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RAFAEL LEITE GONALVES

ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE ESTACAS

APILOADAS EM SOLO COLAPSVEL DA REGIO DE LONDRINA/PR

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Londrina 2006


ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE ESTACAS APILOADAS EM SOLO COLAPSVEL DA REGIO DE

LONDRINA/PR

Dissertao apresentada ao Curso de Ps-Graduao em Engenharia de Edificaes e Saneamento da Universidade Estadual de Londrina, como requisito parcial obteno do ttulo de Mestre.

Orientadora: Prof. Dr. Miriam Gonalves Miguel.

Londrina 2006


ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE ESTACAS APILOADAS EM SOLO COLAPSVEL DA REGIO DE

LONDRINA/PR

Dissertao apresentada ao Curso de Ps-Graduao em Engenharia de Edificaes e Saneamento da Universidade Estadual de Londrina, como requisito parcial obteno do ttulo de Mestre.

COMISSO EXAMINADORA

_______________________________

Prof.a Dr.a Miriam Gonalves Miguel Universidade Estadual de Campinas

_______________________________ Prof. Dr. Antonio Belincanta

Universidade Estadual de Maring

_______________________________ Prof. Dr. Cludio Vidrih Ferreira

Universidade Estadual Paulista Unesp Bauru

Londrina, __ de ___________ de 2006

Dedico este trabalho

aos meus pais, Sandra e Joel, pelo amor, compreenso,

estmulo e patrocnio;

minha irm Carolina, pela ajuda e carinho;

minha namorada Monique, pelo amor e incentivo;

aos meus parentes e amigos pelo grande apoio.

AGRADECIMENTOS

Prof. Dr. Miriam Gonalves Miguel, pela orientao competente demonstrada ao

longo do trabalho, pela confiana em mim depositada, pelo estmulo e compreenso

nas horas mais difceis.

Ao Centro de Tecnologia e Urbanismo (CTU) da UEL, pela infra-estrutura e

laboratrios disponveis para a realizao de ensaios.

prefeitura do Campus Universitrio, pelo fornecimento dos materiais e funcionrios

para execuo dos ensaios.

Universidade Estadual de Maring (UEM) e Universidade de So Paulo/ Campus

So Carlos, pelo emprstimo de diversos equipamentos utilizados para a realizao

das provas de carga para este trabalho.

s empresas patrocinadoras do projeto: BASESTAC Engenharia de Fundaes e

Estaqueamento Ltda, Cia de Cimento ITAMB, Construtora CONSTRUBLOCK Ltda,

Ferro e Ao BERTIN Ltda, Pedreira URBALON Ltda, Protendidos DYWIDAG, pelo

apoio financeiro e incentivo s pesquisas.

Coordenao de Aperfeioamento de Pessoal de Nvel Superior (CAPES) e ao

Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientfico e Tecnolgico (CNPq), pelo

auxlio financeiro dispensado a essa pesquisa.

A todos, professores, funcionrios, alunos e amigos que colaboraram para a

realizao deste trabalho.

GONALVES, Rafael Leite. Estudo do comportamento de estacas apiloadas em solo colapsvel da regio de Londrina/Pr. 2006. Dissertao (Mestrado em Engenharia de Edificaes e Saneamento) Universidade Estadual de Londrina

