Introdução
Este item está integralmente baseado no texto exposto no Manual Brasileiro de Geossintéticos, Capítulo 4.6 (Vertematti, 2004) , que comentam que projetos de fundações diretas, em locais de solos com baixa capacidade de suporte, podem exigir a troca destes, para melhoria da capacidade de carga. A troca de solo pode ser total ou parcial, e para uma melhora mais efetiva pode-se reforçá-lo com uma ou mais camadas de geossintéticos.
O reforço de fundações diretas com geossintéticos não é prática comum no Brasil, nem internacionalmente. Apesar de diversos estudos em modelos numéricos, modelos reduzidos e modelos em centrífugas mostrarem ganhos de desempenho significativos das fundações reforçadas, em relação a fundações diretas convencionais, a implementação dessa prática em obras, ainda encontra resistência no meio técnico, provavelmente pela falta de experiência prática e de um histórico de obras executadas.
Histórico das pesquisas realizadas
Para solos com boa capacidade de suporte, as fundações diretas são o tipo mais utilizado, pela facilidade construtiva, dispensa de equipamentos especiais e menor custo. No entanto, quando o solo de fundação não possui capacidade de carga adequada (alta deformabilidade e baixa resistência ao cisalhamento), a fundação direta deixa de ser vantajosa e o usual é projetar fundações profundas.
O uso de geossintéticos no reforço de fundações diretas tem o objetivo de permitir a sua utilização em situações nas quais as fundações diretas convencionais não são viáveis tecnicamente. Os geossintéticos como reforço de fundações diretas têm um paralelo bem próximo de reforços geossintéticos em rodovias, como a proposta apresentada por Giroud e Noiray (1981). Nesse estudo, os autores avaliam a redução da espessura dos lastros de vias não pavimentadas devido à instalação de geossintéticos na sua base. Os estudos são baseados em ensaios e avaliações teóricas e mostram reduções da espessura do lastro variando de 20 a 60%.
Khing et al. (1994) realizaram estudos em modelos reduzidos, simulando sapatas apoiadas em camadas de areia sobrepostas a solos argilosos moles. Os resultados mostraram ganhos de 20 a 25% na capacidade de carga, para uma camada única de reforço. Manjunath e Dewaikar (1996), apresentaram dados obtidos em modelos reduzidos, com arranjo similar aos modelos estudados por Khing et al. (1994), mostraram melhora crescente da capacidade de carga em função da inclinação da carga aplicada. A melhora foi de 30% para cargas verticais, e de 52% para cargas com inclinação de 15o.
Nataraj et al. (1996) zeram simulações numéricas variando as dimensões das fundações, a quantidade e as dimensões dos reforços com geossintéticos. Os resultados mostraram ganhos de capacidade de carga de 25 a 70% e indicaram ganhos maiores para fundações com dimensões menores.
Pospisil e Zednik (2002) apresentaram resultados de ensaios em modelos reduzidos, que indicaram melhora da capacidade de carga da ordem de 30 a 40 %, para solos reforçados com apenas uma camada de geossintético. Esses autores concluíram que a e ciência do reforço está relacionada à distância entre o reforço e a fundação, uma vez que a partir de certa profundidade, a in uência do reforço passa a ser desprezível.
A publicação Recomendações para Reforço com Geossintéticos – EBGEO (DGGT, 1997) apresenta uma metodologia de dimensionamento para reforço de fundação com geossintéticos, e está resumida no item 4.6.3.
Dimensionamento de reforço de fundações
Conforme a EBGEO (DGGT, 1997), as fundações reforçadas com geossintéticos têm a configuração apresentada na Figura 94.
A EBGEO (DGGT, 1997) recomenda que sejam efetuadas as seguintes veri cações de estados-limite:
Estabilidade externa
Essa verificação é realizada pelo método convencional, tomando-se como superfície de apoio a base da camada de solo reforçado.
Estabilidade interna
Essa verificação inclui a ruptura da camada de reforço.
A norma alemã DIN V 4017-100 apresenta um roteiro de cálculo para a capacidade de carga de uma fundação reforçada com geossintético. As recomendações
EBGEO apresentam uma forma de acrescentar a parcela resistente à capacidade de carga da fundação, devido à inclusão do reforço geossintético.
O princípio do método de cálculo é o do equilíbrio de cunhas, bastante simpli cado e mostrado na Figura 94. O acréscimo de carga proporcionado pela inclusão das camadas de geossintéticos é dado por:
A capacidade de carga nal da sapata será:
A força de arrancamento atuante em cada uma das camadas de geossintético é calculada por:
O espaçamento entre as camadas de geossintético deve obedecer às relações:
A largura total dos reforços geossintéticos deve obedecer a relação:
A profundidade total da camada reforçada, tp, é calculada como:
Essa sequência de cálculo deve ser utilizada em conjunto com a norma alemã DIN V 4017-100 para o cálculo da capacidade de carga de fundações apoiadas em camadas de solo reforçado, sobrepostas a camadas de baixa capacidade de suporte. Por essa razão, sua aplicação não é recomendada em projetos gerais de fundação direta, devendo ser utilizada somente nos casos muito especí cos e bem de nidos.
Para dimensionamento de fundação com reforço geossintético, Vertematti, 2004 recomendam o seguinte roteiro:
a) Capacidade de carga
Utilizar o método do equilíbrio-limite considerando os reforços, quanto à sua resistência à tração e rigidez, e sua resistência ao arrancamento.
b) Recalques
Utilizar métodos de cálculo convencionais, como, por exemplo, a Teoria da Elasticidade.
Como as camadas de solo reforçado de fundações diretas são pouco espessas em relação ao solo mole sotoposto, as veri cações de recalques podem se restringir à camada inferior de solo mole, devendo-se somente avaliar a distribuição de tensões no topo da camada de solo mole.
Fonte: Geoacademy – https://geoacademy.com.br/