente lodoso,

caracterizados por resistências de ponta (qc) entre 0,5 e 1,5 (MPa), que confirmam a sua

má qualidade mecânica. Foram perscrutados aluviões com cerca de 2 a 24 (m) de

espessura, valores que somados aos aterros superficiais, promovem a ocorrência de

terrenos aluvionares até profundidades da ordem de 7,5 a 32,5 (m).

Quanto ao substrato do Miocénico, este classificou-se como pertencente à unidade

denominada por “Areolas de Cabo Ruivo (MVIIb)”, do Miocénico da região de Lisboa e

apresentava no geral um desenvolvimento irregular. O substrato é dominado por uma

alternância de leitos, com composição coesiva e granular, fundamentalmente constituídos

por camadas silto-argilosas e areno-siltosas, intercalando passagens calco-greso-

fossilíferas (cascões), de níveis pouco espessos e de fraca continuidade lateral, exibindo

um comportamento geomecanico muito resistente.

Os resultados obtidos confirmavam as fracas capacidades mecânicas do terreno

para suporte de fundações directas, impelindo assim a uma opção de tratamento do solo

com execução de fundações indirectas. Na Tabela 5 que se segue apresentam-se os

valores adoptados pelo projectista para simulação do comportamento dos solos no âmbito

do dimensionamento das fundações.

Tabela 5 - Parametros mecanicos adoptados para dimensionamento das fundações.

γ [KN/m3] ν Cu [KN/m

2] ф´[º]

Aterro (ZG1) 17 0,3 0 25

Aluvião (ZG2) 16 0,3 41 0

Miocénico (ZG3) 19 0,3 150 35

Page 46: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

33

Fig

ura

26

- P

erf

il ge

oté

cnic

o, co

rte

I -

A

ne

xo I

V

Page 47: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

34

Fig

ura

27

- P

erf

il ge

oté

cnic

o, co

rte

II

Page 48: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

35

3.3- Projecto de fundações

3.3.1- Solução de fundação profunda

Tal como referido anteriormente, o complexo escolar é constituído por 10 blocos de

volumetria variável, onde os blocos B4 e B5, sendo os de maior altura (com 3 pisos

elevados), são os que apresentam os planos de carga mais condicionantes, em particular

nas fundações dos núcleos que terão de resistir à acção sísmica.

Deste modo e tendo por base o cenário geológico e geotécnico do local da obra,

assim como a amplitude e tipo de cargas a transmitir às fundações, optou-se pela

execução de uma solução de fundações profundas recorrendo a painéis de solo-cimento,

executados através da tecnologia Cutter Soil Mixing – (CSM), armados com perfis

metálicos, do tipo HEB, que foram dimensionados para acomodar cargas axiais de

compressão e sobretudo de tracção, pois sob acção sísmica, a elevada rigidez do núcleo

obriga a que os painéis tenham capacidade de resistir a momentos flectores, os quais por

consequência originam esforços de tracção. Nos anexos VI e XI, apresentam-se

respectivamente, as plantas de todos os modelos de painéis CSM armados com perfis

HEB e a sua disposição na planta do recinto escolar.

Uma das vantagens desta solução é a possibilidade de armar o painel de CSM com

2 perfis metálicos, permitindo assim responder as solicitações de momento flector, ao criar

um efeito de binário na fundação, ver Figura 28.

Os painéis executados para as fundações do colégio devem garantir no mínimo a

mobilização de 2,0 (MPa) de valor de resistência à compressão em Estado Limite Último

(com um factor de segurança de 2), ao fim de 28 dias, e um módulo de deformabilidade,

sobre cargas axiais, de 1,0 (GPa).

Figura 28 - Reacção do painél CSM quando actuado por momento flector (funcionam simétricamente).

Page 49: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

36

Com base na análise aos dados recolhidos nos ensaios, a modelação do

comportamento do terreno e dos painéis foi feita através dos parâmetros cujos valores

estimados se encontram na Tabela 6.

Tabela 6 - Parâmetros de dimensionamento dos painéis CSM.

γ [KN/m3] ν Cu [KN/m

2] ф´[º]

Aterro (ZG1) 17 0,3 0 25

Aluvião (ZG2) 16 0,3 41 0

Miocénico (ZG3) 19 0,3 150 35

Colunas de Jet Grouting

21 0,3 400 40

Painéis de CSM 21 0,3 400 40

Estes elementos de solo-cimento acomodarão a totalidade das cargas axiais a

transmitir as fundações e são encabeçados por maciços de betão armado, contraventados

por vigas de fundação, igualmente em betão armado, sobre as quais surgem os pilares da

super-estrutura, ver Figuras 29, 30 e 31 (página seguinte). Estas vigas servem ainda de

apoio aos pavimentos térreos, realizados através de lajes alijeiradas com abobadilhas

cerâmicas, de forma a assegurar que todos os elementos estruturais e não estruturais dos

edifícios ficavam fundados, em condições de segurança, ao nível do substrato Miocénico.

Page 50: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

37

Figura 30 – Vigas de fundação em

betão armado.

Figura 29 - Pilares no alinhamento

dos painéis CSM e execução da laje do piso terreo, apoiada nas vigas de fundação.

Figura 31 - Encabeçamento dos

perfis metálicos do painél CSM e execução das vigas de fundação em betão armado.

Page 51: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

38

3.3.2- Modelo de funcionamento estrutural dos painéis

A secção dos painéis CSM executada foi de 2,4 x 0,5 (m2), com comprimento total

compatível com os critérios de encastramento definidos para as formações Miocénicas,

acomodando uma tensão de compressão, para cargas de serviço, não superiores a 1,0

(MPa) e um módulo de deformabilidade não inferior a 1 (GPa).

Como já referido anteriormente, os painéis foram armados com perfis HEB,

dimensionados para acomodar as cargas de compressão e sobretudo esforços de tracção.

Estes, por estarem inseridos na mistura solo-cimento, estão protegidos contra fenómenos

de encurvadura e de corrosão (pela agressividade do terreno envolvente, escolheu-se o

cimento pozolânico).

A solução adoptada permite também criar efeito de confinamento nos materiais

aluvionares, bem como optimizar as características de aderência dos painéis CSM e dos

perfis metálicos no substrato Miocénico, estando os parâmetros de cálculo de

dimensionamento das resistências laterais, apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 - Valores de referencia para quantificação da resistência lateral unitária passivel de ser mobilizada.

Interface Tensão de atrito de dimensionamento (KPa)

CSM-Miocénico 150

Aço-CSM 400

Quanto ao modelo de funcionamento estrutural destacam-se dois tipos diferentes

de painéis:

O funcionamento dos painéis “Tipo-A”, cuja interacção Aço-CSM transmite as

cargas do edifício aplicadas no topo do perfil metálico, para a secção do painel CSM.

A transmissão de cargas é feita através da tensão de atrito mobilizada ao longo do

perfil. O restante comprimento do painel mobiliza no substrato Miocénico, a resistência de

ponta e lateral necessária. Ver Figura 32, com esquema de interacção entre o perfil

metálico e o painel CSM.

Estes painéis “Tipo-A” foram executados apenas sob os “nós” da estrutura que não

impõe esforços de tracção nas fundações, pois o perfil metálico não acompanha o painel

CSM até ao Miocénico. Assim sendo, não consegue mobilizar resistência lateral de tracção

no painel CSM uma vez que a mistura solo-cimento tem uma resistência à tracção

Page 52: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

39

desprezável e uma baixa capacidade de mobilizar atrito lateral entre CSM e os lodos,

considerada nula para efeitos de dimensionamento.

Por outras palavras, quando o perfil metálico se encontra na zona de lodos a

resistência lateral que o perfil precisaria para resistir á tracção não existe, porque o painel

CSM não a consegue transmitir aos lodos envolventes.

Figura 32 – Esboço ilustrativo do modelo de funcionamento estrutural do painel CSM "Tipo-A".

Page 53: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

40

O funcionamento dos painéis restantes, “Tipo-B” a “Tipo-E”, ver exemplo na Figura

33, onde o perfil acompanha todo o comprimento do painel, é semelhante ao descrito para

o painel “Tipo-A”. A carga vertical do pilar concentra-se no encabeçamento dos perfis, e

este transmite-as ao painel CSM por atrito, que por sua vez a “descarrega” por ponta e

atrito lateral no Miocénico.

Á cota da base do painel CSM, a carga que originalmente era concentrada na

cabeça do perfil, já se degradou para toda a secção do painel permitindo aplicar uma

tensão baixa e homogénea no solo.

Figura 33 - Esboço ilustrativo do modelo de funcionamento estrutural dos paineis CSM "Tipo-B" a “Tipo-E” .

Page 54: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

41

O comprimento de “entrada” do painel CSM no estrato Miocénico é dimensionado

para cumprir duas condições:

A primeira, é garantir que na acção da carga de compressão condicionante, se

mobiliza atrito lateral suficiente de modo a que a tensão de ponta induzida ao solo não

passe de 1 (MPa) em serviço e 2 (MPa) em “Estado Limite Último”.

A segunda, é garantir que os esforços de tracção impostos na fundação durante a

acção sísmica, conseguem mobilizar atrito lateral suficiente para garantir a segurança da

estrutura.

A tensão de atrito lateral (ζ) entre o painel CSM e o Miocénico, foi estimada em 150

(KPa), pois adoptou-se o valor da menor tensão de atrito interna, entre os dois materiais

(150 (KPa) e 400 (KPa), respectivamente pertencentes ao substrato Miocénico e à mistura

solo-cimento). Através da expressão (1), pode calcular-se o comprimento de

encastramento necessário para garantir a resistência lateral aos esforços impostos.

;

Como forma de confirmação dos parâmetros resistentes da mistura solo-cimento,

foram recolhidas amostras no instante pós-execução, para ensaios de compressão

uniaxial, não confinado e com medição do módulo de deformabilidade, ver Figura 34

(página seguinte).

Page 55: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

42

No anexo VII apresentam-se as fichas técnicas dos resultados obtidos para os

cubos ensaiados aos 3 dias, aos 7 dias e aos 9 dias, onde se obtiveram resistências à

compressão de, respectivamente, 1.0 (MPa), 1.1 (MPa) e 1.7 (MPa). No gráfico 1,

apresentam-se os resultados obtidos nos ensaios de compressão. O ajustamento de uma

linha de tendência logaritmica, demonstra uma assimptota do valor de resistência à rotura

a 2 (MPa).