RESUMO

O solo superficial da regio de Londrina/PR se caracteriza por uma argila siltosa, de consistncia mole mdia, latertica e colapsvel. Os solos colapsveis caracterizam-se por apresentarem, quando em sua umidade natural, estrutura com partculas ligadas por vnculos atribudos suco e s substncias cimentantes. Esta estrutura porosa e instvel confere ao solo uma resistncia adicional que pode ser quebrada por agentes externos, em geral, a gua. Quando inundados e submetidos a um carregamento, os solos colapsveis sofrem um movimento relativo entre as partculas, gerando reduo do seu volume, o que pode levar a runa um elemento de fundao. Em obras de pequeno e mdio porte da regio, comum a execuo de fundaes por estacas de pequeno dimetro e relativamente curtas, de modo que ficam sujeitas influncia da colapsibilidade do solo. Atentando para esse fato, foram executadas doze estacas apiloadas de dimetro 20cm, sendo seis de 3m de comprimento e seis de 6m de comprimento, no Campo Experimental de Engenharia Geotcnica (CEEG) da UEL, com o intuito de se avaliar seus comportamentos quanto capacidade de carga. Na execuo das estacas apiloadas, a abertura do furo foi realizada com a queda livre de um pilo, porm, em considerao s prticas locais de execuo, a concretagem do furo foi feita de duas formas distintas: a) com o lanamento de um lastro de brita na base do furo (denominado de p de brita) com posterior apiloamento e, aps, o lanamento de concreto auto-adensvel e b) com o lanamento em camadas de concreto seco com apiloamento, aps cada lanamento, formando uma base alargada e bulbos ao longo do fuste. Neste trabalho, foram estudadas seis estacas de cada tipo, visando ao comportamento das mesmas atravs de provas de carga esttica compresso, do tipo mista, em duas condies: para solo no saturado, com determinaes de suco matricial a cada metro de profundidade, e para solo umedecido por inundao superficial por 48 horas. As medidas de suco matricial foram obtidas em curvas de reteno de gua (teor de umidade versus suco) determinadas para o solo superficial do CEEG, com posse dos teores de umidade do solo, durante as provas de carga. Com as curvas carga versus recalque foi possvel determinar os valores de capacidade de carga para as duas variantes de estacas apiloadas, nas duas condies de umidade do solo, permitindo avaliar as diferenas de comportamento quanto ao tipo de execuo e quanto suco matricial. Palavras-chave: Estacas apiloadas; provas de carga; solos colapsveis

GONALVES, Rafael Leite. Study of the behavior of pounded piles in collapsible soil of the area of Londrina/Pr. 2006. Dissertation (Master Degree in Construction and Sanitation Engineering) Londrina State University.

ABSTRACT

The superficial soil of the region of Londrina/PR is characterized by soft to average consistency, lateritic and collapsible clay. The collapsible soil is characterized by presenting, when in its natural humidity, structures with particles attached by ties attributed to suction. This porous and unstable structure grants to the soil an additional resistance that can be broken by external agents, generally water. When submitted to a load after flooding, collapsible soils suffer a relative movement among its particles, causing a reduction of volume that can ruin a foundation element. In small and medium sized constructions in the region, it is common to execute foundations with small diameter and relatively short stakes, which are subjected to the influence of the collapsibility of the soil of this region. Considering this, twelve 20cm diameter pounded piles, six of which were 3m and six, 6m long, were executed in the Experimental Field of Geotechnical Engineering of UEL, with the intent of evaluating their behavior with relation to load capacity. In the execution of the pounded piles, the opening of the hole was accomplished by a free fall pile driver; though, in consideration to the local execution practices, concreting of the hole was realized in two different ways: a) with fluid concrete and b) with the release in layers of dry concrete. In this paper, six stakes of each type were studied, analysing their behavior through mixed type tests of static load by compression under two soil conditions: non saturated soil, with suction measurements for each meter of depth, and soil superficially flooded for 48 hours. The matrix suction values were obtained in curves of water retention (humidity versus suction percentage), determined for CEEGs superficial soil, drawing on its known soil humidity values, during the load tests. With the load versus regression curves it was possible to determine the values of load capacity for the two variants of pounded piles under the two soil conditions, enabling the evaluation of the differences of behavior with relation to the execution type and to suction. Key-words: pounded piles; vertical loading tests; collapsible soil.

SUMRIO

1 INTRODUO................................................................................................... 19

2 OBJETIVOS....................................................................................................... 22

2.1 Objetivo geral................................................................................................... 22

2.2 Objetivos especficos....................................................................................... 22

3 REVISO BIBLIOGRFICA............................................................................... 24

3.1 Solos laterticos............................................................................................... 24

3.2 Solos colapsveis............................................................................................. 27

3.3 Influncia da suco matricial no comportamento de fundaes ................... 34

3.4 Definio de fundaes profundas.................................................................. 36

3.4.1 Fundao profunda....................................................................................... 36

3.4.2 Estacas......................................................................................................... 37

