DESAFIOS E SOLUÇÕES CONSTRUTIVAS APLICADAS NA ESCAVAÇÃO DE UM TÚNEL EM

SAPRÓLITO E SOLO RESIDUAL DE GNAISSE DA LINHA 5 – LILÁS DO

METRO DE SÃO PAULO

Marco Aurélio A. P. Silva Andrade Gutierrez Engenharia Gustavo Aguiar Babendererde Engineers Ivo F. Teixeira Faculdade de Engenharia da Universidade do

Porto Argimiro A. Ferreira Cia. do Metropolitano de São Paulo

Túnel Roque Petrella

- Túnel Metroviário p/ aparelho de mudança de via e SE - Parte da extensão da Linha 5 – Lilás do Metrô de São Paulo - Localizado na Av. Santo Amaro, em área densamente ocupada -   Duas frentes – Norte (245 m) e Sul (25 m)

Aspectos geológico-geotécnicos

Escavação em macico rochoso classe V, saprólito e solo residual jovem Caracterização do solo residual/saprólito:

-   Muito heterogêneo. -   Material com elevada compacidade e pouco coesivo. -   Comportamento pode ser governado pelas características remanescentes da rocha

matriz. -   Poucas informações e ensaios disponíveis.

Aspectos de projeto -   Seção de escavação variável -   Parcialização em 5 etapas -   Condicionamento do maciço:

-   Enfilagens de aço injetadas. -   Colunas de JG horizontal. -   Pregagens de frente com barra de fibra de vidro.

-   Controle da água subterrânea: -   PBS a cada 5 m. -   DHP a vácuo.

-   Instrumentação: -   Seções com 5MS/3TS e 3MS/1TS alternadas a cada 20 m.

Avaliacao do desempenho da escavacao Trecho A1 a B2:

-   Frente: Saprólito e rocha no AID. -   Cobertura: saprólito, argila terciária.

Seção A1

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

jan-13 mar-13 mai-13 jun-13 ago-13 out-13 nov-13 jan-14 mar-14

Reca

lque

(mm

)

Recalques Seção A1

MS eixo TS eixo Ativação PBS Escavação -1D da seção Escavação +1D da seção

Trecho Recalque máximo

Perda de solo

equivalente

Velocidade de recalque média

Impacto rebaixamento NA i/Z U

A1 a B2 40 a 60 mm 1% 0,5 mm/dia Baixo ̴ 5mm 0,64 1

Avaliacao do desempenho da escavacao Trecho B2 a B7:

-   Frente: Saprólito. -   Cobertura: solo residual.

Seção B5

-150

-130

-110

-90

-70

-50

-30

-10

mai-13 jun-13 ago-13 out-13 nov-13 jan-14 mar-14

Reca

lque

(mm

)

Recalques Seção B5

MS eixo TS eixo Ativação PBS Escavação -1D da seção Escavação +1D da seção

Trecho Recalque máximo

Perda de solo

equivalente

Velocidade de recalque média

Impacto rebaixamento NA i/Z U

A1 a B2 40 a 60 mm 1% 0,5 mm/dia Baixo ̴ 5mm 0,64 1

B2 a B7 média de 100 mm 2 a 4,5% 1,0 mm/dia Moderado: 10-15

mm 0,85 1,7

Avaliacao do desempenho da escavacao Trecho B7 a A6:

-   Frente: Saprólito e solo residual jovem.

-   Cobertura: solo residual e até 4 m de argila mole.

Seção A6

-450

-400

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

ago-13 out-13 nov-13 jan-14 mar-14 abr-14 jun-14 jul-14 set-14 nov-14 dez-14

Reca

lque

(mm

)

MS eixo TS Eixo 1a ativação PBS Desativação PBS

2a ativação PBS Escavação -1D da seção Escavação +1D da seção

Trecho Recalque máximo

Perda de solo

equivalente

Velocidade de recalque média

Impacto rebaixamento NA i/Z U

A1 a B2 40 a 60 mm 1% 0,5 mm/dia Baixo ̴ 5mm 0,64 1

B2 a B7 média de 100 mm 2 a 4,5% 1,0 mm/dia Moderado: 10-15

mm 0,85 1,7

B7 a A6 150 a 420 mm 4 a 9% 2,0 mm/dia pico de 5 mm/dia Crítico: até 110 mm 0,83 2,3

