Modelagem Numérica de Estacas Escavadas Submetidas a Carregamento Vertical: Campo Experimental de Araquari

Abstract

As estacas escavadas de grande diâmetro são cada vez mais utilizadas em fundações de pontes, viadutos e edifícios altos. Para a sua execução, fluidos estabilizantes são empregados para preservar a integridade das paredes de escavação, influenciando o desempenho das estacas. Isso demanda um estudo abrangente através de análises de campo, laboratório e modelagem numérica para compreender melhor essa influência. Este trabalho investiga o comportamento de estacas escavadas em solos arenosos, utilizando o software Abaqus de elementos finitos. Dados de investigação geotécnica e ensaios de prova de carga do Campo Experimental de Araquari foram empregados na calibração do modelo numérico. Simplificações apropriadas foram adotadas para facilitar a análise sem comprometer a representatividade das condições reais. Foram realizadas 16 análises no Abaqus, simulando provas de carga em estacas de quatro diâmetros e quatro comprimentos diferentes. O critério de plastificação de Mohr-Coloumb foi utilizado para modelar o comportamento granular do solo, enquanto um modelo elástico linear representou o comportamento da estaca devido à sua rigidez em comparação ao solo. Com base nos resultados da análise numérica, este trabalho comparou as cargas totais, de ponta e de atrito lateral obtidas pelo modelo com aquelas estimadas por métodos semiempíricos e medidas nas provas de carga. Foram propostas três equações normalizadas para estimar essas cargas e sua variação com o deslocamento da estaca, apresentadas na forma de curvas carga versus deslocamento. Além disso, foram analisados os efeitos da geometria e do deslocamento da estaca nos coeficientes de interface solo-estaca β, Ks e μ, sendo suas faixas de variação discutidas. Conclui-se que a metodologia adotada neste trabalho foi apropriada e os resultados das análises foram satisfatórios, contribuindo para o entendimento do comportamento das estacas escavadas.