As características geotécnicas de um maciço como factores preponderantes na planificação e organização de obras de escavação subterrâneas - uma perspectiva sobre a produção

Com o presente documento pretende-se abordar e identificar os diferentes factores que influenciam directamente a produção e execução de uma escavação subterrânea, com especial relevo sobre a influência exercida pela geotecnia do maciço intersectado. Inicialmente são focados os principais aspectos a ter em conta na caracterização geotécnica de um maciço, seguindo-se uma introdução a diferentes métodos de escavação actuais e metodologias de suporte de uma obra subterrânea, com particular realce para os utilizados em maciços brandos. Depois de tratados estes conceitos, é apresentada uma obra subterrânea em execução que foi acompanhada durante 4 meses para efeitos de desenvolvimento deste estudo. Assim, são abordados neste documento diferentes aspectos construtivos, no que diz respeito à mão-de-obra utilizada, metodologias e técnicas aplicadas, redes técnicas auxiliares instaladas, produções e rendimentos verificados. De seguida e de modo a atestar a importância da caracterização geotécnica ao longo da obra, foi feito um estudo do maciço intersectado, relativamente às descontinuidades que o intersectam, litologia, alteração, e resistência à compressão. Para este último parâmetro foram utilizadas técnicas distintas mas complementares, nomeadamente o ensaio de carga pontual (em laboratório), e o esclerómetro portátil (in situ). Por último, tendo em conta os parâmetros e características presentes e as implicações que uma obra do género acarreta, são propostas de modo sucinto, técnicas alternativas de escavação do maciço cuja viabilidade de implementação seja possível no contexto em questão.

Cartografia de zonamento geotécnico em frentes de escavação de maciços rochosos heterogéneos (túnel do Marão): aplicação da classificação geomecânica GSI|2013

Este estudo pretende discutir a validade da aplicação da mais recente versão do “GSI – Geological Strength Index” (Hoek et al., 2013) em maciços rochosos heterogéneos por aplicação num projecto de obra subterrânea em execução. O estudo envolveu a caracterização geológicageotécnica nas duas frentes de escavação da frente “Poente” da empreitada de construção do Túnel do Marão (N de Portugal) tendo sido cartografados 305 metros no conjunto das duas frentes em 74 avanços consecutivos. Para esta caracterização foram coligidos e uniformizados dados geológicos, geotécnicos e geomecânicos relativos aos levantamentos realizados a cada avanço. A técnica da amostragem linear foi aplicada para a cartografia das descontinuidades que permitiu estabelecer o grau de compartimentação do maciço rochoso. Além disso, procedeu‐se a um tratamento estatístico das descontinuidades, bem como dos parâmetros geológico‐geotécnicos e geomecânicos associados. Os zonamentos geotécnicos e geomecânicos das secções em análise foram realizados sempre em estreita ligação com o conhecimento das características do maciço in situ. Procurou‐se estabelecer termos de comparação entre a versão do GSI|2013 e as versões anteriores (GSI|98, GSI|2001) por aplicação para os avanços cartografados. Pretende‐se que este trabalho contribua para um maior conhecimento da mais recente versão do “Geological Strength Index” (2013) para a sua aplicabilidade em projectos de geoengenharia.

A segurança estrutural relacionada com a escavação sob fundações de edifícios pré-existentes

