Comportamento de estacas escavadas equipadas com o sistema expander body em solo tropical

Abstract

A evolução da construção resultou no acréscimo das solicitações nas fundações, fazendo das fundações por estacas a solução mais utilizada. A tecnologia Expander Body (EB) foi introduzida no mercado para aprimorar a capacidade de carga das estacas e reduzir as incertezas relativas ao processo executivo, mas no Brasil a falta de trabalhos científicos limita o dimensionamento e projeto dessas fundações. Neste contexto, a presente tese tem como objetivo geral analisar o comportamento mecânico de estacas escavadas mecanicamente equipadas com a tecnologia EB, submetidas à carregamentos axiais de compressão e tração. Para isso, foram realizadas provas de cargas estáticas de compressão e tração em estacas escavadas convencionais e estacas escavadas equipadas com a tecnologia EB no Anexo do Campo Experimental da Universidade de Brasília. A tese aborda aspectos relacionados à aplicabilidade de metodologias de previsão de capacidade de carga e deslocamento de estacas, bem como o comportamento de tração versus compressão das estacas equipadas com a tecnologia EB. Também são apresentadas análises comparativas da capacidade de carga de estacas equipadas com o EB e estacas escavadas convencionais, além de estudos numéricos dos mecanismos de transferência de carga e superfícies de ruptura das estacas. Por fim, são propostos coeficientes de capacidade de carga para metodologias de previsão da capacidade de carga de estacas equipadas com o EB e estacas escavadas convencionais assentes em solos lateríticos. Constatou-se que estacas equipadas com a tecnologia EB apresentaram ganho de capacidade de carga de 32 a 40% em compressão e de 30% em tração, comparadas às estacas escavadas mecanicamente sem essa tecnologia. As estimativas de deslocamento foram mais coerentes e precisas quando obtidas a partir de módulos de deformabilidade provenientes de ensaios in-situ, em comparação com as estimativas provenientes de ensaios de laboratório. Para solos lateríticos, colapsíveis e não saturados, foram observadas razões de resistência por atrito lateral à compressão e à tração variando entre 0,86 e 0,98 para estacas escavadas equipadas com a tecnologia EB. A estaca escavada com a tecnologia EB apresentou capacidade de carga superior em comparação a outras metodologias construtivas de fundações profundas, exceto para tubulões. As curvas teóricas utilizadas para simular a expansão dos EBs apresentaram um bom ajuste, com coeficientes de determinação R² superiores a 0,90. As análises numéricas foram bem-sucedidas ao se comparar com as curvas experimentais, apresentando coeficientes de correlação superiores a 0,90. Verificou-se que a superfície de ruptura para estacas sujeitas à tração assemelha-se a uma superfície curvilínea tangencial ao nível do terreno, enquanto para estacas a compressão, assume um formato similar ao de uma curva espiral logarítmica.