BR102012016766A2 - Método para consolidar solos de fundações e/ou sítios de construções em geral - Google Patents

Abstract

MÉTODO PARA CONSOLIDAR SOLOS DE FUNDAÇOES E/OU SÍTIOS DE CONSTRUÇÕES EM GERAL é descrito um método para consolidar solos de fundações e/ou sítios de construções em geral, que compreende injeções de produtos químicos de expansão que são projetadas e executadas por meio de monitoramento dos efeitos que são progressivamente medidos no solo no curso do tratamento por meio de tomografias sequenciais da resistividade elétrica. Estas injeções de consolidação serão executadas até que a variação porcentual da resistividade elétrica Ap(%), medida em tempo quase real no solo sendo tratado e sempre com relação à condição inicial antes da injeção, não constitua (N-ésimos) gradientes sequenciais que difiram daquele precedente (N-1) para variações contidas dentro da faixa de +5%.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO DE PATENTE DE INVENÇÃO "MÉTODO PARA CONSOLIDAR SOLOS DE FUNDAÇÕES E/OU SÍTIOS DE CONSTRUÇÕES EM GERAL".

CAMPO DE APLICAÇÃO

A presente invenção se relaciona com um método para consolidar solos de fundações e/ou sítios de construção em geral, por exemplo, para combater qualquer subsidência di- ferencial disparada por mudanças naturais ou antrópicas das características químicas e físicas de solos que sejam par- ticularmente sensíveis às mudanças no teor de água ou umi- dade correspondente aos mesmos.

ANTECEDENTES TECNOLÓGICOS

É sabido que solos em geral são diferentemente sensí- veis à variação de seu teor de água ou umidade, cuja varia- ção é particularmente atribuível aos ciclos sazonais natu- rais do clima que podem promover as origens do fenômeno de inchamento, perda e lixiviação das bases dos mesmos com re- sultante mudança no equilíbrio necessário para garantir de uma maneira estável ao longo do tempo uma capacidade sufi- ciente do mesmo para suportar carga para suportar uma cons- trução .

0 equilíbrio mencionado pode mudar diferentemente com o tempo tanto devido às ações naturais tais como variações nas condições de uma camada presente no solo envolvido, a- ções mecânicas de equipamentos extremos, variações climáti- cas, etc., e devido a ações antrópicas tais como, por exem- plo, execução de operações de escavação em solos adjacentes à construção, vibrações, perdas de fluido no solo. Todas estas ações, que podem atuar sobre um solo específico, po- dem acentuar ou dar surgimento a, por exemplo, ocorrências de subsidência e/ou subsequente colapso estrutural das construções localizadas acima do solo mencionado, produzir depressões físicas no solo e nas estruturas em contato com ele tais como, por exemplo, estruturas verticais (paredes) ou estruturas horizontais (pisos) e que também podem se tornar evidentes em solos com boas propriedades mecânicas temporárias e/ou periódicas.

Estes fenômenos de enfraquecimento definem tecnicamen- te ocorrências de subsidência diferencial e são encontrados parcialmente e localmente em solos posicionados por baixo de uma fundação de uma construção, fazendo a fundação sub- sequentemente se colapsar com a sedimentação resultante.

É sabido no campo que, para resolver estes problemas de subsidência diferencial de solos de fundações ou solos 10 de construções, várias técnicas são usadas correntemente nas quais, em particular, algumas tendem a transferir as cargas das construções para planos litológicos tendo uma capacidade maior para suportar carga, com estes sendo mais ou menos profundos tais como, por exemplo, pilhas, ou cor- 15 pos expandidos, para aumentar o perfil global das fundações estruturais, de modo a reduzir a carga unitária que as construções colocam sobre o solo.

Outras técnicas, entretanto, são baseadas no conceito de somente buscar uma melhoria na capacidade para suportar 20 carga do solo da fundação via injeções de produtos contendo cimento ou formulações químicas, que também possam se ex- pandir, tais como, por exemplo, injeções de cimento em alta pressão (reboco a jato) ou injeções de espumas de poliure- tano e similares.

Recentemente, como descrito no pedido de patente euro-

péia EP0851064, uma alternativa possível para as injeções altamente pressurizadas de misturas fluidizadas contendo cimento é a injeção com livre difusão de produtos químicos de expansão tais como espumas de poliuretano de baixa pres- 30 são que reagem e se tornam dispersadas no solo de modo a criar colunas endurecidas de solo misturadas com a resina, em locais de injeção estabelecidos que são arranjados de acordo com uma distribuição regular tridimensional similar a uma grade, executada sem o uso de sistemas capazes de ve- 35 rificar efetivamente os efeitos das mesmas no curso de tra- balho diretamente no solo. Esta técnica usa meios indiretos de monitoramento para as estruturas fora do solo, por meio de níveis a laser e dispositivos de sinalização de levanta- mento que são posicionados de modo a serem fixados nas pa- redes ou pisos acima do solo passando por tratamento. Este ensinamento estabiliza indiretamente a produção da consoli- 5 dação visada, por meio de critérios que combinam o resulta- do do aumento da capacidade para suportar carga do solo com o levantamento das estruturas acima dos quais aconteceu, como também ocorre com as patentes EP0941388 e EP1314824.

Entretanto, o pedido de patente européia EP153 6069 descreve um método de consolidação diferente, no qual inje- ções de resinas de poliuretano de expansão são executadas de acordo com operações de cálculos empíricos executados antecipadamente às injeções que, sendo baseadas na medição da diferença da resistência elétrica entre vários locais no solo, cuja medição é obtida por meio de sensores de instru- mentos que são conectados aos tubos de injeção, permitem o cálculo do nível de umidade e, consequentemente, uma defi- nição da qualidade e da quantidade empírica mínima de resi- na de expansão necessária para aquela consolidação, mas sem a provisão de testes subsequentes durante e após a operação de tratamento.

Um outro método para consolidar o solo, ainda por meio de injeções de resinas de poliuretano de expansão, é des- crito no pedido de patente européia EP2305894. De acordo 25 com este método, é executada uma injeção de dois tipos di- ferentes de resina, que são formuladas com duas densidades nominais diferentes tendo uma força de expansão alta e bai- xa, respectivamente, alternadas e de acordo com-a pressão de injeção obtida pela resistência oferecida pelo solo, en- 30 quanto a resina está em uma fase de penetração progressiva.

0 Inventor observou que este tipo de injeção também não provê qualquer controle, no curso do trabalho, de parâ- metros geológicos para a realização correta da operação tais como, por exemplo, a porosidade do meio investigado, o 35 grau de saturação, o teor volumétrico de água, etc., e por- tanto não progrediu na obtenção de um controle final da correta consolidação. De fato, entretanto, a experiência do Inventor confir- ma o quê já foi verificado por outros depositantes especia- lizados (como, por exemplo, sublinhado na mesma patente eu- ropéia EP1536069 nos parágrafos [0011] a [0019]), e isto 5 eqüivale a dizer que a avaliação indireta e empírica da consolidação de um solo transferida para a medição única do princípio de levantamento das estruturas cedendo ou do piso acima do ponto de injeção, como também ensinado na patente EP0851064, proporciona uma possibilidade significativa de 10 erro porque ela não leva em consideração as características geológicas e geotécnicas do solo e novamente somente em ca- sos que aquele levantamento corresponda à consolidação de- finitiva do solo da fundação, o termo consolidação defini- tiva do solo sendo intencionado a ser entendido a ser tal 15 estado de compactação de modo a garantir a estabilidade e suporte da estrutura ao longo do tempo, e certamente não quantificável com medições do levantamento da construção acima.

