7.2.1.DEFINIÇÃO
O jet grouting é uma tecnologia que possibilita a criação de corpos sólidos, solo-cimentados, dotados de boas características mecânicas e pouco permeáveis. Estes podem ser isolados ou agrupados monoliticamente, e são executados diretamente no interior do solo, sem qualquer escavação prévia, através da mistura íntima entre o solo natural e a calda de cimento consolidante injetada (Pinto, 2014). Assim sendo, a produção destes corpos de solo-cimento é realizada utilizando-se um ou mais jatos horizontais de grande velocidade (cerca de 250 m/s), que aplicam a sua elevada energia cinética na desagregação da estrutura do maciço e na mistura da calda de cimento com as partículas do solo desagregado.
O processo de desagregação e mistura, e consequentemente a criação do corpo, dá-se até uma distância máxima, que é medida desde o bico injetor até ao ponto em que a energia cinética, responsável pela ação do jato, é dissipada pela resistência passiva que o solo opõe ao efeito difusor do jato (Pinto, 2014).
Devido à grande versatilidade da tecnologia, se não existirem nenhumas restrições ou condicionantes, os corpos de jet grout podem ser realizados em qualquer tipo de solo (Figura 7.1), em qualquer direção e nas camadas de solo estritamente necessárias. Os corpos verticais criados, possuem uma boa resistência à compressão e permitem a transferência de cargas para o maciço, por ponta e por atrito lateral (Falcão et al., 2000).
Quanto à facilidade e eficiência de execução da técnica, esta é maior quanto piores forem as características de resistência e de deformabilidade do terreno onde é aplicada.
7.2.2.CAMPO DE APLICAÇÃO
O campo de aplicação da tecnologia de jet grouting é atualmente muito vasto, devido sobretudo à sua grande versatilidade, que permitiu assegurar a sua competitividade relativamente a outras técnicas tradicionais.
Seguidamente, são referidas algumas das aplicações mais frequentes da técnica de jet grouting (Figura 7.2) (Carreto, 2000):
a) Em túneis:
Construção em zonas urbanas de túneis de reduzido recobrimento em terrenos de características mecânicas medíocres;
Consolidação de abóbadas de túneis a partir do seu interior ou a partir da superfície (para profundidades inferiores a 20 metros);
Consolidação de frentes de túneis em terrenos constituídos por solos moles e saturados; Criação de lajes estanques na soleira e impermeabilização de hasteais e da abóbada; Consolidação da entrada e saída de tuneladoras com escudo;
Tratamento de camadas muito permeáveis com níveis de água confinados, intersectadas pelo traçado do túnel e que podem originar carregamentos de solo devido às suas elevadas pressões.
b) Em escavações:
Construção de lajes de fundo com função de contraventamento e/ou de impermeabilização;
Contenções laterais de escavações que também podem funcionar como cortinas de estanqueidade (em particular em terrenos com obstáculos inultrapassáveis por estacas prancha ou por paredes moldadas);
Reforço de cortinas com descontinuidades e passagem de água para o interior da escavação;
Recalçamento de serviços que não possam ser deslocados durante as operações de escavação;
Dimensões das partículas (mm)
M a te ria l pa s s a do n o p e ne iro ( %)
Fig.7.1- Comparação da aplicabilidade do jet grouting relativamente a outras técnicas de tratamento [58]
Aumento da reação dos bolbos de ancoragem de uma parede de contenção, permitindo também diminuir o seu comprimento, o que é vantajoso em casos de espaços limitados ou naqueles que apresentam estruturas adjacentes que possam ser danificadas.
c) Em fundações:
Realização de fundações profundas;
Reforço de qualquer tipo de fundação à exceção daquelas que têm grande sensibilidade a assentamentos e cuja carga é transmitida às colunas antes destas atingirem a resistência de projeto;
Reforço de fundações a partir do interior da própria estrutura;
Reforço de fundações constituídas por estacas de madeira deterioradas; Proteção das fundações dos pilares das pontes contra a erosão.
d) Em cortinas de estanqueidade:
Escavações a cotas inferiores ao nível freático;
Cortinas de estanqueidade em barragens ou outras estruturas;
Cortinas de estanqueidade em terrenos com cavidades cársicas preenchidas com siltes; Cortinas de estanqueidade em terrenos que incluem blocos ou obstáculos de grandes
dimensões;
Cortinas de estanqueidade em terrenos com camadas alternadas de solos argilosos com solos arenosos.
e) Em estabilização de taludes:
Fig.7.2 – Esquemas de algumas aplicações: a) recalce de fundações; b) cortinas de contenção; c) laje de fundo de contraventamento e impermeabilização; d) poço de contenção; e) consolidação do emboquilhamentos de túneis; f) reforço de ensoleiramentos; g) proteção de pilares de pontes contra a erosão; h) recalçamento de
7.2.3.EQUIPAMENTOS
O equipamento para a execução de corpos de jet grout, usualmente, compreende (Lunardi, 1997; EN 12716, 2001):
Central de calda de cimento; Bomba de injeção;
Compressor de alta pressão (para alguns sistemas de jet grouting); Sonda hidráulica de perfuração com torre;
Varas de jet grouting;
Mangueiras flexíveis de ligação.
A central de calda de cimento é constituída por um silo de armazenamento de cimento, por um tanque de armazenamento de água e por uma central de mistura, que permite a produção da calda de cimento, através da mistura dos dois materiais. Para que os trabalhos decorram sem interrupções, é importante que a central opere devidamente, produzindo a calda necessária de forma constante, sendo para tal indispensável que esta esteja sempre bem abastecida dos recursos necessários.
Quanto à bomba de injeção, esta permite a bombagem, de forma contínua e a alta pressão, da calda de cimento produzida na misturadora até à máquina de perfuração e injeção.
O compressor de alta pressão tem como finalidade a injeção de ar a pressões elevadas, só sendo necessário em alguns sistemas de jet grouting, como por exemplo no caso do jet 2 e do jet 3 que serão abordados no subcapítulo 7.3.2..
Relativamente à sonda hidráulica de perfuração com torre, à qual está ligada uma cabeça de rotação que fixa as varas de jet grouting, é esta que permite o processo de injeção e furação, através do seu movimento de translação. Esta sonda, usualmente, possui também leitores de velocidade de subida e rotação das varas e da pressão de injeção da calda, ar e água (conforme o sistema de jet grouting usado) (Neves, 2010).
No que toca às varas de jet grouting, estas são de secções tubulares ocas com paredes de grande espessura. Uma coroa de furação, de diâmetro superior ao da vara, é ligada à sua parte inferior e imediatamente acima desta coroa situam-se os bicos de injeção. As varas têm como função a furação e o tratamento do solo (Neves, 2010).
Por último, as mangueiras flexíveis são quem permite a ligação entre as varas e a bomba de injeção, pelo que devem ser constituídas por um material que permita resistir a altas pressões.