Análise comparativa de métodos para definição do coeficiente de reação horizontal em solo coesivo friccional

Abstract

Resumo: É muito mais comum do que se imagina encontrarmos casos na engenharia onde as fundações em estacas estão sujeitas à esforços horizontais. Para a realização do projeto dessas estacas, deve-se atentar para três aspectos principais: capacidade resistente do solo para que não haja ruptura do mesmo; deslocamento máximo da estaca para que este não prejudique a estrutura; e capacidade resistente da estaca para que ela não se rompa. Um dos parâmetros do solo que influenciam no dimensionamento dessas estacas é o coeficiente de reação horizontal do solo. Para a determinação desse coeficiente, é possível encontrar diversos métodos na literatura onde os resultados divergem entre si. Este trabalho propõe-se a realizar uma análise comparativa entre diversos desses métodos, aplicando cada metodologia em um determinado solo, modelando os resultados obtidos e comparando os deslocamentos e momentos fletores encontrados com os deslocamentos de um tubo ensaiado no mesmo solo. Assim, é possível visualizar a importância do coeficiente de reação horizontal para a definição dos deslocamentos causados e também para o projeto estrutural da estaca. Os resultados encontrados comprovam a importância do coeficiente para a previsão dos deslocamentos ao longo da estaca, onde a divergência entre cada modelo foi bastante significativa, e demonstram que, apesar de todas as dificuldades encontradas, o método de determinação através de ensaios de placas horizontais pode ser um dos mais precisos.

Abstract: Find cases on engineering that piles foundations are subject to horizontal efforts is much more common than we may think. In order to carry out the design of these piles, three main aspects must be considered: the strength of the soil to prevent the soil failure; maximum displacement of the pile to prevent it to damage the structure; and resistant capacity of the pile guarantee it won't break. One of the parameters of the soil that influences in the design of these piles is the coefficient of horizontal subgrade reaction. For the determination of this coefficient, it is possible to find several methods in the literature where the results diverge between them. This research proposes to perform a comparative analysis among some of these methods, applying each methodology in a given soil, modeling the obtained results and comparing the founded displacements and bending moments with the displacements of a tube laterally reacted in the same soil. Whit these analyses, it is possible to visualize the importance of the coefficient of horizontal subgrade reaction for the prediction of the displacements and also for the structural design of the pile. The results show the importance of the coefficient for the prediction of the displacements along the pile, where the divergence between each model was quite significant, and demonstrate that, despite all the difficulties encountered, the method of determination through horizontal plate tests can be one of the most accurate.