3.4.3 Estacas Strauss............................................................................................ 37

3.4.4 Estacas apiloadas......................................................................................... 38

3.5 Capacidade de carga....................................................................................... 39

3.5.1 Capacidade de carga do ponto de vista geotcnico..................................... 40

3.6 Definio de recalque...................................................................................... 43

3.7 Carga admissvel, recalque admissvel e fatores de segurana em

fundaes........................................................................................ 44

3.8 Estimativa de capacidade de carga de fundaes.......................................... 45

3.8.1 Mtodo semi-emprico de Dcourt & Quaresma (1978)............................... 46

3.8.2 Mtodo semi-emprico de Aoki & Veloso (1975).......................................... 49

3.9 Critrios de extrapolao das curvas carga versus recalque.......................... 54

3.9.1 Mtodo de Van der Veen (1953)................................................................... 55

3.9.2 Mtodo de Rigirez de Dcourt (1998)........................................................... 56

3.9.3 Mtodo de Brierley Modificado (MBM).......................................................... 58

3.10 Estacas apiloadas em solos colapsveis........................................................ 60

3.10.1 Estacas apiloadas em solo colapsvel da cidade de Pederneiras/SP....... 60

3.10.2 Estacas apiloadas em solo colapsvel de Ilha Solteira/SP......................... 61

3.10.3 Estacas apiloadas em solo colapsvel Bauru/SP........................................ 62

3.11 Influncia do reensaio no resultado de provas de carga em estacas............ 64

4 CAMPO EXPERIMENTAL DE ENGENHARIA GEOTCNICA (CEEG)

DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA (UEL)................................... 67

4.1 Perfil geolgico geotcnico do solo de Londrina/PR.................................... 67

4.2 Caractersticas geolgicas geotcnicas do campo experimental de

engenharia geotcnica (CEEG) da UEL.......................................... 69

4.2.1 Ensaios de campo........................................................................................ 70

4.2.1.1 SPT-T......................................................................................................... 70

4.2.1.2 Fundaes de pequeno porte em Londrina/Pr.......................................... 71

4.2.1.2.1 Estacas escavadas com trado manual (Brocas)..................................... 71

2.2.1.2.2 Estacas apiloadas................................................................................... 75

4.2.2 Ensaios de laboratrio.................................................................................. 84

5 MATERIAIS E MTODOS.................................................................................. 88

5.1 Objeto de estudo............................................................................................. 88

5.2 Estimativa da capacidade de carga das estacas atravs do mtodo de

Dcourt & Quaresma (1978)............................................................ 90

5.2.1 Estimativa da capacidade de carga das estacas apiloadas de 3 m de

comprimento (ACL3 e ACA3) de 6 m de comprimento (ACL6 e

ACA6)............................................................................................... 91

5.2.2 Dimensionamento das estacas Strauss (estacas de reao)....................... 93

5.3 Locao das estacas....................................................................................... 94

5.4 Execuo das estacas..................................................................................... 95

5.4.1Estacas apiloadas de dimetro 20 cm, comprimento 3,0 m e 6,0 m com

lanamento do concreto (ACL3 e ACL6).......................................... 95

5.4.2 Estacas apiloadas de dimetro 20 cm, comprimento 3,0 m e 6,0 m com

apiloamento do concreto (ACA3 e ACA6)........................................ 97

5.4.3 Estacas Strauss de dimetro 32 cm, comprimento 12,0 m (estacas de

reao)............................................................................................. 99

5.4.4 Blocos de coroamento.................................................................................102

5.4.5 Cavas de infiltrao.....................................................................................103

5.5 Execuo das provas de carga.......................................................................103

5.5.1 Materiais e equipamentos utilizados............................................................104

5.5.2 Montagem dos equipamentos......................................................................106

5.5.3 Execuo do ensaio.....................................................................................113

5.6 Determinao do teor de umidade e estimativa da suco matricial..............115

5.7 Determinao da reduo da capacidade de carga com a diminuio da

suco matricial e da recuperao da capacidade de carga com o

aumento da suco matricial...........................................................115

