Análise numérica sobre a influência da adição de uma camada de solo artificialmente cimentado na capacidade de suporte de estacas torpedo

Abstract

A estaca torpedo vem se tornando um sistema de ancoragem offshore promissor devido à facilidade de execução e boa capacidade de suporte. Embora os avanços em pesquisas permitam o melhor entendimento dos mecanismos atuantes durante o arrancamento de uma estaca, os projetos ainda se baseiam em correlações empíricas, fazendo com que as soluções encontradas se restrinjam a condições muito específicas, dificultando a extrapolação para outros parâmetros de projeto. Uma solução para isso vem sendo o uso de ferramentas numéricas baseada no método dos elementos finitos. Com o avanço dos programas computacionais essas ferramentas estão cada vez mais poderosas e permitindo estimar com maior precisão a capacidade de suporte das estacas. Neste contexto, este trabalho está inserido no Projeto Petrobrás de Tecnologias Offshore: sistemas de jateamento, transferência de carga e melhoramento de solos, mais especificamente no subprojeto III que tem como objetivo geral a avaliação da influência dos teores de agentes cimentantes, da compacidade e do teor de umidade em solo argilosos e solos arenosos (metodologias de dosagem); quantificação da influência dos parâmetros do jato de injeção (vazão, velocidade de saída e diâmetro do jato) sob distintas tensões confinantes; e o estudo do formato geométrico e localização da zona tratada com agente cimentante na maximização da carga de estacas torpedo. Neste trabalho foi feita uma análise sobre capacidade de suporte de uma estaca torpedo simplificada, sem aletas e na forma de um cilindro perfeito, imersa em um solo argiloso. A este sistema de ancoragem foi adicionando uma camada de solo cimentado de diferentes dimensões e posições ao longo do fuste com o intuito de observar qual a influência de cada parâmetro envolvido na análise sobre a capacidade de carga da estaca através de simulações numéricas com o programa Plaxis. Esta análise indicou que as estacas que foram reforçadas na região inferior com a presença do solo-cimento foram as que apresentaram os melhores resultados e, para esta situação, foram realizadas mais algumas simulações para a análise da influência da rigidez desta camada de solo cimentado sobre a capacidade de suporte deste sistema de ancoragem, através da variação do módulo de elasticidade e da coesão da camada de solo-cimento.