Figura 34 - Provetes cubicos recolhidos "in situ" para

execução de ensaios.

y = 0,6756ln(x) + 0,0646 R² = 0,9045

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

1 3 7 9 28

σro

tura

em

[M

Pa]

Nº Dias

Tensão de rotura dos provetes cubicos recolhidos em obra (MPa)

Gráfico 1 - Ajustamento de uma linha de tendência logaritmica, aos resutados dos testes de

compressão uniaxial, não confinados, efectuados nos provetes cubicos recolhidos em obra. A resistência máxima só se atinge aos 60 dias, contudo a variação será minima.

Page 56: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

43

3.3.3- Passadiços e pavimentos exteriores

As fundações dos passadiços exteriores, que interligam os blocos do colégio, foram

executadas com recurso a microestacas cravadas, do tipo TRM, armadas com varões de ø

25 (mm). A colocação desta armadura no interior da microestaca permite reforçar as zonas

de junta, verificar a verticalidade da execução e também promover a compensação da

eventual perda de secção em caso de corrosão. O projecto de arquitectura contemplava

também a existência de uma cobertura ajardinada sobre estes passadiços, originando

tensões sobre os respectivos pilares de suporte elevadas, assim sendo, estas cargas são

também absorvidas pelas microestacas já referidas.

Os restantes pavimentos exteriores do parque escolar têm os seus pavimentos

executados com recurso a uma camada de Tout Venant, assente sobre uma geogrelha

biaxial em polipropileno, associada a geotextil de separação. A função destes elementos

será a de minimizar os eventuais assentamentos diferenciais, motivados pela variação de

espessura dos aterros e dos materiais aluvionares subjacentes.

3.3.4- Materiais

Os materiais adoptados na execução das fundações, são:

Geossintéticos:

Geogrelha SS30G em PP, ou equivalente, devidamente certificada em

termos de comportamento a longo prazo.

Aço em elementos de estrutura metálica:

Perfis metálicos: HEB 120; HEB 160; HEB 200 – Aço: S 355JR

Microestacas TRM ø 170x9 (mm2) + 1 varão ø 25 (mm) – A 500 NR SD

Cimento tipo CEM I 42,5 R.

Page 57: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

44

3.3.5- Plano de instrumentação e observação

Como forma de validar o bom desempenho da solução executada, propôs-se a

implementação de um adequado Plano de Instrumentação e Observação, o qual incluía a

instalação de réguas topográficas nas fachadas dos edifícios e de marcas topográficas nos

pavimentos. Contudo, apesar de estar previsto no projecto, não chegaram a ser instalados

quaisquer instrumentos de observação do comportamento estrutural da obra. A localização

proposta para estes instrumentos encontra-se representada nas peças desenhadas, no

anexo VIII, e permitiria verificar o bom desempenho em serviço da estrutura durante a sua

vida útil. Os resultados medidos devem ser comparados com os critérios de alerta e alarme

definidos pelo projectista.

3.4- Execução dos painéis

3.4.1- Trabalhos “In situ”

O avanço dos trabalhos de construção dos painéis foram limitados, logo ao inicio,

pela presença de escombros diversos enterrados no solo, a profundidades variáveis entre

os 3 e os 5 metros. Os destroços eram resultantes da infra-estrutura da antiga central de

compostagem que outrora ocupara aquele local. Durante a execução dos primeiros metros

dos painéis foi frequente encontrar estruturas de betão armado intactas, tais como lajes de

ensoleiramento, pneus, cubas de compostagem, ou mesmo entulho e lixo urbano

simplesmente enterrado no solo, chegando mesmo a ser retirada uma pequena grua.

O equipamento de Cutter Soil Mixing apresenta dificuldade, traduzida em baixos

rendimentos, quando existe necessidade de ultrapassar estes obstáculos, tendo assim

provocado a necessidade de pré-sanear, com recurso a pequenas e grandes escavadoras

e a máquinas de martelos pneumáticos, toda a zona de implantação dos blocos B2 e B3.

Estes trabalhos de escavação e saneamento adicionais foram, por vezes, de grandes

proporções, alterando visivelmente a figura do estaleiro e causando uma elevada

complexidade de máquinas a operar em simultâneo, ver Figuras 35 a 37.

Page 58: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

45

Figura 37 - Entulho proveniente da limpeza de um dos tanques existentes no solo.

Figura 35 - Escombros de equipamentos descobertos enterrados no solo.

Figura 36 - Escavadora em operações de limpeza de um dos tanques.

Page 59: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

46

Após este trabalho adicional de limpeza os trabalhos geotécnicos da obra puderam

ser retomados. Destacam-se na Tabela 8 as principais quantidades associadas à sua

execução.

Tabela 8 - Quantidades referentes à execução do projecto de fundações.

3.4.2- Exemplo de condicionantes à técnica Cutter Soil Mixing

Devido à enorme quantidade de movimentação de terras e ao volume escavado de

lixo, entulho e peças de betão armado, em toda a zona de fundação do bloco B2, o Dono

de Obra decidiu aproveitar a escavação e acrescentar um piso enterrado a esse edifício.

Assim sendo, a cota do terreno escavado ficou muito próxima do inicio das

camadas aluvionares, provocando ainda a necessidade de executar uma rampa de

pendente agressiva, devido aos trabalhos já realizados nas zonas circundantes, tornando

assim difícil a deslocação do equipamento de execução dos painéis CSM. O tamanho e

peso da máquina já tinham sido referidos anteriormente como desvantagem, mostrando-se

agora num caso prático a necessidade de substituir o método de tratamento de solo CSM

por colunas de Jet Grouting de 1200 (mm) de diâmetro e igualmente armadas, mas

executadas com recurso a um equipamento mais leve e de menores dimensões, ver Figura

38. Em anexo IX, encontram-se as “plantas-tipo” das colunas de Jet Grouting armadas

com perfis HEB.

Outra situação onde o equipamento encontrou limitações, foi na execução das

fundações do bloco B6, onde a profundidade à qual se localiza o estrato Miocénico atingiu

os 28 metros. Como o equipamento utilizado apenas permitia atingir 25 metros de

profundidade, não se conseguia fundar e encastrar os painéis CSM. Para debelar o

problema, foi criada uma solução de recalçamento dos painéis com recurso a

microestacas, permitindo assim a entrega das cargas de fundação no estrato competente.

Painéis de CSM (2,4 x 0,5 m2) 6805 (m

3)

Colunas de Jet Grouting 166 (m3)

Perfis HEB 120 920 (m)

Perfis HEB 160 3610 (m)

Perfis HEB 200 407 (m)

Microestacas TRM (170 x 9 mm2) 1317 (m)

Betão armado em maciços de encabeçamento 240 (m3)

Betão armado em vigas de fundação 625 (m3)

Page 60: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

47

A solução passou pela execução dos painéis até a profundidade máxima (25

metros) e na posterior cravação de microestacas do tipo TRM ø 170 x 9 (mm), no interior

dos painéis CSM, logo após execução dos mesmos, enquanto a mistura se encontrava

fluida. Neste caso os painéis protegem as microestacas contra efeitos de encurvadura e

corrosão (à semelhança dos perfis metálicos), tendo sido armadas com varões de ø 25

(mm). A colocação do varão permite também verificar a verticalidade e reforçar as zonas

de junta entre os vários tubos que compõem o comprimento total da microestaca. No caso

da existência de fenómenos de corrosão e eventual perda de secção na microestaca, os

varões de aço garantirão alguma compensação.

Figura 38 - Execução das colunas de Jet Grouting.

Page 61: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

48

3.4.3- Painéis com perfis metálicos

A solução de fundações necessita

de armadura nos painéis solo-cimento

para lhes conferir alguma polivalência,

uma vez que estes por si só, têm

resistências á tracção e ao corte

limitadas. A armadura, perfil metálico, é o

elemento que garante a transmissão de

esforços entre as vigas de fundação, os

maciços de encabeçamento e os painéis

CSM de fundação, ver Figura 39.

O processo construtivo desta solução é simples. A execução do painel CSM segue

o método já descrito anteriormente, sendo apenas acrescido da colocação do perfil

metálico no seu interior, logo após a conclusão dos trabalhos de Soil Mixing, enquanto a

mistura solo-cimento está fresca. Os perfis chegam ao estaleiro da obra com o

comprimento comercial de 12,10 (m) e são previamente soldados quando o painel exige

comprimentos superiores. A sua implantação exige a presença de uma grua para o subir e

inserir no local de entrada da estrutura de guiamento, ver Figura 40.

Figura 39 - Execução das vigas de fundação no

encabeçamento do perfil metálico que arma o painél CSM.

Figura 40 - Colocação do perfil HEB no interior do painél CSM e estrutura de guiamento.

Page 62: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

49

A colocação é auxiliada por 2 operários sobre uma estrutura de guiamento,

(previamente colocada com a grua, e estrategicamente posicionada com a sua abertura no

local de entrada do perfil), que permite aos trabalhadores com auxílio de um prumo,

controlarem a implantação e a verticalidade da

colocação, ver Figura 41 e 42.

Em geral, o elevado peso próprio do perfil garante a sua descida sem dificuldade,

contudo, na fase final pode surgir a necessidade de usar o braço mecânico de uma

escavadora para “empurrar” os últimos metros do perfil.

O processo construtivo termina, com o saneamento da cabeça do perfil, ver Figura

43e 44 (próxima página).

Para a solução de fundações foram dimensionados vários “painéis-tipo”,

optimizando assim a solução e garantindo uma boa resposta para as diferentes

amplitudes de esforços e cargas a que estão sujeitos. Ver anexo VI.

Figura 42 – Colocação do perfil HEB.

Figura 41 – Verificação da verticalidade dos perfis.

Page 63: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

50

3.4.4- Painéis com micro-estacas

Esta solução surge pela necessidade de canalizar as cargas de fundação até ao

estrato firme, quando este se encontra a profundidades que não são possíveis de atingir

com os painéis CSM ou quando não se garante o comprimento de encastramento

necessário dos mesmos (limitados a 25 metros de comprimento pelo equipamento

mobilizado para esta obra).

