Estudo da interação solo-estaca sujeito a carregamento horizontal em ambientes submersos

Este trabalho tem por objetivo fazer um estudo da interação solo-estaca em ambientes submersos. Para as análises foram utilizadas as seguintes condições: dois tipos de estacas, concreto e mista (tubo metálico preenchido com concreto); quatro condições para o solo (arenoso, coesivo e dois solos estratificados); dois casos de carregamento (caso I com cargas vertical, horizontal e momento e caso II somente carga horizontal e momento). Os modelos de cálculo foram gerados no programa SAP2000, sendo a estaca modelada como elemento de barra e solo representado por molas linearmente elásticas espaçadas a cada metro, baseado no modelo de Winkler. Os coeficientes de mola (Ki) foram calculados por três métodos, Terzaghi, Bowles e com equações que correlacionam às propriedades elásticas do solo. Para o solo arenoso, o método escolhido para a aplicação nos modelos de cálculo foi o de Bowles, e para o solo coesivo a equação proposta por Vesic, que correlaciona os valores de Ki com as propriedades elásticas do solo. Os resultados dos modelos de cálculo do SAP2000 mostraram que: as estacas utilizadas nas análises apresentaram o comportamento de estacas flexíveis, no qual tem os seus deslocamentos ocasionados devidos a flexão; a região que mostra o comportamento relevante da estaca, para o solo arenoso e coesivo, está de acordo com as conclusões indicadas pelos pesquisadores Matlock & Reese (1960) e Davisson & Gill (1963); a atuação da carga vertical não exerce influência nos resultados referentes ao comportamento horizontal da estaca; a estaca mista, em função da maior rigidez a flexão (EI), transfere uma tensão menor para o solo que a estaca de concreto. Os resultados dos modelos de cálculo do SAP2000, para os máximos deslocamentos horizontais e momentos fletores, ficaram muito próximos do valores obtidos com o método de Navdocks DM-7 para o solo arenoso. Já para solo coesivo os resultados ficaram próximos dos valores obtidos pelo método clássico da equação diferencial.This work aims to make a study of the soil-pile interaction in submerged environments. For the analysis we used the following conditions: two types of piles, concrete pile and composite pile (steel pipe filled with concrete), four conditions for the soil (sandy, cohesive and two stratified soil), two load cases (case I with vertical and horizontal loads and moment, case II with horizontal load and moment). The calculation models were generated in the software SAP2000. The pile was modeled as a bar element and the soil represented by linearly elastic springs spaced each meter, based on the model of Winkler. The spring coefficients (Ki) were calculated by three methods, Terzaghi, Bowles and equations that correlates to the elastic properties of the soil. For the sandy soil, the method chosen for applying the model calculations was the Bowles, and for the cohesive soil the equation proposed by Vesic, which correlates with Ki values of the elastic properties of the soil. The results of the model calculations (SAP2000) show that: the piles used in the analysis presented flexible behavior, which have their displacements caused due to bending, the region that shows the relevant behavior of the piles for the sandy and cohesive soil agrees with the conclusions stated by researchers Matlock & Reese (1960) and Davisson & Gill (1963), the performance of vertical load does not influence the results concerning the horizontal behavior of the pile; the composite pile, due to the higher stiffness bending (EI), transfers a lower stress to the soil than a concrete pile. The model calculations results of SAP2000 to the maximum horizontal displacement and bending moments were very close to the values obtained with the method of Navdocks DM-7 to the sandy soil. However, the results for the cohesive soil were close to the values obtained by the classical method of the differential equation