LIQUEMIT®
Diminuição do risco de liquefação de terrenos.
A liquefação do solo é um fenómeno natural, frequentemente destrutivo, que ocorre habitualmente em depósitos arenosos com granulometria, por norma, homogénea e estratificada, cuja espessura pode atingir alguns metros e que se encontram, por vezes, subjacentes a depósitos coesivos normalmente consolidados e saturados. Estes terrenos suscetíveis de liquefação situam-se na proximidade de depósitos fluviais ou praias, mas também em zonas de planície e de acumulação de areias com níveis freáticos superficiais.
O fenómeno manifesta-se após eventos sísmicos que fazem com que a pressão da água intersticial (pressão neutra), presente no terreno granular, aumente até igualar as tensões sobrejacentes, anulando as resistências ao corte do terreno (Terzaghi, K., “Theoretical Soil Mechanics”, John Wiley and Sons, New York, 1943). Isto provoca um fenómeno de transição do estado sólido e granular para um estado líquido e viscoso. Desta forma, as construções situadas sobre estes terrenos podem sofrer deslocamentos, inclinações ou assentamentos, conduzindo ao colapso das estruturas com danos irreparáveis.
Liquefação e Assentamentos do Terreno.
Um fenómeno sísmico destrutivo que não deve ser subestimado.
Após os últimos sismos de grande importância que afetaram o planeta, o risco de liquefação do terreno voltou a ser motivo de preocupação, tanto para a população como para as instituições de investigação, por se tratar de um fenómeno pouco comum, mas extremamente perigoso, inclusive em territórios com elevada densidade urbana. Num sismo de magnitude 4.2 na Escala de Richter, existe já a possibilidade de alguns terrenos arenosos saturados perderem resistência de forma rápida e, comportando-se como um líquido denso, permitirem o afundamento das estruturas sobrejacentes e a expulsão de lamas e areias para a superfície.
A liquefação do solo é o estado físico em que se pode encontrar um terreno arenoso saturado quando a sua resistência ao corte é reduzida de forma drástica, devido ao aumento da acumulação de pressões intersticiais causado por um sismo. Trata-se de um fenómeno, muitas vezes destrutivo, que depende da combinação de fatores “predisponentes” (como a natureza do terreno) e fatores “desencadeantes” (o sismo); na ausência de um destes fatores, os terrenos não sofrem liquefação.
Graças às ferramentas de diagnóstico modernas e aos conhecimentos no campo da engenharia sísmica, é possível prever o risco de liquefação dos terrenos e garantir proteção contra os seus efeitos destrutivos. Isto começa por uma escolha criteriosa das zonas para a construção de novos edifícios e/ou pela realização de intervenções de consolidação de terrenos em risco de liquefação, no caso de edifícios já existentes.
Os efeitos da liquefação do solo.
- Crateras e pequenos vulcões e fuga de água e areia;
- Oscilações importantes e ruturas do terreno;
- Afundamentos e elevações do terreno;
- Movimentos horizontais do terreno (lateral spreading);
- Movimento de massas fluidas e colapso em caso de encostas naturais ou artificiais;
- Perda da capacidade de suporte da fundação;
- Flutuação de obras subterrâneas.
Método, Execução e Verificação do método da Geosec.
Para reduzir o risco de liquefação de terrenos, a GEOSEC® desenvolveu um método patenteado que prevê a injeção de uma resina especial, capaz de consolidar de forma eficaz, segura e rápida os terrenos suscetíveis de liquefação. Os resultados obtidos em campos de ensaio numa zona de Itália afetada pelo sismo de 2012 foram estudados pelo Serviço Geológico Sísmico, observando-se que foi possível superar, e inclusivamente triplicar, o fator de segurança (Fs), melhorando a zona consolidada em comparação com os métodos tradicionais de injeção de caldas de cimento a alta pressão.
A solução prevê a injeção a baixa pressão de uma resina sintética, leve e eco-compatível, à profundidade necessária e em diferentes níveis, com o objetivo de consolidar as camadas de terreno em risco de liquefação, respeitando as normas técnicas em vigor. Dependendo do contexto ambiental e da compatibilidade com as estruturas e infraestruturas enterradas, o método prevê a execução de várias furações (diâmetro 20-30 mm), com um espaçamento vertical e em planta estabelecido de acordo com os resultados obtidos e comprovados em campos de ensaio realizados previamente.
A intervenção é executada sempre sob o controlo instrumental de tomografia de resistividade 3D e de estudos geotécnicos, de forma a verificar a eficácia do tratamento e garantir o cumprimento das diretrizes de segurança indicadas pela regulamentação.