5.8 Determinao das tenses no solo aps os ensaios......................................117

6 APRESENTAO E ANLISE DOS RESULTADOS........................................119

6.1 Curvas carga versus recalque........................................................................119

6.2 Capacidade de carga, carga de colapso, resistncia de ponta e

resistncia lateral............................................................................123

6.3 Influncia dos reensaios.................................................................................133

6.4 Influncia da suco matricial no comportamento das estacas.....................143

6.5 Comparativo do comportamento entre as estacas apiloadas e

estacas brocas................................................................................155

6.6 Resultados de tenso do solo e dimenses das estacas aps os

ensaios............................................................................................157

7 CONSIDERAES FINAIS...............................................................................162

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS.....................................................................164

ANEXOS...............................................................................................................167

LISTA DE FIGURAS

Figura 3.1 Distribuio das coberturas laterticas no Brasil Melfi, 1997......... 26

Figura 3.2 Macro-estrutura formada por pontes de argila; por Capilaridade;

por cimentaes de argila ou xidos de ferro ou alumnio.

(Lopes, 2001).................................................................................. 29

Figura 3.3 Estrutura de solo colapsvel carregado sem inundao (a) e

com inundao (b), (Gutierrez et al, 2003).................................... 31

Figura 3.4 Ocorrncia de solos colapsveis no Brasil Cintra, 1998................ 32

Figura 3.5 Carga de ruptura segundo Van der Veen (1953)............................. 55

Figura 3.6 Grfico Rigidez - Fundaes que no apresentam ruptura fsica -

Campos, 2005................................................................................. 58

Figura 3.7 Grfico Rigidez - Fundaes que apresentam ruptura fsica -

Campos, 2005...................................................................................58

Figura 3.8 Mtodo do MBM para estimativa da resistncia lateral (Rl)

Campos, 2005...................................................................................59

Figura 3.9 Curvas carga versus recalque para recarregamento Massad,

1992..................................................................................................65

Figura 4.1 Curvas carga versus recalque das estacas apiloadas com

lanamento do concreto, de comprimento L = 3 m, na condio

de solo no saturado Campos, 2005.............................................77


lanamento do concreto, de comprimento L = 6 m, na condio



apiloamento do concreto, de comprimento L = 3 m, na condio



apiloamento do concreto, de comprimento L = 6 m, na condio


Figura 4.5 Curvas caractersticas de suco do solo do CEEG Padilha

(2004)................................................................................................87

Figura 5.1 Disposio das estacas apiloadas e Strauss no CEEG.....................95

Figura 5.2 Abertura do furo das estacas apiloadas (ACL e ACA) com o

auxilio do pilo..................................................................................97

Figura 5.3 Concretagem das estacas apiloadas ACAs.......................................99

Figura 5.4 Colocao das armaduras e concretagem das estacas de

reao.............................................................................................102

Figura 5.5 Vista geral da montagem das provas de carga................................109

Figura 5.6 Montagem do sistema de reao (reao 1 esquerda e

sistema de atirantamento da reao 2 direita).............................109

Figura 5.7 Detalhe da montagem do macaco e da clula de carga..................110

Figura 5.8 Esquema das provas de carga.........................................................112

Figura 5.9 Locao dos poos de inspeo......................................................117

Figura 5.10 Abertura de poo de inspeo tangenciando a estaca apiloada

ACL6(1)...........................................................................................118


lanamento do concreto, de comprimento L = 3 m, na

condio de solo umedecido por inundao superficial..................120


lanamento do concreto, de comprimento L = 6 m, na



apiloamento do concreto, de comprimento L = 3 m, na



apiloamento do concreto, de comprimento L = 6 m, na


Figura 6.5 Grfico de rigidez da estaca ACL3(1) Campos, 2005...................124

Figura 6.6 Grfico de rigidez da estaca ACL6(2) Campos, 2005...................125

Figura 6.7 Grfico de rigidez da estaca ACA3(1) Campos, 2005...................125

Figura 6.8 Grfico de rigidez da estaca ACA6(2) Campos, 2005...................126

Figura 6.9 Grfico MBM das estacas apiloadas com lanamento do concreto

e comprimento L = 3 m (ACL3) na condio de solo no

saturado Campos, 2005...............................................................127