Na área de implantação do pavilhão desportivo do colégio (bloco B6) e também no

edifício de apoio ao mesmo (bloco B8), a profundidade do estrato Miocénico chega a

atingir 28 metros. Tendo em conta a limitação do equipamento e o comprimento

insuficiente dos painéis que daí resultam, teve de se criar uma solução de recalçamento

que permitisse transmitir os esforços até á cota pretendida, sendo por isso incompatível

com os critérios de segurança e encastramento, manter os painéis de CSM armados com

perfis metálicos.

Esta adaptação consiste na cravação de microestacas do tipo TRM ø 170x9 (mm)

no interior da mistura solo-cimento, de forma semelhante à colocação, já descrita, dos

perfis metálicos. Ver Figura 45 a 48 (na próxima página).

Figura 43 – Painel concluído e saneado. Figura 44 – Painéis concluídos, por sanear.

Page 64: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

51

Figura 48 – Colocação da microestaca no interior

do painel.

Figura 47 – Encaixe de nova microestaca para

continuação da cravação.

Figura 45 – Microestacas armazenadas em

estaleiro.

Figura 46 – Verificação da verticalidade da

execução.

As microestacas garantem a continuidade entre elas por encaixe e devido ao seu

elevado peso próprio, facilmente penetram na mistura de solo-cimento, sendo apenas

necessário o equipamento de cravação nos últimos metros de implantação. Ver Figura 49 e

50 (na próxima página).

Page 65: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

52

Figura 49 - Colocação dos ultimos metros de microestacas com recurso a uma

máquina "bate-estacas".

Figura 50 – Cravação de uma microestaca e ao lado, em simultâneo, a execução de

um novo painel de CSM.

Page 66: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

53

Com o painel pronto e a microestaca colocada, é inserido um varão de ø 25 (mm)

com comprimento suficiente para garantir armadura em toda a zona onde a microestaca

não fica confinada pelo painel. Estes varões permitem a compensação da eventual perda

de secção em caso de corrosão da microestaca, a verificação da verticalidade, bem como

reforçar as juntas entre os vários troços. Posteriormente é injectada calda de cimento no

interior da microestaca para garantir a ligação entre os varões e as microestacas. No

dimensionamento, a calda de cimento injectada não teve qualquer função estrutural de

resistência à compressão. Ver Figura 51.

As microestacas cravadas, do tipo TRM, não são necessariamente seladas, estas

são cravadas e mobilizam a resistência do solo por “ponta”. Em certas circunstâncias, a

cravação destas microestacas poderá ser acompanhada da introdução de calda de

cimento, a qual percorre o interior das microestacas até sair por aberturas na “sapata de

ponta” o que por sua vez permite mobilizar um bolbo de selagem ao longo da microestaca.

No caso deste projecto, o critério de paragem de cravação (4 cm/min) e a natureza

do solo à qual esta “nega” ocorre permitem garantir uma transmissão de cargas suficiente

ao nível da sapata na ponta da microestaca.

A colocação dos varões permite também verificar a verticalidade das microestacas

cravadas, pelo que se sugeriu a colocação destes varões em toda a extensão das

microestacas, do mesmo modo o preenchimento com calda também foi realizado até ao

topo destas.

Também neste caso a solução de fundações apresenta diferentes “painéis-tipo”

com microestacas implantadas, ver anexo IX.

Figura 51 - Painel finalizado, já com a colocação das duas

microestacas pronta.

Page 67: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

54

3.5- Projecto de estabilização do talude de contraforte do Aterro

Sanitário de Beirolas

O parque escolar localiza-se contiguamente ao Aterro Sanitário de Beirolas, o qual

no seu perímetro possui, para estabilização, um outro aterro de 7 metros de altura, com

função de contraforte. O Projecto de Arranjos Exteriores definiu a sua remoção parcial,

uma vez que os blocos B3 e B4 se encontram parcialmente localizados sobre a

implantação deste mesmo contraforte, ver Figuras 52 a 54.

Figura 52 - Localização do contraforte e dos blocos B3 e B4. [3]

Figura 53 - Representação da parte do aterro a remover. [3]

Page 68: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

55

Devido à remoção de terras prevista foi preciso averiguar a segurança da nova

geometria do contraforte, verificando-se necessário conceber uma solução de estabilização

para o Aterro de Beirolas, de modo a compensar a redução da capacidade estabilizante do

contraforte.

Para avaliar estes efeitos, o projectista determinou em equilíbrio limite, um conjunto

de superfícies transversais de deslizamento, recorrendo ao programa de equilíbrio limite

SLIDE e analisando a estabilidade global do aterro pelo Método de Bishop Simplificado,

ver Figuras 55 e 56 com o resultado das superfícies de deslizamento mais condicionantes

(na próxima pagina).

Tendo por base o estipulado nos EuroCódigos 7 e 8, a estabilidade do contraforte

foi examinada para duas “zonas-tipo”, a A e a B, com as respectivas espessuras

aluvionares máximas de 4 metros e 6 metros, e ainda para os seguintes conjuntos de

diferentes situações:

1) Situação estática e sem escavação do contraforte;

2) Situação dinâmica de curto prazo (efeito de um sismo) e sem escavação do

contraforte;

3) Situação dinâmica de curto prazo, mas com escavação parcial do contraforte e sem

efectuar qualquer trabalho de reforço da estabilidade do aterro;

4) Situação dinâmica de curto prazo, com escavação parcial do aterro de contraforte e

com solução de estabilização proposta;

Figura 54 - Fotografia do aterro a remover.

Page 69: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

56

Na Tabela 9 podem ver-se os factores de segurança obtidos, para cada situação,

no programa de cálculo automático.

Tabela 9 - Factores de segurança obtidos, na simulação em elementos finitos, para cada situação.

Da análise da Tabela 9 conclui-se que a escavação parcial do contraforte o deixa

fora das condições de segurança regulamentares, para a acção sísmica prevista no Anexo

Nacional do EuroCódigo 8. Deste modo e tendo por base as características geológicas

locais, bem como a topografia do terreno, a heterogeneidade dos aterros e a necessidade

de não perturbar os terrenos (devido à proximidade do aterro de Beirolas), propôs-se uma

solução de estabilização recorrendo à tecnologia Cutter Soil Mixing.

A presença da máquina no estaleiro para execução das fundações permitia propor

a execução de painéis, armados com perfis metálicos HEB, e com entrega ao nível do

estrato Miocénico, incrementando a resistência ao corte da superfície de rotura. Estes

painéis seriam encabeçados por uma viga de betão armado, que garantiria a redistribuição

de esforços pelos vários elementos estruturais de solo-cimento.

Situação A – Aluvião de espessura máxima de 4 metros Factor de Segurança

1 3,59

2 0,99

3 0,82

4 1,08

Situação B – Aluvião de espessura máxima de 6 metros Factor de Segurança

1 3,34

2 0,93

3 0,79

4 1,06

Figura 55 – Superfície de deslizamento para a zona B, na situação 4.

Figura 56 - Superfície de deslizamento para a zona B, na situação 2.

Page 70: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

57

Devido ao limitado prazo de execução do complexo escolar, a obra avançou sem

ter sido efectuado nenhum trabalho relativo à estabilização do aterro. Uma vez que já se

encontravam todos os edifícios e os respectivos trabalhos de arranjos exteriores

concluídos, limitando assim os acessos da máquina de Cutter Soil Mixing ao talude, foi

necessário reformular a solução. Novamente se fez notar o elevado peso e dimensão da

máquina como uma condicionante à adopção desta solução, assim sendo, recorreu-se

mais uma vez à tecnologia de Jet Grouting para contornar o problema, ver Figura 57 e 58

com esquema da solução proposta.

No anexo X apresenta-se a planta de execução da solução de estabilização do

Aterro Sanitário de Beirolas, com recurso a colunas de Jet Grouting armadas.

À data da conclusão do presente trabalho, o colégio já se encontra em

funcionamento sem que esta intervenção tenha sido executada.

Figura 57 – Corte da solução em Jet Grouting proposta para incrementar a resistência ao

deslizamento do aterro de contraforte.

Figura 58 - Planta da solução em Jet Grouting proposta para incrementar a resistência ao deslizamento do aterro de contraforte.

Page 71: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

58

4- Análise comparativa entre soluções de

fundações profundas

Page 72: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

59

4.1- Contexto da análise comparativa

Apresenta-se neste capítulo um pequeno estudo comparativo relativamente à

economia da solução adoptada, incluindo o pré-dimensionamento de uma solução de

fundações por estacas moldadas “in situ”.

O objectivo é

analisar o preço da solução

de fundações executada por

Cutter Soil Mixing,

comparativamente a uma

solução de referência do

mercado. Pretende-se com

esta análise obter apenas

uma ordem de grandeza

dos custos associados a

cada uma das soluções.

Como tal, teve-se por base os blocos B4 (ensino 1º e 2º ciclo) e B7 (piscina), como

referência para a análise comparativa e pré-dimensionamento da solução alternativa, ver

Figura 59 com a localização dos edifícios.

A escolha recaiu no bloco B4 pelas suas dimensões expressivas e por dispor de um

plano de cargas a transmitir as fundações com grandezas elevadas. Por ter pisos

elevados, tem também a particularidade de durante a acção sísmica, mobilizar esforços

significativos de tracção nos “nós” de fundação. O bloco B7 foi também escolhido para esta

avaliação comparativa de custos, uma vez que o plano de cargas apresentava valores

baixos e não eram transmitidos à fundação esforços de tracção durante a acção sísmica.

Por serem edifícios de características tão diferentes, consideraram-se representativos de

toda a estrutura do complexo escolar.

Neste pré-dimensionamento de secções e quantidades de uma solução alternativa

em estacas moldadas em betão armado, consideraram-se os parâmetros já descritos para

caracterização do solo e da sua capacidade resistente. Consideraram-se também as

estacas apenas afectadas de esforço axial, uma vez que se admitiu, tal como para os

painéis de solo-cimento executados pela tecnologia CSM, a execução adicional de vigas

de fundação para “absorverem” os momentos impostos no encabeçamento das estacas.

Figura 59 - Ilustração da localização dos varios edificios do colégio.

