As Inclusões Rígidas ou Colunas de Rigidez Controlada (CSC) são uma técnica de melhoramento e reforço de solos baseada na formação de colunas com elevada resistência e elevado módulo de elasticidade em relação ao solo natural.

O objetivo fundamental da técnica é permitir a fundação de todos os tipos de estruturas em solos moles, aumentando assim a capacidade de suporte do solo e reduzindo o assentamento sob as fundações.

Esta técnica pode ser implementada em todos os tipos de solos, incluindo aterros heterogéneos, solos orgânicos, turfa, argila, areia, etc.

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Usos frequentes

Fundação de estruturas, edifícios e armazéns
Lajes e pavimentos
Barragens e diques
Tanques e silos
Aterros

Processo

O procedimento de execução envolve a perfuração por deslocamento lateral do solo, sem extração de material até à profundidade de projeto. O betão ou argamassa é então injetado a baixa pressão através da parte inferior das ferramentas, utilizando equipamento de bombagem, sendo a ferramenta simultaneamente extraída a uma velocidade constante.

O resultado é uma série de colunas com uma rigidez largamente superior à do solo existente.

Uma camada ou colchão de material compactado deve ser colocado sobre as colunas de rigidez controlada CSC para facilitar a transferência de cargas da estrutura para o solo melhorado. Desta forma, é criado um efeito de arco dentro desta camada de transferência de carga, permitindo a concentração de carga nas colunas, deixando um nível reduzido de carga no solo entre elas.

No caso das cargas verticais, o princípio de funcionamento consiste na redistribuição das cargas de fundação entre as colunas e o solo natural. Assim, a maior parte das cargas concentra-se nas cabeças das colunas, deixando o solo natural com um nível de cargas reduzido, embora capaz de produzir atrito negativo no topo das colunas. Assim, nas camadas de solo reforçadas com colunas de CSC, produz-se um efeito "sandwich", provocado pelo equilíbrio entre o atrito negativo na parte superior e a combinação de atrito positivo e/ou resistência da ponta na parte inferior das colunas.

Em alguns casos específicos, em que é necessário um reforço significativo do solo e/ou são consideradas forças horizontais significativas nas colunas, são necessárias barras de aço de reforço para o dimensionamento de pilares com rigidez controlada.

A distribuição da carga dependerá de diversos fatores, como a rigidez da fundação e do solo, a espessura da camada de transferência de carga e o espaçamento entre colunas e a sua rigidez.

Vantagens

Melhorar a capacidade de suporte do solo e reduzir a sua deformabilidade
São alcançados rendimentos elevados, reduzindo assim os tempos de execução.
Redução dos custos das estruturas exigidas por outros métodos tradicionais de fundação profunda
Utilização desta técnica em qualquer tipo de solo compressível, mesmo com um elevado teor de matéria orgânica.
Não são produzidas vibrações, sendo por isso uma técnica adequada quando existem estruturas adjacentes
A escavação e a substituição de solo de baixa qualidade são evitadas, reduzindo significativamente a produção de resíduos em comparação com outras técnicas.
Todo o comprimento das colunas de rigidez controlada é construído no local numa única secção, sem necessidade de juntas.

Garantia de qualidade

Os elementos " inclusão rígida" são inspecionados antes, durante e após a instalação para garantir a conveniente qualidade da solução. Uma grande variedade de testes pode ser realizada, incluindo:

  • Testes de campo para verificar os parâmetros de produção das colunas
  • Gravação e registo digital de parâmetros de execução
  • Ensaios de integridade de colunas, ensaios de carga, ensaios de resistência à compressão de materiais e verificação dos diâmetros das colunas
  • O tipo e a frequência dos ensaios variam consoante o tamanho do projeto e o contexto geotécnico.