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ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DA ÁREA TRATADA COM DRENOS VERTICAIS NAEXPANSÃO ESTE DO ATERRO SANITÁRIO DE BEIROLAS

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE LA ZONA TRATADA CON DRENESVERTICALES EN LA EXPANSIÓN ESTE DEL RELLENO SANITARIO DE BEIROLAS

Pardo de Santayana, Fernando, Dr. Eng. Civil, Laboratório Nacional de Engenharia Civil

RESUMO

A construção da expansão Este do aterro sanitário de Beirolas, destinada a armazenar os soloscontaminados procedentes de escavações na área de intervenção da Parque EXPO 98, em Lisboa, viu-se afectada por um deslizamento de grandes proporções em Junho de 1995. A causa do deslizamentofoi a insuficiente resistência dos solos lodosos do terreno de fundação relativamente às hipóteses doprojecto. Para remediar as consequências do acidente, e com o objectivo de poder proceder à selagemfinal do aterro sanitário, foi decidida a realização de um melhoramento do terreno de fundação comdrenos verticais na zona da expansão Este. No artigo descreve-se o tratamento efectuado e a suaevolução, incluindo os resultados dos ensaios “in situ”, da observação, e os incidentes ocorridosdurante o período de consolidação. Inclui-se ainda a análise e a avaliação da eficácia do tratamento.

RESUMEN

La construcción de la expansión oriental del relleno sanitario de Beirolas, destinada a almacenar lossuelos contaminados procedentes de excavaciones en el área de intervención de Parque EXPO 98, enLisboa, se vió afectada por um deslizamiento de grandes proporciones en junio de 1995. La causa deeste deslizamiento fue la insuficiente resistencia, respecto a las hipótesis del proyecto, de los sueloslodosos del terreno de cimentación. Para remediar las consecuencias del accidente, y para poderproceder al sellado final del relleno sanitario, fue decidida la realización de un tratamiento de mejoradel terreno mediante el empleo de drenes verticales. En el artículo se describe el tratamientoefectuado, incluyendo los resultados de la instrumentación y ensayos in situ, y los incidentes ocurridosdurante el proceso de consolidación, así como el análisis y la evaluación de la eficacia del tratamento.

1 - INTRODUÇÃO

O aterro sanitário de Beirolas localiza-se numa área baixa e plana na margem direita do estuário doTejo. Antes da realização dos trabalhos de selagem e recuperação empreendidos pela Parque EXPO98, o aterro ocupava uma área de 17 hectares e atingia uma altura de cerca de 15 m sobre o terrenocircundante (Fig. 1). Entre o talude Este do aterro e o rio Tejo, existia uma faixa de terreno de cerca de180 m de largura, relativamente plana, a uma cota média de +4 m, NGP. No decurso de umaconstrução anterior aos trabalhos de selagem do aterro sanitário, foi escolhida esta zona para criar umaexpansão do aterro, destinada à deposição de cerca de 250.000 m3 de solos contaminados procedentesdas escavações nos locais das antigas industrias petrolíferas da área de intervenção da Parque EXPO98. Esta expansão, adjacente ao talude Este do aterro, foi dividida em três células, ocupando uma áreaaproximadamente rectangular de 7,5 hectares.

Geologicamente, toda a zona em questão encontra-se na área aluvial do rio Tejo, caracterizando-sefundamentalmente pela ocorrência de três unidades distintas: o substrato Miocénico e Plio-plistocénico, a profundidade variável (às cotas -1 m a -55 m, NPG, sob o aterro sanitário; e de -25 m a-30 m na expansão Este); a formação aluvionar, predominantemente lodosa, com o seu topo situadosensivelmente à cota +0 m, NPG; e uma camada de aterros artificiais, depositada nos anos 70 e 80,

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com uma espessura da ordem dos 4 m, como média, na expansão Este, embora diminuindo para Esteaté se anular no rio.

Em 25 de Junho de 1995, a construção dos sistemas de confinamento basal das células da expansãoEste encontrava-se já completamente terminada, tendo sido colocados aproximadamente 110.000 m3

de solos contaminados nas células 2 e 3. A pilha de solos atingia praticamente as cotas finais deprojecto nestas duas células. Nesse dia, um deslizamento de grandes dimensões, com cerca detrezentos metros de frente, afectou a totalidade da zona preenchida com solos contaminados nascélulas 2 e 3, a qual assentou cerca de 4 metros, deslocando-se também vários metros para o rio. Odeslizamento estendeu-se mesmo até ao rio, observando-se nitidamente uma emersão do seu leito nazona de flutuação das marés frente às células 2 e 3.