Page 73: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

60

Ainda relativamente à caracterização do solo, refere-se que a profundidade média

que caracteriza a localização do substrato Miocénico é de 9,5 (m), sendo 5 (m) a

espessura média da camada de aterro e os outros 4,5 (m) compostos pela camada de

lodos. Estes valores foram adoptados com base nos cortes geotécnicos apresentados

anteriormente.

4.2- Solução por estacas moldadas

4.2.1- Acções e critérios de Pré-dimensionamento

Para pré-dimensionamento desta solução foram fornecidos os planos de cargas dos

blocos B4 e B7, especificando os esforços Fx, Fy, Fz, Mx, My e Mz a actuar em cada “nó” de

fundação dos elementos verticais da super-estrutura. Ver exemplo na Figura 60 com parte

do plano de cargas do Bloco B4.

O pré-dimensionamento das estacas moldadas que se apresenta de seguida foi

efectuado com base no valor de carga axial máxima para cada “nó” da fundação, sendo

por isso necessário combinar e majorar devidamente os dados fornecidos pelo plano de

cargas.

Considerou-se também que, para o efeito de pré-dimensionamento do diâmetro das

estacas moldadas, estas quando sujeitas a esforços de compressão, apenas dispõem de

resistência de “ponta”, não mobilizando qualquer atrito lateral ao longo do seu

comprimento.

O pré-dimensionamento do comprimento de cada estaca moldada efectuou-se,

quando submetidas a esforços de tracção impostos pela acção sísmica, através da

quantificação do valor do atrito lateral resistente, mobilizado através do encastramento no

Miocénico.

Page 74: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

61

Os esforços fornecidos vinham assim separados em AST1T3 (acção sísmica tipo 1,

em terreno tipo 3), AST2T3 (acção sísmica tipo 2, em terreno tipo 3), CP (carga

permanente) e SC (sobrecarga), sem qualquer majoração e foram combinados pelas

expressões (4) e (5), para cada uma das majorações de acções “A1” e “A2”, prescritas no

EuroCódigo 7.

“A1” e “A2” correspondem a combinações de coeficientes de majoração para as

acções, na verificação da segurança pelas expressões (2) e (3):

De referir que os esforços obtidos para a acção sísmica derivam de uma análise

efectuada com base no RSA (Regulamento de Segurança e Acções) e portanto os valores

dos esforços sísmicos (“E”) indicados no plano de cargas carecem de majoração.

Assim sendo, a acção foi majorada por γq=1,5 e por γq=1,3 (para acção variável no

caso “A1” e no caso “A2”, respectivamente) e combinada com o valor característico de

carga permanente e com a parcela “quase permanente” de sobrecarga.

Figura 60 - Plano de cargas com os esforços dos "nós" 1, 2 e 3, do Bloco B4, para

exemplificação.

Page 75: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

62

Para efeitos de pré-dimensionamento da solução de fundação consideraram-se os

esforços Fz, Mx e My, não sendo estes dois últimos tidos em conta no dimensionamento

das estacas moldadas, pois considera-se a execução de vigas de fundação para absorver

os momentos transmitidos pela estrutura.

Analisando os resultados obtidos para o máximo esforço axial originado pelas

combinações sísmicas (ELUsísmo) e comparando-os com os valores obtidos pela

combinação de máxima carga (ELU), seleccionou-se, em cada “nó” da fundação, o esforço

máximo de compressão.

Por outras palavras, o esforço de compressão máximo em cada “nó” resulta da

seguinte expressão (6):

Relativamente aos critérios de dimensionamento, adoptaram-se os seguintes

pressupostos:

Os parâmetros de dimensionamento usados na caracterização do solo são

os já apresentados na Tabela 5 (página 31)

Os materiais considerados para execução das estacas são, Aço A 500 NR

SD e Betão C45/55 (considerando eventual agressividade química do meio envolvente).

A profundidade média a que se considera encontrar o estrato Miocénico é

igual para o Bloco 4 e para o Bloco 7, tomando o valor de 9,5 (m). Este valor foi adoptado

por observação dos cortes geotécnicos apresentados nos anexos III, IV e V. Do mesmo

modo se adoptou para o cálculo das tensões efectivas, uma altura de nível freático média

de 5 (m).

Apresentam-se as Figuras 61 e 62 com uma representação dos cortes geotécnicos

devidamente sinalizados do locais de implantação dos Blocos 4 e 7.

Page 76: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

63

Figura 61 - Identificação no corte geotecnico do anexo IV, do local de

implantação do Bloco 4.

Figura 62 - Identificação no corte geotecnico do anexo IV, do local de

implantação do Bloco 4.

Page 77: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

64

No pré-dimensionamento das secções (diâmetros) das estacas moldadas a

executar, apenas se considerou a capacidade de mobilizar resistência de “ponta”. O

cálculo efectuou-se pela expressão (7) (análise em condições drenadas), para os “nós”

cujo máximo esforço de compressão, obtido pela expressão (6) da página 61, corresponde

a FZ ELU. Nos restantes “nós” de fundação, onde o máximo esforço de compressão surge

devido à acção sísmica, FZ sísmico, o cálculo da resistência de ponta operou-se pela

expressão (8):

Onde:

Rb é a capacidade resistente de “ponta”;

C´ é o valor da coesão efectiva do estrato Miocénico = 150 (KPa);

Cu é o valor da resistência não drenada ao nível da ponta da estaca, considerou-se

para este cálculo o valor de Cu = 200 (KPa);

Nc e Nq são factores de capacidade de carga, dependentes do valor do ângulo de

atrito interno (ф´) do estrato de fundação.

σefec é a tensão efectiva vertical na cota de base da estaca, considerando os já

referidos 9,5 (m) de profundidade e a existência de nível freático com uma altura de 5 (m)

relativos a base da mesma.

Os 9,5 (m) de comprimento até ao Miocénico são compostos por sensivelmente

alturas iguais de aterro e de lodos. O peso volúmico dos aterros é estimado em 17 (KN/m3)

e o peso volúmico dos lodos em 16 (KN/m3), resultando em um peso volúmico médio de

16,5 (KN/m3). [12]

Assim sendo:

Page 78: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

65

Para determinação do factor de capacidade de carga “Nq”, considerou-se que a

superfície de rotura para a estaca de secção circular, é idêntica à proposta por Terzaghi

(1943), ver Figura 63, e cujo valor de “Nq” se pode estimar pela Figura 64, que ilustra o

respectivo ábaco.

Por observação directa da Figura 62, e considerando um ângulo ϕ´=35º para o

substrato Miocénico, adoptou-se por observação directa, o valor de Nq=30.

Relativamente ao valor de “Nc”, este foi estimado pela expressão (9), retirada do

EuroCódigo 7, resultando em Nc=41. [13] ; [14] ; [15]

Cálculo:

Figura 64 - Ábaco associado à superfície de rotura da Figura 61, com valores para Nq em função do ângulo de atrito interno do solo de fundação. [12]

Figura 63- Superficie de rotura adoptada

por Terzaghi (1943), para uma estaca circular, carregada axialmente. [12]

Page 79: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

66

4.2.2- Avaliação das capacidades resistentes de “ponta” das estacas moldadas,

para diferentes diâmetros construtivos

De modo a permitir a aferição da “secção-tipo” de cada estaca (diâmetro) a adoptar

nos diferentes “nós” de fundação, foi necessário avaliar as capacidades resistentes de

cada uma das secções de estacas passíveis de executar. Assim sendo, avaliaram-se os

diâmetros construtivos de ø600 (mm), ø800 (mm) e ø1000 (mm), não tendo sido

considerada a possibilidade de executar estacas de ø 400 (mm), uma vez que estas

implicam o recurso à tecnologia de trado contínuo, desaconselhável num cenário geológico

como o presente.

Apresentam-se de seguida, nas Tabelas 10 a 15 os valores de resistência de

“ponta” obtidos para cada “secção-tipo” considerada, avaliando para a situação AC1-C1 e

AC1-C2:

Tabela 10 - Tensão resistente de "ponta" para o terreno. Considerando o coeficiente de minoração perconizado pela combinação AC1-C1 do EuroCódigo 7, na execução de uma estaca moldada. Coeficiente de correlação a partir de ensaios de campo de n=1.

AC1-C1: A1 + M1 + R1

ξ R1

ESTACAS MOLDADAS- Coef. de cálculo do valor característico e de dimensionamento da resistência

1,4 1,25

Cálculo da tensão resistente de “ponta” para o terreno (KN/m2)

CONDIÇÕES DRENADAS

σ Rb σ Rbk σ Rbdim

9415 6725 5380

Com: σ Rb = σ efect x Nq + Nc x C´

Cálculo da tensão resistente de “ponta” para o terreno (KN/m2)

CONDIÇÕES NÃO DRENADAS

σ Rb σ Rbk σ Rbdim

8283 5917 4733

Com: σ Rb = Cu x Nc

Tabela 11 - Resistências de dimensionamento por "ponta" e em condições dreanadas, para as diferentes secções de estacas. Valores obtidos através da Tabela 10.

AC1-C1: A1 + M1 + R1

σ máx. de

resistência de ponta do terreno

(KN/m2)

N máx. de resistência de

ponta (KN) Secção furação ø

(diâmetro) Área furação (m

2) N máx. pela estaca (KN)

600 (mm) 0,28 8482 5380 1521

800 (mm) 0,50 15080 5380 2704

1000 (mm) 0,79 23562 5380 4225

2 x 800 (mm) 1,01 30159 5380 5409

2 x 1000 (mm) 1,57 47124 5380 8451

Page 80: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

67

Tabela 12 - Resistências de dimensionamento por "ponta" e em condições não dreanadas, para as diferentes

secções de estacas. Valores obtidos através da Tabela 10.

AC1-C1: A1 + M1 + R1

σ máx. de

resistência de ponta do terreno

(KN/m2)

N máx. de resistência de

ponta (KN) Secção furação ø

(diâmetro) Área furação (m

2) N máx. pela estaca (KN)

600 (mm) 0,28 8482 4733 1338

800 (mm) 0,50 15080 4733 2379

1000 (mm) 0,79 23562 4733 3718

2 x 800 (mm) 1,01 30159 4733 4758

2 x 1000 (mm) 1,57 47124 4733 7435

Tabela 13 - Tensão resistente de "ponta" do terreno. Considerando o coeficiente de minoração perconizado pela combinação AC1-C2 do EuroCódigo 7, na execução de uma estaca moldada. Coeficiente de correlação a partir de ensaios de campo de n=1.

