Uma vez identificados os parâmetros de resistência e de deformabilidade a partir dos vários ensaios, interessa dividir o maciço em horizontes com características de resistência e de deformabilidade semelhantes para efeitos de dimensionamento.
Para tal, começou-se por representar os resultados dos vários ensaios em duas figuras distintas, uma relativa aos parâmetros de resistência – Figura 3.18 – e a outra aos de deformabilidade – Figura 3.19.
Figura 3.18 – Variação de ϕ´ em profundidade. 0 2 4 6 8 10 12 20 25 30 35 40 45 P rofundidade (m) ϕ´ (º) SPT5 SPT6 SPT8 SPT9 SPT10 DPSH2 DPSH3
Figura 3.19 – Variação de E em profundidade.
Não fosse o facto de ϕ´ ser função de (N1)SPT, enquanto E de NSPT, poder-se-ia dizer que a Figura 3.19 não seria mais do a Figura 3.18 representada noutra escala. Porém, mesmo tendo presente o efeito que a distinção apontada produz, é possível identificar algumas semelhanças entre aquelas figuras.
Para profundidades menores, sensivelmente até aos 6 m, observa-se uma dispersão muito grande dos resultados. Desta forma, o procedimento que por vezes é habitual observar-se, em que a variação em profundidade dos diversos parâmetros é aproximada com suficiente rigor através de uma lei geral que é função exclusiva de uma variável – a profundidade –, vê-se aqui completamente destituído de sentindo, o que, em boa verdade, era já previsível devido à grande extensão da obra.
Para maiores profundidades a dispersão observada é significativamente menor. Como os resultados disponíveis para aquelas profundidades são inferiores aos disponíveis para profundidades menores, é natural que este facto, por si só, conduzisse a uma diminuição da dispersão, observando-se uma certa convergência dos resultados.
A variabilidade observada na profundidade máxima de condução dos diversos ensaios não é mais do que uma medida da variabilidade da profundidade a que ocorre a transição para o maciço rochoso. Os problemas identificados na correlação entre os resultados do ensaio DPSH com o ensaio SPT não são extensíveis à identificação da transição para o maciço rochoso.
Como se compreende, dado que os ensaios utilizados são direccionados fundamentalmente para caracterizar solos, e uma vez que a obra interessa também a parte rochosa do maciço, poderia surgir um problema associado à respectiva falta de caracterização. No entanto, mais importante até do que definir as características da parte rochosa, será identificar a localização a que ocorre a respectiva transição. De facto, o que aparentemente é a origem do problema, acaba também por ser, em parte, a sua solução. Na verdade, o facto de os ensaios não serem aplicáveis à parte rochosa do maciço, ou que da sua aplicação não seja possível determinar parâmetros, pode ser encarado como uma medida da elevada resistência e baixa deformabilidade do material, levando a concluir que não será a parte rochosa a condicionar o dimensionamento.
0 2 4 6 8 10 12 0 50 100 150 P rofundidade (m) E (MPa) SPT5 SPT6 SPT8 SPT9 SPT10 DPSH2 DPSH3
Com base na Figura 3.18, na Figura 3.19 e no relatório geológico-geotécnico que foi cedido para a execução deste trabalho, procedeu-se então à definição dos horizontes geológico-geotécnicos, que estão resumidos no Quadro 3.17. Posto isto, resta referir que essa definição foi elaborada essencialmente em função de NSPT.
Quadro 3.17 – Descrição dos vários horizontes geológico-geotécnicos.
Horizontes geológico- geotécnicos
Formações
intersectadas Descrição
G1 Aterros e solos muito soltos
Praticamente toda a área do terreno interessada pela obra apresenta um horizonte superficial de aterros e solos pouco compactos, por vezes recobertos por pavimentos relacionados com o desenvolvimento das urbanizações e das infra-estruturas viárias. Com espessura variável – mínima de 0.5 m (SPT7) e máxima de 10 m (no local da sondagem SPT1) – este horizonte é predominantemente constituído por solos de origem granítica (saibros) com pedras e blocos, em algumas zonas recobertos por terra vegetal. Apresenta como resultados típicos valores de
NSPT <20. G2 Solos residuais graníticos medianamente compactos a compactos
Inferiormente ao horizonte de terrenos pouco compactos referidos no ponto anterior encontra-se um nível de solos residuais graníticos de compacidade média. Dos cinco horizontes geológicos identificados este é o que apresenta menor espessura, geralmente variável entre 1 e 2 m (nos locais dos ensaios SPT7, SPT9 e SPT10), podendo ser noutros locais menos possante (quase inexistente). Apresenta como típicos os valores de 20 <NSPT < 50.
