Component Reliability

A maior ou menor aptidão para a implantação de uma dada obra subterrânea é efetuada através de uma caraterização geotécnica pormenorizada, onde são analisados vários parâmetros que posteriormente permitem a classificação geotécnica de um dado maciço (Silva et al. 2001).

As construções subterrâneas, em que as condições dos maciços não são visíveis, e por isso não podem ser perfeitamente caraterizadas, são de grande complexidade, contribuindo para tal as respetivas condicionantes geotécnicas. Um túnel, como uma obra linear, é certo que encontra, ao longo do seu traçado, terrenos com diferentes características geomecânicas que podem condicionar os processos de execução. De forma a obter-se um dimensionamento adequado dos elementos constituintes do túnel, nomeadamente os sistemas de suporte, e antecipação de potenciais problemas que poderão surgir durante a fase de construção, assim a caracterização geotécnica dos maciços interessados pelo túnel torna-se indispensável, sendo neste contexto que a Geologia e a Geotecnia ganham especial ênfase (Correia, 2001, in Loureiro, 2008; Salgueiro, 2011).

14 Uma adequada caraterização geotécnica dos maciços rochosos, natureza geológica dos terrenos, definição dos parâmetros geotécnicos e hidrogeológicos, influencia características do túnel tais como: traçado, secção, perfil longitudinal, geometria, raio de curvatura, recobrimento e emboquilhamentos (Vallejo et al., 2002; Loureiro, 2008).

A caraterização do maciço rochoso na fase de projeto compreende a caraterização geológica, a caraterização geomecânica e, por vezes, a caraterização geofísica (Silva et al., 2001). No entanto, esta não termina na fase de projeto, devendo decorrer sistematicamente durante a construção, com o rigor conferido pela acessibilidade ao local de escavação, de forma a permitir afinar métodos, redimensionar estruturas e adotar soluções para ultrapassar eventuais acidentes geológicos (Bastos, 1998).

1.4.1 Caraterização Geológica

Ao longo do perfil da obra é inicialmente realizado um reconhecimento de superfície para a recolha de informações respeitantes às formações geológicas e seus estados de alteração, presumíveis falhas geológicas e famílias de diaclases ocorrentes no maciço rochoso. Estas informações condicionam a implantação, a orientação e o comprimento dos furos de sondagem, de modo que permitam uma amostragem representativa do maciço e rocha constituinte em estudo (Silva et al., 2001).

O tipo de rocha, a percentagem de recuperação, eventuais falhas atravessadas e respetivas espessuras, o grau de fracturação e de alteração são recolhidos através de uma análise cuidadosa das amostras obtidas nas sondagens efetuadas. Após esta observação, deve ser feita uma criteriosa seleção de amostras para caraterização geomecânica, mediante ensaios laboratoriais (Silva et al., 2001).

1.4.2 Caraterização Geomecânica

Para uma boa caraterização geomecânica do maciço numa obra subterrânea é necessária a recolha de informações respeitantes às caracerísticas de deformabilidade do maciço, às características de deformabilidade e de resistência das rochas constituintes desse maciço. A caraterização é relativamente rápida e pouco dispendiosa, uma vez que esta consiste em ensaios de campo que se realizam ao longo dos furos das sondagens e

15 de ensaios laboratoriais que se efetuam sobre amostras extraídas dessas mesmas sondagens (Silva et al., 2001).

Segundo Silva et al. (2001) as características mecânicas das rochas que deverão ser determinadas mediante ensaios laboratoriais e que maior influência terão no comportamento da estrutura subterrânea, são:

- Módulo de deformabilidade e resistência à rotura, em compressão uniaxial; - Resistência à tração;

- Resistência à carga pontual;

- Resistência ao corte, por ensaios triaxiais; - Resistência das diaclases ao deslizamento.

1.4.3 Caraterização Geofísica

De uma forma geral na caracterização geofísica usam-se resultados obtidos através de métodos sísmicos de refração, de reflexão e de métodos de determinação da resistividade elétrica (Silva et al., 2001; Gomes e Pinto, 2011).

