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Geral

Qual a capacidade de carga das Helicas - 1

09 Setembro 2023

Verifique como se determina a capacidade de carga das Helicas utilizando os parâmetros geotécnicos

Saber a resistência e capacidade de carga das nossas Helicas, quando aplicadas no solo, é algo essencial que a nossa equipa técnica realizada diariamente. A capacidade pode ser limitada por parâmetros geotécnicos ou por parâmetros estruturais. Neste artigo iremos apenas abordar a capacidade geotécnica a cargas verticais das Helicas modelo P.

As Helicas podem ter uma ou mais hélices. No caso onde apenas existe uma hélice, a resistência do elemento é dada pela resistência de ponta conferida pela hélice. Esta resistência de ponta, considerando apenas os parâmetros geotécnicos, é determinada utilizando a coesão do solo, a tensão máxima admissível do mesmo, a sua massa e o seu angulo de atrito interno. Para além da resistência de ponta, nos casos onde apenas existe uma hélice existe também uma contribuição do atrito do tubo com o terreno. Assim pode-se obter a capacidade vertical das Helicas utilizando uma expressão do tipo:

Pu = q x Na + α x H x (π x d)

              Onde a primeira parte da expressão representa a resistência de ponta da hélice e a segunda parte o atrito gerado entre o tubo e o solo.

Nos casos onde temos mais de uma hélice ao longo de uma Helica, o cálculo da capacidade tem algumas diferenças. Quando as hélices se encontram muito afastadas uma da outra, o método de resistência de ponta pode ser utilizado, somando a resistência de ponta conferida por cada uma das hélices ao longo do elemento. Nos casos onde as hélices se encontram próximas uma das outras, o método da resistência de ponta pode não ser o mais indicado. A rotura pode ser dada pela criação de uma superfície em delimitada pelo contorno exterior das hélices, reduzido a capacidade do elemento comparando com o método do somatório das resistências de ponta das hélices.

 

                                                                    Helica Capacidade de Carga

Imagem obtida no estudo Numerical study of single helical piles and helical pile groups under compressive loading in cohesive and cohesionless soils

Assim, no caso onde se utilizam mais que uma hélice, de forma a aumentar a capacidade do elemento, o melhor é sempre aproximar o mais possível os valores obtidos pelo método do somatório da resistência de ponta de cada hélice e o método da rotura cilíndrica em pelo contorno das hélices. Para se conseguir, uma das coisas muito importante é sabermos o afastamento entre hélices mínimo a utilizar onde ocorre uma mudança do modo de rotura. Apesar deste afastamento depender de vários fatores, como são a dimensão das hélices, densidade do solo, capacidade do solo, existência de água no solo e profundidade, pode-se utilizar como regra de pré-dimensionamento o valor de 2 a 3 vezes o diâmetro da hélice.

Poder-se-ia também pensar que a área da ponta do tubo poderia ser considerada como área resistente na capacidade de ponta. Os tubos das nossas Helicas modelo P são abertos na sua ponta e o que acontece durante a instalação é que o solo entra no tubo até uma determinada altura máxima que depende do tipo de solo. O solo no interior do tubo atinge um elevado grau de compactação e como tal, a existência do mesmo dentro do tubo contribui positivamente para a resistência vertical do elemento. Como a determinação do aumento de capacidade conferido por esse solo no interior do tubo não é de fácil contabilização, de uma forma simplificada e conservativa pode-se desprezar a sua contribuição na capacidade do elemento.

                                                                  Helical Piles

Durante a instalação das Helicas, a rotação do tubo no solo faz com que o solo em contacto com o tubo se torne mais solto e pode levar mesmo á criação de um buraco vertical com um diâmetro um pouco maior que o tubo. Isto também acontece devido aos elementos de acoplamento que apresentam um diâmetro maior que o tubo e geram uma perda de coesão desse solo. Como consequência, o atrito do solo com o tubo da Helica pode ser desprezado de forma conservativa, apesar de se saber que este tem alguma contribuição na capacidade do elemento.

Os ensaios de carga que a Helica realiza continuam a dar informação útil para melhorar os métodos de cálculo e justificar a formulação.

Necessita de mais informação, não hesitem em contatar a Helica.

 

 

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