O dimensionamento da fundação por estacas baseia-se em maiores incertezas causadas pela falta de informações sobre a natureza do subsolo e da rocha.
Embora conheçamos a natureza do solo ao realizar testes de poço, a precisão desses testes e o nível de testes realizados muitas vezes não são suficientes para interpretar os dados de teste de poço.
Por exemplo, pode observar-se que a classificação dos solos nas investigações de furos é baseada predominantemente em observações visuais durante a investigação no local.
Este não é o método correto de classificação do solo. Precisamos fazer os testes necessários em laboratório para classificar o solo.
Da mesma forma, existem fatores-chave que precisamos levar em conta ao projetar Fundações de estacas.
Vamos conversar sobre isso.
Reação axial de estacas
No caso de um terremoto, as fundações estão sujeitas a duas reações axiais. Contudo, a maioria dos projetistas concentra-se na resposta lateral da estaca.
A resposta axial das estacas é largamente negligenciada, como é o caso no dimensionamento da superestrutura.
- Movimentos laterais e assentamento do solo podem ser causados por um terremoto. O recalque do solo pode levar ao atrito negativo da superfície das estacas se o recalque do solo for maior que o recalque da estaca.
- A criação de pressão excessiva da água nos poros devido a um terremoto resulta em um redução significativa na tensão efetiva em queeieu. Isto reduz a tensão lateral efetiva entre o solo e a estaca. Isto leva a uma redução no atrito entre a estaca e o solo. Se o atrito da superfície do solo for levado em consideração na capacidade de suporte geotécnico da estaca, isso resultará em uma redução no fator de segurança. Esta redução é temporária e com a dissipação da pressão da água dos poros a estaca pode restaurar em grande parte a sua capacidade de suporte.
Flambagem de estacas
A encurvadura da estaca pode ocorrer quando cravada em solos muito macios, onde não pode ser aplicada pressão lateral suficiente à estaca para limitar as deformações laterais.
Além disso, o efeito de liquefação que ocorre durante um terremoto reduz a rigidez lateral do solo e pode causar flambagem das estacas.
Os limites a seguir são fornecidos no livro Tall Building Foundation Design, de Harry G. Poulos
- Limitar a relação entre a carga subsequente e a carga crítica de flambagem a aproximadamente 1/3 para garantir proteção contra flambagem.
- Limite o índice de esbeltez (SR) da estaca. SR <50 poderia evitar a estabilidade de flambagem na zona de flambagem. SR = L/(I/A)0,5, onde L é o comprimento efetivo da estaca dentro da camada liquefazível, I é o momento mínimo da área e A é a área da seção transversal da estaca.
Seleção do tipo de fundação por estaca
A seleção do tipo de fundação por estaca deve ser feita com muito cuidado nas etapas iniciais do projeto. O tipo apropriado de fundação por estaca deve ser selecionado com base na carga sobre a superestrutura, seu comportamento, condições do solo, etc.
Por exemplo, se decidirmos utilizar estacas cravadas ou estacas de betão moldadas no local, temos de avaliar o estado do solo. Quando usamos estacas cravadas, deve haver uma camada dura de solo para as estacas assentarem.
A situação é semelhante na construção de estacas escavadas: deve haver rocha que forneça suporte final suficiente. No entanto, se a rocha não estiver próxima do solo e não estiver ao seu alcance, as estacas perfuradas também são construídas como estacas de fricção com apoio final suficiente.
Avaliação incorreta da capacidade de carga da estaca
A capacidade de suporte da estaca depende da capacidade de suporte geotécnico e estrutural.
Em geral, a capacidade geotécnica da estaca é o fator crucial a ser considerado no projeto.
Se não for tomado cuidado, o atrito negativo da pele da pilha geralmente pode ser evitado. O atrito negativo da superfície do solo tem um impacto significativo na capacidade geotécnica.
Além disso, o atrito superficial do solo também deve ser levado em consideração com muito cuidado. Os valores de atrito superficial podem ser verificados através de testes necessários antes da aplicação da carga, pois a capacidade desenvolvida é incerta.
Da mesma forma, a capacidade de carga da pilha deve ser estimada com muito cuidado.4
Efeitos das cargas laterais que devem ser levados em consideração no dimensionamento de estacas
As estacas são geralmente projetadas para as cargas axiais impostas pela superestrutura.
Analisamos a superestrutura como parafuso apoiado ao nível da viga base/chapa do bloco. Isto leva a uma melhoria na rigidez da superestrutura e reduz a transferência de momento fletor para as fundações.
Além disso, se projetarmos as vigas do piso para apoiarem-se em um fio de navalha (os suportes de estacas são considerados suportes de parafusos), a transferência de momento para as fundações de estacas é ainda mais reduzida.
Porém, o momento fletor exercido sobre a estaca devido às cargas laterais que atuam da superestrutura sobre o sistema de fundação não pode ser evitado.
O momento fletor na estaca é maior na ponta da estaca e diminui em direção à ponta da estaca. A força lateral exercida pelo solo reduz a deflexão da estaca e reduz o momento fletor.
Portanto, devemos dimensionar estruturalmente a estaca para os momentos fletores causados pela carga lateral, levando em consideração a altura efetiva da estaca.