Figura 6.10 Grfico MBM das estacas apiloadas com lanamento do

concreto e comprimento L = 6 m (ACL6) na condio de solo

no saturado Campos, 2005........................................................127

Figura 6.11 Grfico MBM das estacas apiloadas com apiloamento do

concreto e comprimento L = 3 m (ACA3) na condio de solo


Figura 6.12 Grfico MBM das estacas apiloadas com apiloamento do

concreto e comprimento L = 6 m (ACA6) na condio de solo


Figura 6.13 Grfico MBM das estacas apiloadas com lanamento do concreto e

comprimento L = 6 m (ACL6) na condio de solo umedecido.......129

Figura 6.14 Grfico MBM das estacas apiloadas com lanamento doconcreto e

comprimento L = 6 m (ACL6) na condio de solo umedecido.......129

Figura 6.15 Grfico MBM das estacas apiloadas com apiloamento do concreto e

comprimento L = 3 m (ACA3) na condio de solo umedecido......130

Figura 6.16 Grfico MBM das estacas apiloadas com apiloamento do concreto e

comprimento L = 6 m (ACA6) na condio de solo umedecido......130

Figura 6.17 Curvas carga versus recalque da estaca apiloada com

lanamento do concreto, de comprimento L = 3 m (ACL3(2))

para o ensaio e os reensaios..........................................................134


apiloamento do concreto, de comprimento L = 3 m (ACA3(2))



apiloamento do concreto, de comprimento L = 6 m (ACA6(1))


Figura 6.20 Grfico de rigidez da estaca ACL3(2)-Reensaio (3), para solo

no saturado...................................................................................137

Figura 6.21 Grfico de rigidez da estaca ACA3(3) Reensaio (3) , para solo

no saturado...................................................................................137

Figura 6.22 Grfico de rigidez da estaca ACA6(1) Reensaio (3) , para solo

no saturado...................................................................................138

Figura 6.23 Grfico MBM da estaca ACL3(2) Reensaio 2 Solo

umedecido.......................................................................................139

Figura 6.24 Grfico MBM da estaca ACA3(2) Reensaio 2 Solo

umedecido.......................................................................................139

Figura 6.25 Grfico MBM da estaca ACA6(1) Reensaio 2 Solo

umedecido.......................................................................................140

Figura 6.26 Grfico MBM da estaca ACL3(2) Reensaio 3 Solo no

saturado..........................................................................................140

Figura 6.27 Grfico MBM da estaca ACA3(2) Reensaio 3 Solo no

saturado..........................................................................................141

Figura 6.28 Grfico MBM da estaca ACA6(1) Reensaio 3 Solo no

saturado..........................................................................................141


lanamento do concreto, de comprimento L = 3 m, (ACL3(1))

na condio de solo no saturado e umedecido por inundao

superficial........................................................................................144




superficial........................................................................................144




superficial........................................................................................145




superficial........................................................................................145


apiloamento do concreto, de comprimento L = 3 m, (ACA3(1))


superficial........................................................................................146




superficial........................................................................................146




superficial........................................................................................147


apiloamento do concreto, de comprimento L = 6 m, (ACA6(3)) na

condio de solo no saturado e umedecido por inundao

superficial........................................................................................147

Figura 6.37 Relao entre suco matricial e capacidade de carga das estaca

ACLs3..............................................................................................150


ACAs3.............................................................................................150


ACLs6..............................................................................................151


ACAs6.............................................................................................151

Figura 6.41 Falha de concretagem da estaca ACA6(3).....................................160

Figura 6.42 Ponta da estaca ACL e da estaca ACA..........................................161

LISTA DE TABELAS

Tabela 3.1 Valores do coeficiente em funo do tipo de estaca e do

solo....................................................................................................47

Tabela 3.2 Valores do coeficiente em funo do tipo de estaca e do

solo....................................................................................................47

Tabela 3.3 Fator caracterstico do solo C............................................................48

Tabela 3.4 Coeficiente de transformao F1 e F2 (Aoki & Velloso, 1975) .........51

Tabela 3.5 Coeficientes K e (Aoki & Velloso 1975)..........................................52