O Inventor adicionalmente compartilha a asserção do 20 parágrafo [0019] da patente EP '069, na qual o inventor a- firma categoricamente de acordo com sua experiência direta que testes geotécnicos localizados podem auxiliar somente na validação da operação e são difíceis para repetir em to- dos os locais das injeções, tanto a partir de um ponto de 25 vista operacional quanto a partir de um econômico.

Similarmente, no ensinamento que pode ser tomado a partir da patente EP1536069, nenhuma consideração é dada ao monitoramento do trabalho no solo e o relevante efeito bus- cado para controlar o projeto inicial, os esforços ficando 30 limitados a um cálculo preventivo da quantidade mínima su- ficiente de resina a ser injetada baseado em uma medição da resistência elétrica do solo. Estas metodologias de conso- lidação de acordo com a técnica anterior buscam uma solução para os problemas de sedimentação por meio de ações quanti- 35 tativas, mecânicas e estabelecidas, direcionadas exclusiva- mente a buscar aumentos significativos na capacidade para suportar carga, e produzindo principalmente compressões me- cânicas no solo sem usar controles geológicos diretos, no curso do trabalho, dos efeitos realmente induzidos nos vo- lumes de solo tratados, por meios para monitorar parâmetros geológicos específicos do solo e o problema de sedimenta- 5 ção. Os parâmetros deste tipo que merecem ser monitorados são, por exemplo, a porosidade do meio, grau de saturação e teor volumétrico de água, etc. Como já indicado nos ensina- mentos da EP'069 no parágrafo [0018], é demonstrado que a boa consolidação do solo tem que acima de tudo avaliar a 10 presença (ou ausência) de furos e cavidades, a presença e a quantidade de água contida no solo, bem como naturalmente a geometria do plano da fundação e a resultante profundidade das injeções. O fato de elas não serem consideradas, e o fato de também não considerar um controle após a melhoria 15 efetivamente alcançada no solo e a reprojeção opcional com correção final, mesmo correção parcial, do projeto inicial, não torna estas técnicas suficientemente confiáveis, ou e- Ias são técnicas de intervenção que não permitem uma pre- sunção de quais arranjos são necessários para o processo de 20 injeção de modo a alcançar a consolidação buscada, de uma maneira que seja considerada absolutamente e efetiva e por- tanto durável com o tempo.

As desvantagens ligadas às técnicas da arte anterior são então ainda mais acentuadas em solos que são argilosos, 25 lamacentos, solos de turfa ou compostos de frações mistura- das dos mesmos; o Inventor verificou na prática que, modi- ficando as condições hidráulicas destes solos, devido à compressão antrópica mecânica simples produzida precisamen- te com a expansão da resina injetada com livre difusão no 30 solo, é possível obter novas concentrações e várias distri- buições de água naqueles solos tratados, que também são ob- tidas somente após uns poucos quilogramas de produtos de expansão injetados.

Consequentemente, aplicando as técnicas conhecidas, é possível obter, até mesmo rapidamente, um falso aumento na capacidade para suportar carga do solo, verificável fora do solo com o levantamento enganoso das construções, como con- firmado pelas técnicas na arte anterior. Se, entretanto, após a consolidação errônea, os mesmos volumes de solo tra- tado forem sujeitos ao fenômeno de secagem e re-expansão cíclica e sazonal, devido às variações climáticas naturais 5 no médio e curto prazo, os problemas iniciais de subsidên- cia ocorrerão novamente, ou em parte, porque eles ainda são dependentes de uma distribuição errônea do conteúdo de água e furos, uma conseqüência das resinas injetadas de uma ma- neira padronizada no solo, por falta de controle geológico 10 adequado durante o trabalho. É sabido que um solo no qual água foi erroneamente confinada sob pressão por meio de in- jeções de resinas de expansão oferece valores de resistên- cia mecânica, por exemplo, no teste vertical de penetrôme- tro (ID), que somente parecem ser satisfatórios mediante 15 observação imediata, mas que resultam de fato em um resul- tado mecânico enganador não definitivo, uma vez que ele é influenciado por sobrepressões intersticiais de água que são erroneamente obtidas no solo.

Somente depois, quando o teor de água intersticial 20 contida no solo se tornar lentamente diluído, se tornando naturalmente dispersado de acordo com tempo e métodos prin- cipalmente como uma função do tipo de litologia, granulome- tria e das condições climáticas ambiente, será possível es- tabelecer a recorrência das ocorrências diferenciais origi- 25 nais de subsidência. Este limite é quase confirmado por to- das as técnicas definidas acima que se torna evidente, no critério validando a consolidação, pelo controle do início do levantamento geométrico do solo tratado.

O Inventor recentemente propôs uma metodologia para 30 intervenção no pedido de patente européia n° EP1914350, de- finindo um método de consolidação no qual é provido o con- trole das injeções durante o trabalho por meio de tomogra- fia 3D da resistividade elétrica do solo sendo tratado. Co- mo publicado em Engineering Geology [Geologia em Engenhari- 35 a] 119 (2011) por G. Santarato e outros no artigo "Three- dimensional Electrical Resistivity Tomography to control the injection of expanding resins for the treatment and stabilization of foundation soils" [Tomografia tridimensio- nal da resistividade elétrica para controlar a injeção de resinas de expansão para o tratamento e estabilização de solos de fundações], página 18 em diante, foi executado e 5 desenvolvido um método que produz a consolidação correta e efetiva do solo com subsidência, executando injeções de ex- pansão de uma maneira considerada, devido aos resultados obtidos progressivamente pela tomografia 3D da resistivida- de elétrica, na qual, durante o trabalho, com o monitora- 10 mento geoelétrico sempre sendo mantido em operação, se tor- na necessário modificar, à medida do necessário, os parâme- tros de injeção de acordo com os efeitos encontrados se- qüencialmente no solo e de uma maneira tal a tornar unifor- mes as características físico-químicas do volume com subsi- 15 dência com aquelas de volumes de solo adjacentes que não têm subsidência e que são tomadas como referência.

É sabido que, baseado na medição da resistividade elé- trica via a aplicação da fórmula de Archie, na qual, em primeira aproximação, a resistividade do solo é diretamente proporcional aos seguintes parâmetros do solo:

rm = a. S'n.p'm.rw

onde:

- rm é a resistividade do solo,

- a, m, n são constantes empíricas,

- S é o grau de saturação,

- p a porosidade do meio,

- rw a resistividade do fluido no meio poroso,

E possível determinar a porosidade do meio sendo in- 30 vestigado, o grau de saturação e o teor volumétrico de água (Kalinski e Kelly, 1993) , todos os parâmetros geológicos que são de importância fundamental tanto em termos da ava- liação preliminar das causas da subsidência quanto subse- quentemente dos efeitos da melhoria que segue à consolida- 35 ção por meio de injeções de misturas de expansão.

