Monitorização do Solo

O comportamento do solo foi controlado a partir da superfície, através da colocação de diversos sensores para monitorizar os deslocamentos verticais e horizontais do maciço e o posicionamento do nível freático. Estes parâmetros foram considerados importantes para o controlo do comportamento do solo envolvente ao túnel do Rossio.

Para a monitorização de eventuais assentamentos e consequentes deslocamentos à superfície do terreno foram definidas sete secções de referência, com localização coincidente com as definidas para o interior do túnel e alinhamentos transversais ao eixo do túnel, onde foram aplicados os sensores (ver Figura 61).

Monitorização Estática e Dinâmica: Aplicações

Figura 61 – Mapa de localização das 7 secções de referência definidas para a monitorização do maciço a partir da superfície

3.6.1.1. Marcas de Superfície ou de Referência Topográfica

Para registar assentamentos de solo à superfície, em cada uma das secções de controlo, foram aplicadas cinco marcas de superfície ou de referência topográfica. As marcas foram instaladas ao longo dos alinhamentos das secções de referência definidas, coincidindo o posicionamento de uma delas com o alinhamento do eixo do túnel. Na Figura 62 é apresentada uma das marcas de superfície instaladas e uma campanha de recolha de leituras.

(a) (b) Figura 62 – Marcas de superfície: (a) exemplo de marca de superfície e (b) campanha de

monitorização das marcas de referência ou topográficas

Desta forma, em cada secção foram posicionadas marcas sobre a zona intervencionada, cuja probabilidade de sofrerem alterações (assentamentos) é elevada, e outras, e marcas posicionadas em zonas mais afastadas dos locais a intervencionar, logo menos sujeitas a sofrerem alterações. A distribuição das marcas de superfície por locais com diferentes graus de risco é determinante no controlo de eventuais assentamentos totais do maciço de solo existente sobre a abóbada do túnel.

As campanhas de monitorização de assentamentos de solo à superfície foram realizadas através da utilização da estação total TCA2003. O equipamento topográfico era posicionado nos pontos definidos como bases referenciais e efectuava a leitura do

Capitulo 3 – Monitorização Estática do Túnel do Rossio

alvo prismático existente na mira de invar de 2m, colocada sobre a cabeça de cada marca de referência da secção monitorizada.

3.6.1.2. Extensómetros de Barra

Para a observação de eventuais deslocamentos verticais no interior do maciço de solo foram aplicados cinco extensómetros de barra, dois simples e três duplos (com extensómetros de diferentes comprimentos para permitir o controlo a diferentes níveis). Os extensómetros considerados são constituídos por barras de inox, protegidos por bainhas de PVC e equipados com ancoras tipo Packer e cabeça de leitura em inox (ver Figura 63).

(a) (b) Figura 63 – Extensómetros de barra: (a) esquema de instalação dos extensómetros de

barra e (b) pormenor de cabeça de extensómetro duplo, com utilização de comparador digital para leitura dos deslocamentos

Os locais de aplicação dos extensómetros são coincidentes com o eixo do túnel e a selecção entre a aplicação de extensómetros simples ou duplos foi efectuada em função da espessura do recobrimento de solo ser superior a 4 ou 6 m, respectivamente.

As campanhas de monitorização dos extensómetros foram conseguidas através da medição do espaçamento existente entre a cabeça da vara e a cabeça do extensómetro colocada à superfície. Caso existam variações desta distância, pode-se estar perante movimentos verticais no maciço monitorizado.

3.6.1.3. Inclinómetros

Para a monitorização dos deslocamentos horizontais no interior do maciço, foram instaladas oito calhas inclinométricas do tipo ABS, com diâmetro de 75mm, nos locais preconizados pelo projectista. As calhas foram colocadas num plano paralelo ao eixo do túnel, de forma a permitirem a detecção de eventuais deslocamentos horizontais

Monitorização Estática e Dinâmica: Aplicações

do maciço de solo durante os trabalhos de escavação, tendo um desenvolvimento que se prolonga até cerca de 3 m abaixo da cota da soleira do túnel.

As campanhas de monitorização foram realizadas utilizando um equipamento portátil de leitura e uma sonda inclinométrica bi-axial. As alterações à verticalidade da calha inclinométrica são obtidas pela introdução da sonda na calha e leitura da inclinação (rotação), entre o eixo da sonda e a vertical, em vários pontos de diferente cota (ver Figura 64). O deslocamento horizontal é posteriormente determinado a partir da rotação obtida (ver Figura 64d).

(a) (b)

(c) (d) Figura 64 – Inclinómetros: (a) calha e respectiva sonda inclinométrica de leitura;

(b) exemplo de localização de um inclinómetro; (c) campanha de monitorização com recolha das leituras e (d) representação esquemática da obtenção dos deslocamentos horizontais no solo monitorizado

3.6.1.4. Piezómetros

Outro parâmetro a monitorizar, com extrema relevância para a monitorização de eventuais deslocamentos dos solos, é a localização do nível freático no maciço de solo. Com o rebaixamento do nível freático, podem ocorrer assentamentos ao longo do tempo. Esses assentamentos têm a sua origem na diminuição das tensões neutras no solo (motivada pela diminuição da água no solo) e posterior consolidação do solo sob acção das cargas existentes à superfície (por exemplo edifícios). Estão ainda relacionados com

Capitulo 3 – Monitorização Estática do Túnel do Rossio

o transporte, por parte da água do subsolo, das partículas finas do solo e posterior ajuste das partículas grossas.

Para monitorizar o posicionamento do nível freático e os respectivos efeitos à superfície, foram instalados piezómetros de câmara de admissão dupla (filtros), com diferentes alturas, dada a natureza dos maciços de solo com intercalações de níveis permeáveis (arenitos) e impermeáveis (argilosos). Os níveis definidos para a instalação das câmaras de admissão, situaram-se junto à rasante do túnel (nível inferior) e junto à cota do fecho da abóbada (nível superior).

Na Figura 65 apresenta-se um dos piezómetros instalados à superfície e a representação esquemática da sua localização face ao traçado do túnel.

(a) (b) (c)

Figura 65 – Piezómetros: (a) exemplo de piezómetro de câmara dupla e sonda de medição do nível freático; (b) localização do piezómetro e (c) representação esquemática dos níveis de medição considerados

A verificação do nível freático de um piezómetro foi realizada introduzindo no tubo do piezómetro a sonda de medição, que nos dá indicação sobre a altura da água existente no piezómetro.