Confiabilidade e previsão de comportamento de ancoragens reinjetáveis e protendidas em solos - Fernandes, Marcos Túlio (2023)
Dentre as técnicas construtivas empregadas na estabilização de escavações em centros urbanos, uma das mais utilizadas é a cortina atirantada, por possibilitar um controle rigoroso dos deslocamentos horizontais, minimizando-se, assim, os efeitos da descompressão lateral do terreno e, consequentemente, recalques nas edificações no entorno da obra. Nos dimensionamentos geotécnico, geométrico e estrutural destas estruturas tem-se como principal método o das tensões admissíveis, em que se utiliza um fator de segurança (FS) para garantir que os esforços solicitantes (S) sejam inferiores à resistência (R) dos elementos. Contudo, esta metodologia de dimensionamento não retrata a variabilidade das propriedades de resistência e deformabilidade dos materiais, principalmente relacionadas à resistência das ancoragens que, em sua maioria, possuem grande variabilidade espacial devido à influência de diversos fatores, como, por exemplo, metodologias construtivas e características do solo presente no local. A utilização de métodos probabilísticos na avaliação da segurança de obras geotécnicas é algo relativamente recente, tendo alguns estudos aplicados à estabilidade de taludes e fundações, porém pouco recorrentes em contenções ancoradas. Desta forma, esta pesquisa tem o propósito de avaliar como a variabilidade dos parâmetros geotécnicos e do próprio sistema de ancoragem, após sua execução, interferem na confiabilidade da estrutura, utilizando os dados de ensaios de recebimento e/ou qualificação. Para se chegar a esta avaliação foram estudadas 268 ancoragens, algumas presentes no trabalho de Souza (2001) e outras executadas em uma obra de contenção, realizada em 2019 no município de São Paulo. Para a interpretação dos ensaios de desempenho e obtenção da geometria e capacidade de carga das ancoragens, foi utilizado um modelo de interpretação que possibilita mensurar o alongamento sofrido pelo bulbo durante a aplicação da carga e descarga. A avaliação de confiabilidade exposta nesta pesquisa possui dois fundamentos básicos: (I) a avaliação do sistema de ancoragem; e, (II) a avaliação da confiabilidade da estabilidade global da contenção ancorada. Por meio da análise dos dados, foi possível constatar que o modelo de interpretação utilizado neste trabalho permite obter a capacidade de carga com a mesma precisão de outros modelos de extrapolação e funções de transferência. A utilização do modelo no cálculo do comprimento livre efetivo identificou a necessidade de considerar o alongamento do bulbo na determinação desta parte constituinte do tirante, pois este alongamento pode influenciar na aceitação do tirante. Com as tensões últimas e residuais calculadas na interpretação dos ensaios, foi possível definir relações semiempíricas para a estimativa destas variáveis com os valores de índice de resistência à penetração ( ) para os solos arenosos, argilosos e siltosos, auxiliando na interpretação dos ensaios. Ao se avaliar o desempenho de equações semiempíricas no cálculo da capacidade de carga, constata-se que as equações não se aplicam de forma satisfatória a todos os tipos de terreno. Observou-se, ao se avaliar as variáveis que poderiam interferir na tensão de adesão média desenvolvida ao longo da ancoragem, que não há uma relação direta entre uma variável e a tensão de adesão, devido ao elevado grau de dispersão. Desta forma, a equação multivariada proposta neste trabalho torna-se uma ótima opção para a estimativa desta grandeza e determinação da capacidade de carga. Ao se avaliar a confiabilidade dos sistemas de ancoragens, percebe-se que todas as contenções possuem índices de confiabilidade adequados, quando comparados com as recomendações internacionais. Quanto ao atingimento dos fatores de segurança parciais sugeridos pelo EUROCODE 7 EN 1997-1 (CEN, 2004), algumas linhas de tirantes não apresentaram valores satisfatórios, embora possuam fatores de segurança aderentes ao recomendado pela NBR 5629 (ABNT, 2018). Em se tratando da confiabilidade quanto à ruptura global da cortina da parede 15, observou-se que, devido ao superdimensionamento na fase de projeto, o índice de confiabilidade foi bem elevado, mesmo com as mudanças nas características das ancoragens após a execução. Para a contenção avaliada, a variabilidade das propriedades geotécnicas impactou mais na mudança do fator de segurança do que a variabilidade dos parâmetros dos tirantes. Conclui-se que uma avaliação de confiabilidade de acordo com as premissas adotadas nesta pesquisa possibilita interpretar como a variabilidade das cargas aplicadas, resistência das ancoragens e geometria dos elementos influencia na segurança do sistema. Observou-se também que o emprego de fatores de segurança parciais pode melhor representar a variabilidade das cargas aplicadas e resistência em termos de segurança estrutural. Palavras-chave: Cortina ancorada; Avaliação de confiabilidade; Funções de transferência de carga; Ancoragem; Capacidade de carga; Ensaios de desempenho.