Embora este último ensinamento tenha resolvido o pro- blema de controle geológico, durante o trabalho, dos efei- tos no solo causados pelas injeções de resina, por meio da medição seqüencial em tempo quase real da resistividade e- létrica, algumas vezes sofre da limitação que não é sempre possível prover convenientemente um volume adjacente de so- 5 Io que não tenha subsidência e que, devido às característi- cas físico-químicas e estruturais, pode ser tomado como uma referência no subsequente processo de estabilização e homo- geneização do volume de solo com subsidência.

PROPOSTA DA INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é definir um método de consolidação para solos que supere as limitações da téc- nica anterior, modificando durante o tratamento do solo, por meio de injeção de resinas de expansão, os parâmetros principais da operação relacionados com a injeção (eleva- ções geométricas de injeção, quantidade e seqüência dos ci- clos de injeção, características da resina de expansão, etc.) baseado no controle durante o trabalho da resistivi- dade elétrica p, produzido por meio de tomografia da resis- tividade elétrica p (medida em mQ) . Em particular, os e- feitos produzidos por injeções seqüenciais e consideradas de misturas de expansão dentro dos volumes de solo sujeito à subsidência são reconhecidos por meio de medições ao lon- go do tempo da variação porcentual da resistividade elétri- ca Δρ(%) como definido em detalhes abaixo.

0 método da invenção provê para, como a primeira eta- pa, executar uma medição da resistividade elétrica inicial, referida como p0, em volumes pré-determinados do solo que é desejável consolidar para ter uma visão geral da situação 30 inicial do solo. As medições da resistividade podem ser e- xecutadas com múltiplos eletrodos apoiados na superfície ou em furos no solo providos para receber os eletrodos até mesmo em profundidades maiores.

Simplesmente para fins de exemplo, o equipamento ins- trumental para executar esta medição da resistividade elé- trica compreende um medidor de georresistividade multiele- trodo que é provido com controle automático dos eletrodos e é portanto capaz de comutar os eletrodos que estão posicio- nados vantajosamente em eletrodos de entrada (locais de e- nergização do solo) e em eletrodos de medição com todas as combinações quadripolares possíveis, tal que a reconstrução 5 automática dos dados na forma de matriz permita o processa- mento imediato com os elementos finitos para obter uma ima- gem intuitiva da distribuição da resistividade elétrica no solo sendo investigado.

Entretanto, outras partes de equipamentos podem ser usadas.

Os valores da resistividade elétrica obtidos por meio do equipamento adequado podem então ser correlacionados lo- calmente com a densidade e portanto com a compactação do solo como descrito abaixo.

As medições sucessivas da resistividade elétrica são

executadas preferivelmente nos mesmos volumes nos quais a resistividade inicial é medida. Portanto, é/são executa- da (s) uma ou mais injeções em um ou mais locais do solo que é desejável consolidar com uma ou mais resinas de expansão, onde o termo resina de expansão é intencionado a se referir a uma resina incluindo um agente de expansão. Por exemplo, tal resina inclui uma mistura bicomponente preferivelmente do tipo de um poliuretano de células fechadas. Os locais nos quais a injeção de resina é executada podem todos estar no mesmo nível (isto eqüivale dizer, na mesma profundidade de solo) ou em profundidades diferentes no solo. Adicional- mente, como a primeira injeção geral, podem ser primeiro executadas injeções em alguns locais do solo e então em ou- tros locais do solo, ou não é necessário que a primeira in- jeção em todos os locais designados ocorram ao mesmo tempo.

Uma vez que, como mencionado, as medições de resisti- vidade elétrica são preferivelmente processadas por meio de um processo de inversão por meio de algoritmos matemáticos dedicados, para criar uma representação gráfica tridimensi- 35 onal (tomografia 3D) da mesma de acordo com uma configura- ção preferida, os eletrodos são posicionados sobre e/ou no solo de acordo com a profundidade necessária de investiga- ção porque o monitoramento geoelétrico tem que ser capaz de cobrir tanto a estrutura da fundação quanto o volume de so- lo que suporta a construção como, por exemplo, publicado pelo Inventor em EEGS Sageep (2007) por F. Fischanger e ou- 5 tros no artigo "Monitoring resins injection with 3D elec- trical resistivity tomografy (ERT) using surface and multi- borehole eletrodes arrays" [Monitorando injeção de resinas com tomografia de resistividade elétrica (ERT) usando ar- ranjos de eletrodos de superfície e múltiplos furos], pági- 10 na 122 8 no caso de eletrodos posicionados na superfície.

Geralmente, o espaçamento entre os locais de medição da resistividade elétrica é então igual à metade do espaça- mento dos eletrodos que, devido às propriedades geoelétri- cas na superfície, pode variar de um mínimo de 0,50 m até 15 um máximo de 5 m enquanto, devido às propriedades geoelé- tricas no furo, ela pode variar de um mínimo de 0,2 0 m até um máximo de 2 m, tendo em conta que a profundidade de in- vestigação esteja de acordo com o espaçamento intereletro- do. Adicionalmente, como antecipado, o volume de investiga- 20 ção geoelétrica depende das dimensões do solo que é desejá- vel consolidar dentro do chamado "volume significativo" do solo de fundação sob a construção. Um volume significativo tem uma forma e extensão diferentes de acordo com o proble- ma de consolidação e é individual de caso para caso.

Preferivelmente, portanto, no método de acordo com a

invenção a resistividade elétrica é medida em tal volume significativo.

Similarmente, as injeções são executadas em uma plura- lidade de locais de modo a cobrir o volume significativo 30 envolvido na subsidência ou que necessita reforço. O posi- cionamento exato depende - inter alia - da imagem de tomo- grafia elétrica precedendo as injeções, que é executada processando as medições da resistividade elétrica inicial Po, e que portanto permite o estabelecimento dos volumes do 35 solo dentro do volume significativo que mais necessita con- solidação. A duração de cada injeção é variável de acordo com o tipo de solo e a quantidade e o tipo de resina usada. Como uma etapa adicional, portanto, é novamente moni- torado, preferivelmente tanto durante quanto após a(s) in- jeção (ões) mencionada(s), o valor da resistividade elétrica nos mesmos volumes definidos acima nos quais a resistivida- de inicial foi medida e similarmente é preferivelmente pro- cessada uma imagem que defina a distribuição da resistivi- dade elétrica no solo sendo investigado. Uma vez que a pri- meira etapa de injeção tenha sido executada, e a medição da resistividade antes e após ela, aquelas etapas, isto é, as etapas para medir a resistividade, processar a imagem de distribuição da resistividade elétrica e subsequentemente a injeção de resina, são repetidas até que os valores da re- sitividade elétrica nos volumes envolvidos permaneçam subs- tancialmente estáveis, como definido em maiores detalhes abaixo.

