A execução de Colunas de Brita ou Vibrosubstituição é uma técnica de processamento e reforço do solo, baseada na vibração profunda; É utilizada tanto na engenharia civil como na construção. Esta técnica baseia-se no deslocamento lateral do solo e na incorporação e compactação de material britado contra o solo.
É uma técnica desenvolvida originalmente pelo fundador da nossa empresa, Johann Keller, e tem larga utilização em inúmeros tipos de projetos.
Usos frequentes
Processo
As colunas de brita ou vibrosubstituição surgiram no final da década de 50 como uma evolução da técnica de vibrocompactação, sem adição de material britado. Assim, a necessidade de fornecer material granular aos solos coesivos levou à adoção dos mesmos equipamentos e procedimentos de execução da vibrocompactação, incluindo grua, vibrador com injeção de água e descarga de brita à superfície. Este procedimento inicial foi denominado vibrosubstituição por via húmida (wet method).
Dadas as desvantagens do processo húmido, principalmente devido à utilização significativa de água e à remoção onerosa do lodo resultante, a técnica evoluiu para o chamado processo seco (bottom feed)
O procedimento de execução pelo método seco e alimentação pelo fundo (bottom feed) consiste em, utilizando uma pá carregadora, colocar a brita numa tremonha que sobe pelo mastro guia até à câmara de descarga pressurizada situada na extremidade superior do conjunto tubo-vibrador. O vibrador é então introduzido no solo por vibração radial e ativação vertical, movimentando o solo lateralmente e sem extrair qualquer material. Uma vez atingida a profundidade de projeto, o vibrador é movimentado em ciclos ascendentes e descendentes entre os 50 e os 100 cm, de modo a que a brita introduzida pela extremidade inferior do vibrador garanta a continuidade das colunas. A brita ocupa assim o espaço livre e o vibrador compacta-a vertical e lateralmente até que o impulso passivo do solo seja mobilizado.
É uma técnica alternativa às técnicas tradicionais de fundações profundas, cuja execução não se baseia na transmissão das tensões a um substrato competente, mas sim na substituição do solo existente por um elemento mais resistente, melhorando todos os parâmetros intrínsecos do solo (ângulo de atrito, coesão, módulo de deformação, densidade, etc.) até se obter um solo equivalente melhorado, com parâmetros suficientes para suportar esta estrutura através de uma fundação direta ou garantir a estabilidade da obra a executar.
A melhoria do terreno ocorre pela formação de colunas de brita, logo o resultado é um solo melhorado, produzindo uma dissipação de tensões e por isso o terreno tenderá a ter assentamentos desprezáveis. A profundidade do tratamento do solo não dependerá da localização do estrato de solo competente, mas sim se este atingirá a profundidade suficiente para garantir que os assentamentos resultantes tendam a ser insignificantes. Esta é a vantagem técnica e económica fundamental desta técnica em comparação com outras técnicas tradicionais.
O dimensionamento das colunas de brita é estabelecido tendo em conta as características do solo, as cargas actuantes e os assentamentos admissíveis.
As variações do produto incluem colunas de betão, onde o betão é bombeado para o solo através do vibrador, e colunas de brita injetada, onde o agregado britado é misturado, aquando da execução das colunas, com calda de cimento.
A KELLER desenvolve, fabrica e utiliza nestes trabalhos equipamentos de última geração.
Vantagens
Garantia de qualidade
O equipamento de aplicação de vibradores em profundidade que utilizamos é concebido, desenvolvido e fabricado pela KELLER para ser utilizado pelas empresas do Grupo KELLER.
O equipamento de vibração está equipado com um sistema de aquisição e registo de dados. Os dados do sistema, como a intensidade de corrente eléctrica empregue, o índice de compressão e os valores-alvo específicos do projeto, são registados e apresentados em tempo real no monitor da cabine. Esta monitorização permite ao operador corrigir quaisquer desvios em tempo real durante o processo de execução dos trabalhos dentro das especificações do projeto.
Podem também ser combinados com ensaios externos a realizar no local, tais como penetrómetros estáticos ou medidores de pressão hidroestática, ou ainda penetrómetros dinâmicos realizados no eixo das colunas ou, quando apropriado, ensaios de carga à escala real.
Da mesma forma, existem muitas referências à auscultação de estruturas para verificar o comportamento real em relação a possíveis variações do nível freático (utilizando piezómetros), assentamentos (utilizando extensómetros) e tensões (células de pressão).