A fundação de laje de estaca é uma combinação de fundação de estaca e fundação de laje. Após o estudo geotécnico e a disposição da estrutura, é criado um trecho para as lajes de estacas utilizadas.
artigo sobre Fundações de estacas E Fundações de laje poderia ser estudado para saber mais sobre o projeto e construção destes Tipos de fundações.
O que é uma jangada?
A fundação por estaca é uma fundação construída combinando estacas e uma fundação em laje. Primeiro são construídas as estacas e depois é colocada a fundação combinando todas as estacas.
A interação entre estaca, solo e laje é o fator chave no projeto de fundações de lajes de estaca. O uso eficiente desta interação leva a um design econômico.
Caso contrário, conforme explicado na última parte deste artigo, a construção económica não seria possível.
Portanto, as seguintes interações são integradas ao design.
- Interação pilha-solo
- Interação pilha-pólo
- Interação jangada-fundo
- Interação pilha-placa
Fatores que afetam o comportamento de fundações de lajes de estacas
Os seguintes fatores são importantes e devem ser considerados ao projetar fundações de lajes de estacas.
- Número de pilhas a serem usadas
- Diâmetro das estacas
- Comprimento das pilhas
- Proporção de espaçamento entre pilhas
- Localização das pilhas
- Rigidez das pilhas
- Rigidez da jangada
- Dimensões da jangada
- Tipo de solo e rigidez do solo
- Distribuição de carga ao longo da placa da estaca
Por que jangada?
Para transferir as cargas da superestrutura para o subsolo, normalmente construímos uma fundação por estaca ou uma fundação por laje separadamente.
Já nas vigas sobre estacas, as estacas e a viga atuam como uma única unidade e suportam as cargas.
Vejamos as vantagens de uma estaca em uma fundação de laje de estaca.
- A adição da pilha reduz os recalques e os diferenciais de recalque.
- Na maioria das vezes a estaca oferece sua capacidade total de carga e o equilíbrio é proporcionado pela jangada.
- Melhora o cargas laterais Resiliência.
- Lajes de estacas típicas podem ser observadas em edifícios altos onde atuam cargas axiais muito elevadas.
- Se as estacas não puderem ser ancoradas na rocha devido à falta de rocha fresca, as lajes de estacas são consideradas portantes.
Problemas de construção com fundações de lajes de estacas
De acordo com o documento técnico “Pile Foundations: Design and Applications” de HG Poulos, os seguintes aspectos devem ser levados em consideração durante a construção.
- Capacidade máxima de carga para carregamento vertical, lateral e momentâneo
- Faturamento máximo
- Liquidação diferencial
- Momento da jangada e forças cortantes para o cálculo estático da jangada
- Cargas e momentos de estaca para o dimensionamento estático das estacas
A atenção deve estar focada nos fatores-chave mencionados acima e no comportamento da balsa que eles representam. Além disso, as alterações necessárias devem ser feitas durante o projeto para controlar os problemas de projeto.
Filosofias de projeto para fundações de lajes de estacas
Randolph (1994) definiu suas filosofias de projeto para fundações de lajes de estacas baseadas especificamente na distribuição de carga entre as estacas e a laje.
- Abordagem normal
As estacas são projetadas como um grupo para suportar a maioria das cargas e, ao mesmo tempo, suportar parte da carga através da fundação da laje.
- Postagens assustadoras
As estacas são projetadas para operar com uma carga de trabalho na qual começa a fluência significativa, normalmente entre 70% e 80% da capacidade máxima de carga. São incluídas estacas suficientes para reduzir a pressão líquida de contacto entre a laje de base e o solo para um valor abaixo da pressão de pré-consolidação do solo.
- Controle de liquidação diferencial
As estacas são estrategicamente posicionadas para reduzir recalques diferenciais em vez de reduzir significativamente o recalque médio geral.
As três abordagens acima podem ser discutidas com mais detalhes com base na distribuição de carga entre as estacas e a laje. Além disso, a curva de carga de recalque é utilizada em diferentes casos para selecionar o tipo de sistema de fundação mais adequado.
Para criar um projeto econômico, é muito importante conhecer a curva de carga de recalque acima. Com base nas duas estratégias, a abordagem convencional e o método da estaca rasteira, o diagrama acima foi desenvolvido.
- Curva 0
Representa apenas o comportamento da jangada e mostra excesso povoado.
- Curva 1
É a abordagem de projeto tradicional em que a maioria das cargas é suportada pelas estacas. O comportamento da laje de estacas é determinado pelo comportamento do grupo de estacas.
- Curva 2
Representa o comportamento da estaca rasteira. As estacas são operadas com um fator de segurança menor e a laje suporta mais carga do que na curva 1.
- Curva 3
É a estratégia de utilizar estacas para reduzir recalques. Neste caso, a capacidade de carga total da estaca é utilizada quando a carga de projeto é aplicada.
Além disso, todo o sistema de fundação possui fator de segurança adequado e também atende aos critérios de assentamento.
Portanto, o comportamento da fileira de estacas mostrado pela curva 3 é mais adequado e também mais econômico comparado aos demais comportamentos.
Influência das condições do solo no comportamento de lajes de estacas
Conforme explicado no início, as diversas interações entre estaca, solo e estaca são os fatores-chave que determinam o comportamento da estaca. Portanto, a condição do solo tem um impacto significativo na capacidade de carga da estaca.
Portanto, perfis de solo que contenham argila dura ou areia densa são condições favoráveis para fundações por estacas.
