A metodologia de escavação invertida é equivalente à vala recoberta, contudo com a recomposição da superfície em tempo menor do que a primeira. Ela propõe a remoção de uma pequena cobertura de solo e a pré-instalação da laje do futuro teto da escavação, em concreto, apoiada em uma estrutura também previamente construída que pode ser a própria para contenção. Após a construção da laje, executa-se o re-aterro com o próprio material escavado e libera-se o espaço de superfície, continuando-se a escavação e construção da obra sob condições seguras sob a laje de teto. Este método apresenta-se mais vantajoso em obras onde a interferência longa na superfície não é possível, já que o tempo de paralisação é menor do que na metodologia de vala recoberta.
Em resumo, o procedimento é o seguinte:
• Execução das paredes de contenção a partir da superfície;
• Em seguida, é feita a laje de teto, que libera o tráfego de superfície; • Depois, é feito o escoramento interno das paredes laterais;
• Conclui-se com as etapas sucessivas de escavação e execução de lajes intermediárias, até atingir a cota desejada.
Uma alternativa ao método de escavação invertida é o de teto enfilado. Neste caso, as enfilagens são como estacas cravadas no solo, horizontalmente, executadas para reforçar o solo e construir uma laje que permita escavar debaixo, sem interferir na superfície. Peixoto & Carvalho (2006) exemplifica o caso da construção do Metrô de São Paulo, sob a Avenida Paulista, onde as enfilagens foram cravadas a partir de trincheiras escavadas em ruas laterais.
Mais recentemente o método de escavação invertida foi adotado para túneis com a denominação de túnel invertido (Peixoto & Carvalho, 2006). Esta metodologia foi executada
Para a definição do método construtivo nesta obra havia as alternativas: da vala recoberta; NATM ou Doorframe Slab Method (DSM) que, segundo Hueb (1998), pode ser considerado uma fusão das técnicas de vala recoberta e NATM.
O DSM é uma metodologia utilizada em regiões de escavação de túnel com pouca cobertura de solo (< 6,0 m) e consiste em uma escavação pela técnica da vala recoberta, a partir da qual são cravadas estacas metálicas inclinadas para fundação da laje e estabilização das paredes da futura escavação, seguida da construção da laje do teto do túnel com concreto armado e re-aterro final. Esta laje proporciona a estabilização do teto do túnel para a escavação posterior pelo método NATM.
No referido trecho da obra do Metrô de Brasília, o DSM foi adaptado quanto ao procedimento de escavação por NATM e denominou-se de Método do Túnel Invertido.
Hueb (1998), afirma que o fundo da escavação para o túnel invertido pode ser finalizado com a conformação em arco, de acordo com a geometria da laje adotada no projeto. Cita ainda que pode ser executada com conformação plana e, posteriormente, serem utilizadas formas curvas para a fundição da laje. Conforme Hueb (1998), no caso do Metrô de Brasília optou-se pela conformação em arco e a seqüência executiva está descrita a seguir.
1º) Remoção da cobertura de solo até o nível do teto do túnel e preparação da superfície. No caso apresentado na Figura 4.33 foi adotada uma conformação do terreno em arco para o teto do túnel.
2º) Execução da fundação da laje do teto do túnel. Como ilustrado na Figura 4.34, a fundação da laje de teto do túnel foi executada pela cravação de estacas metálicas de perfil “I” de 8” com 9,0 m de comprimento. As dimensões e inclinação das estacas foram pré-determinadas em função do raio de curvatura da laje e das condições físicas locais. Hueb (1998) afirma que, considerando o DSM, o comprimento das estacas seria da ordem de 5,0 m, em média, porém este valor foi acrescido, na obra, e as estacas passaram a atuar como enfilagens laterais que garantiram a estabilidade das paredes.
(a) Disposição das estacas (b) Estacas cravadas no solo Figura 4.34 – Fundação da laje do teto de túnel (modificado – Hueb, 1998).
3º) Concretagem da laje do teto moldada in loco e sobre a superfície conformada em arco. Após a conclusão da laje o material da escavação foi re-aterrado para liberar a superfície, o que restabeleceu a superfície em pouco tempo. O projeto contemplava a aplicação de concreto magro sobre o solo regularizado além de uma película isolante que permitisse, durante a escavação do túnel, que o concreto de regularização se desprendesse com facilidade do concreto estrutural. Contudo, por razões de economia, o concreto magro de regularização foi substituído por chapas de compensado resinado de 4 mm de espessura (Figura 4.35).
4º) Execução da escavação invertida com a aplicação de concreto projetado sobre tela metálica para a estabilização das paredes e com o incremento das estacas metálicas. O avanço da escavação foi executado, em sua maioria, em seção plena (Figura 4.36); somente nos trechos saturados é que foi feita a parcialização conforme os princípios do NATM (Hueb, 1998).
Figura 4.35 – Concretagem e re-aterro da laje de teto (modificado – Hueb, 1998).
Segundo Hueb (1998), o procedimento de aumentar o comprimento das estacas metálicas e a construção de uma laje em concreto armado permitiu a eliminação das cambotas metálicas e a liberdade de um avanço da escavação subterrânea, em seção plena, com uma extensão maior do que quando comparada ao NATM convencional.
Neste tocante, se dá a adaptação do método NATM às condições locais, conforme supracitado, já que se passou a contar com a execução de um túnel cuja estabilização do teto se deu por meio da construção da laje de concreto armado e a estabilidade das paredes laterais foi garantida pelos perfis metálicos mais compridos.
4.2.6 Considerações
Em que pese à previsão de que a maioria da extensão do traçado do Metrô de Goiânia será em superfície, os principais métodos construtivos de escavação subterrânea aqui apresentados poderão ser utilizados na obra, já que os solos da região apresentam, em sua maioria, boas qualidades geotécnicas no que tange a este tipo de obra. Sabino Jr. (1980), afirma: “o terreno do município é geralmente compacto e de constituição uniforme ... apresentando boas condições para fundações de edifícios.”
Possivelmente, a opção principal por trechos superficiais considerou um custo mais alto para a construção de obras subterrâneas. Contudo, ressalta-se que na maioria das vezes a equação é meramente financeira e não leva em conta os elevados custos sociais e a problemática ambiental que podem ser minimizados pela opção subterrânea melhorando a qualidade de vida na cidade. Nestes casos, há que considerar ainda o custo da terra na opção superficial que implica a compra de terrenos e indenizações necessárias para desenvolver o projeto.
Sabe-se que, apesar do progresso em investigação de campo, geologia de engenharia e métodos construtivos, as estruturas subterrâneas, em geral, são mais onerosas do que a construção equivalente em superfície e produzem problemas pela necessidade de disposição do material removido na escavação (bota-fora). Entretanto, devem-se considerar todos os benefícios diretos e indiretos gerados pela construção desta modalidade de estruturas, já que muitas vezes estes custos podem ser minimizados, como por exemplo, pela redução dos custos de aquisição dos terrenos ou indenizações por desapropriações. No caso do Metrô de Goiânia, deve-se estudar mais detalhadamente a relação custo x benefício do traçado prioritariamente em subsuperfície, considerando ainda que o terreno apresenta boas condições