Avaliação do atrito negativo em grupos de estacas assentes em solos moles

Abstract

Como consequência do atual crescimento das cidades e regiões metropolitanas em todo o mundo, o preço dos terrenos sofreu um aumento significativo. Sendo assim, construtores e investidores partem à procura de locais mais econômicos para construírem suas obras, o que significa que regiões antes desvalorizadas pelo mercado por suas péssimas condições geotécnicas foram escolhidos para novas construções, como por exemplo, áreas de depósitos de solos moles, os quais possuem características bastante desfavoráveis, como baixa resistência ao cisalhamento, baixa capacidade de carga, alta compressibilidade e às vezes alto teor de matéria orgânica. Para este tipo de solo, o uso de fundação em radier estaqueado é uma alternativa eficiente com o fim de reduzir recalques e aumentar a capacidade de carga da fundação, uma vez que as cargas podem ser absorvidas tanto pelo radier quanto pelas estacas. Entretanto, nessa fundação, pode ocorrer o fenômeno do atrito negativo, que são forças descendentes que podem ser causadas por rebaixamento do lençol freático, rebaixamento das pressões intersticiais, sobrecarga superficial recente ou o colapso da camada superficial de solo; as quais podem gerar acréscimo das forças axiais e recalques excessivos ou a ruptura estrutural da estaca. Diversos autores propuseram metodologias de cálculo a fim de quantificar o atrito negativo. Entretanto, esses cálculos costumam ser bastante complexos ou às vezes simplificam demais o problema. Uma alternativa exequível em tal situação é o uso da modelagem numérica, através do método dos elementos finitos. No entanto, os programas numéricos tridimensionais são ainda ferramentas de análise complexas e de difícil aquisição para o engenheiro projetista. Nesse contexto, o presente trabalho teve a finalidade de propor uma ferramenta prática de projeto para grupos de estacas flutuantes assentes em solos moles em processo de adensamento submetidas a atrito negativo. Para isso, analisou-se o solo mole da zona lacustre da Cidade do México, mundialmente conhecido por suas péssimas condições geotécnicas, e foram realizadas modelagens numéricas no software Plaxis 3D, examinando o efeito de rigidez e dimensões do radier; o número e espaçamento de estacas em função do tipo de problema (estados-limites últimos ou estados-limites de serviço); e considerando duas hipóteses de abatimento da poropressão. A partir dos resultados, foram analisados os deslocamentos verticais apresentados pela fundação e a magnitude do atrito negativo desenvolvido nas estacas para os distintos casos de estudo. Notou-se na pesquisa que, apesar da complexidade das análises, foi possível simular de forma realista o desenvolvimento do atrito negativo nas estacas de centro, borda e canto e por fim, propor fatores de redução da resistência limite para os diferentes casos de análise que podem ser considerados para o projeto deste tipo de fundação em condições semelhantes.