2.5 – CONCEPÇÕES E ESTRATÉGIAS DE PROJETO

Randolph (1994) classificou as filosofias de projeto de radier estaqueados em três diferentes categorias:

a) “Convencional” – As fundações são projetadas essencialmente como grupos de

estacas, mas permitindo que o radier suporte parte da carga total. As estacas, em geral, são dispostas sob toda a área do radier e com espaçamentos próximos aos usualmente utilizados em grupos de estacas. As estacas suportam a maior parcela da carga e cada uma trabalhará longe da mobilização total da capacidade de carga (um razoável FS em todas as estacas). Um exemplo desta forma de projeto foi o caso do ed. QV1, anteriormente relatado no item 2.3.4.5. b) “Creep Piling” – Esta estratégia foi inicialmente proposta por Hansbo & Källström

absorver uma carga que corresponde de 70 a 80% de sua capacidade de carga última, onde portanto alguma deformação plástica, “creep”, deve ocorrer. A quantidade de estacas é calculada de tal forma que a pressão no solo, sob o radier, não ultrapasse a pressão de pré- adensamento da argila.

A fundação é dimensionada essencialmente como um radier, mas os recalques são reduzidos pela inclusão de estacas como “elementos redutores de recalque”, distribuídas uniformemente e de maneira espaçada sob todo o radier.

A Figura 2.22, retirada de Hansbo (1993), apresenta o desempenho de dois edifícios similares, onde o primeiro (House 1) apresentou um “projeto convencional”, com 211 estacas sob o radier, e o segundo (House 2), onde utilizou-se a concepção de “creep piling”, e somente 104 estacas foram necessárias. Observa-se que a diferença na resposta das duas fundações, indicada por isolinhas de mesmo recalque, é pequena, comparada à redução em mais de 50% no número de estacas empregadas.

Figura 2.22 – Comparação do desempenho de duas fundações similares (modificado – Hansbo, 1993).

c) “Controle do Recalque Diferencial” – As duas concepções anteriores utilizam

estacas uniformemente distribuídas, visando limitar os recalques absolutos a valores aceitáveis. Nesta nova forma de projeto, busca-se o emprego de poucas estacas na região

central do radier, visando apenas uma redução brusca (ou anular) do recalque diferencial, mesmo que o recalque total pouco seja alterado em relação ao radier isolado.

Na Figura 2.23, Randolph (1994) apresenta a concepção desta forma de projeto, onde as estacas são posicionadas no centro de forma que o comportamento de um radier flexível se aproxime ao de um rígido

Figura 2.23 – Controle do recalque diferencial (modificado – Randolph, 1994).

Em geral os dois últimos métodos são muito mais econômicos do que o primeiro. Poulos (1998a) afirmou que, em alguns casos, o conceito de “creep piling” poderia ser usado em uma versão mais extrema na qual algumas ou todas estacas atingiriam suas capacidades máximas de carga, e mesmo assim seria garantido um fator de segurança contra a ruptura da fundação como um todo. Esse autor denominou tais fundações como “radier melhorado por estacas” (Pile-Enhanced Raft).

A idéia seria o emprego do menor número possível de estacas, devidamente posicionadas, suficientes para garantir ao radier um desempenho adequado quanto à capacidade de carga e recalque, principalmente o diferencial. Esta concepção não permite considerar o radier estaqueado como apenas um tipo “diferente” de um grupo de estacas, pois certamente não atenderia às normas técnicas quanto ao fator de segurança das estacas.

Poulos (1998a) reconhece as vantagens do uso de estacas primariamente como “elementos redutores de recalque”, enquanto admite que elas também possam contribuir para

a capacidade de carga última do radier estaqueado. Burland (1995) já havia descrito as vantagens de estacas com esta função principal.

Uma representação esquemática destes conceitos aqui apresentados podem ser sintetizados na Figura 2.24.

Figura 2.24 – Diversas estratégias de projeto de um radier estaqueado (modificado – Poulos, 1994b)

Da Figura 2.24, pode-se destacar:

- a curva 1 representa o “projeto convencional” de um radier estaqueado onde baixos valores de recalques seriam atingidos devido ao grande número de estacas necessárias para que estas trabalhem com um alto fator de segurança, para a carga atuante, em cada uma das mesmas;

- o outro extremo, a curva 4, representa um radier isolado, que em vários casos seria suficiente para suportar a carga de trabalho seguramente, mas com uma previsão de recalques elevados;

- a concepção do uso de estacas como “redutores de recalque” está representada pelas curvas intermediárias “2” e “3”. A curva “2” poderia ser considerada como um projeto de “creep piling”, onde as estacas empregadas não são totalmente mobilizadas, mas trabalham sob um baixo FS em termos de capacidade de carga individual;

Curva 1 - radier estaqueado com F.S. convencional para as estacas.

Curva 2 - radier com baixo F.S para as estacas.

Curva 3 - radier com estacas com carga totalmente mobilizada.

- a curva “3” representa a idéia de estacas como verdadeiros elementos redutores de recalque, utilizando toda a capacidade de carga das mesmas, como sugerido por Burland (1995) ou Poulos (1998a).

A representação gráfica, mostrada na Figura 2.25 e sugerida por El-Mossalamy & Franke (1997), é uma outra maneira de se comparar a eficiência da quantidade de estacas incluídas no projeto de um radier estaqueado.

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 QP/QT

QP = Total de carga nas estacas 0.5

QT = Carga total na fundação

1.0 Sr = redução de recalques Sr Radier estaqueado isolado radier do recalque estaqueado radier do recalque S_r = Radier Grupo de Isolado estacas

Figura 2.25 – Gráfico esquemático para avaliar a resposta de um radier estaqueado (modificado – El-Mossalamy & Franke, 1997).

Os valores extremos de “Qp/QT” iguais a “0” e “1” representam um radier isolado e um grupo de estacas respectivamente. Os valores intermediários simbolizam um radier estaqueado com indicação da porcentagem de carga absorvida pelas estacas.

A forma da curva “Sr x Qp/QT” dará uma indicação do custo/benefício da inclusão de mais ou menos estacas.