AC1-C2: A2 + M1 + R4

ξ R4

ESTACAS MOLDADAS- Coef. de cálculo do valor Característico e de dimensionamento da resistência

1,4 1,60

Cálculo da tensão resistente de “ponta” para o terreno (KN/m2)

CONDIÇÕES DRENADAS

σ Rb σ Rbk σ Rbdim

9415 6725 4203

Com: σ Rb = σ efect x Nq + Nc x C´

Cálculo da tensão resistente de “ponta” para o terreno (KN/m2)

CONDIÇÕES NÃO DRENADAS

σ Rb σ Rbk σ Rbdim

8283 5917 3698

Com: σ Rb = Cu x Nc

Tabela 14 - Resistencias de dimensionamento por "ponta" e em condições drenadas, para as diferentes secções de estacas. Valores obtidos através da Tabela 12.

AC1-C1: A2 + M1 + R4 σ máx. de resistência de

ponta do terreno (KN/m

2)

N máx. de resistência de

ponta (KN) Secção furação ø

(diâmetro) Área furação (m

2) N máx. pela estaca (KN)

600 (mm) 0,28 8482 4203 1188

800 (mm) 0,50 15080 4203 2113

1000 (mm) 0,79 23562 4203 3301

2 x 800 (mm) 1,01 30159 4203 4225

2 x 1000 (mm) 1,57 47124 4203 6602

Page 81: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

68

Tabela 15 - Resistencias de dimensionamento por "ponta" e em condições não drenadas, para as diferentes

secções de estacas. Valores obtidos através da Tabela 12

AC1-C1: A2 + M1 + R4 σ máx. de resistência de

ponta do terreno (KN/m

2)

N máx. de resistência de

ponta (KN) Secção furação ø

(diâmetro) Área furação (m

2) N máx. pela estaca (KN)

600 (mm) 0,28 8482 3698 1046

800 (mm) 0,50 15080 3698 1859

1000 (mm) 0,79 23562 3698 2904

2 x 800 (mm) 1,01 30159 3698 3718

2 x 1000 (mm) 1,57 47124 3698 5809

É de referir que tanto para o bloco B4, como no bloco B7, as condições geotécnicas

de profundidade do estrato Miocénico, bem como a altura de nível freático, são

semelhantes, o que não altera o valor resistente das estacas, pois os parâmetros de

cálculo referem-se a condições semelhantes. [14] ; [15]

4.3- Bloco B4 – Avaliação de esforços solicitantes e apuramento da

solução de fundação

Para melhor compreensão da estrutura de fundação do Bloco 4, bem como da

solução de painéis de solo-cimento através da tecnologia de Cutter Soil Mixing proposta,

apresenta-se na Figura 65 uma ilustração da planta de fundações da solução executada

com a respectiva numeração identificativa dos “nós” de fundação. Apresenta-se também

em maior detalhe no anexo XII.

Page 82: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

69

Fig

ura

63

- P

lan

ta d

e fu

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açõe

s d

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loco

4,c

om

pa

iné

is C

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e c

om

num

era

çã

o id

en

tificativa

do

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nós".

Page 83: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

70

Apresentam-se na seguinte Tabela 16, os esforços máximos de compressão

(combinados e majorados) obtidos a partir do plano de cargas.

A Tabela 16 considera a expressão (6) apresentada na página 62, e que contempla

a selecção para cada “nó” do máximo esforço axial, por entre o ELU (de carga) e ELUsísmico.

Apresentam-se os esforços apreciando para a situação AC1-C1 e AC2-C2:

Tabela 16 – Máximos esforços de compressão, para cada “nó” de fundação respeitante ao Bloco B4.

“Nó”

AC1-C1 AC1-C2

“Nó”

AC1-C1 AC1-C2

A1 + M1 + R1 A2 + M1 + R4 A1 + M1 + R1 A2 + M1 + R4

FZ máximo (KN) FZ máximo (KN) FZ máxima (KN) FZ máximo (KN)

1 1572,8 1376,9 35 2424,5 1874,8

2 1237,9 1118,0 36 2699,5 2087,0

3 1284,7 982,1 37 2552,9 1974,5

7 1015,7 893,4 38 2551,0 1973,2

8 1374,5 1253,8 39 2338,1 1807,2

11 1300,7 1187,9 40 2578,3 1993,9

12 1843,0 1663,2 41 2536,4 1962,2

13 2638,9 2017,6 42 2874,5 2698,9

14 1994,1 1539,8 43 3598,0 2757,8

15 1513,5 1167,3 44 3402,9 2608,7

17 2804,0 2144,0 45 3484,9 2671,0

18 2511,0 1920,6 46 2479,5 1917,7

19 2150,0 1660,0 47 3753,6 2876,9

20 911,6 700,3 48 2677,2 2070,4

21 2027,0 1565,3 49 1291,8 996,1

22 2034,9 1571,2 50 1807,5 1415,2

23 2585,0 1976,5 51 1951,5 1831,6

24 3015,6 2308,8 52 1400,3 1276,3

25 2578,3 1987,4 53 1840,5 1660,9

26 2097,1 1618,4 54 1255,8 1103,1

27 2733,1 2091,3 55 2591,0 2268,4

28 3338,4 2559,2 57 6180,0 5412,7

29 2551,7 1973,4 58 2777,4 2430,6

30 1827,5 1715,4 59 6335,6 5532,0

31 3682,2 2822,4 60 3333,3 2920,8

32 3504,0 2686,1 61 1575,6 1475,3

33 3415,4 2618,1 79 2043,4 1835,4

34 3386,4 2596,0 113 845,7 764,3

Com base nos resultados da Tabela 16 e conhecendo a capacidade resistente de

cada “estaca-tipo”, foi possível escolher a solução a executar para a fundação de cada “nó”

do bloco B4.

Page 84: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

71

Na Tabela 17 que se segue, apresenta-se a selecção de estacas para as fundações

do bloco B4, tendo em consideração as respectivas circunstâncias de resistência drenada

ou não drenada.

Tabela 17 - Selecção das várias “secções-tipo” de estacas moldadas, a executar, na fundação de cada "nó" do

edificio B4.

"Nó"

AC1-C1: AC2-C2: Nº e tipo de estacas

seleccionadas FZ máximo

(KN) Nº e tipo de estacas

necessárias FZ máximo

(KN) Nº e tipo de estacas

necessárias

1 1573 1 x ø 800 mm 1377 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

2 1238 1 x ø 600 mm 1118 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

3 1285 1 x ø 600 mm 982 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

7 1016 1 x ø 600 mm 893 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

8 1374 1 x ø 600 mm 1254 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

11 1301 1 x ø 600 mm 1188 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

12 1843 1 x ø 800 mm 1663 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

13 2639 1 x ø 800 mm 2018 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

14 1994 1 x ø 800 mm 1540 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

15 1514 1 x ø 600 mm 1167 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

17 2804 1 x ø 1000 mm 2144 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

18 2511 1 x ø 800 mm 1921 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

19 2150 1 x ø 800 mm 1660 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

20 912 1 x ø 600 mm 700 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

21 2027 1 x ø 800 mm 1565 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

22 2035 1 x ø 800 mm 1571 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

23 2585 1 x ø 800 mm 1977 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

24 3016 1 x ø 1000 mm 2309 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

25 2578 1 x ø 800 mm 1987 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

26 2097 1 x ø 800 mm 1618 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

27 2733 1 x ø 1000 mm 2091 1 x ø 800 mm 1 x ø 1000 mm

28 3338 1 x ø 1000 mm 2559 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

29 2552 1 x ø 800 mm 1973 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

30 1827 1 x ø 800 mm 1715 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

31 3682 1 x ø 1000 mm 2822 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

32 3504 1 x ø 1000 mm 2686 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

33 3415 1 x ø 1000 mm 2618 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

34 3386 1 x ø 1000 mm 2596 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

35 2425 1 x ø 800 mm 1875 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

36 2700 1 x ø 800 mm 2087 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

37 2553 1 x ø 800 mm 1975 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

38 2551 1 x ø 800 mm 1973 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

39 2338 1 x ø 800 mm 1807 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

40 2578 1 x ø 800 mm 1994 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

41 2536 1 x ø 800 mm 1962 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

42 2875 1 x ø 1000 mm 2699 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

43 3598 1 x ø 1000 mm 2758 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

44 3403 1 x ø 1000 mm 2609 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

45 3485 1 x ø 1000 mm 2671 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

Page 85: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

72

46 2479 1 x ø 800 mm 1918 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

47 3754 1 x ø 1000 mm 2877 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

48 2677 1 x ø 800 mm 2070 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

49 1292 1 x ø 600 mm 996 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

50 1808 1 x ø 800 mm 1415 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

51 1951 1 x ø 800 mm 1832 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

52 1400 1 x ø 600 mm 1276 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

53 1840 1 x ø 800 mm 1661 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

54 1256 1 x ø 600 mm 1103 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

55 2591 1 x ø 800 mm 2268 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

57 6180 2 x ø 1000 mm 5413 2 x ø 1000 mm 2 x ø 1000 mm

58 2777 1 x ø 1000 mm 2431 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

59 6336 2 x ø 1000 mm 5532 2 x ø 1000 mm 2 x ø 1000 mm

60 3333 1 x ø 1000 mm 2921 1 x ø 1000 mm 1 x ø 1000 mm

61 1576 1 x ø 800 mm 1475 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

79 2043 1 x ø 800 mm 1835 1 x ø 800 mm 1 x ø 800 mm

113 846 1 x ø 600 mm 764 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

Uma vez “escolhidos” os modelos de estacas, procedeu-se à averiguação dos “nós”

que solicitavam esforços de tracção durante a acção sísmica, pois, as estacas que assim

sejam solicitadas, terão de ser dimensionadas com os comprimentos necessários de

encastramento no substrato Miocénico, que permita mobilizar resistência à tracção.

