Projeto geotécnico de cortinas de estacas justapostas em solo residual de gnaisse

Abstract

A ocupação crescente de áreas com restrições geotécnicas tem ampliado a necessidade de soluções de contenção capazes de garantir a estabilidade de escavações e limitar deformações no entorno. Nesse contexto, apresenta-se neste trabalho a avaliação do comportamento tensão-deformação de uma cortina de estacas justapostas em solo residual de gnaisse, considerando a influência da estruturação do solo e do uso de tirantes. O estudo foi desenvolvido a partir de um empreendimento localizado em São Bento do Sul, Santa Catarina, no qual foram realizadas a caracterização geológica, geomorfológica e geotécnica da área, ensaios laboratoriais em amostras indeformadas e remoldadas, o dimensionamento preliminar da contenção e a modelagem numérica bidimensional por meio do Método dos Elementos Finitos, utilizando o software RS2. As análises foram conduzidas em cenários com e sem tirantes, empregando parâmetros obtidos em amostras indeformadas e remoldadas, totalizando quatro condições de análise, de modo a comparar o desempenho da contenção sob diferentes condições de resistência e rigidez do maciço. Os resultados indicaram que a estruturação natural do solo residual exerce influência significativa no comportamento da contenção, proporcionando menores deslocamentos e respostas mais favoráveis quando comparada à condição remoldada. Observou-se, ainda, que a utilização de tirantes contribuiu para reduzir as deformações da estrutura e melhorar o controle dos deslocamentos do terreno adjacente, evidenciando a relevância desse recurso no desenvolvimento do projeto. Entre as condições analisadas, a cortina atirantada com parâmetros obtidos em amostras indeformadas apresentou o desempenho mais satisfatório, demonstrando a importância da adequada caracterização geotécnica e da consideração da estrutura natural do solo no projeto de contenções em solos residuais.

The increasing occupation of areas with geotechnical constraints has intensified the need for retaining structures capable of ensuring excavation stability and limiting ground deformations. In this context, this study evaluates the stress–strain behavior of a contiguous pile wall constructed in gneiss residual soil, considering the influence of soil structure and the use of ground anchors. The study was based on a construction project located in São Bento do Sul, Santa Catarina, Brazil, and involved the geological, geomorphological, and geotechnical characterization of the site, laboratory triaxial tests on undisturbed and remolded soil samples, preliminary design of the retaining structure, and two-dimensional numerical modeling using the Finite Element Method with the RS2 software. The analyses were performed for anchored and unanchored retaining systems, employing parameters obtained from both undisturbed and remolded samples, resulting in four analysis scenarios to compare the structural performance under different soil strength and stiffness conditions. The results showed that the natural structure of the residual soil significantly influences the behavior of the retaining system, leading to smaller displacements and improved performance compared with the remolded condition. Furthermore, the use of ground anchors reduced structural deformations and improved the control of ground movements, highlighting their importance in the design of retaining structures. Among the analyzed scenarios, the anchored pile wall modeled with parameters obtained from undisturbed samples presented the most satisfactory performance, demonstrating the importance of proper geotechnical characterization and consideration of the natural soil structure in the design of retaining systems in residual soils.