Estacas carregadas transversalmente: comportamento e dimensionamento quando executadas em solos residuais

Abstract

Este trabalho versa sobre fundações profundas, mais precisamente os elementos estruturais do tipo estacas sob a condição de carregamentos horizontais significativos. A revisão bibliográfica inicia com definições e classificações de tipos de estacas, considerando maior foco no método executivo das estacas escavadas mecanicamente além de um breve capítulo sobre capacidade de carga vertical e horizontal. Em seguida são apresentadas constatações e definições sobre sistemas de classificação de solos, dando ênfase ao final para o sistema de classificação de solos pela origem, que aborda de maneira resumida os processos de formação de solos residuais. São abordadas as peculiaridades e complexidades envolvidas no comportamento de solos do tipo residuais, informando que estes não necessariamente possuem características que se adéquam a modelos de solo previamente definidos, por serem coesivos friccionais. Nesta seção também é caracterizado o solo residual do campo experimental da UPF no norte do estado do Rio Grande do Sul. Todos os parâmetros e características deste solo são definidos através de ensaios de campo e laboratório para posterior utilização na aplicação de método analítico proposto. Foi feita revisão bibliográfica sobre métodos e modelos analíticos para determinação de capacidade de carga lateral de estacas, destacando-se o método de Broms para solos coesivos saturados. Em seguida foi apresentado o programa de pesquisa que engloba provas de cargas lateral em 4 estacas diferentes, realizadas no campo experimental da UPF, todos os resultados pertinentes foram considerados e registrados. Utilizando o método de Broms com algumas adequações, como a substituição do valor da resistência não drenada Su pela resistência a compressão simples do solo dividida por dois (RCS/2), foi feita a análise teórica para as situações do ensaio de provas de carga lateral nas 4 estacas. Todas as considerações geométricas e sobre as propriedades dos materiais foram feitas. A comparação dos resultados obtidos analiticamente pelo método de Broms alterado com os resultados experimentais medidos se mostrou razoavelmente satisfatória no que diz respeito à determinação de carga lateral última das estacas, porém não foi igualmente satisfatória para o cálculo das profundidades onde ocorre o surgimento de rótulas plásticas nas estacas longas flexíveis. O fator que controla o bom desempenho de estacas quanto a carregamentos horizontais é de fato o diâmetro, envolvido na área lateral efetiva de contato com o solo e intimamente ligado à rigidez das estacas pelo momento de inércia da seção.