A pedido da Parque EXPO, o LNEC analisou as causas do deslizamento (LNEC, 1995), concluindoque houve um erro de projecto na avaliação da resistência ao corte dos solos lodosos da fundação. Oslodos foram considerados normalmente consolidados sob a sobrecarga dos aproximadamente 4 m deaterros existentes no local. Porém, os lodos estavam subconsolidados, apresentando resistências aocorte não drenadas inferiores às previstas no projecto em mais de 10 kPa entre as cotas –10 e –15 m,NPG. Estas resistências viram-se ainda diminuídas pelo deslizamento de Junho de 1995, cuja zonainferior de corte se localizou aproximadamente às cotas –20 m a –25 m, NPG.

A partir do acidente suspendeu-se a colocação de mais solos contaminados na expansão Este. Paraalém de medidas correctivas tais como a reconstrução ou reparação de estações elevatórias, tubagens,banquetas e outros elementos das células inutilizados pelo deslizamento, rapidamente foi levado acabo, por recomendação do LNEC, um reperfilamento da superfície do terreno na zona afectada pelodeslizamento, uniformizando e suavizando ao máximo a sua inclinação entre o talude Este do aterro eo rio, para incrementar assim os coeficientes de segurança nesta zona a curto prazo, de um valorpróximo à unidade até cerca de 1,3.

Posteriormente, foi decidida ainda a realização de um melhoramento do terreno de fundação naexpansão Este mediante a instalação de drenos verticais e uma plataforma de sobrecarga, com oobjectivo de aumentar a resistência ao corte dos solos lodosos antes de proceder à selagem final doaterro sanitário. O tratamento, proposto pelo projectista, mereceu o parecer favorável do LNEC, o qualfoi solicitado para acompanhar a sua evolução. Em face da elevada sensibilidade da zona em questão,foram instalados diferentes dispositivos de observação (marcas superficiais, tubos inclinométricos ecélulas de pressão intersticial), e foram também efectuados ensaios de molinete nos solos lodosos,aquando da instalação dos drenos e vários meses depois, de modo a avaliar o ganho de resistência.

Os solos lodosos da fundação, na zona do tratamento, encontravam-se antes do deslizamento de 1995num estado próximo da consolidação normal sob o seu próprio peso, sem praticamente reflectir,portanto, o peso da camada superficial do aterro (de espessura variável, mas em geral de 0 a 6 m comexcepção de determinadas zonas onde a espessura de aterros era consideravelmente maior,precisamente aquelas onde a instalação dos drenos não foi possível). Como consequência dodeslizamento, os lodos experimentaram uma perda notável de resistência, particularmente adeterminadas profundidades. Com a instalação dos drenos verticais pretendia-se, mediante adissipação do excesso de pressões intersticiais, acelerar o processo de consolidação destes lodos sob acarga do aterro existente e da nova sobrecarga, recuperando, igualmente, a perda de resistênciacausada pelo deslizamento.

2 - DESCRIÇÃO DO TRATAMENTO DE MELHORIA DO TERRENO

A zona para a qual foi previsto o tratamento com drenos verticais situava-se entre as células para soloscontaminados da expansão Este do aterro e a margem do rio Tejo, formando uma faixa de cerca de 60m de largura, frente às células 2 e 3, e de 40 m frente à célula 1. Não foram instalaram drenos nointerior das células para não perfurar o seu sistema de impermeabilização basal. Os drenos verticais,de plástico (geodrenos), foram instalados entre Dezembro de 1996 e Janeiro de 1997, com um

Melhoramento de Solos

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espaçamento de 2 m (área por dreno de 3,46 m2), e um comprimento de uns 30 a 35 m, desde asuperfície do terreno (a uma cota entre +2 e +5 m, NGP). Não foi possível a instalação dos drenos emtoda a área prevista, devido à espessura e consistência das camadas de aterros superficiais nalgunslocais (Figs. 1 e 2).

Fig. 1 – Localização da área tratada com drenos verticais na expansão Este do aterro de Beirolas.