G3 Solos residuais graníticos muito compactos a maciço granítico descomposto (W5)
Sob os horizontes geotécnicos antes descritos ocorrem solos residuais compactos a muito compactos, com nega na segunda fase do ensaio SPT, ou seja, extrapolando, com 60<NSPT <120. A
espessura deste horizonte é muito irregular, não tendo sido identificado na sondagem SPT8.
G4 Maciço granítico alterado (W4)
Material granítico alterado a que corresponde uma nega de SPT na primeira fase, logo, com NSPT >120. É um material com pouca
expressão, tendo sido identificado apenas na zona das sondagens SPT5 e SPT6.
G5 Maciço granítico medianamente alterado (W3)
O terreno com carácter rochoso é de natureza granítica, evidenciando diminuição do grau de alteração e de fracturação em profundidade, sendo geralmente medianamente alterado. Exibe valores da percentagem de recuperação entre 80 e 100% e índice RQD entre 40 e 100%. O maciço granítico foi intersectado a profundidades muito variáveis. Como profundidade máxima registou- se o valor de 12 m obtido no local de realização da sondagem SPT6, enquanto para a profundidade mínima o valor de aproximadamente 2 m, resultante da sondagem SPT7. É de notar ainda que na sondagem SPT5, que atingiu a profundidade de 15 m, não foi identificado o maciço rochoso.
Na Figura 3.20 representa-se em corte longitudinal os vários horizontes geológico-geotécnicos que constituem o maciço. É também possível observar a posição da rasante e os horizontes que esta intercepta, assim como a localização das sondagens SPT. Devido à sua dimensão poder não facilitar a
Figura 3.20 – Corte geológico-geotécnico longitudinal. SPT10 SPT9 SPT8 SPT7 SPT6 SPT5 78 80 66 68 70 72 74 76 62 64 50 52 54 56 58 60 QUILOMETRAGEM RASANTE TERRENO CO TA S 43,88 154,03 113,26
Rampa Túnel Rampa
G5 - Maciço granítico medianamente alterado (W3)
G3 - Solos residuais graniticos muito compactos a maciço descomposto (W5) 20 < N(SPT) < 50
G2 - Solos residuais graníticos medianamente compactos a compactos N(SPT) < 20
G1 - Aterros e solos soltos
60 < N(SPT) (Nega na 2ª fase) G4 - Maciço granítico alterado (W4)
60 < N(SPT) (Nega na 1ª fase) 60(10)∗
N(SPT)
60(10
Nível freático
nega - 60 panc. (penetração em cm)
nega na 1ª fase
SPT - Sondagem
(Esc. vertical = 10 Esc. horizontal) Rasante
A Figura 3.20 evidencia o que já era perceptível através da análise dos resultados dos ensaios in situ, ou seja, a forte heterogeneidade na constituição do maciço. Repare-se que é na zona central, onde será construído o túnel, e portanto onde a escavação atingirá maiores profundidades, que o horizonte rochoso aparece mais próximo da superfície.
No Quadro 3.18 encontram-se as características mais relevantes consideradas para cada horizonte. O peso volúmico, não havendo informação acerca do seu valor, foi arbitrado com base em casos semelhantes. Por seu lado, o valor do ângulo de atrito e do módulo de deformabilidade são o corolário do processo que tem vindo a ser exposto no decurso deste capítulo.
Quadro 3.18 – Características dos vários horizontes geológico-geotécnicos.
Horizontes geológico- geotécnicos
Formações
intersectadas NSPT γ (kN/m3) ϕ´(º) E (MPa)
G1 Aterros e solos muito soltos < 20 18 30 20
G2 Solos residuais graníticos medianamente compactos a compactos 20 - 50 20 32 50 G3 Solos residuais graníticos muito compactos a maciço descomposto (W5) > 60 (Nega na 2ª fase) 22 35 100
G4 Maciço granítico alterado (W4) (Nega na > 60 1ª fase)
23 38 200
G5 Maciço granítico medianamente alterado (W3)