Ao longo do desenvolvimento deste trabalho pretendeu-se abordar duas diferentes soluções construtivas para Estações de Metropolitano, a Estação Eucaliptos, realizada pela metodologia tradicional das estações cut & cover, e a Estação de Brooklin, correspondente a uma solução construtiva mais recente constituída por poços secantes. Na Estação Eucaliptos não se verificaram os pressupostos de projeto no que diz respeito às deformações expectáveis, ou seja, o comportamento previsto em projeto não correspondeu ao comportamento observado em obra. Contrariamente, na Estação Brooklin a convergência entre o comportamento previsto em fase de projeto e o comportamento observado foi muito satisfatória.
Assim, numa primeira parte, o trabalho apresentado focou-se na obra da Estação Eucaliptos abordando aspectos importantes do projeto e os resultados da instrumentação. Após o conhecimento do projeto e a análise dos resultados da instrumentação, foram realizadas análises numéricas da secção da contenção onde se observaram as maiores deformações, tendo como objetivo compreender quais os pressupostos do projeto que se afastaram da realidade da obra.
Através das análises numéricas, verificou-se que a rigidez das areias basais da Formação de Resende desempenharam um papel relevante sobre a deformada da contenção, conferindo melhores condições de encastramento à parte inferior da estrutura proporcionou que as deformadas desta se ajustassem melhor às curvas da instrumentação. Além disto, a maior rigidez atribuída às camadas inferiores parece resultar num mecanismo vertical de transferência de tensões no maciço, das zonas menos rígidas superficiais para as zonas profundas mais rígidas, efeito em arco vertical, resultando em deformadas com maior raio de curvatura mais próximas das curvas da instrumentação. Constatou-se que o aumento de rigidez das camadas inferiores é funcional até certa medida, a partir de determinada grandeza dos valores do módulo de deformabilidade o solo passa a estar em outro domínio no qual as limitações de um modelo elasto-plástico perfeito com critério de rotura tipo Mohr – Coulomb são mais evidentes.
Através da observação das curvas de deformação provenientes da instrumentação constatou-se que as deformadas mais gravosas observadas sobretudo no topo da contenção ocorrem a partir de agosto de 2013. Após a realização de alguns modelos
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A análise realizada para a primeira hipótese, perda de capacidade de trabalho das ancoragens por cedência na zona dos bolbos de selagem, não foi conclusiva, a observação das zonas de cedência dos modelos analisados em Plaxis não evidenciou a formação de uma zona de instabilidade e a análise da variação da força nas ancoragens do painel S14, integrada na análise restantes células instaladas na parede norte, não permitiu que esta hipótese fosse fundamentada.
A segunda hipótese foi validada após a observação do registo fotográfico da obra ao longo do ano de 2013, através do qual se verificou que houve em obra a presença de sobrecargas que superaram as sobrecargas contempladas na fase de projeto. A inclusão destas sobrecargas no modelo permitiu alguma melhoria no ajuste das deformadas às curvas da instrumentação, sobretudo na zona próxima ao topo da contenção, consequente de um maior paralelismo entre as deformadas do modelo e as deformadas do inclinómetro (fases avançadas da escavação). O efeito da sobrecarga em profundidade é limitado visto à largura considerada para a zona carregada ser de 1,5 m.
Para um melhor ajuste das curvas do modelo às curvas da instrumentação, considera-se que atendendo ao cenário geológico-geotécnico em que se desenvolveu a obra da Estação Eucaliptos, um modelo elasto-plástico perfeito com critério de rotura tipo Mohr-Coulomb pode não constituir o modelo mais adequado para simular o comportamento dos solos do Terciário da Bacia de São Paulo. Tratam-se de solos com importantes características de rigidez conferidas, entre outros, por processos físico-químicos, tais como secagem, cimentação e lixiviação, que resultaram na estrutura característica destes solos. Considera-se que, neste caso, seria vantajosa a utilização de um modelo como por exemplo o Hardening Soil Model, que reproduz a acentuada redução da rigidez do solo
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com o aumento das tensões de corte, resultando em padrões de comportamento mais realistas.
No capítulo referente à Estação Brooklin, relatam-se as etapas importantes do processo que conduziu ao projeto final da estação, de forma a permitir a compreensão de aspectos críticos inerentes a este tipo de solução construtiva. Apresentam-se alguns resultados da instrumentação e discutem-se os seus valores de forma a compreender o comportamento da obra.
No caso da Estação Brooklin, o modo como a estrutura foi concebida permitiu a construção de uma estrutura com maior rigidez global comparativamente à Estação Eucaliptos, e com maior capacidade de distribuição, mecanismo favorecido pela própria geometria da estação, o que terá contribuído para um maior controlo das deformações. Por fim, apresenta-se uma comparação entre as duas soluções construtivas onde se constata que as vantagens são preponderantes na solução de escavações por poços, uma vez que além de permitir o aproveitamento do próprio maciço para a redistribuição de tensões, permite que a estrutura resista às solicitações exteriores com a sua rigidez axial desenvolvendo esforços de compressão e por consequência, menores níveis de deformação. No caso de soluções construtivas como a adotada na Estação Brooklin, há ainda a vantagem das variáveis intervenientes no processo serem consideravelmente reduzidas pelo facto de se prescindir do recurso a ancoragens e do rebaixamento do nível freático.
Para terminar, importa sublinhar a importância da instrumentação de obras geotécnicas tais como as que foram aqui referidas, a instrumentação desta obras constitui o único meio de controlar o desempenho da solução ao longo do processo construtivo (fase crítica), permitindo caso necessário, intervir em tempo real de forma a evitar mecanismos de instabilidade ou danos mais severos. Além deste papel preventivo e controlador, a instrumentação reveste-se de especial importância quando se pretende compreender e validar os pressupostos do projeto, neste caso, a instrumentação constitui o fio condutor que torna possível a retroanálise da obra.
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