Relatos de casos de obras

No decurso das obras do metro de São Paulo, observou-se com alguma frequência durante a execução de algumas estações realizadas pela metodologia tradicional cut & cover, problemas que resultaram na necessidade de contra medidas que além de aumentarem o custo previsto para a obra, provocaram o atraso no prazo de conclusão das estações. Referem-se a seguir dois casos: a Estação Eucaliptos abordada no âmbito deste trabalho, e como mais um exemplo a Estação Alto da Boa Vista

A Estação Eucaliptos, Figura 7.1, apresentou um conjunto de problemas durante a sua execução que tiveram por consequência a ocorrência de danos na envolvente à obra e a necessidade de contra medidas não previstas em projeto que encareceram a obra e provocaram o atraso no prazo de conclusão da mesma. Como problemas observados durante a escavação desta estação refere-se:

→ Levantamentos do maciço na envolvente à escavação. As deformações máximas foram observadas no edifício da fábrica situada a tardoz da escavação, onde se registou um levantamento máximo da ordem dos 20 mm. Colocou-se como hipótese mais provável que seriam as injeções para a materialização dos bolbos das ancoragens do terceiro nível, realizados nas argilas da Formação de Resende, que estariam na origem destes fenómenos de levantamento.

→ Abertura de uma fenda no pavimento da Av. Ibirapuera a tardoz da contenção, situada no lado sul da escavação, com cerca de 4 cm (Figura C.1, Anexo C) (Stefanizzi et al., 2014).

→ Fissuras com carácter evolutivo observadas em edifícios e pavimentos situados a tardoz da escavação.

→ Deformação muito acentuada da parte superior da estrutura de contenção, sobretudo nos painéis a meio vão da escavação, atingindo os 88 mm, superando todos os limites de atenção e alarme.

157 A abertura da fenda na Av. Ibirapuera associada à acentuada evolução da deformação experimentada pela estrutura de contenção, sobretudo a meio vão da escavação, justificaram a adoção como contra medida de segurança, de um escoramento metálico no topo da contenção na zona central da escavação.

A Estação Alto da Boa Vista corresponde a uma estação cut & cover escavada com recurso a paredes moldadas e ancoragens, Figura 7.2. Para a construção desta estação previu-se apenas a execução de drenagem pelo seu interior. A geologia e a estratigrafia interessada pela estação é similar à encontrada na Estação Brooklin mas a presença de camadas de areias é mais relevante, com espessuras de cerca de 15 m. A dimensão da estação em planta é de 140 m x 22 m, com uma profundidade de cerca de 25 m (Stefanizzi et al., 2014).

Durante a construção desta estação foram observados assentamentos à superfície que atingiram valores até 12 cm e obrigaram a evacuação de alguns edifícios localizados próximos à obra. Após a avaliação da situação, concluiu-se que os assentamentos estariam principalmente relacionados com a execução das ancoragens abaixo do nível freático, devido à significativa perda de solo ocorrida durante a execução destes elementos de suporte(Stefanizzi et al., 2014). Para minimizar este impacto, foi necessário a adoção de contra medidas que atrasaram o prazo de conclusão da obra com o consequente agravamento em termos de custos (perfuração com circulação inversa e uso de válvula para controlar o retorno do fluxo, execução faseada das ancoragens e injeção secundária de calda ao longo do comprimento livre da ancoragem).

Figura 7.1: Estação Eucaliptos, São

Paulo (cedida por Geodata®).

Figura 7.2: : Estação

Alto Boa Vista, São Paulo (cedida por Geodata®).

Figura 7.3: Estação Brooklin, São Paulo

(Stefanizzi et al., 2014).

Constata-se que as estações cut & cover tradicionais estão mais suscetíveis a problemas decorrentes dos processos construtivos adotados. Tais problemas resultam na necessidade

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de medidas adicionais não previstas em projeto que se traduzem por aumento do tempo de construção e, por conseguinte, do custo da obra.

As vantagens da técnica construtiva aplicada na Estação Brooklin, Figura 7.3, em termos de redução do tempo de construção torna-se evidente quando se faz a comparação entre os resultados desta estação e os resultados obtidos nas principais estações cut & cover da Linha 5, conforme se apresenta no Quadro 7.1. Neste quadro, o tempo de início corresponde ao início de execução da parede moldada e o tempo de término corresponde à execução da laje de fundo.