Intervenções no Terreno para Reduzir o Risco de liquefação sísmica
A experiência adquirida após os últimos sismos permitiu à nossa empresa desenvolver um novo produto para injeções, com o objetivo de melhorar as propriedades geomecânicas de terrenos suscetíveis de liquefação e restabelecer a segurança das estruturas. Esta solução oferece inúmeras vantagens, tanto ao nível do desempenho técnico como da logística de obra:
- Baixa Pressão e Não Invasiva: A resina GEOSEC® não é injetada a alta pressão. Isto oferece a vantagem de uma intervenção pouco invasiva e não destrutiva para as estruturas existentes.
- Leveza e Precisão: Diferentemente das soluções de injeções de caldas de cimento, a resina GEOSEC® é muito mais leve, perfeitamente visível nos estudos geofísicos, possui uma reação de expansão mais rápida e não sofre dispersão.
- Proteção do Património: Ao contrário das soluções tradicionais, a tecnologia GEOSEC® pode ser aplicada sobretudo em edifícios já existentes, protegendo o património imobiliário e os edifícios de valor histórico e cultural. A solução GEOSEC® permite intervir tanto no exterior como no interior, garantindo um baixo nível de invasividade.
A resina LIQUEMIT®
Trata-se de um novo geopolímero de alto desempenho, estável ao longo do tempo e em conformidade com as normas europeias em vigor em matéria de proteção ambiental, saúde e higiene no trabalho, testado e certificado por laboratórios autorizados. A resina utilizada para reduzir o risco de liquefação do solo é produzida por empresas multinacionais de prestígio no setor químico industrial, de acordo com as especificações técnicas do equipamento GEOSEC®.
Vantagens para a estrutura.
- Não há necessidade de escavações e não produz vibrações;
- Não há necessidade de demolição e reconstrução da fundação existente;
- Não produz levantamentos inadequados típicos das resinas de alta força expansiva.
Vantagens para o terreno.
- Não é necessária alta pressão na fase de injeção, como, por exemplo, com o jet grouting; a consequência é que reduz o risco de dispersão da resina, permitindo uma ação direta no volume do terreno a ser tratado;
- Após o tratamento, o terreno não fica mais pesado, pois o peso específico da resina é inferior ao do betão e da água;
- Os tempos de reação dos componentes não são comparáveis aos do betão tradicional (relação 1/30);
- O solo não fica contaminado após o tratamento, de acordo com as normas vigentes em matéria de proteção ambiental.
Vantagens para a estrutura.
- Não há necessidade de escavações e não produz vibrações;
- Não há necessidade de demolição e reconstrução da fundação existente;
- Não produz levantamentos inadequados típicos das resinas de alta força expansiva.
Vantagens para o terreno.
- Não é necessária alta pressão na fase de injeção, como, por exemplo, com o jet grouting; a consequência é que reduz o risco de dispersão da resina, permitindo uma ação direta no volume do terreno a ser tratado;
- Após o tratamento, o terreno não fica mais pesado, pois o peso específico da resina é inferior ao do betão e da água;
- Os tempos de reação dos componentes não são comparáveis aos do betão tradicional (relação 1/30);
- O solo não fica contaminado após o tratamento, de acordo com as normas vigentes em matéria de proteção ambiental.
Garantia de 10 anos.
Além da garantia prevista no contrato, também oferecemos uma garantia de seguro de dez anos. Para mais informações, consulte a secção «GARANTIAS» no nosso site.
Vídeo
Referências
Nesta secção, compilámos as perguntas, preocupações e interesses mais comuns dos nossos clientes para o ajudar a compreender melhor os nossos métodos e organização. Não hesite em contactar os nossos técnicos para solicitar uma avaliação gratuita e personalizada. Teremos todo o prazer em responder a todas as suas perguntas.
O que significa liquefação do solo?
No setor da engenharia de terrenos, é conhecido o fenómeno da liquefação de materiais granulares, concretamente areia e terrenos arenosos, que durante a aplicação de cargas dinâmicas e cíclicas sem drenagem devido a um sismo, apresentam variações importantes nas tensões que podem provocar afundamentos e/ou deslocamentos de edifícios e construções.
QUANDO E ONDE PODE OCORRER A LIQUEFAÇÃO DO SOLO?
- Em zonas onde antigamente passavam rios.
- Em zonas pantanosas e humedais.
- Em aterros.
- Em zonas onde houve inundações.
- Nas costas e em caso de dunas.
