Análise Numérica d e Diversas Soluções Construtivas de Aterros Sobre Solos Moles.

Abstract

A construção de aterros sobre solos compressíveis está associada a problemas de estabilidade dos aterros e a elevados deslocamentos, tanto verticais como horizontais. Com o objetivo de minimizar estas adversidades, recorre-se frequentemente a diversas técnicas de melhoramento/estabilização de solos como por exemplo: drenos verticais, estacas de brita, pré-carga, substituição de solos, colunas de deep soil mixing, etc. Neste trabalho simula-se, por via numérica, o comportamento de um aterro rodoviário construído sobre solos aluvionares do Baixo Mondego, recorrendo a três técnicas construtivas, construção faseada acoplada a drenos verticais (solução adotada em obra), estacas de brita e colunas de deep soil mixing. A modelação dos diferentes casos de estudo é realizada com o programa de elementos finitos Plaxis 2D v.8 tendo como base os modelos constitutivos Soft Soil e Mohr-Coulomb. Os resultados obtidos por via numérica com as três técnicas construtivas são comparados entre si, sendo em paralelo confrontados com os valores observados in situ. De um modo geral, conclui-se que o modelo Soft Soil permite alcançar resultados bastante sólidos e idênticos aos registados no campo com a técnica de construção faseada acoplada a drenos verticais. Em relação às duas metodologias alternativas, estacas de brita e colunas de deep soil mixing, como principais ilações pode dizer-se que as estacas de brita funcionam como um elemento drenante de grandes dimensões, estabilizando de forma muito rápida os assentamentos e que as colunas de deep soil mixing permitem uma enorme redução dos assentamentos e dos deslocamentos laterais, devido à elevada rigidez do seu material constituinte.

Embankments construction on compressible soils are associated to stability problems and large displacements, both vertical and horizontal. In order to minimize these adversities, are often used various soil stabilization and improvement techniques such as: vertical drains, gravel columns, preloading, soil replacement, deep soil mixing columns, etc. In this paper, a numerical simulation of the behavior of a road embankment built on the alluvial soils of Baixo Mondego is performed, using three constructive techniques, staged construction coupled with vertical drains (adopted solution in situ), gravel columns and deep soil mixing columns. The different case studies are modeled with the finite element code Plaxis 2D v.8, based on the constitutive Soft Soil model and Mohr-Coulomb criterion. Numerical results obtained with the three constructive techniques are compared with each other, being in parallel faced with the in situ results. In general, it is concluded that the Soft Soil model allows to achieve very solid results and identical to those registered in situ with the staged construction coupled with vertical drains technique. In relation to the two alternative methodologies, gravel columns and deep soil mixing columns, as main conclusions can be said that the gravel columns work as a draining element with large dimensions, stabilizing the settlements very quickly and the deep soil mixing columns allows a massive reduction of settlements and lateral displacements due to high stiffness of its constituent material.