Conforme referido, previamente à instalação dos drenos verticais, nos primeiros meses de 1996, a áreade tratamento foi submetida a um reperfilamento do terreno, como medida correctiva da situaçãooriginada pelo deslizamento de Junho de 1995. Com este reperfilamento, que abrangeu a zona dascélulas 2 e 3, desde o talude do aterro sanitário até ao rio, bem como a área entre a célula 1 (vazia) e orio, regularizou-se a superfície do terreno e suavizou-se a sua inclinação. As zonas afundadas situadasentre a banqueta Este das células e o rio foram preenchidas com areia. Na faixa que ia ser tratada comdrenos verticais foi colocada uma espessura mínima de areia de 50 cm.

Após a instalação dos drenos, foi construída a plataforma de sobrecarga, com uma altura máxima decerca de 1,75 m. Estes trabalhos decorreram entre 10.04.97 e 15.05.97. Entre a camada de areia deregularização e o aterro de sobrecarga foi colocado um geotêxtil. Na Fig. 4 mostram-se as cotas dasuperfície do terreno em Julho de 1997.

Considerando, a partir da informação disponível sobre as características dos lodos, um coeficiente deconsolidação horizontal , ch, de 7x10-8 m2/s, obter-se-ia 75% da consolidação num prazo de 11 meses,e 90% da consolidação em 19 meses. O aumento da resistência, no final do processo de consolidação,conduziria a uma lei de resistência/profundidade paralela à correspondente aos lodos normalmenteconsolidados sem a sobrecarga dos aterros (definida, nesta formação, pela relação Su = 0,22 σ’ v0,sendo Su a resistência ao corte não drenada, e σ’ v0 a tensão vertical efectiva inicial nos lodos semsobrecarga), e deslocada de uma quantidade igual a ∆Su = 0,22 ∆σ’ v, onde ∆σ’ v é o incremento detensão efectiva vertical devido ao peso das camadas colocadas acima do topo dos lodos,originariamente à cota 0 m, NGP, aproximadamente.

3 – RESISTÊNCIA DOS LODOS NO INÍCIO DO TRATAMENTO

Em Janeiro de 1997 foi levada a cabo uma campanha de ensaios de molinete para determinar aresistência ao corte não drenada dos lodos na zona do tratamento na expansão Este, logo após a

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instalação dos drenos verticais. Foram realizados ensaios em três sondagens (GD-1, GD-2 e GD-3) emlocais onde se conseguiu instalar os drenos, e ainda em mais três sondagens (NT-1, NT-2 e NT-3) emlocais onde, devido à espessura dos aterros, não foi possível a instalação dos drenos. A localizaçãodestes ensaios apresenta-se na Fig. 2. Na Fig. 5 podem ver-se os resultados da resistência ao corteobtida nestes ensaios em função da profundidade. Na mesma figura apresenta-se a resistência doslodos no estado normalmente consolidado (NC) sob o seu peso próprio (resistência antes dodeslizamento), e o perfil de resistência atribuído à zona localizada entre as células 2 e 3 e o rio (zonaEB) após o deslizamento de Junho de 1995 a partir dos ensaios realizados nessa altura.

Fig. 2 – Localização dos dispositivos de observação, e dos ensaios de molinete de Janeiro de 1997.

Melhoramento de Solos

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4 – DISPOSITIVOS DE OBSERVAÇÃO

Antes da colocação da sobrecarga, foram instalados diversos dispositivos de observação na zona detratamento: três inclinómetros verticais, I-1, I-2 e I-3, com a base encastrada no Miocénico e comcomprimentos totais de 36, 47 e 47 m, respectivamente, instalados em Fevereiro de 1997; doispiezómetros eléctricos de corda vibrante, P-1 e P-2, colocados a meia profundidade no depósito delodos, também em Fevereiro de 1997; e três placas superficiais, para medição de assentamentos edeslocamentos horizontais, PA-1, PA-2 e PA-3, instaladas, aproximadamente à cota 4 m, NGP, em15.04.97. A localização em planta destes dispositivos pode ver-se na Fig. 2. Todos os inclinómetrosforam instalados no limite Este da área tratada. As marcas superficiais e os piezómetros foraminstalados no eixo longitudinal, aproximadamente, da faixa de terreno tratada.