No entanto, se o perfil do solo estiver sujeito às seguintes deformações, a capacidade de suporte de carga pode ser reduzida enquanto o recalque aumenta ao mesmo tempo.
- Tom suave perto da superfície
- Com areia solta perto da superfície
- Com camadas macias e compressíveis em profundidades rasas
- Com um perfil de solo, é esperado recalque devido à consolidação
- Os perfis do solo estão sujeitos a movimentos de dilatação devido a influências externas
Projeto de jangada
Projetar uma jangada sobre estacas é um processo muito complexo e demorado. Devido à complexidade da análise e demais procedimentos, o processo de projeto desenvolvido por Poulos é o seguinte.
- Fase de projeto preliminar
Estão sendo examinadas a possibilidade de utilização de uma placa de estacas e o número de estacas, etc.
- Segundo andar
Determine a localização das estacas com base nos requisitos e características gerais das estacas.
- Fase final do projeto de detalhe
O número ideal de estacas, localização e configuração são determinados. Nesta fase são calculadas as variações de recalque, momentos fletores e forças cortantes da laje, cargas e momentos das estacas, etc.
Neste artigo vamos nos concentrar mais na fase de projeto preliminar.
Além disso, os métodos de projeto estrutural podem ser categorizados com base no método de análise utilizado.
- Métodos de cálculo simplificados
Um método simplificado é usado para avaliar a jangada. Este é um tipo de projeto preliminar, semelhante à fase de projeto preliminar descrita acima.
- Métodos aproximados baseados em computador
A abordagem strip-on-feather, na qual a laje é representada por uma série de sapatas e o solo é modelado com elementos de cordas. Além disso, as estacas também são modeladas como elementos de mola, levando em consideração a rigidez.
Além disso, o método placa sobre mola também pode ser usado neste método. Neste método, a laje é apoiada em elementos de placa enquanto as estacas são modeladas com elementos de mola.
Ambos os métodos são aproximados e uma análise mais completa é necessária para determinar o comportamento real.
- Métodos auxiliados por computador mais rigorosos
Um modelo simplificado de elementos finitos pode ser usado para analisar a viga com base no arranjo final da viga de estaca. Dependendo do tipo de estrutura, a complexidade da estaca pode variar.
Método simplificado de elementos finitos, análise tridimensional de elementos finitos, análise de diferenças finitas, método de elementos de contorno, etc. são métodos mais conhecidos na análise de lajes de estacas.
Vamos discutir a fase de projeto preliminar, que determina o layout básico e os requisitos da viga-estaca.
Fase de pré-projeto
A fase mais importante do projeto de lajes de estacas é a fase de projeto preliminar, embora também seja chamada de fase preliminar.
Nesta fase a maior parte das coisas está concluída e passamos para a segunda fase de projeto e a fase de projeto detalhado, onde agora temos mais informações sobre o comportamento do bate-estaca.
Vamos ver como isso é feito.
O seguinte método de utilização das cargas em uma pilha em linha pode ser geralmente observado.
- Remada de Pilha – Elástica
- Aproveite ao máximo a capacidade de empilhamento e a jangada elasticamente
- Pile e Raft atingem sua capacidade máxima
Em outras palavras, isso pode ser discutido da seguinte maneira.
- Primeiro, as pilhas começam a suportar cargas. À medida que a estaca é assentada, a pressão da terra sob a placa da estaca se desenvolve gradualmente. Nesta fase a placa de estaca é elástica.
- Outros recalques/cargas fazem com que as estacas atinjam a sua capacidade de suporte total. Porém, a jangada não atingiu sua capacidade total de carga, por isso dizemos que a jangada é elástica.
- Um aumento adicional no recalque faz com que tanto a jangada como a estaca atinjam a sua capacidade máxima de carga.
A figura a seguir mostra o comportamento da fundação por laje de estacas descrita acima.
As etapas a seguir são seguidas na fase de projeto preliminar de bate-estacas
- Estimar a rigidez de uma fundação de laje de estacas
- Calcule a proporção de cargas suportadas pela laje e estacas
- Desenvolva a curva de liquidação de carga trilinear conforme mostrado na figura acima.
Para obter mais explicações sobre o método de cálculo de distribuição de carga, consulte a publicação “Piled Raft Foundations: Design and Applications” de Harry G. Poulos.
Procedimento de projeto preliminar para jangadas
Este artigo explica o método proposto por Randolph e os princípios de design propostos por Poulos.
Há uma pequena variação nas equações usadas por Randolph e Poulos, conforme observado no procedimento de projeto abaixo. O em Vermelho A cor corresponde ao método Randolph.
O valor do Kp pode ser retirado do método descrito por Fleming et al. (1992) a fórmula proposta pode ser obtida conforme mostrado abaixo.
Usando as equações acima podemos calcular o recalque da laje de estacas sob carga. Além disso, uma curva de recalque-carga trilinear pode ser desenvolvida.
Conforme explicado no documento técnico “Análise simplificada de vigas de estacas com geometria irregular” de Vrettoc C., existem limitações na utilização do método acima para fundações de edifícios altos. Este método só deve ser adotado após exame cuidadoso dos antecedentes e limitações.
referência
- Fundações de estaca: projeto e aplicações por Harry G. Poulos.
- Métodos para analisar fundações de lajes de estacas por WF Van Impe
- Análise simplificada de vigas sobre estacas com geometria irregular por Vrettoc C.