Para se ter uma precisão adequada é necessário comparar os resultados da caraterização geofísica com as observações fornecidas por uma sondagem mecânica, uma vez que se trata de métodos de extrapolação. Assim, esta caracterização pode fornecer elementos tanto ou mais úteis do que os elementos que a prospeção mecânica (Gomes e Pinto, 2011).

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2. Previsões Geológicas

2.1 Generalidades

Nos casos dos túneis, a construção a elevadas profundidades pode levar à deficiente informação das condições naturais dos maciços pelos trabalhos de prospeção que sejam realizados (Sousa, 2002, Loureiro, 2008).

Todas as informações recolhidas durante as várias fases de prospeção e caraterização resultam na modelação geológica e geomecânica do maciço rochoso. Esta informação resulta na conceção de um perfil geológico-geotécnico que é refinado com o evoluir da informação recolhida ao longo da execução do túnel. Assim o perfil resultante consiste num corte ao longo do eixo do túnel, no qual é apresentada toda a informação conseguida pelos métodos de prospeção (Bastos, 1998; Salgueiro, 2011).

Perante o acesso direto ao maciço na frente de escavação durante a fase de construção, o perfil geológico-geotécnico não ficará inalterado, na realidade este deverá ser atualizado e complementado, permitindo assim o reajustamento de métodos construtivos, redimensionamento de estruturas de suporte ou ainda adotação de soluções para ultrapassar eventuais acidentes geológicos imprevistos no projeto (Salgueiro, 2011).

Em certas situações, entende-se que o tempo gasto nessa caracterização representa um atraso na conclusão, ou os custos não se consideram justificáveis ou necessários, levando a que não seja feita uma conveniente caracterização geotécnica dos maciços rochosos em que são implantadas as obras subterrâneas. No entanto, são bem conhecidos acidentes estruturais ocorridos, inesperadamente, nos maciços rochosos durante os trabalhos de escavação de obras subterrâneas de grande porte, sendo que uma adequada caracterização geotécnica dos maciços rochosos que suportam tais obras, teria prevenido um número apreciável desses acidentes (Silva et al., 2001).

Ao longo do tempo, foram desenvolvidos um conjunto de métodos e ensaios de caracterização assim como sistemas classificativos que permitem uma escolha cuidadosa dos métodos a executar na concretização da obra. Assim, os técnicos envolvidos no projeto e execução de túneis terão de conceber e optar pelos métodos apropriados de construção, bem como prever soluções adequadas para as opções escolhidas, tendo como base a prospeção e caracterização geológico-geotécnica dos terrenos (Salgueiro, 2011).

17 A delimitação espacial das unidades geológicas e a determinação das suas características e propriedades geomecânicas é efetuada através de um plano de prospeção, que consiste num conjunto de métodos aplicados num local para o conhecimento dos maciços (Barzan, 2009).

Os diferentes métodos de prospeção podem classificar-se como diretos ou indiretos.

Os métodos diretos de prospeção permitem a observação direta do subsolo e a recolha de amostras, ou seja, são métodos que permitem o acesso direto ao material investigado, seja in situ ou através de amostras. Escavações como valas, poços e trincheiras são exemplo de prospeção direta. As sondagens podem ser consideradas como um método semidirecto. Estes métodos permitem observações ou ensaios tornando possível definir, mais precisamente, as características dos materiais (Loureiro, 2008; Barzan, 2009).

Os métodos indiretos de prospeção permitem estimar as propriedades geotécnicas indiretamente pela observação à distância ou pela realização de correlações entre as grandezas, ou seja, são métodos que não permitem o acesso ao material investigado, seja in situ ou em amostras, compreendendo a utilização de meios indiretos para a delimitação e caracterização da unidade geológica. Estes métodos permitem determinar a distribuição em profundidade de parâmetros físicos dos terrenos. Os métodos mais comuns são os métodos geofísicos (Loureiro, 2008; Barzan, 2009).