Aplicabilidade da técnica de deep mixing aos solos moles do Baixo Mondego

Abstract

Ao longo dos últimos 40 anos, a técnica de melhoramento ou estabilização química de solos mediante a sua mistura in situ com materiais que possuem propriedades aglomerantes (técnica designada na literatura inglesa por deep mixing) tem sido aplicada com sucesso numa grande diversidade de materiais, de onde se destacam os depósitos de solos moles. Localizando-se nas proximidades de Coimbra um depósito com estas características, foi decidido avaliar o potencial de aplicação desta tecnologia ao depósito em causa. Para tal, foi elaborado um programa de investigação conducente à caracterização mecânica do solo estabilizado, complementado com a caracterização geotécnica do solo de origem (não estabilizado), tendo-se realizado extensos estudos de campo e laboratoriais. O comportamento global do solo de origem é fundamentalmente determinado pela natureza orgânica, elevado teor em água e pelas fracções silto-arenosas, sendo de destacar a significativa presença de óxidos de sílica e alumina na sua composição química. Estas características, condicionam sobremaneira a estabilização, tendo-se concluído do estudo laboratorial que a mistura que potencia o compromisso técnico-económico-ambiental é composta por cimento Portland I 42,5R e escória granulada de alto forno, aplicada na proporção 75/25 referida à massa seca dos ligantes, numa dosagem compreendida entre os 150 e os 175kg/m3, não devendo ser adicionada água, ou seja, a técnica de deep mixing deve ser aplicada na variante seca. O comportamento mecânico do material assim estabilizado foi objecto de caracterização laboratorial, tendo-se concluído que o mesmo é essencialmente controlado pelas ligações cimentícias entre as partículas sólidas, as quais são responsáveis pelo significativo aumento da resistência e rigidez face ao material não estabilizado. Em termos globais, pode-se dizer que a estabilização pela técnica de deep mixing quando aplicada ao depósito de solos moles do Baixo Mondego origina um novo material, caracterizado por significativas melhorias em termos mecânicos, do qual urge tirar partido das suas vantagens.

Over the last 40 years, in situ chemical improvement or stabilization of soils with binder materials (deep mixing) has been successfully applied to a large range of soils, namely soft soils. The existence of such kind of deposit near Coimbra supported the decision of studying the potential of this improvement technique. A research project was established in order to characterize the mechanical behaviour of the stabilized soil, in complement to performing a geotechnical characterization of the natural soil (unstabilized). To accomplish these goals, extensive field and laboratory experiments were carried out. The overall behaviour of the natural soil is mainly determined by its organic nature, high moisture content and sandy-silt fractions. The significant presence of silica and alumina oxides in the chemical composition must also be highlighted. These characteristics have a major influence on the stabilization. The laboratorial study proves that the mixture that maximizes the technical-economical-environmental trade-offs consists of Portland cement type I 42,5 R and granulated blast furnace slag combined in a dry weight proportion 75/25, applied in a dosage between 150 and 175kg/m3. No water should be added, meaning that the dry variant deep mixing technique should be used. . The mechanical behaviour of the stabilized material was characterized through laboratorial experiments. The results allowed concluding that the behaviour is mainly governed by the binding connections between the solid particles, which are responsible for the significant increase in strength and stiffness when compared with the unstabilized material. Overall, it can be said that the application of the deep mixing stabilization technique to the soft soils deposit of Baixo Mondego produces a new material, with improved mechanical behaviour, whose advantages must be exploited.