As Fundações da Maior Torre do Mundo
Em 4 de Janeiro de 2010, o Burj Khalifa abria suas portas para turistas, empresários e mesmo moradores vindo de todo o mundo. A torre de 828 metros de altura superava em mais 300 metros a Taipei 101, sua predecessora no posto de edifício mais alto do mundo. Uma obra de Engenharia magnífica tanto no ponto de vista estrutural quanto geotécnico, e o texto de hoje trata da interface entre essas duas áreas, as fundações.
Localizada no Emirado de Dubai em meio ao deserto do Golfo Persa, na placa tectônica chamada de Arábica, a torre conta com uma fundação de proporções dantescas e uma geologia interessantíssima, típica de costas e desertos. Apresenta uma topografia bastante suave, porém seu substrato é uma mescla de materiais marinhos depositados ao longo das diversas mudanças de nível do mar que ocorreram através do tempo geológico. Nele, encontra-se solos com presença de carbonato, evaporitos e solos transportados eólicos (as famosas dunas de areia). Ainda que Dubai esteja separada do encontro das placas próximo ao Irã, o sítio foi considerado como uma área de atividade sísmica, devido à proximidade com as mesmas. Aliás, a partir do centésimo vigésimo quarto andar (!!!) do Burj Khalifa é possível ver o Irã!
Para a execução das fundações que suportariam cargas de 500.000 TONELADAS quando vazio, o projeto deveria ser, no mínimo, uma obra de arte (e Engenharia) por si só. Ao fazerem as sondagens para examinar o que seria o substrato da obra, encontraram um solo altamente fraco, areias fofas, arenitos, calcarenitos, presença de gipsita nas rochas, siltitos calcários, calcário, conglomerados, siltitos e até mesmo uma camada de argilito num ensaio que chegou a 91 metros de profundidade com solos e rochas de baixíssima resistência. Além do SPT, fizeram outro ensaios com piezômetros, ensaios geofísicos como tomografia do substrato com ondas "p" e "s", avaliação de contaminação e mesmo ensaios de laboratório como teor de umidade, limites de Atterberg, ensaio triaxial, cisalhamento direto entre outros. Tendo esses valores em mãos, eles usaram o Software ABAQUS e realizaram modelos e análises. Ao fim desse processo, desenvolveu-se a geometria da fundação.
A geometria consistia em uma forma de Y com cargas que variavam da ordem de 13 a 35 MN. Sim, MEGANEWTONS! Para suportar essa magnitude de esforços, a fundação contava com um estilo de Radier Estaqueados, com estacas tanto grauteadas (imagem abaixo) quanto não.
A "Laje" que compõe esse Radier tem nada menos que 3,7 metros de espessura que são distribuídos em 194 estacas de 1,5 metros de diâmetro com extensão de até 47,45 metros abaixo do Radier. A forma em Y não só garante uma estética e funcionalidade como também melhora a eficiência da estrutura.
Pelos estudos realizados, a capacidade de carga da fundação se daria muito provavelmente pelo atrito lateral do solo e dos pilares de concreto, já que a resistência de ponta seria baixa devido a baixa resistência das rochas que compõe o substrato.
A torre assentada em solo fraco e de cargas dignas de uma megalomaníaco acabou tendo uma fundação tão robusta que o recalque esperado estava numa faixa de 4,5 a 6,2 cm. Esses valores estavam dentro da gama aceitável devido o tamanho do empreendimento. A construção, os projetos e todo o conhecimento em engenharia no Burj Khalifa são impressionantes devido às suas dimensões, o solo da região, as cargas aplicadas... No entanto, o lugar é para poucos. O preço do metro quadrado pode chegar a bagatela de 43.000 dólares!
Referências: