Aeroporto Internacional Salgado Filho, Porto Alegre (RS)

A obra de ampliação do novo terminal de passageiros do Aeroporto Internacional Salgado Filho, em Porto Alegre (RS), constitui-se em problema clássico de aterro sobre solos moles. Localizado sobre a planície aluvial do sistema Guaíba-Gravataí, caracteriza-se como um antigo paleovale conformado por processos fluviais, durante fases de baixo nível do mar, e periodicamente invadido por “águas lagunares” durante várias transgressões marinhas, resultando em pacotes de sedimentos orgânicos intercalados com areias (Vilwock, 1984).

Como o nível do terreno encontra-se abaixo da cota de inundação, as áreas de pouso, taxiamento e estacionamento de aeronaves são construídas sobre um aterro compactado de 4 m de altura. O peso do aterro atua sobre a camada de argila subjacente, de aproximadamente 8 m de espessura, podendo ocasionar recalques consideráveis e problemas localizados de instabilidade.

TAB. 7.2 Ângulo de atrito interno efetivo de argilas brasileiras

Local ϕ (o) Re fe rê ncia

Ceasa, Porto Alegre, RS 18,3-27,9 Soares (1997) Rio Grande, RS 23-29 Dias e Bastos (1994) Vale do Rio Quilombo, SP 19,5-31,6 Árabe (1995a) Vale do Rio Moji, SP 18-28 Árabe (1995a)

Santos, SP 23-28 Samara et al. (1982), Árabe (1995a), Massad (1988) Sarapuí, RJ 23-26 Costa Filho, Werneck e Collet (1977)

Recife, PE 23-26 Coutinho, Oliveira e Danziger (1993) João Pessoa, PB 18-21 Cavalcante (2002)

Sergipe 26-30 Brugger (1996)

Botafogo, RJ 20-24 Lins (1980)

Três Forquilhas, RS 33-34 Bertuol (2009)

Local C_c Re fe rê ncia

Ceasa, Porto Alegre, RS 0,34-2,27 Soares (1997)

Aeroporto Salgado Filho, Porto Alegre, RS 0,81-1,84 Soares (1997)

Tabaí-Canoas, RS 0,60-2,4 Dias e Gehling (1986)

Rio de Janeiro

0,5-1,8 Costa Filho, Aragão e Velloso (1985) 1,3-2,6 Ortigão (1980)

Sarapuí, RJ 1,35-1,86 Coutinho e Lacerda (1976)

Juturnaíba, RJ 0,29-3,75 Coutinho e Lacerda (1994)

Recife, PE 0,5-2,5 Coutinho, Oliveira e Danziger (1993),

Coutinho et al. (1998)

Sergipe 0,8-1,2 Brugger (1996)

Botafogo, RJ 0,14-0,28 Correia (1981)

Santos - Ilha de Barnabé, SP 0,48-2,37 Aguiar (2008) Barra da Tijuca, RJ 0,35-0,57 ⇒ Cc/(1+eo)

1,8-4,55 ⇒ C_c Baroni (2010) Barra da Tijuca, RJ 0,3-0,61 ⇒ Cc/(1+eo)

1,76-4,21 ⇒ C_c Teixeira (2012)

Três Forquilhas, RS 0,3-0,61 Bertuol (2009)

O estrato argiloso apresenta limite de liquidez (LL) entre 80% e 125% e índice de plasticidade (IP) entre 40% e 74% (Soares, 1997). Os valores de N_SPT variam entre 0 e 1, limitando-se a aplicabilidade desse ensaio à estimativa de parâmetros de projeto. As propriedades de comportamento da argila foram investigadas por meio de ensaios de campo (piezocone, palheta, pressiômetro, geofísica) e de laboratório (triaxiais, adensamento).

A Fig. 7.1 apresenta um ensaio de piezocone típico da área de implantação da obra. Os resultados são convertidos em propriedades de comportamento na Fig. 7.2, que mostra as variações da resistência ao cisalhamento não drenada e da OCR com a profundidade.

TAB. 7.4 Coeficientes de adensamento de argilas brasileiras

Local C_v (cm2/s) · 10-4 Ensaios Re fe rê ncia

Ceasa, Porto Alegre, RS

0,70-5,10 Edométrico vertical (NA)

Soares, Schnaid e Bica (1997); Schnaid et al. (1997)

1,20-6,60 Edométrico radial (NA) 3,20-4,27 Piezocone (NA) Aeroporto Salgado Filho, Porto

Alegre, RS

0,67-2,12 Edométrico vertical (NA)

Soares, Schnaid e Bica (1997); Schnaid et al. (1997)

0,84-3,27 Piezocone (NA) 19,4-49,8 Piezocone (PA)

Rio Grande, RS 1,00-5,00 Edométrico vertical (NA) Dias e Bastos (1994) Vale do Rio Quilombo, SP 4,00-8,90 Piezocone (NA) Árabe (1995a) Vale do Rio Moji, Quilombo,

SP 4,00-8,90 Edométrico vertical (NA) Massad (1985)

Baixada Santista, SP 0,001-0,10 Edométrico vertical (NA) Souza Pinto e Massad (1978)

