Dimensionamento de estacas como elemento de fundação para torre de linha de transmissão: uma adaptação do método de Grenoble para solos estratificados

Abstract

No presente trabalho, foram abordados os aspectos característicos relativos aos empreendimentos de linhas de transmissão, pois o dimensionamento geotécnico e estrutural dos elementos de fundação para sustentação das torres costuma ocorrer de forma distinta de projetos usuais. Para maior agilidade na etapa construtiva dos empreendimentos, é adotada a tipificação de solos e projetos de soluções tipo, comumente empregadas nessa área, tais como sapatas, estacas, tubulões, grelhas e blocos atirantados em rocha, para fixação tanto de pés de torres autoportantes quanto de mastro central e estais de torres estaiadas. Foi realizado um estudo quanto aos diferentes métodos de dimensionamento geotécnico de fundações submetidas à tração vertical, com um enfoque especial ao método de Grenoble aplicado em perfis de solos estratificados. Foi proposta uma adaptação do método a partir da utilização de uma planilha eletrônica para automatizar os cálculos, considerando que a inclinação da superfície de ruptura seja determinada a cada metro de profundidade, obtida através das correlações de estimativa de parâmetros geotécnicos do solo a partir dos resultados da pesquisa SPT. Foi elaborada uma hipótese de cálculo fechada, a partir da definição de uma torre, de um local de implantação fictício e de uma solução de fundação do tipo estaca de concreto armado. Os esforços solicitantes nas fundações da torre autoportante modelo A60F são provenientes de um projeto real de uma linha de transmissão, e o local de implantação apresenta um laudo SPT de perfil de solo estratificado. Foi realizado o dimensionamento geotécnico à compressão através do método de Aoki-Velloso e foi elaborado o dimensionamento estrutural da estaca de concreto armado, realizando as verificações quanto ao ELU para compressão, ELU para tração e ELS-W para tração. O resultado do dimensionamento indicou que, tanto no dimensionamento geotécnico quanto no dimensionamento estrutural, a profundidade de assentamento da ponta da estaca e a disposição de armaduras longitudinais é regida majoritariamente pelo cálculo de capacidade de carga à tração e pela verificação de abertura de fissuras do elemento tracionado.

In the present work, the characteristic aspects related to the transmission line undertakings were approached, since the geotechnical and structural dimensioning of the foundation elements to support the towers usually occurs in a different way from the usual projects. For greater agility in the construction stage, soil typification and type solution projects are commonly used in this area, such as footings, piles, tubules, grids and blocks thrown in rock, for fixing both feet of self-supporting towers as well as central mast and cable-stayed towers. A study was carried out on the different methods of geotechnical design of foundations subjected to vertical traction, with a special focus on the Grenoble method applied to stratified soil profiles. An adaptation of the method was proposed based on the use of an electronic spreadsheet to automate the calculations, considering that the inclination of the rupture surface is determined at each meter of depth, obtained through the established correlations of estimation of geotechnical parameters of the soil from the results. of the SPT report. A closed calculation hypothesis was elaborated, based on the definition of a tower, a fictitious implantation site and a reinforced concrete pile as a foundation solution. The soliciting efforts on the foundations of the self-supporting tower model A60F come from a real design of a transmission line, and the implantation site presents an SPT report of stratified soil profile. The geotechnical design for compression was carried out using the Aoki-Velloso. The structural dimensioning of the reinforced concrete pile was elaborated, carrying out the checks for the ULS for compression, ULS for traction and SLS for traction. The result of the design indicated that, both in geotechnical design and structural design, the depth of settlement of the pile tip and the arrangement of longitudinal reinforcement bars are governed mainly by calculating the tensile load-bearing capacity and by checking the crack opening of the pulled element.