Capacidade de carga de tubulão a céu aberto com base simples e base dupla em solo residual basáltico

Abstract

Resumo: Os métodos de escolha do tipo de fundação avaliam além das cargas envolvidas, os parâmetros do solo, as condições do terreno, os equipamentos disponíveis e a prática local. Os solos residuais de basalto são predominantes na região Oeste do Paraná, onde apresenta-se como um dos maiores derrames basálticos que formaram a Bacia do Paraná. Uma das principais características é o alto teor de argila que estes solos apresentam devido à degradação do feldspato o qual contribui a apresentar uma coesão significativa. Além da coesão significativa, os solos da região caracterizam-se por apresentar um lençol freático profundo, o que permite a execução de tubulões a céu aberto. Um problema corriqueiro na execução de tubulões em solos residuais de basalto é a sua estratigrafia variada, com a presença de inserções moles, sendo que essas inserções podem impossibilitar a execução de tubulões devido ao custo e tempo de encamisamento, ou pelo alcance do bulbo de tensões na camada mole. Este trabalho tem como objetivo avaliar a alternativa de execução de uma base intermediária no fuste do tubulão com a finalidade de mobilizar as cargas laterais com o intuito de reduzir o bulbo de tensões. Para avaliar a solução foram executados dois tipos de tubulão com 6 metros de profundidade, sendo um com base somente na ponta e outro com base na ponta e no meio do fuste. Os tubulões foram submetidos a provas de carga estáticas, com o monitoramento das tensões na base por meio de placas de pressão elétricas, com o monitoramento do atrito lateral por meio de extensômetros de resistência elétrica imersos ao longo do fuste e verificação dos deslocamentos verticais com relógios comparadores no topo do tubulão. As investigações foram formadas por sondagens SPT, SPT-T e ensaios de prova de carga em placa. Os resultados das provas de carga foram comparados com os métodos de estimativa da capacidade de carga em função dos parâmetros obtidos do solo por meio de investigações geotécnicas. O modelo de Terzaghi (1943) e a extrapolação das provas de carga apresentaram o menor desvio entre o estimado e o obtido nas provas de carga. As provas de carga indicaram um aumento da capacidade de carga com o uso da base intermediária de aproximadamente 26%, sendo que a mobilização da ponta ocorreu após a mobilização do atrito lateral. A carga na ponta no momento de ruptura suportou cerca de 60,5% da carga aplica no tubulão com base simples, enquanto o tubulão com base dupla apresentou 28,6% na ponta e 46,2% da carga no solo confinado entre as bases

Abstract: The methods of choosing the type of foundation evaluate beyond the loads involved, soil parameters, terrain conditions, available equipment, and local practice. Basalt residual soils are predominant in western Paraná, where it is one of the largest basaltic spills that formed the Paraná Basin. One of the main characteristics is the high clay content of these soils due to the degradation of feldspar which contributes to a significant cohesion. In addition to significant cohesion, the region's soils are characterized by a deep-water table, which allows for the operation of pillars in open caissons. A common problem in the execution of caissons in basalt residual soils is their varied stratigraphy, with the presence of soft inserts, and these insertions may make it impossible to carry out caissons due to the cost and time of jacking, or the reach of the stress bulb in the soft layer. The objective of this work is to evaluate the alternative of the execution of an intermediate base in the pipe shaft with the purpose of mobilizing the lateral loads in order to reduce the stress bulb. To evaluate the solution, two types of 6-meter deep caissons were made, one based on the tip only and the other based on the tip and middle of the shaft. The caissons were subjected to static load tests, monitoring the base stresses by means of electric pressure plates, monitoring the lateral friction by means of electric resistance strain gauges immersed along the shaft and checking vertical displacements with clocks comparators at the top of the caisson. The investigations were formed by SPT, SPT-T surveys, and plate load tests. The load test results were compared with the load capacity estimation methods as a function of the parameters obtained from the soil through geotechnical investigations. Terzaghi's (1943) model and the extrapolation of the load tests presented the smallest deviation between the estimated and the one obtained in the load tests. The load tests indicated an increase of the load capacity with the use of the intermediate base of approximately 26%, and the tip mobilization occurred after the lateral friction mobilization. The tip load at the moment of rupture supported about 60.5% of the load applied to the single base pipe, while the double base pipe had 28.6% at the tip and 46.2% of the ground load confined between the bases