É de relembrar que as estacas foram dimensionadas para resistir à compressão

apenas mobilizando resistência pela base e, portanto, todas as estacas que não sejam

solicitadas à tracção, não precisam de dispor de comprimento significativo de

encastramento no substrato Miocénico.

Como “regra” de bom dimensionamento considerou-se que no mínimo, todas as

estacas, deveriam dispor de um encastramento mínimo no substrato Miocénico de 2

metros. Este valor corresponde ao valor de 2 diâmetros das estacas mais largas (ø 1000

mm).

As forças de tracção a actuar em cada “nó” baseiam-se no esforço imposto pela

acção sísmica, determinado a partir da combinação da expressão (10). Não há majoração

da acção sísmica. O coeficiente de segurança global só se considera na expressão de

cálculo do comprimento de encastramento das estacas.

Page 86: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

73

Na seguinte Tabela 18, apresentam-se as forças de tracção em cada “nó” e os

respectivos comprimentos mínimos de encastramento para cada estaca.

O cálculo do comprimento mínimo de encastramento respeita a expressão (11) por,

Bustamante, M:

Sendo:

Lt – Comprimento mínimo necessário de encastramento (m)

Ntracção – Esforço de tracção, em condições de serviço, imposto à fundação (KN)

FS – Factor de segurança = 2

tatrito – Tensão de atrito entre a estaca e o estrato Miocénico, considerou-se para

este pré-dimensionamento tatrito =120 (KPa).

Os valores de comprimento mínimo obtidos em cada “nó”, consideram o perímetro

relativo às estacas seleccionadas na Tabela 17.

A consideração de tatrito =120 (KPa), deriva da adopção de uma redução de 20%

do valor de atrito considerado entre os painéis solo-cimento executados através da

tecnologia de CSM e o substrato Miocénico (tatrito =150 (KPa)). Foi uma opção de pré-

dimensionamento que se tomou para ter em conta a diminuição de rugosidade entre o

produto CSM e a estaca moldada.

Page 87: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

74

Assim sendo:

Tabela 18 - Esforço de tracção em cada "nó" de fundação do bloco B4 e respectivo comprimento minimo de

encastramento das respectivas estacas.

“Nó”

Força de

tracção

(KN)

Lt mínimo

(m) “Nó”

Força de

tracção

(KN)

Lt mínimo

(m) “Nó”

Força de

tracção

(KN)

Lt mínimo

(m)

1 881 5,84 26 -1139 0 45 -1918 0

2 287 2,53 27 -1564 0 46 -1321 0

3 -721 0 28 -1871 0 47 -2109 0

7 522 4,61 29 -1335 0 48 -1446 0

8 177 1,17 30 -617 0 49 -634 0

11 150 1,33 31 -2080 0 50 -883 0

12 444 2,95 32 -1973 0 51 -343 0

13 -1535 0 33 -1922 0 52 190 1,26

14 -1098 0 34 -1910 0 53 444 2,94

15 -687 0 35 -1278 0 54 660 5,84

17 -1640 0 36 -1458 0 55 1453 7,71

18 -1476 0 37 -1376 0 57 3441 9,13

19 -1187 0 38 -1369 0 58 1574 8,35

20 -485 0 39 -1146 0 59 3730 9,89

21 -1111 0 40 -1407 0 60 1847 9,80

22 -1113 0 41 -1373 0 61 -246 0

23 -1535 0 42 -549 0 79 593 3,93

24 -1640 0 43 -2037 0 113 192 1,69

25 -1377 0 44 -1942 0

O bloco B4 necessita de 58 estacas, das quais 14 terão de dispor de comprimento

de encastramento maior que 2 (m), que é o comprimento mínimo de encastramento

considerado. [13] ; [14] ; [15]

Page 88: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

75

4.4- Bloco B7 – Avaliação de esforços solicitantes e apuramento da

solução de fundação

Para percepção da estrutura de fundação do Bloco 7 e da solução Cutter Soil

Mixing proposta, apresenta-se na Figura 66 uma ilustração da planta de fundações da

solução executada e a respectiva numeração identificativa dos “nós” de fundação.

Apresenta-se também em maior detalhe no anexo XIII.

Apresentam-se na seguinte Tabela 19 os máximos esforços de compressão

(combinados e majorados) obtidos a partir do plano de cargas.

Apresentam-se os esforços apreciando para a situação AC1-C1 e AC2-C2:

Figura 64 - Planta de fundações do Bloco 7,com painéis CSM e com numeração identificativa dos "nós".

Page 89: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

76

Tabela 19 - Máximos esforços de compressão, para cada “nó” de fundação respeitante ao bloco B7.

“Nó”

AC1 - C1 AC1 - C2

“Nó”

AC1 - C1 AC1 - C2

A1 + M1 + R1 A2 + M1 + R4 A1 + M1 + R1 A2 + M1 + R4

FZ máximo FZ máximo FZ máximo FZ máximo

1 282 237 43 275 209

2 157 120 64 66 54

3 161 130 77 65 49

4 431 326 78 75 56

5 281 211 79 76 58

6 229 172 80 51 41

7 239 179 81 131 99

8 243 182 82 137 103

9 211 160 83 147 110

10 1070 814 86 132 99

11 930 708 87 124 93

12 732 557 88 109 81

13 760 579 158 100 76

14 765 583 177 155 117

15 668 509 178 139 104

16 868 657 190 62 48

17 685 517 194 127 95

18 551 417 198 20 20

19 574 434 213 287 217

20 576 435 215 155 117

21 517 391 216 200 152

22 135 113 219 217 163

23 1050 793 222 213 161

24 435 329 223 238 179

25 201 154 226 189 142

26 122 93 227 166 126

27 77 58 228 114 86

29 1024 773 232 711 537

31 72 56 233 707 534

33 1035 788 234 801 604

34 595 453 235 800 603

36 1121 854 236 931 701

38 211 161 237 930 700

39 791 610 238 718 539

40 377 292 239 717 538

Com base nos resultados da Tabela 19 e sabendo a capacidade resistente de cada

secção de estaca, foi possível escolher a solução a executar para a fundação de cada “nó”.

Page 90: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

77

Na Tabela 20, que se segue, apresenta-se a selecção de estacas para as

fundações do bloco B7.

Tabela 20 - Selecção das várias “secções-tipo” de estacas moldadas, a executar na fundação de cada "nó" do

edificio B7.

"Nó"

AC1-C1: AC1-C2 Nº e tipo de

estacas seleccionadas

FZ máximo

(KN)

Nº de estacas necessárias para absorver o esforço

axial

FZ máximo

(KN)

Nº de estacas necessárias para absorver o esforço axial

1 282 1 x ø 600 mm 237 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

2 157 1 x ø 600 mm 120 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

3 161 1 x ø 600 mm 130 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

4 431 1 x ø 600 mm 326 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

5 281 1 x ø 600 mm 211 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

6 229 1 x ø 600 mm 172 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

7 239 1 x ø 600 mm 179 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

8 243 1 x ø 600 mm 182 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

9 211 1 x ø 600 mm 160 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

10 1070 1 x ø 600 mm 814 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

11 930 1 x ø 600 mm 708 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

12 732 1 x ø 600 mm 557 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

13 760 1 x ø 600 mm 579 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

14 765 1 x ø 600 mm 583 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

15 668 1 x ø 600 mm 509 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

16 868 1 x ø 600 mm 657 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

17 685 1 x ø 600 mm 517 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

18 551 1 x ø 600 mm 417 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

19 574 1 x ø 600 mm 434 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

20 576 1 x ø 600 mm 435 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

21 517 1 x ø 600 mm 391 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

22 135 1 x ø 600 mm 113 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

23 1050 1 x ø 600 mm 793 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

24 435 1 x ø 600 mm 329 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

25 201 1 x ø 600 mm 154 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

26 122 1 x ø 600 mm 93 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

27 77 1 x ø 600 mm 58 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

29 1024 1 x ø 600 mm 773 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

31 72 1 x ø 600 mm 56 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

33 1035 1 x ø 600 mm 788 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

34 595 1 x ø 600 mm 453 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

36 1121 1 x ø 600 mm 854 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

38 211 1 x ø 600 mm 161 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

39 791 1 x ø 600 mm 610 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

40 377 1 x ø 600 mm 292 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

Page 91: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

78

43 275 1 x ø 600 mm 209 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

64 66 1 x ø 600 mm 54 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

77 65 1 x ø 600 mm 49 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

78 75 1 x ø 600 mm 56 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

79 76 1 x ø 600 mm 58 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

80 51 1 x ø 600 mm 41 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

81 131 1 x ø 600 mm 99 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

82 137 1 x ø 600 mm 103 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

83 147 1 x ø 600 mm 110 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

86 132 1 x ø 600 mm 99 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

87 124 1 x ø 600 mm 93 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

88 109 1 x ø 600 mm 81 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

158 100 1 x ø 600 mm 76 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

177 155 1 x ø 600 mm 117 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

178 139 1 x ø 600 mm 104 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

190 62 1 x ø 600 mm 48 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

194 127 1 x ø 600 mm 95 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

198 20 1 x ø 600 mm 20 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

213 287 1 x ø 600 mm 217 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

215 155 1 x ø 600 mm 117 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

216 200 1 x ø 600 mm 152 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

219 217 1 x ø 600 mm 163 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

222 213 1 x ø 600 mm 161 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

223 238 1 x ø 600 mm 179 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

226 189 1 x ø 600 mm 142 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

227 166 1 x ø 600 mm 126 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

228 114 1 x ø 600 mm 86 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

232 711 1 x ø 600 mm 537 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

233 707 1 x ø 600 mm 534 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

234 801 1 x ø 600 mm 604 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

235 800 1 x ø 600 mm 603 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

236 931 1 x ø 600 mm 701 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

237 930 1 x ø 600 mm 700 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

238 718 1 x ø 600 mm 539 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

239 717 1 x ø 600 mm 538 1 x ø 600 mm 1 x ø 600 mm

Este edifício apresenta um plano de cargas muito reduzido, e embora necessite de

70 estacas (no pré-dimensionamento considerou-se uma estaca por cada “nó”), as

secções a adoptar são sempre de ø 600 (mm). A solução apresentada com painéis Cutter

Soil Mixing, por vezes consegue acomodar mais que um pilar no mesmo painel (desde que

os pilares se encontrem sobre a sua secção), o que permite poupar custos de fundação

face às estacas que surgem assim com um maior número de elementos.

Page 92: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

79

Este edifício, pela sua reduzida massa, mesmo considerando a acção sísmica, não

solicita as fundações a esforços de tracção, não sendo por isso necessário calcular

comprimentos de encastramento resistentes a esforços axiais de tracção (as estacas foram

dimensionadas para resistir a compressão só por “ponta”). Considera-se apenas 1,2 (m)

como encastramento mínimo de execução para todos os elementos (corresponde a 2

diâmetros de 0,6 (m)). [14] ; [15]

4.5- Quantificação das soluções de fundação executadas, com recurso

a painéis Cutter Soil Mixing

4.5.1- Bloco B4

Tal como se constata pela planta de fundações apresentada no anexo XII, o bloco

B4 recorre a 4 diferentes tipos de painéis CSM, variando entre si na quantidade e tipo de

perfis metálicos incorporados, bem como no comprimento de encastramento no substrato

Miocénico.

Na Tabela 21 são apresentadas as quantidades, tipos de painéis e comprimentos,

da solução CSM executada no bloco B4.

A necessidade variação de quantidades de perfis metálicos e de comprimentos,

surge pela elevada amplitude de esforços de compressão (esforços mais elevados,

implicam painéis com maior numero de perfis metálicos na secção) e pela consideração da

acção sísmica e dos respectivos esforços de tracção, originando a necessidade de

aumentar o comprimento de encastramento (maior comprimento de encastramento, implica

maior capacidade de mobilizar atrito lateral entre o painel e o Miocénico).

Tabela 21 - Quantidades dos tipos de paineis CSM executados, na estrutura de fundação do bloco B4.

Nº de

painéis Comprimento

total (m)

Painel tipo C 24 12,5

Painel tipo C+ 18 12,5

Painel tipo D 6 15,5

Painel tipo E 3 19,5

Page 93: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

80

4.5.2- Bloco B7

Neste bloco, a solução de painéis CSM recorre apenas a um único modelo para

toda a fundação. A razão, já referida anteriormente, prende-se pelo facto dos esforços

aplicados disporem de uma ordem de grandeza reduzida e por não serem impostos

esforços de tracção em nenhum “nó” de fundação. A planta de fundações do bloco B7,

apresenta-se no anexo XIII.

Na Tabela 22 é apresentada a quantidade, tipo de painel e comprimento, da

solução CSM executada no bloco B7.

Tabela 22 - Quantidade e tipo de painel CSM executado na estrutura de fundação do bloco B7.

Nº de

painéis Comprimento

total (m)

Painel tipo A 67 10,5

No anexo VI, já anteriormente referido, apresentam-se as “secções-tipo” dos vários

painéis executados em obra.

4.6- Critérios e estimativa de comparação de custos

4.6.1- Critérios construtivos e de orçamentação

Na avaliação de custos de cada uma das soluções, não foi considerado o preço de

execução de vigas de fundação, isto porque são necessárias em ambas as soluções, em

quantidades semelhantes e por isso, os custos de execução seriam também

aproximadamente semelhantes para ambos os casos.

Considerou-se para cada estaca uma “taxa” de armadura correspondente a 60

(Kg/m3) e que os trabalhos de execução seguiriam os seguintes “passos”: Cravação de

tubo de boca nos aterros; furação com trado curto simples nos aluviões; furação com trado

curto de rocha no estrato Miocénico. A estabilização dos furos na zona abaixo do tubo de

boca, recorreria a polímeros e/ou bentonite.

Na Tabela 23 (próxima página), apresentam-se os preços considerados na

estimativa orçamental e a respectiva justificação.

Page 94: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

81

Tabela 23 - Preços dos materiais e dos trabalhos de execução considerados para a orçamentação das

soluções CSM e de estacas moldadas. [3]

Preço (€)

Justificação

Aço em perfis metálicos (€/Kg)

1,1 Preço por Kilo de aço laminado a quente.

Aço em armadura ordinária (€/Kg)

1,2 Preço por Kilo de armadura ordinária, considerando o preço da mão de

obra de execução da malha de armadura.

Betão (€/m3) 120

Preço de 100 (€/m3) de custo do betão, incluindo 20% para

consideração de sobre consumo na execução das estacas.

Custo de furação (€/m) - estaca ø 600 (mm)

70 Custo de furação de 60 (€/m), acrescido de 10 (€/m) para considerar o

custo de carotagem necessária ao nível dos aterros.

Custo de furação (€/m) - estaca ø 800 (mm)

95 Custo de furação de 80 (€/m), acrescido de 15 (€/m) para considerar o

custo de carotagem necessária ao nível dos aterros.

Custo de furação (€/m) - estaca ø 1000 (mm)

120 Custo de furação de 100 (€/m), acrescido de 20 (€/m) para considerar o

custo de carotagem necessária ao nível dos aterros.

Custo de execução de um painel CSM (€/m

3)

80 Preço de execução do painel (€/m

3), englobando os custos de estaleiro

e materiais, não considera o preço dos perfis metálicos.

4.6.2- Estimativa e comparação de custos

Considerando as quantidades e tipos de estacas moldadas a executar na fundação

dos blocos B4 e B7, referidas anteriormente nas Tabelas 17 e 20, bem como os preços

apresentados na Tabela 23, calculou-se o custo associado a cada uma das soluções. Na

Tabela 24 (na próxima pagina) mostram-se os resultados obtidos.

Page 95: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

82

Tabela 24 - Preço da solução de fundação dos blocos B4 e B7, recorrendo a estacas moldadas.

Tipo / comp. de

entrada no Miocénico

Nº de estacas

h total (m)

Custos de

execução e furação

(€/m)

Custos de

execução por

estaca (€)

Aço por

estaca (Kg)

Preço do Aço (€/Kg)

Aço por

estaca (€)

Preço do betão (€) (c/ sobre consumo)

Custo do betão

por cada estaca

(€)

Custo total por

estaca (€)

Custo total (€)

B4- ø600mm

c/ 2 m 6 11,5 70 805 195,1 1,2 234,1 120 390,2 1.429,3 8.575,8

B4- ø600mm

c/ 3 m 1 12,5 70 875 212,1 1,2 254,5 120 424,1 1.553,6 1.553,6

B4- ø600mm

c/ 6 m 2 15,5 70 1.085 263,0 1,2 315,5 120 525,9 1.926,4 3.852,9

B4- ø800mm

c/ 2 m 25 11,5 95 1.093 346,8 1,2 416,2 120 693,7 2.202,4 55.059,0

B4- ø800mm

c/ 4 m 3 13,5 95 1.283 407,2 1,2 488,6 120 814,3 2.585,4 7.756,1

B4- ø800mm

c/ 6 m 1 15,5 95 1.473 467,5 1,2 561,0 120 934,9 2.968,4 2.968,4

B4- ø1000mm

c/ 2 m 13 11,5 120 1.380 541,9 1,2 650,3 120 1.083,8 3.114,2 40.484,1

B4- ø1000mm c/ 8,5 m

2 18 120 2.160 848,2 1,2 1017,9 120 1.696,5 4.874,3 9.748,8

B4- ø1000mm

c/ 10 m 5 19,5 120 2.340 918,9 1,2 1102,7 120 1.837,8 5.280,5 26.402,7

B7- ø600mm c/ 1,2 m

70 10,7 70 749 181,5 1,2 217,8 120 363,0 1.329,9 93.090,8

Total de estacas

128

Preço total da solução: 249.492,50 €

Na Tabela 25 (na próxima página), apresenta-se a estimativa de preços da solução

CSM executada.

Page 96: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

83

Tabela 25 – Estimativa de preços da solução de fundação executada com recurso a paineis CSM, referente

aos blocos B4 e B7.

Tipo de painel

Nº de painéis Comprimento

de cada painel (m)

Secção de

cada painel (m

2)

Custo total de execução do painel

CSM, excluindo custo dos perfis metálicos

(€/m3 de CSM)

Preço do perfil HEB

(€/m)

Preço dos perfis em

cada painel tipo (€)

Custo total do CSM por cada painel (€)

Custo total de CSM armado

(€)

B4- Painel tipo C

24 12,5 1,2 80 46,86 585,8 1.200,0 42.858,0

B4- Painel tipo C+

18 12,5 1,2 80 46,86 1.171,5 1.200,0 42.687,0

B4- Painel tipo D

6 15,5 1,2 80 46,86 2.179,0 1.488,0 22.001,9

B4- Painel tipo E

3 19,5 1,2 80 67,43 3.944,7 1.872,0 17.449,9

B7- Painel tipo A

67 10,5 1,2 80 29,37 176,2 1.008,0 79.342,7

Total de painéis

118

Preço total da solução: 204.339,65 €

Comparando os valores estimados para o preço das duas soluções (ver Tabela 24

e Tabela 25), constata-se que a solução de Cutter Soil Mixing neste caso especifico,

permite uma poupança de cerca de €45.152,85, o que percentualmente representa uma

poupança de 18,10% no custo das fundações profundas.

Além da poupança económica, considera-se importante destacar a optimização no

prazo de execução da empreitada, uma vez que o equipamento CSM permite a realização,

em média, de 6 painéis por dia, enquanto o equipamento de estacas possibilita a

realização, em média, de apenas 2 estacas por dia.

4.7- Observações e conclusões à comparação de custos

Relativamente ao estudo económico realizado para as duas soluções, destaca-se a

elevada sensibilidade dos preços finais ao comprimento adoptado para os elementos de

fundação. Por esse motivo, a solução de painéis CSM armados com perfis metálicos

revelou ser cada vez mais competitiva com o aumento do esforço axial imposto à

fundação, pois a secção do painel solo-cimento possui 1,2 (m2) e um perímetro de 5,8 (m),

o que permite mobilizar elevados valores de resistência de “ponta” e, sobretudo, de

resistência lateral.

Page 97: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

84

Como demonstração do aumento de rentabilidade económica da solução CSM com

o aumento de carga axial, basta observar os custos obtidos para as diferentes soluções de

fundação do bloco B7, cujo plano de cargas apresenta valores reduzidos.