5 – RESULTADOS DA OBSERVAÇÃO

5.1 – Resultados até Junho de 1997

Os inclinómetros I-1, I-2 e I-3 começaram a ser lidos a 31.03.97, mas só a partir da última semana deAbril, coincidindo com a colocação da sobrecarga, começaram a reflectir deslocamentos horizontaissignificativos, medindo-se, em 05.05.97, deslocamentos máximos para o rio de 55, 40 e 50 mm nosinclinómetros I-1 (à cota –1 m, NPG), I-2 (à cota –5 m, NGP) e I-3 (à cota –5 m, NGP),respectivamente. A partir dessa data, o comportamento do inclinómetro I-2, localizado numa área nãotratada, diferenciou-se dos outros, manifestando uma clara tendência à estabilização dosdeslocamentos (no final do período de observação, em Outubro de 1997, o deslocamento horizontalmáximo registado no I-2 foi de aproximadamente 60 mm). Nos inclinómetros I-1 e I-3, pelo contrário,os deslocamentos horizontais continuaram a aumentar a um ritmo praticamente constante, registando-se, a mediados de Junho de 1997, deslocamentos horizontais máximos na direcção do rio de 130 mm,no I-1, e 95 mm. no I-3.

Nas placas superficiais verificaram-se, até Junho de 1997, deslocamentos horizontais crescentes nadirecção do rio. Na placa PA-2, próxima do inclinómetro I-1, e na PA-1, localizada na zona tratadafrente à célula 1, os deslocamentos na direcção do rio (130 mm e 50 mm, respectivamente)estabilizaram ao longo do mês de Junho, sendo a componente na direcção perpendicular praticamentenula. Pelo contrário, na placa PA-3, situada frente à célula 3, numa área sem drenos, o deslocamentopara o rio aumentou ainda durante o mês de Junho (140 mm a 23.06.97), registando-se também umacomponente para Norte.

No que se refere aos assentamentos superficiais, as placas PA-1 e PA-2 apresentaram uma evoluçãocongruente com o processo de consolidação com os drenos verticais; em 16.06.97, os assentamentoseram de 220 mm e 380 mm, respectivamente. No entanto, a placa PA-3, localizada numa área semdrenos, experimentou também assentamentos crescentes com o tempo, embora mais irregulares, osquais atingiram os 180 mm em 16.06.97.

Relativamente aos piezómetros, ambos ficaram avariados muito cedo, o P-2 praticamente após ainstalação , e o P-1 em 12.05.97.

Em 16.06.97, o inclinómetro I-3, o que está situado mais a Norte dos três, partiu-se aos 20 m deprofundidade. Nessa data foi descoberta uma fenda na superfície do terreno na zona Norte daplataforma de sobrecarga, de cerca de 1 cm de abertura e com certa continuidade, afectando a área dosdispositivos I-3 e PA-3 (Fig. 4). Soube-se então que em dias anteriores tinham sido efectuadasoperações de deposição e dragagem de lodos no leito do rio não muito longe do extremo Norte da zonado tratamento. Em consequência, e embora se considerasse que os sintomas de instabilidade (rotura doinclinómetro, aparição da fenda e deslocamentos horizontais verificados na zona Norte da área detratamento) podiam dever-se talvez ao processo de consolidação dos lodos mediante os drenos, face àextrema sensibilidade da área em questão, optou-se por efectuar novamente um reperfilamento na zona

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a Norte do I-1, retirando parcialmente a sobrecarga, de modo a uniformizar novamente a inclinação dasuperfície do terreno entre as células e o rio (Fig. 4).

5.2 – Resultados a partir de Junho de 1997

Após a escavação de alívio parcial da sobrecarga na zona a Norte do inclinómetro I-1, osdeslocamentos horizontais nos dispositivos nesta zona, ou próximos, (inclinómetros I-1 e I-2, e placasPA-2 e PA-3) cessaram. Os assentamentos continuaram sem alteração do ritmo nas placas PA-1 e PA-2; contudo, cessaram na placa PA-3 (área sem drenos verticais), situada na zona reperfilada.

Na segunda semana de Julho, coincidindo com a realização de trabalhos no extremo Sul da expansãoEste relacionados com a selagem final do aterro sanitário (colocação de terras na antiga célula 1 econstrução da cobertura final), verificou-se uma aceleração dos deslocamentos horizontais emdirecção ao rio na placa PA-2. Igualmente, em 15.07.97, o inclinómetro I-1 partiu-se aos 15 m deprofundidade (cota –13,5 m, NGP). O inclinómetro I-2, no entanto, não registou nenhumdeslocamento significativo nesses dias. Decidiu-se, então reforçar a frequência de leituras e repor osinclinómetros I-1 e I-3.

Entre 15 de Julho e 15 de Setembro, verificaram-se deslocamentos horizontais para o rio nas trêsplacas superficiais, PA-1, PA-2 e PA-3, tendendo a estabilizar, porém, a partir da ultima data em cercade 100, 275 e 225 mm, respectivamente.

Relativamente aos assentamentos, estes continuaram regularmente a um ritmo decrescente nas placasPA-1 e PA-2 (assentamentos totais de 430 mm e 745 mm, respectivamente, a 13.10.97), enquanto quecessaram na placa PA-3 (240 mm em 13.10.97; só 10 mm de assentamento em 100 dias).

Novas fendas apareceram no mês de Setembro na zona do inclinómetro I-1 e da placa PA-2, masconcluiu-se que neste caso deviam ser consequência dos assentamentos diferenciais e deslocamentosoriginados pelo processo de consolidação na zona tratada com drenos verticais. Considerou-seoportuno, então, a realização de novos ensaios de molinete nos lodos para avaliar o ganho deresistência e a eficácia do tratamento.

6 – ANÁLISE DOS ASSENTAMENTOS NAS ZONAS TRATADAS COM DRENOS VERTICAIS

6.1 – Evolução dos assentamentos nas áreas das placas PA-1 e PA-2

Para analisar a evolução dos assentamentos medidos nas placas PA-1 e PA-2 no período deobservação (de Abril a Dezembro de 1997), esta evolução foi comparada com as leis teóricas querepresentam os processos de consolidação com drenos verticais.

O grau de consolidação médio de um solo tratado com drenos verticais (Uh) pode exprimir-se daseguinte maneira: Uh = 1-exp(-8Th/F(n)), onde Th, o factor de tempo, calcula-se a partir da expressão:Th = (cht)/d

2e . Nesta expressão, t é o tempo para atingir o grau de consolidação em questão; ch é o

coeficiente de consolidação horizontal; e de é o diâmetro efectivo da área correspondente a cada dreno,igual a 1,05 vezes o espaçamento entre drenos. A relação de espaçamento, n, é igual ao quocientede/dw, onde dw é o diâmetro equivalente do dreno vertical (dw = 2(a+b)/π; sendo a e b a largura eespessura, respectivamente, do dreno de plástico). Como função de espaçamento, F(n), pode adoptar-se a seguinte: F(n) = ln(n)-0,75.

Não considerando neste caso, como simplificação, uma zona de solo alterado em redor do geodreno, eadoptando, de acordo com os critérios de projecto, os seguintes valores para os parâmetros anteriores:dw = 2(100 mm+3 mm)/π = 65 mm; de = 2,1 m; n = de/dw = 32,0; F(n) = ln(n)-0,75 = 2,716;ch = 7x10-8 m2/s, resulta a seguinte relação entre Uh e o tempo:

Uh = 1 – exp(-t/247,5) (t em dias) (1)

Melhoramento de Solos

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A esta expressão (1), no entanto, não correspondem exactamente os assentamentos medidos em obranas placas PA-1 e PA-2. Porém, é possível encontrar expressões análogas, variando o valor doparâmetro mais duvidoso, neste caso, o coeficiente de consolidação horizontal, ch, de modo a ajustar acurva teórica aos valores medidos.

Os assentamentos registados na placa PA-1 podem representar-se com muita aproximação mediante aseguinte expressão: Uh = 1 – exp(-t/175), juntamente com um valor do assentamento final de 0,700 m.Na Fig. 3 compara-se esta curva com os assentamentos medidos na placa PA-1. A utilização destaexpressão supõe assumir um coeficiente de consolidação horizontal, ch , de 9,9x10-8 m2/s, ligeiramentesuperior, portanto, ao estimado no projecto. Como simplificação, adoptou-se como origem de temposa data de colocação das placas, 15.04.97, coincidente com a colocação da sobrecarga,aproximadamente.

No caso da placa PA-2 (Fig. 3) o gráfico de assentamentos medidos/tempo pode também ajustar-secom bastante aproximação a uma curva teórica da forma: Uh = 1 – exp(-t/165), com um assentamentofinal de 1,127 m, à qual corresponde um coeficiente de consolidação horizontal de 1,05x10-7 m2/s,parecido ao calculado para a placa PA-1. O ajuste é relativamente bom, apesar de a placa PA-2 ficarmuito perto da zona em que foi retirada parcialmente a sobrecarga em finais de Junho. Por outro lado,deve ter-se em conta que, entre a data de instalação dos drenos (Janeiro de 1997) e a colocação dasobrecarga, houve provavelmente processos de consolidação pelo facto dos lodos estaremsubconsolidados relativamente à carga do aterro existente; isto, associado ao facto de que ocarregamento não é pontual, incide, certamente, no ajuste das curvas teóricas aos assentamentos reais.

