Análise probabilística das fundações em estacas mistas de obra predial: um estudo de caso

Abstract

Dentre as diversas soluções para fundações de empreendimentos prediais de grande porte, certamente a estaca mista (pré-moldada de concreto e perfil metálico) é uma solução diferenciada e pouco usual. Este conceito desponta no mercado geotécnico brasileiro como uma alternativa a outras soluções mais comuns, como estacas raiz e metálica. Este trabalho estuda uma obra predial de grande porte locada em Barueri-SP (região metropolitana de São Paulo), com o projeto de fundações em estacas mistas, à luz da teoria da confiabilidade. Foi utilizado o método de confiabilidade de primeira ordem denominado FORM (First Order Reliability Method) como base para os cálculos estatísticos. As parcelas da carga estrutural foram utilizadas como variáveis aleatórias de solicitação ao mesmo tempo que os resultados de ensaios de campo (SPT e ensaios dinâmicos) foram empregados como variáveis aleatórias de resistência. O estudo foi realizado em etapas sendo que, na fase de projeto, analisou-se o estaqueamento utilizando dois dos métodos semiempíricos de previsão de capacidade de carga mais utilizados no Brasil. Na fase de obra, reavaliou-se o estaqueamento utilizando dados de ensaios dinâmicos, diagramas de cravação e empregando o erro de modelo multiplicativo reinserindo-o nos métodos semiempíricos. Notou-se que a utilização de uma análise complementar via teoria da confiabilidade permite buscar pontos críticos no estaqueamento que não foram detectados em uma análise convencional. Os índices de confiabilidade foram satisfatórios utilizando os limites propostos. Por fim, este estudo procura contribuir no sentido de incorporar as análises probabilísticas, no meio geotécnico brasileiro, como forma complementar à verificação da segurança de um estaqueamento.

Among the various solutions for large-scale building foundations, the mixed pile (precast in concrete with steel bottom) is certainly an unlike and unusual concept. This solution is emerging in the Brazilian geotechnical market as an alternative to other more common solutions, such as root and metal piles. This master’s thesis studies a construction site located in Barueri-SP (metropolitan region of São Paulo), with foundations design in mix piles via reliability theory. The First Order Reliability Method (FORM) was used as the basis for the statistical calculations. Structural load parts were used as stress random variables while field test results (SPT test and dynamic loading tests) were used as resistance random variables. The study was carried out in stages and, in the design phase, the foundations was analyzed using the two semi-empirical methods most used in Brazil of bearing capacity prediction. During the construction phase, the foundation was reassessed using data from dynamic tests, driving diagrams and using the multiplicative model error, reinserting it into the semi-empirical methods. It was noted that the use of a complementary analysis via reliability theory allows searching for critical points that were not detected in a conventional analysis. The reliability indexes were satisfactory using the limits proposed. Finally, this dissertation aims to help the incorporation of probabilistic analyzes, in the Brazilian geotechnical environment, as a complementary way to verify the safety of foundations.