Estudo experimental do comportamento de aterros estaqueados reforçados com geossintéticos

Abstract

Os depósitos de solos encontrados em áreas da zona costeira do Brasil constituem planícies com perfis geotécnicos que apresentam elevado nível do lençol freático, baixa resistência e alta compressibilidade. Com o crescimento urbano, as áreas onde a espessura do depósito de argila mole pode atingir até 40 m estão sendo cada vez mais ocupadas. Neste cenário, rupturas por conta da baixa capacidade de suporte do solo mole de fundação e recalques excessivos são motivos de preocupação para os engenheiros. Além disto, custos elevados estão associados aos reparos a este tipo de obra. Existem várias técnicas que podem ser utilizadas para minimizar estes problemas, dentre as quais se destaca a solução denominada aterro estaqueado reforçado com geossintéticos, devido a aspectos relacionados a tempo, custo e considerável redução de recalques. Diversos pesquisadores têm estudado esta técnica com a finalidade de melhorar o entendimento sobre o comportamento mecânico desses aterros, seja por meio de instrumentação de obras, simulações numéricas ou ensaios de laboratório em modelos físicos. Entretanto, na literatura técnica sobre aterros reforçados sobre estacas, ainda há dúvidas relacionadas à distribuição de cargas e tensões verticais no interior do maciço terroso. Esta tese avalia, por meio de modelos 1g (escala 1:5) instrumentados, a transferência de cargas e tensões verticais em aterros estaqueados reforçados. Foram investigadas as forças verticais transferidas aos capitéis, as distribuições de tensões totais verticais no interior de aterros reforçados, os recalques máximos e as deformações médias dos reforços na base dos aterros, e o recalque da superfície dos mesmos. Adicionalmente, foram analisados possíveis danos mecânicos nos reforços em contato com capitéis, ou próximo deles. Aspectos referentes à precisão e acurácia de algumas metodologias desenvolvidas para projeto são apresentados e discutidos. Os resultados obtidos sugerem que o modelo físico idealizado nesta tese foi capaz de representar o comportamento de aterros reforçados sobre estacas, uma vez que a ocorrência do arqueamento foi identificada. Os valores de carga transferida aos capitéis e recalques máximos dos reforços na base dos aterros, medidos e previstos, apresentaram boas comparações. As deformações médias dos reforços, determinadas a partir dos ensaios em modelos, apresentaram-se elevadas para a maioria dos elementos empregados neste trabalho, possivelmente porque o solo de fundação não foi simulado. Dano mecânico, em decorrência da instalação do reforço diretamente sobre os capitéis, foi observado de forma mais intensa em um dos reforços empregados nesta pesquisa. O fator de redução de resistência deste reforço chegou a 57%.