- Em depósitos arenosos do Pleistoceno e Holoceno com profundidade do lençol freático < 15,0 m.
- Estudos revelam que, em zonas onde ocorreram fenómenos sísmicos, é possível que esses eventos se repitam.
Quais são os efeitos da liquefação do solo?
A liquefação do solo é um fenómeno hidrogeológico que pode ocorrer após um terramoto em zonas caracterizadas por depósitos arenosos ou limoso-arenosos saturados de água, e os principais efeitos são os seguintes:
- Fraturas no solo.
- Expulsão de água e areia para a superfície.
- Afundamentos e elevações do terreno.
- Colapso de encostas naturais e/ou artificiais.
- Perda da capacidade de suporte da fundação.
- Flutuação de obras subterrâneas.
Quais são os fatores predominantes do fenómeno de liquefação do solo?
Os estudos e conhecimentos adquiridos nos últimos anos evidenciam que os fenómenos de liquefação se devem à combinação de fatores «predominantes» (aqueles que dependem da natureza não drenante do solo) e «desencadeantes» (um sismo que afeta esse solo): na ausência de um desses dois fatores, o fenómeno da liquefação não ocorre.
QUAIS SÃO OS TERRENOS MAIS PROPENSOS AO RISCO DESTRUTIVO DE LIQUEFAÇÃO?
A liquefação ocorre com frequência em depósitos arenosos do tipo “sands – clean sand to silty sand” (areias limpas a areias siltosas) e/ou “sand mixtures – silty sand to sandy silt” (misturas de areia — silte arenoso), ou seja, depósitos caracterizados por uma granulometria homogénea e estratificada, cuja espessura pode atingir vários metros no caso de terrenos consolidados e saturados, subjacentes a terrenos não suscetíveis de liquefação.
Estes depósitos situam-se geralmente na proximidade de depósitos fluviais, praias e outras zonas de planície ou de acumulação de areias, onde existam níveis freáticos muito superficiais.
Este fenómeno ocorre quando estes terrenos sofrem a ação de um sismo, que provoca o aumento da pressão da água intersticial (pressão neutra) contida entre os grãos do terreno, até que esta se iguale às tensões sobrejacentes, anulando a resistência ao corte do solo (Terzaghi, K., “Theoretical Soil Mechanics”, John Wiley and Sons, New York, 1943). Este processo provoca uma transição do estado granular para um estado líquido.
O que acontece em terrenos arenosos em caso de eventos sísmicos importantes?
Os modelos mais recentes que descrevem o sistema de terrenos arenosos que podem sofrer liquefação preveem sistemas granulares saturados de água intersticial, onde a resistência às cargas aplicadas se deve a interações do tipo «atrito» entre os grânulos (ou seja, a resistência da/à fricção entre os grânulos depende apenas da pressão média de contacto) e do tipo «adesivo» (que não dependem da pressão média e estão relacionadas com os tipos e quantidades de ligações presentes no material). Em caso de sismo, neste tipo específico de materiais, a disposição dos grânulos altera-se, produzindo um aumento da pressão intersticial do líquido entre os vazios e uma perda de contacto entre os grânulos, com redução da interação do tipo «atrito» e da resistência ao corte.
Nesta fase, parte do excesso de pressões intersticiais infiltra-se entre as ruturas do terreno, provocando jatos de água e areia na superfície. Além disso, uma vez terminado o sismo, podem ocorrer outros fenómenos de dissipação da pressão intersticial em excesso, que provocam a recuperação do contacto entre os grânulos, causando variações topográficas como deslizamentos, afundamentos e/ou deslocamentos laterais (lateral spreading) do terreno, podendo chegar mesmo ao colapso da estrutura.
A solução LIQUEMIT® está em conformidade com as normas técnicas do setor?
Os resultados obtidos com o método LIQUEMIT® da GEOSEC, em áreas afetadas por um terramoto em 2012, indicam que houve uma melhoria significativa nas características geotécnicas do terreno tratado, em conformidade com as normas técnicas do setor e as prescrições do Serviço Geológico Sísmico da Região Emilia Romagna (Itália). Pode-se afirmar, portanto, que este método é uma solução alternativa para reduzir os riscos de liquefação e tem muitas vantagens em comparação com as soluções tradicionais de injeções, tanto no que diz respeito ao desempenho (é possível duplicar o fator de segurança) quanto à logística de aplicação, uma vez que o método LIQUEMIT® pode ser aplicado sob e dentro de edifícios, áreas onde máquinas pesadas não poderiam operar.