Geotechnical monitoring of the breakwaters enlargement work from Rio Grande, Brazil

O presente trabalho apresenta um estudo das condições geotécnicas e do monitoramento da obra de ampliação dos molhes, proteção da entrada do canal de navegação do Porto de Rio Grande-RS/ Brasil, assente em solos moles. Atenção é dada a problemas associados à capacidade de carga e recalque das fundações. Investigações indicaram que o solo de fundação é constituído de uma camada de areia com 3 a 5 m de espessura abaixo do piso marinho, seguida de camada de argila mole, com índice NSPT de 2 a 4 e espessura média de 15 m. Somente abaixo dessa profundidade ocorrem solos de maior resistência. Deste modo, antecipou-se no projeto que as camadas do subsolo marinho iriam sofrer recalques e deslocamentos significativos quando submetidas às cargas decorrentes do alteamento dos molhes, havendo a necessidade de garantir as condições de estabilidade a partir da construção de bermas de equilibrio. Devido aos riscos, a obra foi concebida como observacional, sendo acompanhada de instrumentação de controle do processo construtivo, incluindo a observação das poro-pressões, recalques e deslocamentos horizontais na camada de argila mole, compressível e de baixa resistência. A instrumentação implantada na obra inclui inclinômetros, medidores do tipo aranha e piezômetros, sendo tal instrumentação pioneira no Brasil em obras nearshore, pois devido às condições marítimas adversas, parte dos instrumentos envia os dados via rádio, com monitoramento contínuo em tempo real. Este trabalho apresenta relatos das etapas da obra, incluindo a investigação das condições do subsolo e a instalação da instrumentação, constituindo-se igualmente em um desafio devido à profundidade, às restrições de acesso, ventos, impacto de ondas e correntes. Os resultados da instrumentação foram analisados e sistemas de alerta foram implantados para garantir as condições de segurança durante todas as etapas construtivas dos molhes.The present work presents the study of the geotechnical conditions and the monitoring of the breakwaters enlargement work in Rio Grande-RS/Brazil. The breakwaters are the protection for the Rio Grande harbor channel, based on soft soils. Focus is given to problems associated to the load and settlements of the foundations. Investigations have indicated that the soil is constituted of a 3 to 5 meter thick sand layer under the sea floor, followed by a soft clay layer with NSPT between 2 and 4 and 15 meter average thick. Only under this depth soils with larger strength occur. Therefore, it was predicted in the project that the layers from the sea subsoil would experience considerable settlements and displacements when they undergo the loads from the breakwaters heightening, existing the need to ensure stability conditions with the construction of balance berms. Due to risks, the work was conceived as observational and it has been accompanied by a control instrumentation of the constructive process, including pore water pressure observations as well as horizontal and vertical displacements in the clay layer. The implemented instrumentation includes inclinometers, spider magnet meters and piezometers. The use of these instrumentations has been considered pioneer in nearshore works in Brazil because, due to the adverse sea conditions, part of them send data by radio signal, with continuous monitoring on real time. This work presents reports from the steps taken in the work, including the investigation of the subsoil conditions and the installation of the instrumentation, which had constituted a challenge due to the depth, access restriction, wind, wave impact and the sea flow. Instrumentation results were analyzed and alert systems were deployed to ensure safety conditions during all the constructive steps of the breakwaters