Tabela 3.6 Cargas mximas e recalques (Morais & Segantini, 2002).................62

Tabela 3.7 Cargas de ruptura a partir de interpretaes das provas de carga e

de estimativas de mtodos semi-empricos Ferreira et al. 2000....64

Tabela 4.1 Capacidade de carga, carga de colapso e reduo da capacidade

de carga das estacas brocas Miguel & Belincanta, 2004...............74

Tabela 4.2 Estimativa de capacidade de carga (Pu), resistncia lateral (Rl),

resistncia de ponta (Rp) e carga adimissvel (Padm) Campos,

2005..................................................................................................76

Tabela 4.3 Capacidade de carga (Pu) das estacas apiloadas com lanamento

do concreto de comprimento 3 m (ACL3) e Comprimento 6 m

(ACL6) Campos, 2005....................................................................80

Tabela 4.4 Capacidade de carga (Pu) das estacas apiloadas com

apiloamento do concreto de comprimento 3 m (ACA3) e

Comprimento 6 m (ACA6) Campos, 2005......................................81

Tabela 4.5 Resistncia lateral (Rl) e de ponta (Rp) das estacas apiloadas com

lanamento do concreto de comprimento 3 m (ACL3) e

Comprimento 6 m (ACL6) Campos, 2005......................................82

Tabela 4.6 Resistncia lateral (Rl) e de ponta (Rp) das estacas apiloadas com

apiloamento do concreto de comprimento 3 m (ACA3) e

Comprimento 6 m (ACA6) Campos, 2005.....................................83

Tabela 4.7 Valores caractersticos do substrato do CEEG obtidos atravs de

ensaios de campo e laboratrio Miguel et al (2002).....................85

Tabela 5.1 Identificao dos ensaios, condies de solo e intervalo de

tempo em que foram realizados........................................................90

Tabela 5.2 Identificao das estacas apiloadas executadas no CEEG

UEL...................................................................................................90

Tabela 5.3 Valores estimados de capacidade de carga (Pu), resistncia lateral

(Rl), resistncia de ponta (Rp) e Carga admissvel (Padm).................93

Tabela 6.1 Carga de colapso (Pc), Resistncia lateral (Rl) e de ponta (Rp) das

estacas apiloadas com lanamento do concreto de comprimento

3 m (ACL3) e Comprimento 6 m (ACL6) para solo umedecido.......131

Tabela 6.2 Carga de colapso (Pc), Resistncia lateral (Rl) e de ponta (Rp) das

estacas apiloadas com apiloamento do concreto de comprimento

3 m (ACA3) e Comprimento 6 m (ACA6) para solo umedecido......132

Tabela 6.3 Carga de colapso, resistncia lateral e resistncia de ponta das

estacas apiloadas de comprimento L= 3 m e L=6 m, na condio de

solo umedecido (reensaio 2)...........................................................142

Tabela 6.4 Capacidade de carga, resistncia lateral e resistncia de ponta das

estacas apiloadas de comprimento L= 3 m e L=6 m, na condio

de solo no saturado(reensaio 3)....................................................142

Tabela 6.5 Teores de umidade de campo e suco correspondente para as

estacas apiloadas com lanamento do concreto de comprimento

L = 3 m (ACL3) e L = 6 m (ACL6) e estacas apiloadas com

apiloamento do concreto de comprimento L = 3 m (ACA3) e

L = 6 m (ACA6)................................................................................149

Tabela 6.6 Perda da capacidade de carga das estacas apiloadas com

lanamento do concreto de comprimento L = 3 m (ACL3) e

L = 6 m (ACL6)................................................................................152


apiloamento do concreto de comprimento L = 3 m (ACA3) e

L = 6 m (ACA6)................................................................................153


lanamento do concreto de comprimento L = 3 m (ACL3) e

L = 6 m (ACL6)................................................................................154

Tabela 6.9 Capacidade de carga (Pu), Carga de colapso (Pc) e perda da

capacidade de carga das estacas brocas e estacas apiloadas

com lanamento do concreto (ACL) e com apiloamento do

concreto (ACA)................................................................................156

Tabela 6.10 Tenses do solo ao longo da profundidade das estacas apiloadas

de comprimento L = 3 m..................................................................158

Tabela 6.11 Tenses do solo ao longo da profundidade das estacas apiloadas

de comprimento L = 6 m..................................................................158

19

1. INTRODUO

Londrina, localizada na regio norte do estado do Paran,

possui populao de, aproximadamente, 490 mil habitantes, sendo um

importante plo de desenvolvimento regional. Sua principal fonte de renda est

ligada aos agro-negcios, porm a indstria da construo civil vem ganhando

fora nas ltimas dcadas.

Dentro da construo civil, as obras de pequeno e mdio porte

tm se destacado, constitudas por, principalmente, edificaes uni-familiares e

edificaes de interesse social (conjuntos habitacionais). Devido s suas

pequenas solicitaes, esses tipos de obras, comumente, dispem como

elementos de fundaes estacas curtas do tipo escavadas com trado manual

(estacas brocas manuais). Apesar da extrema importncia para a solidez da

obra, as fundaes dessas edificaes no tm recebido o devido estudo para

sua execuo, esta sendo baseada no empirismo e, principalmente, na

experincia acumulada dos profissionais regionais.

So comuns na regio casos de aparecimento de trincas em

edificaes, em geral de pequeno e mdio porte, aps inundao do solo que

d apoio s suas fundaes. Essa inundao, no geral, decorrente de

rompimento de dutos de gua de abastecimento ou de redes coletoras de

esgoto ou mesmo de um nvel elevado de precipitao pluviomtrica.

Atentando para esse fato, o meio tcnico passou a se

preocupar com o comportamento das fundaes na regio de Londrina,

necessitando de um estudo mais rigoroso dos solos locais.

20

No ano de 1998, implantou-se no campus da Universidade

Estadual de Londrina (UEL) o Campo Experimental de Engenharia Geotcnica

(CEEG) Prof. Saburo Morimoto e, desde ento, comeou-se a desenvolver

pesquisas sobre o solo da regio de Londrina e as estacas assentes nesse

solo.

Pesquisas de investigao do subsolo, atravs de diversas

sondagens (SPT-T, CPT, DMT, DPL, DPSH, e abertura de poos de inspeo),

e ensaios de laboratrio com amostras deformadas e indeformadas coletadas

das campanhas de sondagem indicaram que a camada superficial de solo do

CEEG (at 12 m de profundidade) constituda por argila siltosa, porosa, de

consistncia mole a mdia, com teor de umidade entre 30 % e 45 % (TEIXEIRA

et al., 2003). Ensaios realizados em laboratrio por Lopes et al. (2000) apontam

que as argilas do solo superficial do CEEG apresentam comportamento de

argilas laterticas.

Os estudos de comportamento de estacas de diferentes

mtodos executivos tambm tm sido realizados no CEEG, atravs de anlise

das curvas carga versus recalque, obtidas de resultados de provas de carga

executadas nas estacas. Dentre as estacas j estudadas no CEEG, merecem

destaque as estacas brocas manuais, que so as mais comuns para

edificaes de pequeno e mdio porte na regio de Londrina/PR, devido a sua

facilidade de execuo e baixo custo.

Porm, as provas de carga executadas nessas estacas para a

condio de solo inundado revelaram dados expressivos de reduo da

capacidade de carga (48,8% e 35,6%) em comparao capacidade de carga

21

de estacas preenchidas por concreto, de dimetro 25 cm e comprimento 3 m e

6 m, respectivamente (MIGUEL & BELINCANTA, 2004).

Devido a esses resultados obtidos para as estacas brocas

manuais, outro tipo de fundao, tambm de uso comum em obras de pequeno

porte, tem sido analisado. A estaca apiloada foi escolhida como objeto de

estudo, visto que sua utilizao em obras de pequeno e mdio porte acontece

em larga escala na regio.

Para tal estudo foram utilizadas estacas apiloadas de dimetros

20 cm e comprimentos de 3 m e 6 m, as quais foram submetidas a ensaios de

provas de carga estticas para duas condies de solo: o no saturado e o

umedecido por inundao superficial.