Pretende-se no presente artigo analisar a segurança estrutural de edificações condicionadas por escavações a um nível inferior ao das suas fundações. Considerando a existência de três momentos diferentes – o período antecedente ao início dos trabalhos, o intervalo de tempo correspondente ao decurso dos trabalhos de reabilitação e o período posterior, correspondente à futura utilização do património, é sobre o segundo que incidirá a nossa análise, por ser aquele em que a estrutura se encontra mais fragilizada, implicando uma menor segurança estrutural, que tende a ser desvalorizada, por ter uma natureza temporária. Numa primeira fase descreve-se o existente, assim como as intervenções propostas. Posteriormente indicam-se os potenciais danos estruturais resultantes das alterações pretendidas e as principais medidas a considerar para os evitar. Numa fase posterior propõe-se a sequenciação dos trabalhos de modo a evitar um colapso parcial ou global e, por último, apresentam-se conclusões e sugerem-se desenvolvimentos futuros. / The present work seeks to present an analysis related to the structural safety of buildings that are object of excavations at a lower level than their foundations. Considering the existence of three different moments – a first period before the beginning of the works, a second one correspondent to the rehabilitation procedures and a last one related with the future utilization of the patrimony, this article will focus on the second period, because during that gap of time, the structure is usually weakened, which implies a lower structural safety that tends to be ignored, due to its temporary nature. In the first phase, the existing construction is described, as well as the proposed interventions. Afterwards, are referred the potential structural damages resultant of the architectonical proposals and the measures to implemented to prevent them. In the posterior phase we propose the work sequence, in order to avoid a partial or global collapse and, finally, we reach some conclusions and suggest other works to be developed in the future.

Análise numérica de uma escavação de grande porte em Porto Alegre/RS: caso de obra

Neste trabalho, apresenta-se um estudo numérico, através do Método dos Elementos Finitos, do efeito de instalação de uma parede diafragma com tirantes, seguida de uma grande escavação em solo residual de Granito Independência. As simulações numéricas são comparadas a deslocamentos medidos em uma obra localizada no Bairro Moinhos de Vento, na cidade de Porto Alegre, Rio Grande do Sul - Brasil. Para realizar esta análise utilizou-se o programa computacional Plaxis. Este programa se destina especificamente a análises da deformabilidade e estabilidade de projetos de engenharia geotécnica, cuja simulação requer o uso de métodos numéricos que consideram linearidade e não-linearidade constitutiva, bem como dependência do tempo. Foi utilizado nas simulações o Modelo Elástico-Perfeitamente Plástico com Superfície de Ruptura de Mohr- Coulomb. Os parâmetros do solo foram determinados a partir de ensaios de SPT e CPT, e balizados através de dados obtidos na literatura. Os resultados das análises numéricas são comparados com os resultados medidos in situ, durante a execução da escavação. Foram feitas duas análises distintas, uma chamada Classe A, onde os parâmetros estimados através dos ensaios SPT e CPT foram adotados como padrão e utilizados na simulação da obra Na segunda análise, denominada análise Classe C, correspondente a uma avaliação dos valores de ângulo de atrito (φ), coesão (c) e Módulo de Elasticidade (E), procurando-se avaliar a sensibilidade das previsões. Os resultados da análise numérica Classe A apresentam uma boa aproximação dos resultados medidos em 3 dos 5 perfis analisados, sendo que as simulações reproduziram de forma qualitativa a tendência das curvas experimentais. Parâmetros de resistência e deformabilidade têm um grande influência no comportamento do modelo numérico. A variação de parâmetros de projeto, como a força de ancoragem nos tirantes e a rigidez da parede diafragma também foram testadas. Os resultados demonstram que a influência destes parâmetros é significativa na medida dos deslocamentos.

