Análise de estabilidade de talude do aterro sanitário da zona norte de Porto Alegre

Esta dissertação apresenta a investigação geotécnica e a análise de estabilidade de um aterro sanitário remediado na cidade de Porto Alegre, Brasil. A remediação deste antigo lixão começou há aproximadamente 10 anos e consistiu essencialmente na construção de (a) células de aterro sanitário, (b) barreiras periféricas de argila compactada, (c) drenos de lixiviado e (d) cobertura diária e final com argila. A geologia local é caracterizada por uma camada de argila mole com baixa condutividade hidráulica próxima à superfície; em função disto, não foi necessária a construção de barreiras verticais profundas ao redor de cada célula a fim de evitar a propagação do lixiviado pelo subsolo. A camada de argila mole possui uma espessura máxima de 6 m e está situada imediatamente acima de uma camada de areia. O nível do lençol freático encontra-se a aproximadamente 1 m de profundidade. Valores típicos de resistência ao cisalhamento não-drenada da camada de argila mole variam entre 6 kPa e 11 kPa. A resistência ao cisalhamento não-drenada da crosta superficial deste terreno é de aproximadamente 45 kPa. A altura da principal célula do aterro sanitário foi expandida de 8 m para aproximadamente 26 m. O estudo geotécnico desta expansão necessitou de (a) investigação local relativamente sofisticada e (b) uma análise de estabilidade do conjunto argila mole - aterro sanitário. Investigações locais consistiram essencialmente de (a) ensaios de piezocone na argila mole, (b) ensaios de cone no corpo do aterro sanitário e (f) instrumentação dos resíduos sólidos urbanos com piezômetro. Foi realizada uma cuidadosa interpretação dos resultados de ensaios de cone no aterro sanitário, devido a possibilidade de efeitos de escala relacionados à heterogeneidade dos resíduos sólidos. Foram então utilizados métodos de equilíbrio limite para realizar as análises de estabilidade. Foram também estudadas as pressões de gás e lixiviado nesta dissertação. Os principais resultados das análises de estabilidade foram então comparadas com o comportamento do aterro sanitário observado em campo (após a construção). O comportamento geotécnico de resíduos sólidos urbanos também foi um assunto revisado em detalhes nesta dissertação.This dissertation presents the geotechnical investigation and the stability analysis of a remediated landfill in the city of Porto Alegre, Southern Brazil. Remediation of this old municipal solid waste dump started about 10 years ago, and consisted essentially of building (a) landfill cells, (b) peripheral compacted clay barriers, (c) peripheral leachate drains, and (d) compacted clay cover liners. Local geology is characterized by a low hydraulic conductivity soft clay layer near the soil surface; as a result, no vertical barrier was built around each landfill cell. The soft clay layer has a maximum thickness of 6m; it is situated above a sand layer. The groundwater table is about 1m deep. Typical values of undrained shear strength of the soft clay vary between 6 kPa and 11 kPa. The undrained shear strength of the desiccated crust is about 45 kPa. The height of the main landfill cell is planned to be increased from 8 m to about 26 m. The geotechnical study of this expansion required (a) relatively sophisticated site investigation, and (b) an assessment of the overall stability of the soft clay - landfill system. Site investigation consisted mainly of (a) piezocone testing of the soft clay, (b) cone penetration testing of the landfill body and (f) instrumentation of the municipal solid waste with piezometer. A careful interpretation was performed of the results of cone penetration testing, due to possible scale effects related to the heterogeneity of solid waste. Limit equilibrium methods were then used for carrying out the overall stability analysis. Both leachate levels and gas pressures were studied in this dissertation. Main results of the stability analysis were subsequently compared with observed field performance (after construction). The subject of geotechnical aspects of municipal solid wastes is also reviewed in detail