Fundações

1. INTRODUÇÃO

O estudo de fundações possibilita a percepção de que não há uma regra definida e de que, na verdade, existem mais exceções do que regras. É necessário realizar um novo estudo para cada caso devido às peculiaridades de cada solo, contudo, quando se trata de fundações em grandes metrópoles, é possível estabelecer um padrão. Devido à grande quantidade de construções, existe uma base de conhecimento dos estudos e, também, da experiência dos técnicos.

A eficácia de um projeto bem elaborado e a qualidade dos métodos executivos estão relacionados aos ensaios, que garantem a qualidade e a integridade das estacas e visam estabelecer um padrão de comportamento da estrutura como um todo. Há três tipos de ensaios: ensaio de carga estática, carga dinâmica e PIT (Pile Intregrity Test). Esses testes são essenciais para estacas moldadas “in loco”, onde a mais utilizada é a hélice continua, devido ao baixo ruído e vibrações.

Similar à hélice contínua, há a estaca Ômega. Embora o custo seja maior, sua execução é feita de maneira semelhante, com a diferença que a terra não é removida, mas compactada, o que promove melhoramento do solo. Esta é mais utilizada para fundações de grande porte, com exigência de grandes solicitações de cargas. Outros tipos de estacas moldadas “in loco” são: as escavadas, estações e estacas barrete; todas requerem realização de ensaios para controle da execução.

Os ensaios de carga dinâmica e estática são estabelecidos pela NBR 12131:2005 e NBR 6122 - Projeto e Execução de Fundações. O PIT não possui normatização no Brasil, pois segue procedimentos básicos e normas internacionais; entretanto, isso não implica que seja algo desnecessário e muito menos que os dados fornecidos não sejam importantes.

 

2. OBJETIVO

Mesmo possuindo três ensaios padrões, não podemos subjetivar e escolher apenas um deles para ser realizado em cada projeto. O ensaio de carga estática é menos viável devido ao processo ter um custo elevado e ainda ser excessivamente demorado. Apesar de ser menos usual, o ensaio de carga estática é o mais preciso e se aproxima mais dos efeitos a que as estacas serão submetidas. Exatamente por esses e outros motivos, tenho por objetivo demonstrar análises e exemplos do processo de ensaio destinado a esse modelo e aos outros dois existentes.

3. ENSAIO DE CARGAS ESTÁTICAS

Esta técnica é a mais tradicional de ensaio para determinação da capacidade de cargas em estacas. A prova de carga estática é solicitada por um (ou mais) macaco hidráulico, onde é empregado um sistema de reação estável, por isso é comum a instalação de vigas metálicas instaladas no terreno.

3.1.1. MACACO HIDRÁULICO

Figura 1 – Instalação do macaco hidráulico

A estaca de prova, o macaco hidráulico e o sistema de reações são projetados e instalados de maneira que a carga atue na direção desejada, dando então a importância de assegurar que o carregamento desejado seja alcançado. As cargas aplicadas geralmente são transmitidas através de macaco hidráulico-bomba-manômetro. Os manômetros com leitura máxima 80MPa, possuem escalas de leituras máximas de 1 Mpa, já os com menor leitura a escala de leitura máxima limita-se a 0,5Mpa.

3.1.2. MANÔMETROS

Figuras 2 e 3 – Instalação de manômetros

O ensaio mais comum tem aplicação de carregamentos de compressão na estaca, de maneira crescente na ordem de 20% da carga de trabalho e anotando os respectivos deslocamentos, os resultados finais determinarão também a plasticidade do solo.

O ensaio de cargas estáticas, embora seja o mais preciso na maioria das situações, se torna inviável devido ao custo (R$ 15 mil – por estaca), a montagem dos equipamentos e ensaio podem demorar até uma semana.

Figura 4 – Sistema de carga automatizada

3.1.3. EXEMPLO DE ENSAIO DE CARGA ESTÁTICA

PROVA DE CARGA À COMPRESSÃO - QUADRO RESUMO

PORTO PECÉM - São Gonçalo do Amarante - Ceará

ESTACA TESTE Øe= 0,80m Øi= 0,50m

PERIODO: DE 09 A 10/OUTUBRO/97

HORA CARGA DEFORMACÃO MÉDIA (mm)

INICIAL FINAL (tf) % C Trab INICIAL FINAL

07:28 07:28 0 0 0 0

07:30 08:30 52 20 0,16 0,49

08:31 09:01 104 40 0,99 1,05

09:02 09:32 156 60 1,68 1,76

09:33 10:03 208 80 2,59 2,69

10:04 10:34 260 100 3,32 3,53

10:35 11:05 312 120 4,43 4,76

11:06 11:36 364 140 5,9 6,16

11:37 12:07 416 160 7,09 7,6

12:08 12:38 468 180 8,53 9,29

12:40 07:40 520 200 10,2 11,81

07:50 08:05 416 160 11,4 11,4

08:06 08:21 312 120 10,02 9,99

08:22 08:37 208 80 8,49 8,44

08:38 08:51 104 40 6,45 6,27

08:52 09:52 0 0 4,48 3,66

 

4. ENSAIO DE CARGAS DINÂMICAS

O ensaio de carregamento dinâmico (PDA), inicialmente desenvolvido para estaca pré-moldadas, sendo utilizado para estacas moldadas “in loco”, sendo 1/3 do custo (para cinco ou 6 estacas), em relação à estaca de prova de carga estática. Nesse caso aplica-se uma carga dinâmica através de tipo de bate estaca numk prolongamento de estaca acima do solo, possibilitando colocar no fuste da estaca dois tipos de sensores: acelerômetros e transdutores de deformação. Conectam esses sensores a um equipamento eletrônico que coleta as ondas e, por meio da Teoria de Equação de Ondas, os dados são interpretados, onde é possível verificar a capacidade de carga mobilizada, integridade e resistência da