O termo "injeção" é intencionado a identificar a in- trodução de resina de expansão em um volume pré-determinado do solo e a uma profundidade estabelecida (que também pode ser na superfície). A duração de uma injeção, o que equiva- 20 Ie a dizer, o tempo entre o início da introdução de resina no solo e a interrupção da mesma, é variável e estabelecido de acordo com o solo e a quantidade de resina que é desejá- vel introduzir em uma única injeção. Também é possível con- siderar uma única injeção em um único local, ou para um da- 25 do local do solo é executada uma unida injeção (e não uma pluralidade das mesmas em diferentes intervalos) cujos pa- râmetros podem ser modificados, e ela é interrompida quando a resistividade elétrica se torna estável, como definido abaixo.

O Inventor foi capaz de verificar que as variações de

resistividade elétrica que são obtidas no solo durante a consolidação, são representativas da distribuição geométri- ca dos "efeitos" seguindo as injeções, onde o termo "efei- tos" é intencionado a se referir, por exemplo, ao enchimen- 35 to de cavidades, a redução de furos e/ou a remoção de água intersticial no solo tratado, e similares. Os efeitos des- critos acima contribuem, como já mencionado, efetivamente para uma melhor densidade/compactação do solo de fundação e portanto para a consolidação final do mesmo.

Para tornar claro que um parâmetro muito relevante na consolidação de um solo é a variação ao longo do tempo da resistividade elétrica do solo, referência inicial é feita à figura 1. Naquela figura, é possível ver as imagens tomo- gráficas da resistividade elétrica correspondentes ao esta- do do solo antes (imagem à esquerda) e após (imagem no cen- tro) uma injeção de resina, executada na profundidade Zin = -1,50 metro a partir do plano da terra em solo argiloso sa- turado com água fresca posicionado sobre um interstício não saturado que é mais resistivo. Em particular, para este e- xemplo, pode ser visto como a injeção de resina de expansão produziu dois efeitos óbvios. 0 primeiro é o fato de ter forçado para baixo (local de menos energia) parte da água intersticial presente no solo coesivo saturado antes da in- jeção, enquanto o segundo é o fato de ter produzido com- pressões mecânicas em uma direção para cima reduzindo os furos da matriz coesiva não saturada, em parte porque eles estão cheios com resina e em parte devido ao efeito de com- pressão mecânica do solo circundando a injeção. A imagem à direita ilustra, entretanto, as variações porcentuais da resistividade obtidas após a injeção. Como pode ser obser- vado, o solo sob a injeção recebeu água fresca adicional tal que a resistividade do mesmo fosse completamente redu- zida (variação porcentual negativa - cor azul), enquanto o solo acima da injeção aumentou a resistividade do mesmo (variação porcentual positiva - cor vermelha) tendo reduzi- do a porosidade inicial do mesmo devido aos filamentos de resina e ã ação mecânica de compressão devida à expansão química do material injetado. Com o monitoramento sendo sempre mantido operativo durante a intervenção, é portanto vantajosamente possível ajustar as injeções de acordo com as respostas do solo em conformidade com a melhor consoli- dação possível.

A leitura das imagens tomográficas elétricas da figura

1 pode ser auxiliada pelos dados tomados da literatura ci- entífica disponível que é hoje capaz de definir com absolu- ta confiabilidade os parâmetros de resistividade de rochas, minerais, metais e materiais.

Abaixo estão os parâmetros de resistividade para al- guns dos meios mais comuns amplamente contribuídos pela co- munidade científica na literatura:

Litotipo Resistividade (χηΩ) Água fresca 10 - 100 Água do mar <0,2 - 0,3 Água pura 100 - 1000 Água natural 1 - 100 Água com 2 0% de sal 0, 001 (NaCl) Areias secas soltas -1000 Areias soltas satura¬ 80 - 150 das em água fresca Lamas saturadas em 15 - 50 água fresca Argilas saturadas em 5-20 água fresca Cascalho 100 - 5000 Cascalho seco >1000 Cascalho saturado em 150 - 300 água fresca Arenito 100 - IO4 Calcário 100 - 5000 Como a literatura científica disponível confirma, é possível determinar a densidade do meio consolidado e por- tanto a intensidade de compactação de um solo devido às me- dições de resistividade elétrica como definido no artigo: S. Seladj I e outros, 2010, The effect of compaction on so-

il electrical resitivity: a laboratory investigation [O e- feito da compactação na resistividade elétrica do solo: uma investigação laboratorial], European Journal of Soil Scien- ce [Jornal europeu de ciência do solo]. Outros estudos con- firmam, entretanto, a existência de correlações empíricas locais entre a resistividade elétrica e a medição de resis- tência à ponta de cone obtida com um penetrômetro, como de- monstrado, por exemplo, por Bernard U.M., Dudoignon P., Pons Y., 2009, Characterization of Structural Profiles in Clay Rich Marsh Soils by Cone Resistance and Resitivity Me- asurements [Caracterização de perfis estruturais em solos pantanosos ricos em argila por medições de resistência ao cone e de resistividade], SSSAJ: Volume 73: Número I, Ja- neiro-Fevereiro, doi:10.2136/sssaj2007.0347, como ilustra- do, por exemplo, na figura 2 ou como definido no artigo: Jean-Christophe Gourry, Robert Wyns, François Lebert (1997): "Cartographie prédictive des propriétés mécaniques des altéritespar mesure de Ia résistivité électrique em continu" [Cartografia preditiva das propriedades mecânicas das alteritas por medição da resistividade elétrica conti- nuadamente", Ceofcan, Gèophysique des sois et des formati- ons superficielles [Geofísica dos solos e das formações su- perficiais] , páginas 128 - 131. Portanto, pode ser definida em termos específicos uma correlação local satisfatória, pelo menos uma correlação qualitativa empírica, entre a to- mografia da resistividade elétrica do solo e a densida- de/compactação do mesmo.

Em adição a esta correlação empírica local demonstrada acima, um outro estudo do Depositante, conduzido em um nú- mero de operações de injeção executadas em solos coesivos, inicialmente permitiu a confirmação da existência da corre- lação empírica local para cada sítio entre a resistividade e as medições de resistência à ponta de cone bem como uma correlação diretamente proporcional entre a porcentagem de variação da resistividade elétrica e a variação porcentual da resistência à ponta, onde estas últimas medições foram obtidas com um penetrômetro dinâmico do tipo DPM 3 0 dentro de um volume cilíndrico de solo (raio r = 1 metro) , cujo eixo geométrico de simetria era coincidente com o eixo geo- métrico vertical de injeção. Isto eqüivale a dizer que pode ser visto que uma variação positiva da resistividade elé- trica devido à injeção de resina está correlacionada com uma variação positiva durante o mesmo tempo da compactação do solo, e vice-versa. 0 termo variação positiva é inten- cionado a ser entendido como uma melhoria no estado de com- pactação do solo (redução dos furos e da água).

