Reforço de fundações com micro-estacas : ligação aço-calda-betão

Palavras-chave: Micro-estacas,Fundações

A reabilitação do património edificado é atualmente o segmento prioritário no sector da construção e um dos maiores desafios da engenharia civil. Neste contexto, as intervenções em edifícios e pontes de betão armado exigem frequentemente o reforço das suas fundações. Uma das soluções mais utilizadas consiste na aplicação de micro-estacas. Um dos aspetos mais importantes quando se recorre a esta solução de reforço é a sua ligação à estrutura existente. Uma das soluções correntemente utilizadas consiste na amarração direta da micro-estaca, através da selagem desta com calda de cimento não retrátil num furo previamente executado na fundação. Nestas situações, o mecanismo de transferência de carga depende da tensão de aderência mobilizada nas interfaces aço / calda e calda / betão. Sendo os atuais regulamentos de estruturas de betão omissos em relação a este tipo de ligação, o seu dimensionamento é baseado exclusivamente no conhecimento empírico e em regras de boa prática. Acresce que os trabalhos de investigação realizados nesta área são praticamente inexistentes. O único relevante no contexto do presente estudo o desenvolvido por Gómez et al. (2005), sobre ligações de micro-estacas solicitadas à compressão, essencialmente de tubos lisos, seladas em blocos de betão armado. Os principais objetivos desta tese são: (i) quantificar a influência de diversos parâmetros na aderência das interfaces aço / calda / betão de micro-estacas seladas, de tubos lisos e texturados, solicitadas à compressão e à tração; e (ii) apresentar uma proposta para o dimensionamento e a pormenorização deste tipo de ligações. Para atingir os objetivos propostos foi realizado um trabalho experimental dividido em três fases, complementado inicialmente com um estudo sobre a calda de selagem a utilizar. Na primeira fase e segunda fase foram realizados ensaios à compressão com micro-estacas de tubos lisos seladas em tubos de PVC, em tubos aço e em blocos de betão armado com o objetivo de quantificar a influência na tensão de aderência na interface aço / calda dos seguintes parâmetros: (i) diâmetro do furo; (ii) comprimento de selagem; e (iii) confinamento passivo. De igual modo, na segunda fase, investigou-se o comportamento de ligações com micro-estacas de tubos texturados com anéis metálicos, seladas em blocos de betão armado e solicitadas à compressão, com o objetivo de quantificar a influência na tensão de rotura da aderência nas interfaces aço / calda / betão dos seguintes parâmetros: (i) diâmetro do furo; (ii) comprimento de selagem; (iii) rugosidade da superfície do furo; e (iv) confinamento lateral (ativo) com varões pré-esforçados. Na terceira fase, foram realizados ensaios de tração com micro-estacas de tubos lisos e texturados, seladas em blocos de betão, com o objetivo definido para a segunda fase. Concluiu-se que para micro-estacas de tubos lisos os parâmetros que mais condicionam a aderência nas interfaces referidas são o diâmetro do furo, o confinamento passivo e a resistência da calda e do betão. De igual modo, concluiu-se que para micro-estacas de tubos texturados a capacidade da ligação é muito superior à obtida com micro-estacas de tubos lisos. Neste último caso, os parâmetros fundamentais que afetam a aderência são a rugosidade da superfície do furo, o diâmetro do furo, o comprimento de selagem, o confinamento ativo e passivo, e a resistência da calda e do betão. Com base nos resultados obtidos e na análise dos modos de rotura obtidos é proposta uma expressão de dimensionamento para ligações seladas com micro-estacas de tubos lisos e uma metodologia de dimensionamento de ligações com micro-estacas com tubos texturados com anéis metálicos soldados.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias