“ASPECTOS GEOTÉCNICOS EM OBRAS DE TERRA - ESTUDO DE CASO EM CANAIS DE

ÁGUA NA REGIÃO DO CARIRI”

Prof. Dra. ANA PATRÍCIA NUNES BANDEIRA(Prof. UFCA - Engenheira Civil – Área de Geotecnia)

OBRAS DE TERRAOBRAS DE TERRA- Conceito

• São estruturas construídas com solo ou blocos derocha, na qual o solo e a rocha são os materiais derocha, na qual o solo e a rocha são os materiais deconstrução (Massad, 2003);

• Solo pode ser natural ou alterado artificialmente.

Exemplos de Obras de Terra

FORTALEZA

CIPP

Projeto Cinturão de Águas do Ceará – CAC

Cinturão

Q=5m³/s

Q=8m³/s

Q=6m³/s

Características principais do CAC:

● T1 – Trecho 1 – 149 km (30 m³/s)● T2 – Trecho 2 – 271 km (30/25 m³/s)

Aç. Cedro

Cinturãode Águasdo Ceará

Q=5m³/s

Q=25m³/s

Q=20m³/sQ=10m³/s

Q=15m³/s

● T2 – Trecho 2 – 271 km (30/25 m³/s)● T3 – Trecho 3 – 137 km (20 m³/s)● R1 – Ramal 1 – 53 km (5 m²/s)● R2 – Ramal 2 – 20 km (10 m²/s)● RE – Ramal leste – 304 km (8 m³/s)● RO – Ramal oeste – 182 km (15/5 m³/s)● RL-AC – Ramal litoral (Acaraú-Curú) –141 km (6 m³/s)● RL-CC – Ramal litoral (Curú-CIPP) – 43km (6 m³/s)

Q=30m³/s

● Comprimento total – 1.300 km

Trecho 1:Trecho 1:Jatí – Cariús

08 Municípios no percurso do canal

• Jati• Brejo Santo• Porteiras• Porteiras• Abaiara• Missão Velha• Barbalha• Crato• Nova Olinda

Jati – Início da obra do Cinturão de Águas do Ceará

�SISTEMA ADUTOR COM EXTENSÃO TOTAL DE 144,88 km.

�CAPTAÇÃO EM CANAL NA BACIA HIDRÁULICA DA BARRAGEM JATI E

TRECHO 1 DO CAC – JATI/CARIÚS CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS

�CAPTAÇÃO EM CANAL NA BACIA HIDRÁULICA DA BARRAGEM JATI E TERMINO NA BACIA DO RIO CARIÚS (ADUÇÃO GRAVITÁRIA).

OBRAS PRINCIPAIS EXTENSÃO (km)CANAIS 120,0

9 TÚNEIS 5,9827 SIFÕES 18,9

Trecho 1 – Planta e Perfil km 0-70

Sifão BR-116

Sifão Jardim

Sifão Porteiras

Ferrovia Transnordestina

Sifão Baixa

CE-293

Juazeirodo Norte

Porteiras

Sifão

Jati CE-397

Captação Jati

Túnel Baixio do BoiTúneis Sítio Alto 1 e 2

Sifão Boqueirão

Túnel Veneza

Sifão Baixa Funda

BR-116

Missão Velha

CE-153Sifão Areia

Brejo Santo

Timbaúba

PIRSF

Sifã

o B

R-1

16

Sifã

o B

aixa

Fun

da

Sifã

o Ja

rdim

Sifã

o P

orte

iras

Sifã

o B

oque

irão

Sifã

o A

reia

Sifã

o B

R

Sifã

o B

aixa

Fun

da

Sifã

o Ja

rdim

Sifã

o P

orte

iras

Tún

el B

aixi

o do

Boi

Tún

el S

ítio

Alto

1

Tún

el S

ítio

Alto

2

Sifã

o B

oque

irão

Tún

el V

enez

a

Sifã

o A

reia

Fonte: VBA Tecnologia e Engenharia S/A

Seções Típicas dos Canais

Fonte: VBA Tecnologia e Engenharia S/A

PRINCIPAIS ESTUDOS GEOTÉCNICOSPRINCIPAIS ESTUDOS GEOTÉCNICOS� Sondagens (tipos solos, espessuras, compacidades ou

consistências, nível d’água);

� Exploração do subsolo (k, E, Ko, φ, c); e das jazidas;

� Análise de estabilidade de taludes; � Análise de estabilidade de taludes;

� Percolação da água no solo;

� Parâmetros de compressibilidade;

� Análise de Colapso e de Expansão.....

- Aterros de até 20,0 de altura (12,30 m);- i = 0,00025 m/m para manutenção da - i = 0,00025 m/m para manutenção da carga hidráulica; Cota inicial de 479,10 m e final de 479,08 m,

SPT

- Estaca 35+488- NSPT variando de 5 a 8 (até 4,0m)

Fonte: VBA Tecnologia e Engenharia S/A

- Estaca 35+488

( % )

PEDREGULHO 0,0AREIA GROSSA 2AREIA MÉDIA 30AREIA FINA 45SILTE 15ARGILA 8

DIAMETRO DOS GRÃOS

ACIMA DE 2,00 mm0,6 - 2,0 mm0,2 - 0,6 mm

0,06 - 0,2 mm0,002 - 0,06 mm

ABAIXO DE 0,002 mm

MATERIAL

LL= 28% IP=13%

- Areia argilosa (SC)

- Estaca 35+488

Compactação do Material de Aterro

h ótima = 10,82 %massa específica seca máxima = 19,34 kN/m³.

Análise de Colapso do SoloÍndice de vazios x Tensão vertical Índice de vazios x Tensão vertical

h nat = 11,3 % h seco= 4,5 %

Índice de vazios x Tensão vertical Índice de vazios x Tensão vertical

PC=3,5% PC=5%

inundação = 270 kpa

Jenning e Knigth (1975): Sem Problema (0<PC<1); Problema moderado (1<PC<5); Problemático (5<PC<10); Problema grave (10<PC<20); Problema muito grave (PC>20).

Estudo dos Solos de Aterro

Locais de amostragem

Granulometria e Limites

AMOSTRAPED.(%)

AREIA GROSSA

(%)

AREIA MÉDIA

(%)

AREIA FINA(%)

SILTE+ARG(%)

LL IP

AM19 (6+600) 0,25 0,05 0,45 25,71 73,54 35 10

AM05 (9+400) 0,36 2,06 20,6 42,64 34,34 20 6

AM06 (9+500) 0,23 1,02 13,47 36,66 48,62 25 4AM06 (9+500) 0,23 1,02 13,47 36,66 48,62 25 4

AM20 (12+725) 16,67 13,31 8,27 22,35 39,4 29 10

AM21 (23+500) 0 0,21 25,47 65,86 8,46 - -

AM22 (27+600) 0 0,11 18,75 66,38 14,76 - -

AM23 (39+914) 0 0 3,07 79,48 17,45 - -

Estudo dos Solos Compactados

AMOSTRA γsec max (kN/m3) h ótima

AM19 (6+600) 14,5 18

AM05 (9+400) 16,7 9,5

AM06 (9+500) 15,8 12,5

AM20 (12+725) 15,8 1215,8 12

AM21 (23+500) 15,6 8

AM22 (27+600) 16 9,5

AM23 (39+914) 15 13,7

Estudo dos Solos Compactados - Adensamento

Estudo dos Solos Compactados – Expansão

Pressão de Potencial de Expansão

AmostraDeformação de

Expansão (%)

Pressão de

Expansão

(kPa)

Potencial de Expansão

Holtz e Gibbs

(1956)

Seed et al

(1962)

AM19 (6+600) 3,4 75 Baixo Médio

AM05 (9+400) 0,0 - Baixo Baixo

AM06 (9+500) 0,0 - Baixo Baixo

AM20 (12+725) 0,97 17 Baixo Baixo

AM21 (23+500) 0,0 - Baixo Baixo

AM22 (27+600) 0,0 - Baixo Baixo

AM23 (39+914) 0,0 - Baixo Baixo

Nos EUA, o custo com danos devido a solos expansivos em obras civis, atingiu em 1987cerca de U$ 9 bilhões (Jones & Jones (1987) e Day (1999)).

Estudo dos Solos

Compactados – Colapso

0,0

2,0Compactados – Colapso

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

14,0Def

orm

ação

Vo

lum

étric

a (%

)

AM05

AM06

AM19

AM21

AM2214,0

16,0

18,0

20,01 10 100 1000

Def

orm

ação

Vo

lum

étric

a (%

)

Tensão Vertical (kPa)

AM22

AM23

AM20

Estudo dos Solos Compactados – Colapso

Classificação da Colapsibilidade

AmostraPotencial de

Colapso (%)

Classificação da Colapsibilidade

Vargas (1978)Jenning e Knigth

(1975)

AM19 (6+600) 0,24 Não Colapsível Sem Problema

AM05 (9+400) 0,22 Não Colapsível Sem Problema

AM06 (9+500) 0,19 Não Colapsível Sem Problema

AM20 (12+725) 12,0 Colapsível Problema Grave

AM21 (23+500) 0,48 Não Colapsível Sem Problema

AM22 (27+600) 0,11 Não Colapsível Sem Problema

AM23 (39+914) 0,24 Não Colapsível Sem ProblemaJenning e Knigth (1975): Sem Problema (0<PC<1); Problema moderado (1<PC<5); Problemático

(5<PC<10); Problema grave (10<PC<20); Problema muito grave (PC>20).

Se para a engenharia civil da década de 60 os desafiosSe para a engenharia civil da década de 60 os desafioseram grandes, hoje esses desafios são ainda maiores,porque é preciso suprir necessidades e demandas emescalas sempre crescentes.

Paulo Teixeira Cruz, 2003.

“Ao contrário da medicina, que atende a um paciente“Ao contrário da medicina, que atende a um pacientepor vez, eu consigo alcançar milhares de pessoasfazendo uma única obra ”.

Jaime de Azevedo Gusmão Filho, 2000.Jaime de Azevedo Gusmão Filho, 2000.

OBRIGADA PELA ATENÇÃO

anabandeira@cariri.ufc.branabandeira@cariri.ufc.br