Simplesmente para fins de exemplo, para ilustrar uma possível correlação entre os valores da resistividade elé- trica e a resistência à penetração de ponta, a figura 5 i- lustra um holograma 2D da resistividade elétrica no volume significativo sob as fundações de uma construção (imagem à esquerda) e gráfico de classificação para o penetrômetro estático (Schmertmann em 1978) que estabelece uma correla- ção local dos valores de resistividade e resistência à pon- ta do mesmo solo (imagem à direita), a razão pela qual, uma vez que a correlação local específica do sítio foi defini- da, é que é economicamente mais vantajoso ser capaz de de- terminar rapidamente a resistência do solo iniciando a par- tir dos resultados de ERT e sem ter que executar um grande número de testes de penetrômetro in situ para cada vertical sendo examinada, como confirmado, por exemplo, por: Kumari

S. e outros, Soil characterization using electrical resis- tivity tomography and geotechnical investigations [Caracte- rização do solo usando tomografia de resistividade elétrica e investigações geotécnicas], Journal of applied Geophysics [Jornal de geofísica aplicada] 67 (2009) 74-79.

De acordo com o método de consolidação da invenção, portanto, a etapa inicial para tomar as medições de resis- tividade em vários locais do solo e o subsequente processa- mento das medições com os elementos finitos inicialmente 30 permite a correta identificação por meio de uma imagem, com facilidade de intuição das características principais das porções fracas do solo devido ao registro pela tomografia da resistividade elétrica preliminar que, como visto acima, pode ser ligada ao "status" inicial do solo antes das inje- 35 ções (Ayolabi A. e outros, Constraining causes of structu- ral failure using electrical resistivity tomography (ERT): a case study of Lagos, Sothwestern Nigéria [Causas restrin- gentes de falha estrutural usando tomografia de resistivi- dade elétrica (ERT): um estudo de caso de Lagos, Nigéria do Sudoeste], ΟΡΥΚΤΟΣ ΠΛΟΥΤΟΣ/MINERAL WEALTH 156/2010).

Na etapa subsequente, entretanto, é injetado em um ou mais locais vantajosamente selecionados do solo a ser con- solidado a resina (ou resinas) de expansão e, durante esta injeção e/ou após ela, é monitorado com sistemas adequados para medição geoelétrica na superfície ou em furos, o efei- v to da ação físico-química obtido por meio das misturas in- jetadas, em particular a resistividade do solo é monitora- da, preferivelmente por meio de Tomografia de Resistividade Elétrica 3D (ERT). Desta maneira, por exemplo, é preferi- velmente possível "ver" com imagens virtuais em tempo quase real, obtidas via a medição da variação porcentual da re- sistividade elétrica, o quê ocorre durante o tratamento (Santarato e outros, 2011) .

Para cada volume de solo estabelecido (ou para um úni- co volume no caso de uma única injeção), no qual este volu- me é sempre uma porção do volume significativo definido a- 20 cima, como mencionado é executada uma injeção que dura um período específico de tempo. No fim da mesma, de acordo com os resultados da medição da resistividade elétrica, e em particular a variação da mesma como definido mais claramen- te abaixo, uma injeção subsequente da resina de expansão é 25 ou não executada no mesmo volume de solo que é potencial- mente afetado pelos efeitos da expansão da resina. As ca- racterísticas da segunda injeção, por exemplo, para a dura- ção e quantidade de resina introduzida ou para o tipo de resina introduzida, podem ser iguais ou substancialmente 30 diferentes das características da primeira, e assim por di- ante para quaisquer injeções subsequentes. Em maiores deta- lhes, as várias injeções são continuadas da maneira descri- ta acima até que as diferenças seqüenciais entre a última condição alcancem na N-ésima injeção ΔρΝ no solo durante o 35 tratamento com relação a uma medida anteriormente, isto e- quivale a dizer na injeção N-I Δρυ-χ não formará um gradien- te que tenha valores entre ±5%. Como uma alternativa para diferenciação entre uma injeção final Nea precedente N-1, é possível considerar para cada volume uma única injeção que continua por um tempo t e portanto da mesma maneira as injeções são interrompidas quando as diferenças seqüenciais 5 entre a última condição alcançada ΔρΝ no solo no específico t-ésimo período de tempo com relação ao medido anteriormen- te ΔρΝ-! no precedente (N-I)-ésimo instante não formam um gradiente que tenha valores entre ± 5%.

tes anos e os experimentos executados em sítios de testes permitiu ser demonstrado que o volume significativo de solo submetido ao tratamento com injeção de resinas tem compor- tamento elétrico que tende no sentido de um valor assintó- tico de resistividade de acordo com a condição do tratamen- 15 to executado. A figura 6 ilustra o que foi estabelecido a- cima: no curso dos estágios intermediários de injeção, a resistividade elétrica do volume significativo tende a se tornar estabilizada no sentido de um valor limite.

jeções (ou, se for preferido, ao longo do tempo) é portanto um parâmetro capaz de monitorar o estado de perfeição do tratamento. Em particular, para definir um critério para interromper a operação de injeção, o Inventor tem visto que uma melhor escolha é usar a função F(N) seguinte, que pode, 25 por exemplo, ser calculada para as medições ERT obtidas de acordo com cada estágio de injeção intermediário N ou em intervalos de tempo N ao longo da mesma injeção. De acordo com o método da invenção, as injeções em um volume pré- determinado de solo, quer dizer, as injeções de resina no 30 solo, estão terminadas quando:

A prática de construir sítios adquirida ao longo des-

O gradiente da resistividade elétrica no curso das in-

fórmula (1)

onde:

35

- N representa os diferentes estágios de injeção de resina no solo ou o N-ésimo período de tempo com: N inteiro = 1,

... n.

Daqui por diante, o valor de resistivida de em um volume específico define o valor da resistividade 5 média em um volume que está abaixo do solo a ser consolida- do, quer dizer, preferivelmente resistividade média = o va- lor da resistividade média do volume identificado como a porção do volume significativo de solo.

- Po é a medição de resistividade elétrica média (mOhm) em um volume específico do

solo, executada antes das injeções de resina, e referida por brevidade como "medição branca".

- pi é a primeira medição de resistividade elétrica média do mesmo volume de solo

no qual a medição branca é executada, e é executada no primeiro estágio de injeção ou alternativamente no primeiro período de tempo de medição T1, referido por brevidade como "primeira medição

intermediária".

- Pn-i é a medição de resistividade elétrica média no mesmo volume de solo no qual a medição branca é executada, e

é executada no estágio de injeção N-1,

ou similarmente no instante TN-X, referido por brevidade como "medição intermediária N-1".

- pN é a n-ésima medição de resistividade elétrica média ainda no mesmo volume de

solo no qual foi executada a medição branca e primeira medição intermediária, no fim das injeções, ou melhor, após o estágio intermediário N ou no instante TN, e por brevidade referida como a "medição preta".

\{f>a ~ Po^ Il Po )'

10O(%3

= ΔρΝ é a variação porcentual de resistividade entre a última medição Nea precedente às injeções.

K^),

100C%)

= ΔρΝ-! é a variação porcentual de resistividade entre a

penúltima medição N-Iea precedente N-I (ou nos instantes N e N-1)

Pn-i

Po é definido como o "fator de sensibilidade" do modelo inicial que leva

em conta o tipo de solo (argila, lama, a- reia, etc.)

