Análise de estacas parcialmente embutidas em rocha

Abstract

No dimensionamento de estacas parcialmente embutidas em rocha, os principais fatores que influenciam a resistência e deformabilidade da rocha e a transmissão de cargas da estaca para a rocha são de extrema relevância para o comportamento das estacas. Embora os métodos empíricos sejam úteis para elaboração de projetos, eles foram desenvolvidos a partir de conjuntos de dados específicos e limitados, apresentando diferenças nas condições geológicas, métodos de perfuração das estacas e outras características. Esse tipo de fundação, mesmo sendo frequentemente utilizado no Brasil, ainda é um tema de pesquisa pouco estudado. Este trabalho de pesquisa apresenta um caso de estacas raiz parcialmente embutidas em rocha localizado na Zona Oeste da Região metropolitana do Recife, na cidade de São Lourenço da Mata, Pernambuco, Brasil. O maciço rochoso é constituído de depósitos antigos, formados principalmente por granitos de diversas composições, gnaisses e xistos, intensamente deformados por diversos processos tectônicos sobrepostos. Perfurações rotativas e percussivas identificaram o que foi considerado “topo rochoso” em profundidades que variam da superfície a 12,70 metros, sendo que os primeiros metros perfurados em rocha são sempre descritos como sendo de baixa qualidade, apresentando baixa recuperação, alteração acentuada e fraturamento intenso. Os resultados de resistência a compressão foram bastantes variáveis, no intervalo de 12,3 até 121,4 MPa, indicando que tais valores devem ser considerados com muito cuidado e devem incluir outros parâmetros principais da rocha na análise, como as descontinuidades do maciço rochoso. Alguns ensaios de laboratório foram realizados com o propósito de caracterizar, classificar o maciço rochoso e estimar a capacidade de carga das estacas, utilizando os resultados de resistência a compressão uniaxial da rocha intacta, principal parâmetro para o dimensionamento. Os resultados de 99 ensaios de carregamento dinâmico permitiram a comparação entre a resistência mobilizada no fuste e na ponta, com a capacidade de carga e suas parcelas estimadas a partir dos principais métodos conhecidos na literatura (ROSEMBERG & JOURNEAUX (1976), HORVATH (1978), MEIGH & WOLSKI (1979), POULOS & DAVIS (1980), CABRAL & ANTUNES (2000), ROWE & ARMITAGE (1987), AASHTO (1996), ZHANG & EINSTEIN (1998), ESPAÑA (2011) e XU et al. (2020)). Na previsão de capacidade de carga também foi considerada a resistência lateral devido à penetração da estaca no solo residual. Como a ruptura não foi atingida nos ensaios dinâmicos, a capacidade estimada foi muito superior à resistência mobilizada. A resistência lateral suportada pelo solo ficou entre 28% e 35% da capacidade total mobilizada. Os métodos de cálculo España (2011), Cabral & Antunes (2000) e AASHTO (1996) alcançaram os resultados mais consistentes em relação à capacidade mobilizada obtida nos testes de carregamento. Numa composição realizada a partir dos diferentes métodos de cálculo, os melhores resultados encontrados foram obtidos através da resistência lateral do solo estimada por Aoki- Velloso (1975) associada à resistência da rocha estimada por España (2011), seguida por Cabral & Antunes (2000) e AASHTO (1996). Os cinco ensaios de carregamento estáticos indicaram carga de ruptura convencionais (extrapoladas) maiores que a resistência mobilizada nos 99 ensaios de carregamento dinâmico. Os ensaios estáticos e alguns dos ensaios dinâmicos foram também analisados pelo método de interpretação de Massad (1992, 1993), com modelo concebido e aplicado por Massad em diversas outras publicações. Este modelo matemático permite a separação das parcelas de atrito mobilizado no solo e na rocha, com distribuições compatíveis com aquelas obtidas das análises tipo CAPWAP. Como os ensaios não chegaram próximos à ruptura, foram retro-analisados parâmetros de deformabilidade do trecho em rocha. A variabilidade dos valores de módulos encontrados situou-se numa ampla faixa, conforme esperado, em razão da alteração acentuada e fraturamento intenso do material de embutimento das estacas. Em relação à resistência mobilizada por atrito na rocha, em função da resistência à compressão simples dos corpos de prova extraídos do material do material rochoso, não foram obtidas correlações confiáveis, também justificada pela elevada alteração e intenso fraturamento.