Análise do comportamento de fundações por estacas helicoidais com injeção de calda de cimento

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Santos Filho, João Manoel Sampaio Mathias dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: capacidade de carga à tração; cement injection; estacas helicoidais; foundations; fundações; helical piles; injeção de calda de cimento; melhoria de solo; soil improvement; uplift capacity
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-18112022-101949/

Durante a instalação de estacas helicoidais, a passagem das hélices cisalha o solo e o desloca lateralmente e verticalmente, e consequentemente suas propriedades iniciais são modificadas. Em algumas regiões no Brasil são encontradas espessas camadas de solos tropicais estruturados e especialmente sensíveis, onde este efeito costuma ser significante. Por esta razão, nestes terrenos as estacas helicoidais têm sido instaladas em grandes profundidades para que a capacidade de carga definida em projeto seja atendida. Estas estacas têm sido frequentemente utilizadas em extensas linhas de transmissão de energia em nosso país, por apresentar grandes vantagens para este tipo de obra; no entanto, nestes terrenos em que são necessárias estacas muito longas, este tipo de fundação pode se tornar economicamente inviável. Deste modo, a presente pesquisa de doutorado foi realizada com o objetivo de estudar uma solução para este problema, típico em obras de torres de linhas de transmissão de energia no Brasil. Neste tipo de aplicação, as estacas helicoidais são submetidas a elevados esforços de tração devido à ação do vento, e a zona de solo que suporta o carregamento é justamente a região acima das hélices, que sofre perturbações pelo processo de instalação. Para este estudo, foram desenvolvidos dois diferentes procedimentos de injeção de calda de cimento para reforçar o solo na região das hélices da estaca; no primeiro, um sistema de vedação foi desenvolvido para injetar a calda de cimento sob pressão pela haste central da estaca; para o segundo procedimento, foi desenvolvido um obturador inflável para melhorar o desempenho da zona reforçada. Para avaliar estas soluções, foram realizadas provas de carga em um grande número de estacas instaladas em quatro terrenos distintos. Os resultados mostram que os dois procedimentos testados aumentam a capacidade de carga à tração e melhoram o comportamento carga-deslocamento da fundação. Por fim, é apresentada uma proposta para o dimensionamento deste tipo de estaca reforçada com calda de cimento.