Daqui por diante, portanto, o "estado N" serve para indicar qualquer de o estado seguinte à N-ésima 15 injeção, ou o estado seguinte ao N-ésimo período de tempo Tn de medição. Isto é porque as injeções em um volume espe- cífico de solo podem ser uma pluralidade de injeções sepa- radas no tempo, o que quer dizer, é possível estabelecer um início e um fim de cada injeção, isto é, existe uma única 20 injeção que continua ao longo do tempo e o tempo é subdivi- dido em períodos constantes e, à medida que cada período passa o estado subsequente da injeção inicia.

O parâmetro de controle F(N) sob discussão é capaz de levar em conta junto o aumento "absoluto" de re- 25 sistividade com relação à condição "branca" (primeiro fator da Equação 1) e o aumento "relativo" do mesmo parâmetro do estágio intermediário N com relação ao estágio intermediá- rio imediatamente precedendo-o (segundo fator). A função também permite a inclusão na avaliação no fim da operação 30 do tipo de solos nos quais trabalho está sendo executado, de acordo com a dependência do parâmetro p0, "resistividade básica" específica para o contexto geolitológico sendo exa- minado .

Este controle geológico, baseado na compara- ção das variações porcentuais contínuas da resistividade elétrica obtidas seqüencialmente para cada estágio das in- jeções, entre a última medição executada e aquela no está- gio ocorrido anteriormente, ou em um instante específico e a medição executada no instante anterior, permite ser esta- belecido quando o solo envolvido naquele tratamento não mais necessita injeções adicionais, porque ele alcançou seu 5 nível máximo de melhoria/consolidação possível. De acordo com o Depositante, por meio dos testes e dos estudos prepa- rados por ele, não há mais qualquer necessidade de injeções quando, como mencionado:

0 inventor foi capaz de observar que quaisquer inje- ções subsequentes, quando estiver dentro da faixa da fórmu- Ia (1), para quantidades adicionais de resina, não proverão melhorias adicionais significativas e proporcionais em re- lação à última condição alcançada.

Preferivelmente, para evitar "falsos positivos", as injeções não são terminadas no primeiro instante no qual a 20 validade da Eq. (1) é verificada, ou no primeiro instante no qual |F (N) j falha abaixo de um valor de 5%, mas ao con- trário a medição é repetida uma pluralidade de vezes, por exemplo, 3/4 vezes, durante o que é possível executar uma outra injeção.

0 objetivo do método da invenção é procurar uma redu-

ção ou remoção de ocorrências de subsidência diferencial do solo devida a sua correta consolidação: o Inventor desco- briu que é vantajosamente e economicamente possível inter- vir sem ter que fazer hipóteses de quantidades antecipada- 30 mente de resina de expansão a ser injetada, evitando por- tanto estimativas e/ou a introdução de quantidades pré- estimadas, que são genéricas e provavelmente insuficientes, ou superdimensionadas para os requisitos reais daquele solo e é possível evitar executar um grande número de testes de 35 penetrômetro in si tu. Quando a diferença seqüencial entre a variação porcentual de resistividade medida no solo em cur- so de trabalho na última condição alcançada e aquela que

10 ocorreu anteriormente tende a se estabelecer em uma faixa de valores entre ±5%, não mais será necessário injetar eco- resina e a consolidação daquele solo está no fim.

Naturalmente, injeções adicionais não serão executadas naquele volume específico, mas, nos outros volumes nos quais as injeções foram executadas, elas podem continuar se nelas a função F(N) não estiver dentro da faixa da fórmula (1). Portanto, durante o tratamento de todo o volume signi- ficativo, pode haver algumas porções nas quais as injeções são interrompidas porque a condição da Eq. (1) é satisfeita após um curto tempo ou após umas poucas injeções, e outras porções nas quais as injeções continuam por um tempo maior ou são mais numerosas.

Portanto, pode ser executada no solo uma única injeção em uma pluralidade de volumes pertencentes ao volume signi- ficativo e a resistividade elétrica pode ser monitorada em intervalos de tempo T. Se, em um local específico, a resis- tividade média do solo, em particular preferivelmente todo o volume significativo, for tal que, entre dois períodos separados de tempo ou duas injeções sucessivas separadas, a equação (1) for verificada, então a etapa de injeção é in- terrompida. Alternativamente, uma injeção é executada em uma pluralidade de locais no solo a ser consolidado. Nova- mente, sucessivas injeções podem continuar somente para al- guns dos volumes tratados inicialmente. A injeção é termi- nada e a medição de resistividade é executada. Uma nova in- jeção na pluralidade de volumes é executada, e o processo continua N vezes para uma pluralidade de injeções (N inje- ções para cada volume selecionado). Neste caso, para cada volume as injeções também são terminadas quando a Eq. (1) for satisfeita.

Um objetivo da invenção é aumentar o campo de aplica- ção da técnica de consolidação de solos, provendo também, na ausência de condições de comparação válida ser tomada como uma referência no processo de homogeneização físico- química do solo que teve subsidência, para volumes que não tiveram subsidência. Uma outra vantagem, de acordo com a invenção descrita aqui, é tornar a operação de consolidação mais econômica e mais considerada sendo capaz de alcançar a condição final requerida e/ou melhoria máxima possível no volume de solo sujeito a subsidência, com a quantidade de mistura de inje- ção efetivamente necessária, devido à medição contínua do curso da variação porcentual da resistividade o que permite ser estabelecido quando interromper o tratamento, quer di- zer, quando o gradiente entre a última variação porcentual de resistividade e aquela que ocorreu anteriormente fica entre valores entre ±5% e portanto indicando que injeções adicionais naquele volume não produzirão melhorias signifi- cativas em relação ao que já foi obtido.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

Os exemplos seguintes ilustram as características e vantagens da invenção, descrita em maiores detalhes por meio de exemplo não limitante com referência aos desenhos anexos, nos quais:

A figura 1 mostra gráficos tridimensio- nais relacionados com a resistividade elétrica de solo pré- injeção, pós-injeção, e a diferença entre os dois valores de resistividade, respectivamente;

A figura 2 mostra dois gráficos repre- sentando a correlação empírica local de um sítio entre o curso da resistividade elétrica em locais específicos do solo (gráfico à direita) e a penetração de resistência à ponta de cone de um penetrômetro para os mesmos locais de solo (gráfico à esquerda);

A figura 3 mostra uma pluralidade de LI-Iinhas do curso da variação porcentual de resistividade elétrica dentro de um volume cilíndrico de solo consolidado com um local de injeção (X = 0, Y = 0, Z = -1,5 m);

A figura 4 é um diagrama de um disposi- tivo operando de acordo com o método da presente invenção;

A figura 5 mostra um holograma da re- sistividade elétrica no volume significativo e gráfico de classificação para o penetrômetro estático (Schmertmann 1978) que mede uma correlação local dos valores de resisti- vidade e resistência à ponta;E A figura 6 é um exemplo de um gráfico

da variação da resistividade elétrica no solo tratado com a variação dos estágios intermediários de injeção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA CONFIGURAÇÃO PREFERIDA

Com referência inicial à figura 4, no solo a ser con-

solidado como a primeira etapa de acordo com o método da invenção, geralmente referida como T, é provido um disposi- tivo de medição AM para monitorar a resistividade elétrica do solo nos volumes pré-determinados P do mesmo (pelo menos 15 um volume), antes, após e preferivelmente durante as inje- ções de material de expansão.

