Assentamento e fissuras numa escola construída sobre terreno argiloso

Escola composta por vários edifícios de 2 pisos, construída em 1988 sobre terreno em declive. Estrutura composta por pilares de betão armado; fundação com sapatas isoladas de dimensões variáveis (1,3 x 1,3 a 2,1 x 2,1m), com 60cm de espessura e apoiadas à cota -2,5m. Existência de uma laje.

O PROBLEMA

Dois edifícios do colégio apresentam fissuração a 45º, indicando a ocorrência de assentamentos diferenciais das sapatas de fundação. O terreno de fundação é de natureza argilosa.

De acordo com o estudo geotécnico realizado pela propriedade, a causa da patologia está associada à diminuição da capacidade de carga do solo, em conjunto com movimentos cíclicos provocados pelo seu potencial expansivo.

Como fator agravante, os passeios danificados e as águas provenientes das condutas de drenagem localizadas junto às fundações favoreciam a entrada de água no terreno de fundação, contribuindo para a degradação das suas características.

As necessidades do cliente:

O cliente deveria respeitar a solicitação do gabinete técnico municipal de manter a mesma forma da estrutura de alvenaria pré-existente e a consolidação dos alicerces deveria ser realizada rapidamente e com garantia de eficácia duradoura.

A solução Uretek foi escolhida pelas suas vantagens técnicas, operacionais e ambientais, destacando-se os seguintes fatores:

Rapidez: planeamento e calendarização cuidadosos dos tempos de execução que permitiram que o trabalho fosse concluído num curto espaço de tempo.

Preços competitivos.

Intervenção minimamente invasiva: a intervenção proposta pela Uretek não exigiu nenhum trabalho de escavação ou alvenaria, não produziu sujidade ou resíduos.

Monitorização laser de alta precisão: tanto durante como após a intervenção, as actividades foram sujeitas a monitorização em tempo real utilizando tecnologia laser de última geração e pessoal altamente qualificado.
Aplicação da exclusiva tecnologia Uretek Deep Injections®, que com a injeção da resina expansiva Uretek Geoplus® de elevada capacidade de expansão, compacta o terreno e estabiliza as estruturas.
Respeito pelo ambiente: a mistura de resinas Uretek® gera um produto final inerte que não liberta substâncias no solo ou aquíferos presentes.

A SOLUÇÃO

A solução com recurso a sistemas tradicionais implicaria a demolição de vários elementos do edifício e dos jardins, além da retirada do mobiliário, sendo necessário tratar o terreno entre as cotas -2,5m e -5,5m. Como alternativa, optou-se por uma tecnologia pouco invasiva e de rapidez de execução: Uretek Deep Injections® com injeções de resina expansiva Uretek Geoplus®.

A intervenção foi executada em duas fases:

1ª FASE – Compactação superficial: injeções à cota de apoio da fundação para melhorar as características geomecânicas do terreno e preencher os vazios existentes entre a fundação e o solo.
2ª FASE – Consolidação em profundidade: injeções executadas em dois (2) níveis adicionais de profundidade no volume de solo afetado pelas cargas.

O resultado da intervenção foi verificado através de monitorização laser durante as injeções, bem como por meio de controlo, através de medidores volumétricos e manómetros, da quantidade de resina injetada e da pressão de injeção.

Observações:
As fissuras começaram de forma ligeira, mas com o passar do tempo o terreno continuou a expandir-se e contrair-se, provocando fissuras maiores nas fachadas e paredes interiores. A intervenção foi executada aproveitando o verão e outras obras de reabilitação necessárias no centro. O camião foi parqueado na zona de estacionamento, sem impedir a circulação.

O PROJECTO EM DETALHE

A intervenção de recompressão e consolidação efetuada no C.E.I.P. Nuestra Señora Caños Santos, em Cañete la Real (Málaga), teve como objetivo a realização de injeções de resina no terreno de fundação e em 19 sapatas isoladas.

O terreno da zona é argiloso, podendo, portanto, sofrer processos de expansão e retração. Esses fenómenos ocorreram devido à infiltração de água junto às fundações, causada pelos passeios danificados e pelas tubagens de drenagem que descarregavam diretamente nessa zona sem qualquer encaminhamento (ambos os elementos foram entretanto reparados para evitar a entrada de água). Na zona afetada, o solo tinha perdido parte da sua capacidade de carga. A fissuração teve início de forma lenta, mas foi-se agravando progressivamente à medida que os elementos exteriores se deterioravam e a infiltração de água aumentava.

As injeções foram realizadas tanto no interior como no exterior do edifício, pois, devido às dimensões das sapatas, eram necessários vários pontos de injeção. As perfurações, com um diâmetro de 28mm, deixaram uma marca mínima no pavimento.

A tecnologia aplicada, protegida pela Patente Europeia n.º 0851064, propriedade da empresa Uretek , permitiu a compactação em profundidade do terreno através da injeção, no próprio solo, de resinas de poliuretano de elevada capacidade de expansão que, ao expandirem, transmitiram ao volume sólido envolvente uma ação de compactação que origina um aumento da capacidade de carga.

As injeções, com o objetivo de abranger a totalidade do volume de solo a tratar, foram realizadas através da colocação de tubos de injeção alternados em diferentes planos de profundidade, designados adiante por “níveis”.

O plano de intervenção consistiu em injetar no volume de terreno compreendido nos três (3) primeiros metros abaixo da cota de apoio da fundação, tratando a zona de menor compacidade.

Uma vez em obra, realizaram-se quatro (4) ensaios de penetração dinâmica para determinar as características do terreno, dois antes da intervenção e dois depois. Detetaram-se valores de resistência baixos desde o suporte da fundação até à cota -3,5m. Após a intervenção, verificou-se através do ensaio de penetração dinâmica que o terreno tinha aumentado a sua resistência à penetração na ponta até 70%.