Sarapuí, RJ

1,40-4,40 Piezocone (NA) _{Danziger (1990); Danziger, Almeida e} Sills (1997); Lacerda e Almeida (1995); Coutinho e Lacerda (1976, 1994); Rocha Filho (1987, 1989) 24,0-102,0 Piezocone (PA)

1,0-10,0 Edométrico vertical (NA)

Recife, PE 3,0-20,0 Edométrico vertical (NA) Coutinho, Oliveira e Danziger (1993) Salvador, BA

1,9-2,1 Edométrico vertical (NA)

Baptista e Sayão (1998) 5,0-15,0 Piezocone (PA)

Barra da Tijuca, RJ

2,2-3,23 Edométrico vertical (NA)

Baroni (2010) 2,2 Piezocone (NA)

Botafogo, RJ 1,5-4,5 Edométrico vertical (NA) Correia (1981) Santos - Ilha de Barnabé, SP 0,03-0,1 Edométrico vertical (NA) Aguiar (2008) Três Forquilhas, RS 0,5-3,0 Edométrico vertical (NA) Bertuol (2009)

FIG. 7.1 Ensaio CPTU na área de ampliação do Aeroporto Salgado Filho

A determinação de valores representativos da resistência ao cisalhamento não drenada (S_u) da argila constitui-se em fator determinante de projeto. Assim, procurou-se reunir, na Fig. 7.3, todos os valores característicos de depósitos de argilas moles da Região Metropolitana de Porto Alegre (RS), combinando-se resultados de ensaios triaxiais, piezocone, palheta e pressiométricos. As medidas de S_u na área do Aeroporto Salgado Filho são compatíveis com os valores determinados nas áreas vizinhas, dentro da mesma unidade geotécnica. A comparação dos resultados parece sugerir que: (a) em geral, existe concordância satisfatória entre estimativas obtidas por diferentes ensaios, sendo possível a adoção de valores médios representativos de projeto; (b) as proposições baseadas em ensaios de cone conduzem a valores realistas de projeto a custos reduzidos; e (c) os valores estimados por meio de ensaios pressiométricos são sensivelmente superiores às estimativas obtidas com outras técnicas, mesmo após a correção dos efeitos de geometria da sonda.

FIG. 7.2 Valores estimados de S_u e OCR do depósito de argilas moles do Aeroporto Salgado Filho

Os parâmetros geotécnicos de interesse para a análise da evolução de recalques com o tempo e para um eventual projeto de sistemas de drenos verticais são o coeficiente de adensamento vertical da argila (C_v) e o coeficiente de adensamento horizontal (C_h). Para a seleção de valores representativos de projeto, foram considerados os resultados de ensaios de adensamento e piezocone. A Fig. 7.4 apresenta um exemplo típico de um ensaio de dissipação das poropressões geradas na cravação do piezocone. A pressão decresce gradativamente de cerca de 200 kPa para 40 kPa, sendo este último valor correspondente à pressão hidrostática do terreno. O monitoramento da dissipação do excesso de poropressões possibilita a estimativa de C_h (posteriormente convertida em C_v), cujos valores são apresentados na Tab. 7.5. Os métodos de cálculo adotados foram detalhados no Cap. 3. Conforme a tabela, a previsão com base em ensaios de piezocone indicou valores da ordem de 15 × 10–8 m2/s a 37 10–8 m2/s, indicativos de solos trabalhando na faixa pré-adensada. Comparativamente, os coeficientes de adensamento vertical obtidos a partir dos ensaios de adensamento, com drenagem vertical e radial, são da ordem de 25 a 30 × 10–8 m2/s, para as profundidades de 3,0 m e 5,0 m, com tensões verticais na faixa de comportamento correspondente ao tramo pré-adensado. Nesse caso particular, há excelente concordância entre os valores de campo e laboratório; porém, em geral, a faixa de dispersão normalmente observada na estimativa de C_v, em obras correntes, é mais acentuada.

FIG. 7.3 Variação de Su _{com a profundidade}

FIG. 7.4 Ensaio de dissipação na argila do Aeroporto Salgado Filho

Os parâmetros de resistência e deformabilidade estimados anteriormente foram aplicados ao projeto do aterro compactado na área de ampliação do Aeroporto Salgado Filho, em Porto Alegre. Os valores de S_u permitiram a avaliação da estabilidade dos taludes do aterro e o dimensionamento das fundações e dos pavimentos. Os parâmetros de compressibilidade foram utilizados no dimensionamento de um sistema de drenos geossintéticos para aceleração do tempo de recalque imposto pelo peso próprio do aterro (Schnaid; Nacci; Milititsky, 2001).

Profundidade OCR Cv (axial/lab) (10–8 m2/s) C_v (radial/lab) (10–8 m2/s) C_v (campo) (10–8 m2/s) 3,0 3,0 NA PA 2,0 25,0 3,0 23,0 1,5 15,0 4,0 4,0 NA PA - - - - 2,1 21,0 5,0 5,0 NA PA 2,0 30,0 6,0 30,0 3,7 37,0 NA – normalmente adensada; PA – pré-adensada