Segundo as curvas obtidas para ambas as placas, eram de esperar graus de consolidação de 50 %, 75 %e 90 %, em aproximadamente 4 meses, 8 meses e 13 meses, respectivamente.

6.2 – Cálculo dos assentamentos de consolidação

Os assentamentos de consolidação nos locais das placas PA-1 e PA-2 foram calculados de acordo coma expressão: S = Ccε ·H ·log(1 + ∆σ’ v/σv0), onde Ccε é o índice de compressão em deformações dos

Fig. 3 – Comparação entre assentamentos medidos nas placas PA-1 e PA-2 e os obtidosnos modelos.

PLACA PA-1S = 0,700m (1-exp(-t/175))

-1,2

-1,1

-1

-0,9

-0,8

-0,7

-0,6

-0,5

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420Tempo, dias

Ass

enta

men

to, m

leituras PA-1modelo PA-1leituras PA-2modelo PA-2

PLACA PA-2S = 1,127m (1-exp(-t/165))

(Tempo 0: 15-04-97)

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lodos (0,18, neste caso); σv0 é a tensão vertical efectiva inicial; e ∆σ’ v é o incremento de tensãovertical efectiva. As espessuras das diferentes camadas de solos e as cotas da superfície do terreno emdiferentes momentos nos locais das duas placas resumem-se no Quadro 1. Foram adoptados osseguintes pesos volúmicos totais: solos lodosos, 16,5 kN/m3; aterro preexistente, 17 kN/m3; areia, 20kN/m3; aterro de sobrecarga, 18 kN/m3. O nível freático supôs-se situado à cota +1 m, NPG, e para terem conta a sua posição no final da consolidação, consideraram-se, de partida, uns assentamentosiguais aos deduzidos na subsecção anterior.

No caso da placa PA-1, considerou-se que em Janeiro de 1997, data de instalação dos drenos, os lodosestariam num estado normalmente consolidado só devido ao seu peso próprio, e que entre Janeiro eAbril (data de colocação da sobrecarga) se teria atingido 50% da consolidação correspondente ao pesodo aterro existente. Utilizou-se, pois, como tensão efectiva inicial nos lodos, na data de colocação dasobrecarga, a correspondente ao peso efectivo dos lodos mais 50% do peso efectivo do aterroexistente.

No caso da placa PA-2, cujo local se viu afectado pelo deslizamento de Junho de 1995, considerou-seque os 3 a 4 meses em que os drenos estiveram instalados antes da colocação da sobrecarga, servirampara dissipar o excesso de pressão intersticial gerado pelo deslizamento, e que, por conseguinte, emAbril de 1997 a tensão efectiva vertical nos lodos era a correspondente ao seu peso próprio, ainda nãosuportando a carga do aterro antigo.

Com estas hipóteses, foram calculados assentamentos finais de consolidação de 0,69 m, para a placaPA-1, e de 1,14 m para a placa PA-2, valores muito aproximados daqueles para os que tendiam asleituras efectuadas.

Quadro 1 – Espessuras de camadas e cotas nos locais das placas PA-1 e PA-2

Local de PA-1 Local de PA-2a) Espessura inicial dos lodos (m) 25,00 30,00b) Espessura dos aterros preexistentes (m) 3,00 3,00c) Cota inicial do terreno (m, NPG) +3,00 +3,00d) Espessura da camada de areia (m) 0,71 1,00e) Espessura da camada de aterro (m) 0,72 0,70f) Cota após a colocação da sobrecarga (m, NPG) +4,43 +4,70

7 – ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS DE MOLINETE DE SETEMBRO DE 1997

Em Setembro de 1997 foram realizados ensaios de molinete em três sondagens, M1, M2 e M3, cujalocalização pode ver-se na Fig. 4. Os três locais correspondem a zonas com drenos verticais. Os locaisdos ensaios M1 e M2 estão situados muito próximos das placas PA-1 e PA-2, respectivamente. Asondagem M3 localiza-se na zona Norte. O incremento na tensão vertical efectiva causado pelaconsolidação com drenos verticais no depósito de lodos estimou-se em 63,0 kN/m2, como média nostrês locais. Tendo em conta a relação Su = 0,22∆σ’ v, podia esperar-se um incremento da resistência aocorte de cerca de 14,0 kN/m2 relativamente ao perfil NC, em toda a altura de lodos, no final daconsolidação. Em Setembro de 1997, cinco meses após a colocação da sobrecarga, o grau deconsolidação devia, teoricamente, ser superior a 60-80%. Na Fig. 6 apresentam-se os resultados dosensaios de Setembro, os quais se comparam com a resistência final prevista teoricamente.

No conjunto das três sondagens, M1, M2 e M3, os resultados de molinete mostraram um aumento deresistência muito significativo em relação a Janeiro de 1997 na metade superior do depósito de lodos,nalguns casos superando, inclusive os 14 kPa previstos. Na metade inferior, os resultados nãomostraram grande ganho de resistência entre Janeiro e Setembro; no entanto, os valores foramclaramente superiores à resistência atribuída aos lodos antes do tratamento. Na avaliação da eficáciado tratamento mediante os resultados de molinete deve ter-se em conta que o processo de consolidação

Melhoramento de Solos

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se efectua no plano horizontal, e, portanto, pode haver diferenças de resistência de uns pontos paraoutros situados a pouca distância e à mesma profundidade. Outras possíveis explicações para o menorganho de resistência na parte inferior dos lodos poderiam ser as seguintes: um menor coeficiente depermeabilidade na camada de lodos situada entre os – 14 m e os – 22 m, NPG, talvez por ter ficadomais remexida pelo deslizamento de 1995; a criação de uma zona mais impermeável em redor dosdrenos a profundidades grandes durante a instalação; finalmente, a possibilidade de eventuais perdasde resistência, como consequência de novos fenómenos de instabilidade, nomeadamente na área doM3, implicando, talvez, perda de continuidade nos geodrenos.

Fig. 4 – Localização dos ensaios de molinete de Setembro de 1997 na área dos drenos verticais.

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8 - CONCLUSÕES

A observação da evolução do tratamento com drenos verticais na expansão Este do aterro sanitário deBeirolas revestiu-se de especial importância devido à elevada sensibilidade da área em questão, bemcomo ao óbvio interesse, acentuado pela então iminente inauguração da Exposição de 1998, de evitarnovos incidentes tais como o deslizamento de Junho de 1995. Os dispositivos de observaçãoinstalados, nomeadamente as placas superficiais e os inclinómetros, bem como as inspecções visuais,permitiram alertar sobre sintomas de possíveis instabilidades, perante os quais se adoptaram medidaspara garantir em todo momento a estabilidade da zona, de fundamental importância para a conclusãodos trabalhos de selagem do aterro sanitário.

A análise dos assentamentos nas zonas tratadas com drenos verticais na expansão Este, e dosresultados dos ensaios de molinete efectuados no início do tratamento e vários meses depois,confirmaram a eficácia dos drenos verticais no incremento da resistência ao corte dos solos lodosos.

AGRADECIMENTOS

O autor agradece à Parque EXPO as facilidades para a redacção deste artigo.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

LNEC (1995). Aterro de solos contaminados da EXPO 98. Análise das causas do deslizamentoocorrido em 25.06.95. Relatório interno, Setembro.

LNEC (1997). Análise da zona tratada com drenos verticais na Expansão Este do aterro sanitário deBeirolas. Relatório interno, Outubro.

Pardo de Santayana, F.; Veiga Pinto, A. (1998). The Beirolas Landfill Eastern Expansion landslide.Third International Congress on Environmental Geotechnics, Lisboa, pp. 905-910.

-30

-25

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-15

-10

-5

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Resistência ao corte, Su (kPa)

Co

ta, m

(N

GP

)

NC

Zona EB

M1 (Set/97)

M2 (Set/97)

M3 (Set/97)

NC + 14 kPa

-30

-25

-20

-15

-10

-5

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Resistência ao corte, Su (kPa)C

ota

, m (

NP

G)

NC

Zona EBGD-1 (Jan/97)GD-3 (Jan/97)

GD-4 (Jan/97)NT-1 (Jan/97)

NT-2 (Jan/97)NT-3 (Jan/97)

NC + 14 kPa

Fig. 5 – Resultados dos ensaios demolinete de Janeiro de 1997.

Fig. 6 – Resultados dos ensaios demolinete de Setembro de 1997.