0 material de expansão, ou uma resina de expansão, é o material pré-selecionado para consolidar o solo e é injeta- do nele de acordo com uma técnica conhecida que é conven- 20 cional no campo. Em particular, a resina de expansão é in- jetada no solo por meio de furos adequados F que são provi- dos a distâncias pré-determinadas entre si.

A resistividade é monitorada dentro de um volume sig- nificativo V do solo que é desejável a consolidar, por e- xemplo, sob uma fundação. Os vários volumes únicos são por- tanto porções do volume significativo.

Preferivelmente, um tipo de resina usada é uma resina de poliuretano de células fechadas, tanto mono quanto mul- ticomponente, preferivelmente tendo uma força de expansão 30 maior que um mínimo de 2 0 kPa e taxa de reação maior que um mínimo de 15 segundos a partir da mistura do produto e sob condições de temperatura ambiente de 25°C.

Por exemplo, o dispositivo de medição da resistividade elétrica é um dispositivo para executar tomografia 3D de resistividade elétrica e inclui eletrodos E na superfície e/ou em furos de exame através da camada de referência. Os eletrodos E são conectados, por exemplo, a um medidor de georresitividade multicanal que permite uma série de medi- ções quadripolares (AB;MN) serem executadas por meio de uma energização progressiva de um par de eletrodos (AB) e o re- sultante potencial elétrico a ser determinado em outros pa- 5 res de pólos (MN). Os eletrodos de monitoramento E são pro- vidos de acordo com configurações geométricas consideradas, na região das porções de solo a ser consolidado.

Os eletrodos, que são distribuídos na superfície ou verticalmente na profundidade, são preferivelmente arranja- 10 dos com espaçamento constante que seja suficiente para ga- rantir uma cobertura correta de todo o solo sendo examinado e que deve conter o volume significativo. De acordo com um exemplo preferido do método da invenção, os eletrodos E são posicionados sobre o solo, remotos, separados e espaçados à 15 parte dos furos F que são intencionados para os tubos de injeção das resinas de expansão de acordo com a precisão desejada e a extensão geométrica sendo investigada.

As medições de resistividade são interpretadas e pro- cessadas de uma maneira adequada, incluindo por meio de mé- todos e técnicas que são conhecidas na arte. Por exemplo, o processamento de dados monitorados progressivamente é exe- cutado por meio de um processador eletrônico PC que é pro- vido com software de processamento para os elementos fini- tos . Um exemplo de tal software que está comercialmente disponível é um pedaço "personalizado" de software desen- volvido por GeostudiAstier s.r.l. (Livorno, Itália) baseado no software em colaboração com o Americana ERTLab® que é um software 3D para inversão de resistividade e polarização induzida que representa um instrumento para interpretar me- dições geoelétricas. Devido a um algoritmo de modelagem u- sando os Elementos Finitos hexaedrais, o ERTLab é capaz de inverter medições que são adquiridas em contextos com topo- grafia complexa. Um grupo de rotinas de inversão permite uma interpretação robusta e confiável das medições de ter- ra, mesmo na presença de substanciais níveis de ruído.

0 ambiente gráfico do software então permite uma exi- bição dos resultados da inversão por meio de uma série com- pleta de objetos gráficos (seções, superfícies isorresisti- vas, volumes, etc.).

É provido adicionalmente um sistema para a injeção das resinas de expansão. 0(s) sistema(s) de injeção pode(m) ser provido(s) em um meio autopropelido.

0 software foi modificado adequadamente para o inven- tor com rotinas adequadas capazes de estudar a resistivida- de elétrica e em particular também receber dados de resis- tência à penetração de ponta para a definição da correlação 10 específica do sítio com a tomografia de resistividade elé- trica .

0 PC para processar os dados pode ser tanto posiciona- do na região do solo a ser consolidado, ou remotamente co- nectado ao medidor de georresistividade, por exemplo, por meio de uma conexão sem fio, preferivelmente uma conexão pela internet.

Em uma segunda etapa do método da invenção, portanto, o dispositivo AP descrito acima para a medição da resisti- vidade elétrica do solo T a ser consolidado executa uma 20 primeira medição da mesma, por exemplo, por meio de monito- ramento antes da injeção. Este monitoramento da situação inicial permite, por processamento com algoritmos matemáti- cos simulando os dados de resistividade elétrica adquiri- dos, uma tomografia da resistividade elétrica adquirida, 25 uma tomografia da resistividade elétrica a ser obtida re- presentativa do solo sendo investigado, devido à qual se torna possível projetar de uma maneira considerada as inje- ções de material de expansão. Em particular, preferivelmen- te o que é projetado é o número, as elevações horizontais 30 (x,y) e elevações verticais (z) dos locais de injeção no solo, os parâmetros de injeção do sistema, o tipo de carac- terísticas dos produtos ou das misturas a serem injetadas. Tudo isso pode ser obtido por meio da tomografia da resis- tividade elétrica inicial.

Opcionalmente é adicionalmente executado um teste pe-

netrométrico antes das injeções para calibrar o modelo geo- elétrico do sítio ou para definir a correlação local do sí- tio entre os valores de resistividade e aqueles da resis- tência mecânica.

Portanto, com todas as características dos furos no solo estando estabelecidas, como a terceira etapa do método da invenção, aqueles furos são produzidos no solo, direcio- nados contra ou posicionados diretamente nos volumes de so- lo a ser consolidado, de acordo com as anomalias medidas tais como, por exemplo: cavidades presentes, concentrações anormais de água intersticial, volumes de solo excessiva- mente porosos e fracamente compactados, etc.

A injeção é executada de acordo com a técnica anteri- or, por exemplo, tubos injetores são preferivelmente inse- ridos nos furos F acima mencionados.

De acordo com uma outra etapa do método da invenção, a primeira etapa da injeção é portando executada. É possível, como a primeira etapa da injeção, tanto executar uma única injeção em um único furo, quanto uma pluralidade de inje- ções no sentido de uma injeção para cada um de uma plurali- dade de furos, e uma pluralidade de sucessivas injeções pa- ra cada um de uma pluralidade de furos. Os métodos de inje- ção são pré-determinados pelo estudo inicial do solo na se- gunda etapa do método da invenção, e adicionalmente de a- cordo com seqüências estabelecidas de acordo com os dados que são periodicamente monitorados e finalizados para modi- ficar as características físico-químicas das litologias a serem consolidadas, como definido abaixo.

De acordo com uma particular característica da inven- ção, o monitoramento com a tomografia da resistividade elé- trica monitora geologicamente o comportamento do solo sendo examinado antes, durante e após as operações de injeção de modo a terminar a etapa de injeção no tempo apropriado, co- mo descrito abaixo.

