Avaliação da capacidade de carga de estacas sujeitas a ações verticais : estudo paramétrico

Abstract

É cada vez mais frequente o uso de estacas, o que se deve em boa medida ao grande desenvolvimento dos meios e processos de execução, bem como ao desenvolvimento dos materiais empregues na sua realização. Contudo, um outro motivo que tem contribuído para o aumento do uso de estacas reside no facto de na construção de fundações profundas se utilizarem processos mais industrializados (mecanizados) do que os que se empregam na execução de fundações diretas. Um dos pontos favoráveis é que assim se pode diminuir o tempo de execução das fundações de uma estrutura, o que trará benefícios económicos. Assim sendo, as fundações devem ter uma resistência apropriada para sustentar as tensões causadas pelos esforços solicitantes. Além disso, o solo também necessita de resistência e rigidez apropriados para não sofrer rotura e não apresentar deformações exageradas. No que diz respeito aos diversos tipos de estacas e aos correspondentes métodos de execução, estes provocam diferentes efeitos de perturbação no solo envolvente. O efeito desta perturbação na capacidade resistente das estacas é um pouco difícil de quantificar e os métodos analíticos de cálculo são meramente aproximados e devem ser utilizados com bastante prudência. Nesse sentido o pretendido é desenvolver-se um trabalho de dissertação que descreva as metodologias de condução dos ensaios, interpretação de resultados e modelação do comportamento das estacas sujeitas a diferentes ensaios. Assim, na parte inicial deste trabalho, faz-se uma revisão bibliográfica dos métodos utilizados para a análise de estacas isoladas e faz-se uma breve descrição dos modelos e métodos de análise mais utilizados no dimensionamento de estacas isoladas. Posteriormente, apresenta-se o trabalho experimental realizado. Descrevem-se os trabalhos de execução e as características materiais das estacas ensaiadas. Com as sondagens do solo em estudo fazem-se os ensaios e apresentam-se os seus resultados. Por fim, faz-se um estudo paramétrico onde se analisa as simulações numéricas das estacas ensaiadas e tiram-se as conclusões necessárias para a escolha da melhor estaca para o solo em estudo.

It is increasingly more often the use of piles which is due mostly to the great development of the means and processes of execution as well as to the development of the materials used in its construction. However, there is another reason for the increase in the use of pile which is the fact that, in the construction of deep foundations, the processes used are more industrialized than the ones used in the making of direct foundations. One of the advantages is that with these processes the time of completion of the foundations of a structure can be reduced which will bring economic benefits. Therefore, the foundations need to have the proper resistance in order to support the tensions caused by the soliciting efforts. Moreover, the soil also needs the proper resistance and stiffness so it does not rupture and show exaggerated deformations. On the other hand, considering the varied types of piles e their correspondent methods of execution, these provoke different perturbation effects in the surrounding soil. The effect of this disturbance in the resistance capacity is rather difficult to quantify and the analytical methods of calculation are merely approximate and should be used with prudence. In that way, the goal is to develop a dissertation that describes the methodologies trials conduction, the interpretation of results and the modelling of the behaviour of the piles subject of different trials. So, in the initial phase of this work, a bibliographic revision will be made on the used methods for the analysis of isolated piles and a short description of the models and methods more used in the dimensioning of the piles will be done. Later, it the practical work done will be presented. There will be a description of the work executed and the most important characteristics of the piles' materials used in the trials. In another hand, with the case study soil exploration results, some trials are made and the results are explained. Finally, a parametric study is elaborated and there is the analysis of numerical simulations of the trial piles and some conclusions are drawn for the choice of the best pile for the case study soil chosen.