Efeito do rebaixamento nas camadas aluvionares superficiais/ necessidade de reforço de fundação de algumas edificações

0,00%

1,00%

2,00%

3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

7,00%

8,00%

9,00%

10,00%

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

- 20 30 80 130 180 230 280

Perd

a de

solo

(%)

Reca

lque

(mm

)

Distância do túnel de ligação (m)

Perda de solo Recalque máximo no eixo

Avaliacao do desempenho da escavacao Conclusões – desempenho da escavação:

-   Recalque devido ao adensamento: entre 10 e 25% dos recalques finais totais. -   Bacia de recalque com grande largura – i/Z entre 0,65 e 0,85. Em argilas espera-

se até 0,6. -   Tendência de maiores recalques e perdas de solo em comparacao com

escavações em solos sedimentares da BSSP. -   Alta magnitude dos recalques pode ser relacionado à heterogeneidade dos solos

residuais. 0

50

100

150

200

250

300

350

400

4500 5 10 15 20 25

Recalque (mm)

Distância do eixo (m)

Bacias de recalqueA1

B1

A2

B2

B3

A3

B4

A4

B6

A5

B8

B9

A6

Aspectos Construtivos -   A alta heterogeneidade – dificuldades às escavações: instabilidades,

antecipações e reforços de tratamento.

Aspectos Construtivos

-   A alta heterogeneidade – dificuldades às escavações: instabilidades, antecipações e reforços de tratamento.

-   Não formação de núcleo – pouca contribuição para estabilização da frente.

Aspectos Construtivos -   A alta heterogeneidade – dificuldades às escavações: instabilidades,

antecipações e reforços de tratamento. -   Não formação de núcleo – pouca contribuição para estabilização da frente. -   Formato anguloso do Side Drift propiciava desplacamentos

Aspectos Construtivos -   A alta heterogeneidade – dificuldades às escavações: instabilidades,

antecipações e reforços de tratamento. -   Não formação de núcleo – pouca contribuição para estabilização da frente. -   Formato anguloso do Side Drift propiciava desplacamentos -   Alta compacidade do material escavado impediu a injeção de grandes volumes

de calda de cimento nas enfilagens e nas colunas de JGh – desplacamento de material entre enfilagens/colunas.

Aspectos Construtivos -   A alta heterogeneidade – dificuldades às escavações: instabilidades,

antecipações e reforços de tratamento. -   Não formação de núcleo – pouca contribuição para estabilização da frente. -   Formato anguloso do Side Drift propiciava desplacamentos -   Alta compacidade do material escavado impediu a injeção de grandes volumes

de calda de cimento nas enfilagens e nas colunas de JGh – desplacamento de material entre enfilagens/colunas.

-   Grande influência da posição do contato entre saprólito e solo residual no sistema de rebaixamento, obrigando a utilização de reforços por DHP’s.

-   Características do material escavado permitiria a utilização de fresa, mas a parcialização da escavação restringiu o espaço disponível para utilização deste equipamento.

Conclusões -   Observou-se uma heterogeneidade espacial elevada, com distintos graus de

alteração, foliação e comportamentos geomecânicos. -   O saprólito e o solo residual apresentaram comportamento muito inferior ao

esperado quando desconfinados pelas escavações. -   Alta magnitude de recalque superficial com elevada aceleração e sensibilidade

ao rebaixamento. -   PBS reduziram a pressão hidrostática, mas não eliminaram o fluxo de água

pelas falhas do saprólito, sendo necessários DHPs. -   No saprólito, o tratamento com JGh se mostrou ineficiente – foram adotadas

linhas simples ou duplas de enfilagens. No solo residual, as colunas JGh tiveram bom desempenho.

-   Acredita-se que uma revisão da parcialização das escavações, e por consequência de seus condicionamentos, possibilitaria melhores desempenhos das escavações, tanto em nível de segurança quanto em nível de produtividade.

Agradecimentos -   CMSP -   Consórcio Andrade Gutierrez – Camargo Corrêa