Em maiores detalhes, durante a etapa de injeção, e portanto a etapa de consolidação, o sistema de monitoramen- to continua a medir em tempo quase real as variações da re- sistividade elétrica das porções de solo envolvidas no tra- tamento, permitindo uma comparação contínua e direta in si- tu, com as leituras precedentes sendo executadas e tomadas como uma referência, para ser capaz de calcular todas as respectivas variações das porcentagens de resistividade e- létrica.

Os dados medidos são processados usando o software carregado no PC descrito acima. Preferivelmente, em uma e- tapa opcional também são executados diretamente nas recons- truções gráficas de sítios de construção (tomografia da re- sistividade elétrica) em 4D (x,y,z,t) dos volumes de solo no curso do tratamento de acordo com as características particulares do tempo. A reconstrução gráfica nos sítios de construção é transmitida para os operadores diretamente via imagens que também são volumétricas no PC tal que os desen- volvimentos dos efeitos induzidos no curso de trabalho das injeções no solo sejam verificados de uma maneira simples e intuitiva comparando os resultados com as imagens e as me- dições relevantes tomadas antecipadamente. 0 software dedi- cado é capaz de extrapolar e exibir graficamente as varia- ções porcentuais de resistividade para cada medição tomada em um local específico do solo mas em instantes diferentes e de maneira tal a reconhecer quaisquer condições de aumen- to ou diminuição do valor de resistividade durante as inje- ções .

Baseado nas comparações entre as medições de resisti- vidade elétrica executadas em instantes diferentes e se- qüenciais, um operador no sítio de construção está em uma posição para corrigir e/ou modificar no curso do trabalho os parâmetros do projeto da injeção, avaliando as últimas medições executadas e intervindo se necessário com injeções subsequentes que são mais consideradas, atuando nos parâme- tros operacionais dos sistemas de injeção, tais como: ele- vações de injeção, temperatura, pressões, tempos, quantida- des de produtos injetados, tipos de produtos da injeção, grau de qualquer mistura, etc.

Portanto, é substancialmente provida uma etapa de in- jeção, que pode ou não ser interrompida, durante o que a resistividade elétrica média no volume levado em considera- ção, ou em uma posição do mesmo é selecionada, é sempre mo- nitorada. Portanto, preferivelmente de acordo com a inven- ção, são exibidos da maneira apropriada os valores de re- sistividade do solo e em particular a variação dos mesmos: 5 baseado nos resultados medidos, existe provisão para execu- tar as injeções consideradas dos produtos requeridos, na medida e nas combinações especificamente necessárias para obter os efeitos visados que serão distribuídos geometrica- mente no solo tanto de acordo com as condições de injeção 10 quanto com as condições geolitológicas do meio na etapa de consolidação e que desta forma terão que ser constantemente monitorados por meios ERT.

As injeções (ou a injeção) continuarão naquele volume específico de solo que é uma porção do volume significativo 15 até que a diferença entre a variação porcentual da resisti- vidade obtida na última medição executada (N) e aquela no estágio executado anteriormente (N-I), demonstre uma ten- dência a se estabelecer em variações entre ±5%, significan- do que a consolidação portanto alcançou seu nível máximo de 20 melhoria, em termos da consolidação permitida por aquele solo.

Para fins de exemplo, a figura 3 mostra uma pluralida- de de linhas para mostrar o desenvolvimento progressivo de uma consolidação do solo executada por meio de uma injeção de resina de expansão.

Em particular, foram examinados os estágios intermedi- ários da variação porcentual de resistividade Ap(%)média dentro de um volume cilíndrico tendo um raio r = 0,5 m e tendo um eixo geométrico de simetria coincidente com aquele 30 das duas injeções que são sobrepostos no eixo geométrico vertical.

Neste caso, por exemplo, o resultado local para um so- lo coesivo, o volume cilíndrico tendo um raio variável (r) e tendo um eixo geométrico de simetria que é coincidente 35 com o eixo geométrico de injeção (Zin) , mostra as variações porcentuais médias de resistividade elétrica que diminuem gradualmente se consideração for dada a locais que estão crescentemente mais afastados do eixo geométrico de inje- ção, demonstrando que as melhorias mais significativas são geralmente aquelas mais próximas ao local de injeção (Zin = 1,50 m), enquanto, reciprocamente, a variação diminui para locais que estão crescentemente mais afastados.

Claims (9)

1."MÉTODO PARA CONSOLIDAR SOLOS DE FUNDAÇÕES E/OU SÍTIOS DE CONSTRUÇÕES EM GERAL", caracterizado pelo fato de inclu- ir as etapas de: medir a resistividade elétrica em um ou mais volumes do solo a ser consolidado para determinar o(s) volume (s) de solo a ser(em) consolidado(s); - fazer um ou mais furos no solo distantes ou na direção do(s) volume(s) a ser(em) consolidado(s); - injetar uma resina de expansão dentro do(s) furo(s) no solo para executar um tratamento de consolidação; - monitoramento geoelétrico das injeções por medição pro- gressiva das variações porcentuais Δρ(%) de resistividade elétrica média do(s) volume(s) de solo a ser(em) consolida- do(s) entre um estado N do tratamento e o estado imediata- mente precedente N-1; - interromper as injeções dentro de um volume particular do solo a ser consolidado quando as diferenças das variações porcentuais de resistividade elétrica <formula>formula see original document page 31</formula> medidas durante o cur- so de trabalho no solo, entre o ultimo estado alcançado N e o estado imediatamente precedente N-1, respectivamente, sa- tisfizerem a seguinte equação: <formula>formula see original document page 31</formula>

2."MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa de medição da resistividade preceder uma etapa de tratamento com algoritmos matemáticos para ob- ter um tomograma da resistividade elétrica do solo a ser consolidado.

3."MÉTODO", de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o tomograma da resisti- vidade elétrica ser tridimensional.

4."MÉTODO", de acordo com qualquer uma ou mais das reivin- dicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de o gradiente de variações da resistividade elétrica ser estimado durante ou após cada injeção individual ou após um grupo de injeções.

5."MÉTODO", de acordo com qualquer uma ou mais das reivin- dicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a etapa de moni- toramento geoelétrico ser executada adquirindo dados por meio de eletrodos transmissores/receptores de superfície e/ou eletrodos transmissores/receptores de profundidade no solo, cujos eletrodos são conectados a um medidor de geor- resistividade.

6."MÉTODO", de acordo com qualquer uma ou mais das reivin- dicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de incluir uma eta- pa para executar um teste penetrométrico antes da etapa de injeção para definir a correlação do sítio local com o to- mograma de resistividade elétrica.

7."MÉTODO", de acordo com qualquer uma ou mais das reivin- dicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de a resina de ex- pansão incluir poliuretano expandido de células fechadas.

8."MÉTODO", de acordo com qualquer uma ou mais das reivin- dicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de as injeções do N-ésimo estado poderem ser executadas quer individualmente ou simultaneamente em um ou mais volumes de solo a ser con- solidado.

9."MÉTODO", de acordo com qualquer uma ou mais das reivin- dicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de as injeções po- derem ser executadas em um único nível de profundidade ou em vários níveis, possivelmente até mesmo níveis sobrepos- tos, em uma única solução ou soluções retardadas alternadas com pausas intermediárias curtas.