A vibrosubstituição, também conhecida como colunas de brita, é uma técnica para melhorar e reforçar o terreno sobre o qual uma construção deverá ter lugar. Em termos simples, esta técnica incorpora brita ao solo através de um processo de compactação. Como resultado, a qualidade do solo é significativamente melhorada através do aumento da sua capacidade de suporte de carga. Além disso, em alguns casos, elimina frequentemente a necessidade de fundações profundas.

Utilizações típicas das colunas de brita.

Um dos problemas comuns que os edifícios apresentam é o assentamento de fundações, ou seja, a deformação vertical do solo quando lhe é aplicada uma carga. As colunas de brita podem ser utilizada para reduzir esse problema, pois quando aplicadas correctamente, elas proporcionam ao solo a força necessária para suportar adequadamente a construção final.

Além disso, a vibrosubstituição permite a redução do tamanho das sapatas, aumentando a capacidade de sustentação do solo. Isso permite que a pressão média entre a fundação e o solo não cause nenhum dano à construção por excesso de assentamento do solo.

Ela também aumenta significativamente a resistência ao escorregamento do solo. Como resultado, o risco de liquefacção devido à actividade sísmica é minimizado.

Como a vibrosubstituição é levada a cabo.

Deve-se notar que a vibrosubstituição evoluiu de uma técnica de vibrocompactação, pelo que inicialmente foi utilizada a mesma maquinaria para ambas as técnicas. Tendo em conta a necessidade de fornecer material granular em solos com características coesivas, foi acrescentado brita a partir da superfície. Contudo, houve um problema com esta técnica, uma vez que não foi fácil remover a água e a humidade acumuladas como resultado do processo. Portanto, o chamado «método seco» foi desenvolvido e provou ser mais eficaz.

Actualmente, o procedimento utilizado para aplicar as colunas de brita é a entrega do material sólido por meio de uma pá carregadora. Para o conseguir, é colocado num funil localizado na extremidade superior do mastro do mecanismo. A partir daí, é introduzido no tubo vibratório através da câmara de descarga. A fim de evitar a extracção desnecessária de material do solo, é utilizada apenas a técnica de vibração radial. Para assegurar o melhor resultado, a brita é introduzida no espaço livre e o vibrador compacta-o através do empurrão passivo do solo.

Para além da técnica acima descrita, existe uma variação no procedimento que envolve o bombeamento de pilares de betão por meio de um vibrador. Neste caso, as colunas de brita  são injectadas, enquanto o agregado é misturado com uma argamassa à base de cimento. Cada uma tem aplicações específicas, alcançando melhores resultados em cada caso.

Tal como com outras técnicas de construção e fundações, o desenho de colunas de brita baseia-se numa série de factores. Estas incluem sobrecargas, assentamento permitido e as características naturais do solo em questão. Portanto, não existe uma medida única para a profundidade a que o cascalho será introduzido ou para a quantidade de material necessário. Para determinar isto, é necessário realizar um estudo do solo, tendo em conta o tipo de construção a ser feita.

Quais são as vantagens das colunas de brita?

Há várias vantagens em utilizar colunas de brita na fundação. Em primeiro lugar, a vibrosubstituição elimina a necessidade de estacas ou sistemas de fundações profundas. De facto, ao contrário das estacas, a profundidade das colunas de brita não depende da área do substrato firme. Na realidade, é suficiente que se atinja a profundidade necessária para que os assentos forneçam o apoio necessário para a construção final. 

Isto deve-se principalmente ao facto de as colunas de brita melhorarem as características do solo, aumentando a sua capacidade de suporte. Como resultado, a sua capacidade de carga sem deformação é aumentada. A principal razão para a melhoria é que o solo irá produzir a dissipação do stress.

Para além de dissipar as cargas de construção transmitidas, as colunas de brita aumentam a resistência ao cisalhamento dos solos. Além disso, como a brita é o único material introduzido no solo, a drenagem deste é significativamente melhorada, impedindo a acumulação de humidade.

Por outro lado, em áreas de actividade sísmica constante, reduz a possibilidade de liquefacção no solo. De facto, a versatilidade desta técnica permite a sua utilização em diferentes tipos de terrenos, satisfazendo ao mesmo tempo os requisitos de fundação de várias construções.

Além disso, uma vez que não requer fundações muito profundas, as colunas de brita são uma solução económica. Ao mesmo tempo, reduz o tempo total de construção, uma vez que as obras estruturais podem ser realizadas imediatamente após a conclusão do processo de vibrosubstituição.