Análise numérica da interação de estruturas subterrâneas em solos moles em processo de adensamento, estudo de caso : usina de bombeamento “Casa Colorada”

Abstract

As estruturas subterrâneas são amplamente utilizadas por todo o mundo, e no decorrer dos últimos anos têm sido desenvolvidos projetos maiores e mais profundos em solos com condições geotécnicas complexas. Este é o caso dos solos moles de Shangai, Bangkok, Kuala Lumpur, Jakarta, Singapura, Bogotá e Cidade do México; onde têm ocorrido fenômenos relacionados como o rebaixamento das pressões intersticiais no subsolo que alteram as condições de trabalho das estruturas subterrâneas, este fenômeno é conhecido como subsidência regional. A subsidência regional tem tido repercussões negativas para as construções superficiais e principalmente subterrâneas, como mudanças progressivas na inclinação de obras de condução, aumento do risco de inundações em caso de ruptura dos sistemas de esgoto; danos nas fundações e instalações subterrâneas, entre outras. Neste contexto, o presente trabalho tem a finalidade de estudar o comportamento de estruturas subterrâneas em solos moles submetidos ao rebaixamento das pressões intersticiais. Como parte de um projeto de colaboração entre a Universidade de Brasília (UnB) e a Universidade Nacional Autónoma de México (UNAM), é analisado o caso da usina de bombeamento “Casa Colorada”. A UNAM forneceu todas as informações necessárias para realizar este estudo. A usina de bombeamento se localiza nos solos lacustres da Cidade do México, está formada por quatro poços de 16 m de diâmetro e profundidades até de 31,9 m, interligados por túneis de 5 m de diâmetro. Além de estar submetida ao fenômeno da subsidência regional, apresenta um adensamento devido à construção das suas próprias estruturas. Para a análise, foram feitas modelagens numéricas 2D e 3D nas quais foi possível considerar: a) as condições estratigráficas e piezométricas do local de estudo; b) as estruturas envolvidas no projeto; c) a interação entre todas as estruturas, d) as etapas de construção da usina (plataforma de trabalho, poços e túneis), e) o adensamento dos solos moles devido à construção das estruturas e ao rebaixamento das pressões intersticiais (subsidência regional) f) um modelo constitutivo que permitiu simular apropriadamente o comportamento dos solos moles. Apesar da complexidade do problema, os modelos desenvolvidos neste trabalho permitiram simular com sucesso o comportamento atual e futuro das estruturas subterrâneas que interagem na usina de bombeamento. Foi possível comparar os resultados obtidos com o observado no local e com medidas topográficas superficiais.