A técnica construtiva adotada na Estação Brooklin, assegurou um total controlo das deformações e da estabilidade do maciço, minimizando o impacto na envolvente e permitindo a execução de um processo construtivo mais simplificado que resultou na redução do tempo de construção (conclusão da obra em 13 meses) o que está diretamente relacionado com a redução dos custos da obra (Stefanizzi et al., 2014).

Quadro 7.1: Tempo de construção das estações cut & cover da Linha 5 (adaptado de Stefanizzi et al., 2014)

ESTAÇÕES CARACTERÍSTICAS INÍCIO FIM CONCLUSÃO DA

OBRA

Boa Vista 140 x 22 x 25 m, parede moldada (espessura =

1 m) com 4 níveis de ancoragens 03/2012 03/2014 24 meses

Borba Gato

136 x 24.6 x 21.5 m, parede moldada

(espessura = 1 m), com 6 níveis de ancoragens 08/2012 01/2014 18 meses

Brooklin 140 x 36 x 27 m, poços multissecantes 09/2012 10/2013 13 meses

Eucaliptos 140 x 22 x 25 m, parede moldada (espessura =

1 m), com 7 níveis de ancoragens 03/2012 01/2014 23 meses

Moema 140 x 22 x 25 m, parede moldada (espessura =

1 m), com 5 níveis de ancoragens 05/2012 07/2014 26 meses

A solução de escavação em poços elípticos com estruturas de contenção autoportantes foi também experimentada com sucesso em Portugal no Metro do Porto, como exemplo cita- se a Estação do Marquês, Figura 7.4, e a Estação de Salgueiros, Figura 7.5. Nestas estações o Método de Escavação Sequencial foi praticamente a única metodologia utilizada para a escavação (Topa Gomes, 2008).

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Figura 7.4: Estação do Marquês, Porto (Topa Gomes,

2014).

Figura 7.5: Estação de Salgueiros, Porto (Topa Gomes,

2014).

Na Estação do Marquês, a escavação para o poço central da estação consistiu numa elipse com eixo maior de 48 m e eixo menor de 40 m, e 27 m de profundidade de escavação desenvolvida em solos residuais graníticos (Topa Gomes, 2014).

Na Estação de Salgueiros, a forma retangular da estação foi contida no interior de duas elipses parcialmente sobrepostas constituídas por anéis de betão armado, Figura 7.5 (Matos Fernandes, 2010). Resultou, portanto, da intersecção de dois poços elípticos desenvolvidos em solo residual granítico, usando o método da escavação sequencial. As dimensões máximas em planta são de cerca de 80 m x 38 m e altura de escavação 22 m (Topa Gomes, 2008).

Para o equilíbrio das forças que se desenvolvem no plano vertical de intersecção dos dois anéis elípticos, uma estrutura constituída por duas colunas circulares (diâmetro de 3,5 m) e uma viga de secção retangular (1,6 m x 2,0 m) foi moldada in situ antes do início da escavação, Figura 7.5 (Matos Fernandes, 2010). Esta solução foi acompanhada pelo rebaixamento do nível freático através de well points instalados à volta de todo o perímetro da obra.

A deformada final do suporte a 9 m de profundidade e o deslocamento horizontal máximo registado (proveniente de inclinómetro instalado a 2 m atrás da face de corte) são apresentados na Figura 7.6.

De acordo com Matos Fernandes (2010) constata-se que: a magnitude dos deslocamentos máximos é bastante pequena, em torno dos 0.15 % da profundidade da escavação, a forma assimétrica da deformada deve-se à heterogeneidade geológica do subsolo, caracterizada por terrenos mais resistentes e mais duros do lado este da escavação. Segundo o autor, a forma da deformada é muito expressiva no que diz respeito à interação

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solo-estrutura no plano horizontal, envolvendo convergência ao longo dos eixos menores das elipses e divergência na vizinhança do eixo maior.

Figura 7.6: Resultados da Monitorização da Estação de Salgueiros do Metro do Porto: a) forma da deformada a 9 m de

profundidade; b) deslocamentos horizontais a distância de 2 m da face da escavação, na direção paralela ao eixo longitudinal (à esquerda) e na direção normal ao eixo longitudinal (à direita) (Matos Fernandes, 2010).

As duas soluções referidas, Estação do Marquês e Salgueiros, foram realizadas com grande sucesso em termos técnicos e de economia (Matos Fernandes, 2010).

7.2. Escavações convencionais x Escavações por poços - Introdução ao modo de