Análise experimental de colunas granulares encamisadas com uso de solo transparente

Abstract

A melhoria da capacidade de carga de solos de fundação com o uso de colunas granulares convencionais é comumente empregada aterros construídos sobre solos moles. Entretanto, essa metodologia não é viável em solos muito moles, pois a baixa tensão de confinamento proporcionada reduz significativamente a capacidade de carga desses elementos, o que pode ocasionar a sua deformação radial e consequente colapso. Nesse aspecto, as colunas encamisadas com geotêxtil (GEC) surgiram como uma solução para essa questão, pois o material de enchimento é envolto por uma camisa de geotêxtil de alta rigidez que promove o seu confinamento, elevando a capacidade de suporte da coluna. Contudo, a execução desses elementos envolve a cravação de um tubo com ponta fechada no solo, induzindo deslocamentos horizontais e verticais no solo de fundação, o que pode ter impacto sobre elementos vizinhos. Investigar esse efeito desconhecido em campo é inviável, dada a complexidade do processo de monitoramento e a impossibilidade de observar a massa interna de solo. Assim, este estudo visa a construção de modelos experimentais em escala utilizando um solo transparente comercial e a técnica de imagem Digital Image Correlation (DIC) para a inferência de deslocamentos na massa interna do solo, com o intuito de estudar os efeitos o processo executivo das GEC e seu posterior carregamento quando executadas em um solo muito mole. Foram adotadas diferentes configurações, números de colunas, espaçamentos e sequencias de instalação. Após a análise dos deslocamentos, propôs-se uma metodologia analítica para prever o alcance dos deslocamentos resultantes da cravação do tubo. Os resultados demonstraram que o aumento do espaçamento entre as colunas reduziu a influência da cravação do tubo sobre os elementos vizinhos. Empregar uma sequência de instalação alternada para as GECs pode resultar em maiores deslocamentos do que quando empregada uma instalação sequencial. Aumentar o número de colunas de três para quatro reduz ainda mais os efeitos dos deslocamentos sobre a primeira GEC executada na sequência de instalação. Quanto ao carregamento, as colunas encamisadas se mostraram muito superiores às colunas convencionais, suportando maiores cargas mesmo para uma menor compacidade. Ao serem carregadas pela carga de projeto, as GEC sofreram baixas deformações axiais, mas tenderam a sofrer pequenas deflexões ao serem carregadas até valores extremos. O aumento do espaçamento entre GECs acarreta menores alturas de aterro suportadas, contudo, mesmo para o maior espaçamento considerado, a altura suportada ainda é significativa.