Aplicação de retroanálise na escavação de um túnel na Ilha da Madeira

Pretende-se determinar os parâmetros geomecânicos de um maciço atravessado por um túnel construído na ilha da Madeira, através de retroanálise. Para tal, recorre-se a um modelo numérico tridimensional para simular o avanço da escavação e a dados obtidos a partir da instrumentação da obra, nomeadamente, através da medição de convergências e deslocamentos superficiais. A análise numérica é aplicada a um problema de identificação de parâmetros geomecânicos, em três secções localizadas muito próximas do emboquilhamento do Faial, do túnel do Faial/Cortado. Este problema rege-se por um comportamento elástico perfeitamente plástico e um critério de rotura de Mohr-Coulomb. Para a resolução do problema recorreu-se à utilização do software de diferenças finitas, FLAC3D, tendo-se usufruído da sua base de programação para modelar o processo complexo de escavação e suporte do túnel. A modelação tridimensional no FLAC3D é conseguida através da sua linguagem de programação interna, FISH, criando funções capazes de simular o processo da escavação parcial, instalação dos elementos de suporte, e monitorizar e extrair as variáveis pretendidas. Numa primeira fase realizou-se uma análise paramétrica relativamente ao comportamento do maciço fazendo variar alguns parâmetros geomecânicos deste. Numa segunda fase do estudo, procedeu-se à otimização de um conjunto de parâmetros elásticos e resistentes, intrínsecos ao material envolvente do túnel, através de retroanálise. A otimização dos parâmetros foi realizada por meio da utilização de expressões de cálculo de medida de dispersão estatística entre os dados obtidos a partir da instrumentação em obra e os resultados correspondentes obtidos a partir da análise numérica. Os valores obtidos para os diferentes parâmetros do maciço rochoso foram comparados com os respetivos valores recolhidos na bibliografia para maciços da ilha da Madeira, bem como com os valores previstos pela caracterização geomecânica efetuada durante a fase de construção do túnel objeto de estudo.

Esforço de escavação e teor de lipídios em rainhas da formiga cortadeira Atta sexdens rubropilosa

Nest digging spends a lot of energy existing a question about how much energy is required to dig the tunnel and initial chamber. It was hypothesized that the lipid content is used during nest digging. This hypothesis was tested by comparing the consequences of increasing digging effort in queens that were experimentally stimulated to excavate a complete founding nest either once, twice or three times consecutively, compared to control queens that didn't dig. Weight and lipid content of queens were quantified. Results showed that, in contrast with the initial expectations, weight and lipid content were not affected by the increased digging effort in the experimentally-induced successive excavations. It was conclude that the excavation by the queens did not affect the percentages of lipids and consequently the energy content, in their bodies. Probably, energy resources for the excavation wasn't originated from lipid reserves, but from other energy sources, perhaps carbohydrates.

Estabilidade de taludes em escavação: um caso de estudo

Esta dissertação aborda a análise de estabilidade de taludes em escavação, para infraestruturas de engenharia civil, nomeadamente obras rodoviárias. Este trabalho encontra-se dividido em quatro partes. Na primeira parte é abordado o papel das descontinuidades no maciço. A segunda parte, na representação dos dados adquiridos. A terceira parte centra-se nos fundamentos teóricos sobre os taludes. Por último, a quarta parte, onde se desenvolve o caso de estudo, no âmbito de um estágio curricular na Geoma. O estudo refere-se a análise de estabilidade de taludes para uma obra rodoviária denominada Sublanço – Nó de Ligação do IP4/Túnel do Marão.

Diagnóstico da gestão de resíduos na construção civil comparação de obras no Rio de Janeiro visando a certificação LEED e obras sem certificação.

A implantação de práticas de gestão ambiental nos canteiros de obras se tornou de fundamental importância para o setor da construção civil. Nas obras de edificação que visam obter a certificação LEED, são implementadas práticas que buscam a minimização e o reaproveitamento dos resíduos de construção civil, representando uma possibilidade de redução dos impactos ambientais produzidos pelo setor. Este trabalho apresenta um estudo comparativo sobre a geração de resíduos de quatro obras de edificações no município do Rio de Janeiro, sendo que duas delas implantaram práticas para obtenção da certificação LEED. Complementarmente, foi realizada uma pesquisa através de questionário com profissionais da construção civil buscando identificar a sua percepção sobre construções sustentáveis e gerenciamento de resíduos sólidos. Desconsiderando o solo de escavação, o entulho foi o resíduo mais gerado em todas as quatro obras, seguido pela sucata metálica, resíduos não recicláveis e madeira. A obra com certificação LEED apresentou o menor índice total de resíduos, 119,23 kg/m2, sendo este valor próximo às médias de países desenvolvidos.

As primeiras comunidades do homem moderno no Algarve Ocidental: caracterização paleotecnológica e paleoetnográfica das comunidades gravetenses e proto-solutrenses de Vale Boi (Algarve, Portugal)

Dissertação mest., Arqueologia, Universidade do Algarve, 2009