CRH – Estacas

O CRH (coeficiente de reação horizontal) pode ser entendido como a rigidez do contato estaca-solo, mas nesse caso, ao contrário do CRV, na direção horizontal.

As forças horizontais podem ser causadas por vento, empuxo de terra, sismo, etc. No projeto de uma fundação profunda submetida a um carregamento deste tipo é necessário calcular os deslocamentos e obter os diagramas de momento fletor e esforço cortante.

Coeficiente e Módulo de Reação Horizontal

Para o estudo de estacas submetidas a esforços de tração são frequentemente utilizados métodos decorrentes do coeficiente de reação horizontal estimado, na grande maioria dos casos a partir dos resultados de sondagens à percussão (SPT) associada à classificação táctil-visual dos solos.

O coeficiente de reação horizontal (kZ) tem como hipótese básica a consideração de que a pressão atuante na profundidade z é proporcional ao deslocamento sofrido pelo solo:

Conforme ALLONSO (1989), essa conceituação, semelhante à hipótese de Winkler, embora aplicada ao caso de vigas horizontais sobre apoios, perde o sentido quando aplicada a estacas, sendo modernamente utilizado o módulo de reação horizontal (K). Este módulo é definido como a relação entre a reação do solo, na profundidade z, e o deslocamento horizontal:

Variação do Módulo de Reação com a Profundidade

O valor do módulo de reação horizontal possui dois tipos de variação: constante ou linearmente crescente com a profundidade. Nas argilas pré-adensadas, o módulo (K) é constante com a profundidade (z), mas nas areias e argilas normalmente adensadas varia linearmente com a profundidade, de acordo com a expressão (K = nH z), onde nH é denominado “constante do coeficiente de reação horizontal”.

As tabelas abaixo apresentam valores típicos para K e nH :

Tabela 14.1 – Valores do módulo de reação K para argilas pré-adensadas.

Tabela 14.2 – Valores da constante do coeficiente de reação horizontal nH.

Modelo Conforme SPT/m

Ainda para o cálculo de fundações profundas carregadas tran. sversalmente, foi implantado no sistema SISEs o modelo de Waldemar TietzEste método, apresentado na revista ESTRUTURAS nº. 76, foi concebido inicialmente para tubulões com diâmetro igual ou superior a 1m.

Diferentemente das estacas submetidas somente ao esforço axial de compressão, que depende mais do tipo de solo abaixo da ponta, para estacas submetidas à ação horizontal o mais importante é o solo que envolve os primeiros metros de profundidade do fuste. Quando um tubulão dentro do solo se desloca no sentido horizontal, o solo exerce sobre sua superfície lateral bC (reduzida) uma pressão variável com a profundidade:

Onde: Cz : é denominado “coeficiente de recalque do solo;

m: em é o coeficiente de proporcionalidade que caracteriza a variação do coeficiente CZ em relação à qualidade do solo;

z: é a profundidade das respectivas camadas do solo consideradas a partir da superfície do solo ou do nível da base do bloco.

As tabelas abaixo apresentam os valores típicos de m:

SOLO ARENOSO	COMPACIDADE	SPT	m
Areia	Fofa	1	150
Silte	Pouco compacta	7	300
Silte	Medianamente c.	20	500
Areia	Compacta	40	800
Argila	Muito compacta	50	1500

Tabela 14.3 – Valores do coeficiente de proporcionalidade m para solos arenosos.

SOLO ARGILOSO	CONSISTÊNCIA	SPT	m
Turfa	Meio líquido	0	25
Argila	Muito mole	1	75
Argila	Mole	3	150
Argila	Média	6	300
Argila	Rija	12	500
Argila	Muito rija	22	700
Argila	Dura	> 30	900

Tabela 14.4 – Valores do coeficiente de proporcionalidade m para solos argilosos.

A correlação do número de SPT com os coeficientes de proporcionalidade do solo tabelado pela norma russa precisa ser comprovada para o solo brasileiro. Existem algumas correlações para relacionar o NSPT com a capacidade de ruptura, mas em principio, o autor (WALDEMAR TIETZ) desconhece método semi-empírico prático tal como ocorre para estacas axialmente carregadas como os métodos de AOKI-VELLOSO e DÉCOURT-QUARESMA.

Outra observação importante é que atualmente o SISEs não aborda todas as análises propostas por TIETZ para a determinação do coeficiente de recalque do solo CZ , sendo estes (largura efetiva, efeito de grupo, continuidade do solo, etc) incluídos posteriormente no sistema.

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 tem o objetivo de auxiliar a seleção do método desejado e apresentar o número de variáveis a serem definidas na associação às camadas da sondagem.