Estudo da resistência ao cisalhamento na interface solo-grampo com o uso de calda aditivada e calda convencional

Abstract

O solo grampeado é uma técnica de estabilização de maciços terrosos que promove o reforço do solo in situ com a introdução do grampo, elemento passivo composto de barra de aço circundada por calda de cimento endurecida. Esta técnica proporciona ao maciço ganho de resistência à tração e aumento da resistência ao cisalhamento, através da mobilização da resistência ao cisalhamento na interface solo-grampo (qs). Um problema recorrente do solo grampeado, que reduz a resistência qs e aumenta o deslocamento do maciço reforçado, é a presença de vazios ao longo da superfície do grampo, causados pela retração da calda e por falhas nos processos executivos de perfuração e injeção da bainha. Nesta pesquisa é apresentado um estudo comparativo sobre o emprego de caldas de cimento, com (calda aditivada) e sem aditivos plastificante e expansor (calda convencional), para a injeção somente da bainha, visando o aumento da resistência qs do grampo, através da supressão da retração da calda. Com o objetivo de melhorias nos processos de perfuração e enchimento das bainhas, além de auxílio na execução dos ensaios de arrancamento, foram desenvolvidos peças e equipamentos para este trabalho, que se mostraram muito úteis para as finalidades projetadas. Foram executados treze grampos com injeção de bainha, sendo seis injetados com calda aditivada e seis com calda convencional, além de um grampo teste, os quais foram curados por um período de 45 dias, antes da realização dos ensaios de arrancamento. As cargas de ruptura foram definidas com base em dois critérios clássicos de ruptura: carga de pico e recalque limite. Foram realizados dois estudos comparativos: o primeiro com amostragem de doze grampos e o segundo com a exclusão de duas amostras. No primeiro estudo, pelo critério da carga de pico foi obtido um incremento de 17,6% na resistência qs com o uso da calda aditivada e pelo critério do recalque limite de 12,9%. No segundo estudo, o aumento foi de 25,1% pelo critério da carga de pico e de 15,9% pelo critério do recalque limite. Os grampos executados com a calda aditivada apresentaram um incremento médio de 17,9% na resistência qs em relação àqueles executados com a calda convencional. Palavras-chave: Solo grampeado. Retração. Calda aditivada. Resistência qs.Soil nailing is a technique used to stabilize soil masses by in-situ soil reinforcement through the insertion of nails, passive elements made of steel bars surrounded by hardened cement grout. This technique improves the soil mass’s tensile and shear strength through the mobilization of the shear strength of the soil-nail interface (qs). A common problem of soil nailing, which reduces the q s resistance and increases the displacement of the reinforced soil mass, is the presence of voids along the nail surface caused by the shrinkage of the grout and failures in the execution of the processes of drilling and sheath injection. This research shows a comparative study on the use of cement grouts, with (grout with additives) and without plasticizer and expander additives (conventional grout) for the injection of the sheath only, aiming to increase the nail qs resistance by suppressing the grout retraction. Parts and equipment were developed for this work, which proved to be very useful for their projected purposes, to improve the processes of drilling and sheath filling, as well as assisting the execution of pullout tests. Thirteen nails with sheath injection were inserted, six injected with grout with additives and six with conventional grout, along with one nail for a test. The grout hardened for 45 days before the pullout tests were carried out. The rupture loads were defined based on two classic rupture criteria: peak load and limit settlement. Two comparative studies were carried out: the first one with a sample of twelve nails and the second one with the exclusion of two samples. In the first study, by the peak load criterion, an increase of 17.6% in the qs resistance was obtained with the use of the grout with additives and by the criterion of the limit settlement of 12.9%. In the second study, the increase was 25.1% for the peak load criterion and 15.9% for the limit settlement criterion. Nails executed with the grout with additives showed an average increase of 17.9% in the qs resistance than the ones made with the conventional grout. Keywords: Nailed soil. Retraction. Cement paste with additives. qs resistance.