Na Tabela 24 e 25, o custo referente aos painéis solo-cimento da fundação do

bloco B7, painéis “tipo-A”, rondam o valor de €79.342,70 e o custo para a solução de

estacas moldadas aproxima-se de €93.090,80. Isto representa uma poupança de

€13.748,10 o que percentualmente significa 14,77% de economia, valor este que fica

abaixo dos 18,10% de poupança obtidos quando se considera o preço conjunto dos blocos

B4 e B7.

Analogamente, se considerarmos as fundações do bloco B4, que dispõe de valores

mais elevados de carga axial de tracção e de compressão, obtemos €124.996,91 como

custo da solução CSM e €156.853,70 para a solução com recurso a estacas moldadas.

Esta diferença de €31.856,79 representa agora uma poupança de aproximadamente

20,31%.

A discrepância entre os valores obtidos poderia ser maior se, para absorver os

momentos impostos pela acção sísmica na fundação de núcleos e paredes resistentes do

edifício B4, fosse considerada a necessidade de recorrer à execução de pares de estacas

(criando um sistema de binário). Isto poderia implicar em alguns “nós”, acrescentar mais

uma estaca.

Outro factor que poderia agravar a diferença de preços é o facto de durante a

furação haver um elevado nível de incerteza quanto aos materiais presentes no subsolo. O

caso do estrato de aterro alternar consecutivamente entre pedaços de betão, materiais

pedregosos e zonas mais brandas faz também com que esta solução possa ficar mais cara

por não conseguir atingir ritmos de trabalho tão competitivos (ex: necessidade de recorrer

a trabalhos de pré-furação por carotagem). Na própria execução das estacas deverão ser

adoptadas várias ferramentas associadas à vara telescópica “Kelly”, sendo necessário

recolhe-la sempre que se altera de equipamento de furação, razão também pela qual o

rendimento do trabalho de execução, deverá rondar cerca de um terço do atingido pelo

CSM.

A grande vantagem da solução de painéis Cutter Soil Mixing é o facto de conseguir

impor um ritmo de elevada produtividade, mesmo perante estratos de solo muito

heterogéneos. Este é um factor muito importante, pois além do preço competitivo, é uma

solução célere e de boa fiabilidade de execução.

Page 98: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

85

Por último destaca-se ainda a vantagem ambiental, e também económica, da

tecnologia Cutter Soil Mixing, pois a mesma dispensa a necessidade de escavação de

solos e, sobretudo, do respectivo transporte a vazadouro autorizado.

Page 99: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

86

5- Conclusões

Page 100: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

87

5.1- Análise e comentários

Com base no exemplo prático apresentado do Colégio Pedro Arrupe, distingue-se a

óptima adequabilidade da tecnologia Cutter Soil Mixing à execução de fundações

profundas onde o estrato de solo competente se encontra sob camadas muito

heterogéneas ou mesmo após camadas intercaladas de solo muito duro ou pedregoso,

com solo muito mole. É de destacar a elevada capacidade de furação do equipamento e a

consequente facilidade com que o mesmo “desce”, destruindo mecanicamente todo o tipo

de solo que encontra, inclusive rocha branda.

A sua versatilidade para furação de todo o tipo de terreno, torna-o num método

construtivo relativamente seguro de executar num prazo de tempo limitado, uma vez que

reage bem à eventual heterogeneidade que o solo vá apresentando. No caso prático da

obra do Colégio Pedro Arrupe, e apesar da existência de uma camada complicada de

aterros pedregosos, chegou a atingir-se o rendimento máximo de 85 metros lineares por

dia, situação quase imbatível para custos semelhantes e no mesmo cenário geotécnico.

Á data do projecto e da execução da obra, esta tecnologia ainda era pouco

conhecida, sendo mesmo pioneira em Portugal como solução de fundações indirectas,

mas o resultado demonstrado irá certamente contribuir para a contínua expansão da

utilização desta e das outras técnicas de tratamento de solos. Independentemente de se

destinar à execução de estruturas de fundação, a tecnologia Cutter Soil Mixing torna o

mercado de tratamento de solos mais competitivo, por possibilitar a execução de painéis

de secção rectangular, ao invés das tradicionais colunas de secção circular.

Apesar das óptimas qualidades e vantagens do método, não se pode deixar de

salientar as desvantagens que surgiram, muito por força da elevada dimensão e peso da

máquina de produção dos painéis. A dimensão da máquina pode ser um factor de exclusão

do método pelo problema de colocação em estaleiro, ou do seu uso em locais cobertos.

Além disso, sendo um equipamento de tratamento de solos, significa que o seu local de

“actuação” pode ser um estaleiro sobre solos de fracas capacidades mecânicas e por isso,

o seu peso deve ser bem avaliado.

Contudo, nos casos práticos em obra em que se fizeram realçar estas

desvantagens, foi fácil compatibilizar com técnicas alternativas como o Jet Grouting, ou

mesmo com a criação da solução de “recalçamento” dos painéis CSM através de

microestacas, devido à limitação de comprimento passível de executar.

Page 101: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

88

A execução do painel é bastante controlada pelo sistema “B-Tronic” que equipa o

aparelho e é uma vantagem inegável para verificação em tempo real da qualidade de

execução dos painéis. É contudo de assinalar que a empresa, responsável pela

empreitada de trabalhos geotécnicos, não tenha na presente obra, feito uso do cartão de

memória disponível para armazenamento dos dados de execução, pois constituía uma

mais-valia o armazenamento dessa informação, inclusive para defesa da própria, caso

surja alguma duvida relativa ao comportamento das fundações e à qualidade de execução

das mesmas.

Actualmente o colégio já se encontra em funcionamento, ver Figura 67,

apresentando a obra um bom desempenho estrutural e de fundações.

Relativamente à análise comparativa de custos, estima-se que a solução Cutter Soil

Mixing consiga uma poupança de aproximadamente 18% relativamente à solução com

recurso a estacas moldadas. Estima-se também que os trabalhos necessitem de metade

do tempo de execução, sendo por isso uma solução imbatível para este prazo de execução

e com estas condições geotécnicas tão adversas.

Refere-se também que a solução é economicamente mais rentável para cargas

moderadas ou altas, uma vez que consegue tirar mais partido das dimensões da secção

do painel resultante, sem por isso aumentar significativamente o custo de produção.

Por último referem-se as vantagens ambientais da solução, uma vez que o solo

existente no local, independentemente das suas características geológicas e geoquímicas,

é totalmente integrado na solução final, dispensando a necessidade de remoção e

transporte a vazadouro dos solos escavados.

Figura 65 - Colégio concluido e em funcionamento.

Page 102: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

89

5.2- Desenvolvimentos Futuros

Relativamente à obra do Colégio Pedro Arrupe, como oportunidade futura de

realização de um trabalho geotécnico, salienta-se a possibilidade de execução da solução

de Jet Grouting, projectada para estabilização do talude de contraforte do Aterro Sanitário

de Beirolas.

Este trabalho geotécnico, a ser executado pela tecnologia Jet Grouting, será

certamente interessante de acompanhar “in situ”, podendo mesmo ser estudado o projecto

de forma mais detalhada, ao nível económico e técnico.

Tal como já referido anteriormente, ainda não foi instalada instrumentação na obra,

contudo, se se concretizar a instalação destes equipamentos, a análise ao comportamento

estrutural dos painéis será certamente um estudo interessante a desenvolver.

Page 103: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

90

6- Referências Bibliográficas

Page 104: Solução de fundações profundas - A técnica Cutter Soil Mixing

91

6.1- Bibliografia

James Warner, P.E.; “Practical Hand Book of Grouting”, Editora Wiley [1]

Pinto, Alexandre; Slide Show da disciplina de “Escavações e Obras Geotécnicas, Ano

lectivo 2009/2010, Instituto Superior Técnico. [2]

Pinto, Alexandre; Slide Show da disciplina de “Fundações e Obras de Aterro”, Ano lectivo

2009/2010, Instituto Superior Técnico. [3]

Wilson, Brian; “Environmental and Geotechnical Applications of Cutter Soil Mixing” (Slide

show), RemTech, October, 2007. [4]

www.bauer_equipment.co.uk/eu/products/dia-wall [5]

www.pilequip.com.au/equipforsale/rigs/rtg [6]

www.soil-mixing.com [7]

www.geo-solutions.com/equipment/soil-mixing.php [8]

Simon, B. (2009) Projet national de recherche et developpement. Amelioration des sols par

inclusions verticales rigides. Travaux nº862, pp. 65-72. [9]

Wheeler, P. (2009) Soil-Mix Piles. Mix Factor. European Foundations. Autumn 2009, pp.

10-11. [10]

www.google-earth.com [11]

Santos, Jaime; “Obras Geotécnicas- Fundações por estacas – Acções Verticais”, Abril de

2008 [12]

Brazão Farinha, J. S. (2006); RSA – Regulamento de Segurança e Acções para Edifícios e

Pontes [13]

EuroCodigo 7 [14]

EuroCodigo 8 [15]

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92

Anexos

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93

Lista de anexos

Anexo I - Catalogo de equipamentos disponíveis para o sistema RG.

Anexo II - Planta com desenho da implantação do Colégio Pedro Arrupe.

Anexo III - Planta de localização dos ensaios geotécnicos.

Anexo IV - Perfil geotécnico interpretativo – corte I

Anexo V - Perfil geotécnico interpretativo – corte II

Anexo VI - Plantas de execução dos vários tipos de painéis CSM, armados com perfis

HEB.

Anexo VII - Fichas técnicas dos resultados obtidos para os ensaios de compressão

uniaxial, realizados a provetes cúbicos recolhidos em obra.

Anexo VIII - Planta com localização e identificação do Plano de Instrumentação e

Observação.

Anexo IX - Plantas de execução dos vários tipos de painéis CSM, armados com

microestacas e plantas de execução dos 2 tipos de colunas de Jet Grouting,

armadas com perfis HEB.

Anexo X - Planta da solução de estabilização do Aterro Sanitário de Beirolas, com

recurso a colunas de Jet Grouting armadas.

Anexo XI - Planta do projecto de fundações (CSM) do recinto escolar.

Anexo XII - Planta de fundações do bloco B4.

Anexo XIII - Planta de fundações do bloco B7.