CRH – Sapatas e Tubulões

Sapatas

Para o caso de fundações rasas, a consideração dos deslocamentos devido a forças horizontais é de difícil equacionamento, pois se tem que levar em conta o coeficiente de atrito sapata-solo. Trata-se de um problema típico de contato.

No SISEs, para o caso de fundações diretas, tipo sapatas, o Coeficiente de Reação Horizontal (CRH) do solo é estimado como uma parcela do Coeficiente de Reação Vertical (CRV).

Tubulões

Para o caso de fundações profundas, a consideração dos efeitos horizontais é muito importante. Neste sentido, define-se o CRH, Coeficiente de Reação Horizontal, que possui a mesma interpretação física do CRV, mas relativos ao quociente entre as pressões horizontais (Ph) e o seu recalque (dh).

Ou seja, ele fica expresso como:

Neste sentido, foram implementados dois métodos clássicos da literatura para a inserção deste coeficiente no SISEs para os elementos de fundação do tipo tubulão. Eles foram

CRH - Tipo de solo;

CRH - Conforme SPT/m;

Tipo de Solo

Neste método a proporcionalidade entre tensão e o deslocamento é caracterizada pelo denominado Módulo de Reação Horizontal (K), com unidade de F/L².

Para este método, consideram-se dois tipos de solo de referência para o seu cálculo. Os solos argilosos pré-adensados e as areias e as argilas normalmente adensadas.

No caso de argilas pré-adensadas, mostra-se que o CRH não varia com a profundidade, ou seja, este valor é constante, dependendo apenas do seu tipo de consistência. Neste sentido, a Tabela 6.1 é adaptada de TERZAGHI (1955) para este caso:

Tabela 6.1 – Valores do CRH para argila pré-adensadas conforme Terzaghi (1955)

Para as areias puras ou argilas moles, a rigidez aumenta com a profundidade em função da maior pressão geostática. Isto é indicado pela seguinte relação:

Onde é uma constante tabelada e depende do tipo do solo e é a profundidade de cálculo do CRH. Os valores de foram propostos por TERZAGHI (1955) e são indicados na tabela 6.2.

Tabela 6.2 – Valores da constante do coeficiente de reação horizontal - (kgf/cm³) para areia ou argila norm. adensada conforme TERZAGHI (1955)

Desta forma, a constante de mola do modelo de WINKLER é obtida multiplicando o Módulo de Reação Horizontal (K) pelo quinhão do comprimento do tubulão, de forma a se escrever:

Onde ∆l é o comprimento de influência da fundação, no presente caso, computa-se a influência de cota do SPT, assim ∆l = 1 m .

Referência bibliográfica: TEIXEIRA& GODOY (1996), Terzaghi (1955).

Conforme SPT/m

Nesta formulação, apresentada por Waldemar Tietz em TIETZ (1976), utiliza-se um coeficiente de proporcionalidade (m), com unidade F/(L²)², que caracteriza a variação do coeficiente horizontal em relação ao tipo do solo. Essa formulação é originalmente aplicada a tubulões com mais de 1m de diâmetro. Este coeficiente depende do tipo de solo, sua consistência ou compacidade e do intervalo do SPT da sua camada, ver valores nas Tabelas 6.3 e 6.4.

Desta forma, a constante de mola do modelo de Winkler é obtida multiplicando este coeficiente de proporcionalidade (m) pelo quinhão do comprimento do tubulão, pela profundidade da camada e pelo diâmetro do fuste, de forma a se escrever para uma camada genérica i:

Tabela 6.3 – Valores de m [tf/(m²)²] para argila

Tabela 6.4 – Valores de m [tf/(m²)²] para areia

Referência bibliográfica: TIETZ (1976), SCHAFFER, A. (1995).

O valor máximo do SPT nessas tabelas não pode ser inferior a 40, uma vez que é o limite superior de sua entrada. Caso usuário defina esse valor máximo menor que 40, o sistema o adota como limite superior.

Resumo dos Diversos Métodos

Abaixo é apresentada uma tabela resumindo os diversos métodos para cálculo do Coeficiente de Reação Horizontal com algumas características importantes de cada um, tais como: consideração de camadas, associação de camadas, grau de dependência do SPT, etc. Esta tabela também o objetivo de auxiliar a seleção do método desejado e apresentar o número de variáveis a serem definidas na associação às camadas da sondagem.