Na estaca apiloada, o processo executivo, que, atravs da

queda de um pilo, abre o furo deslocando o solo lateralmente e para baixo,

proporciona uma diminuio dos vazios do solo nas imediaes da estaca, o

que, acredita-se, ocasiona melhorias nas condies de susceptibilidade do

elemento de fundao ao colapso, alm de proporcionar uma melhor

resistncia de ponta da estaca que na estaca broca manual, praticamente

inexiste.

Por fim, acredita-se que a estaca apiloada mostre-se como

alternativa tcnica vivel para edificaes de pequeno e mdio porte em

Londrina/PR, merecendo maiores investigaes sobre seu comportamento

para solos laterticos e colapsveis da regio.

22

2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

Neste trabalho pretende-se obter informaes a respeito do

comportamento de estacas apiloadas com confeco de p de brita na ponta

e preenchidas por concreto auto-adensvel e de estacas apiloadas

preenchidas por concreto apiloado sem a confeco do p de brita, com

comprimento de 3m e 6m e dimetro de 20cm, executadas em solo argilo-

siltoso, poroso, de consistncia mole a mdia, latertico e colapsvel, tpico da

regio de Londrina/PR, nas condies do solo no saturado, mas com medida

do teor de umidade do solo, e com umedecimento do solo por inundao

superficial de no mnimo 48 horas.

2.2 Objetivos especficos

Determinar as curvas carga versus recalque das estacas

apiloadas, executadas no solo da regio, submetendo-as a provas de carga

esttica, compresso, com controle da suco matricial do solo;

Indicar parmetros para a elaborao de projetos

geotcnicos que necessitam da execuo de estacas apiloadas no solo de

Londrina/PR, tais como capacidade de carga, carga admissvel e recalques

admissveis;

23

Verificar a influncia da colapsibilidade do solo no

comportamento das estacas apiloadas, preenchidas por concreto com e sem

apiloamento.

24

3. REVISO BIBLIOGRFICA

3.1 Solos laterticos

Segundo Schellmann (1982, apud MELFI, 1997), lateritas

podem ser definidas como: acumulaes superficiais ou subsuperficiais de

produtos provenientes do intenso intemperismo de rochas, desenvolvidos sob

condies favorveis a uma maior mobilidade dos elementos alcalinos,

alcalinos terrosos e slica e imobilizao de ferro e de alumnio.

Para Melfi (1997), a laterizao favorecida devido s

condies de alta temperatura e umidade, tpicas de regies tropicais entre os

paralelos 30 N e 30 S de latitude. Nas formaes laterticas,

mineralogicamente predominam os xidos e hidrxidos de ferro e de alumnio

(geothita, hematita, gibsita e materiais amorfos) e argilo-minerais do grupo da

caulinita, alm do quartzo, que representa o mineral residual do intemperismo.

Para o autor, as lateritas, apesar de formadas a partir de um

processo nico, englobam vrios tipos de produtos, pois a intensidade do

processo pode variar conforme a localizao, tipos de material de origem,

tempo de durao, etc. Devido ao exposto, as lateritas apresentam

propriedades fsicas, qumicas, fsico-qumicas e mineralgicas totalmente

distintas.

Melfi (1997) apresenta, como um dos fatores de grande

importncia ao processo de intemperismo, a evoluo da matria orgnica, que

em regies frias e temperadas acontece de maneira lenta e resulta na

25

formao de compostos orgnicos. J nas regies tropicais, devido s altas

temperaturas, ocorre uma degradao muito rpida da matria orgnica,

tornando-a totalmente mineralizada, dando origem gua e gs carbnico

(CO2).

A presena do CO2 confere s solues das regies tropicais

caractersticas relativamente cidas (pH entre 5,5 e 6,0). Nessas condies, o

alumnio e o ferro so praticamente insolveis e se acumulam na forma de

xidos ou hidrxidos, enquanto que os elementos alcalinos e alcalinos terrosos

so totalmente lixiviados, assim como a slica. Esta tambm mobilizada,

porm com velocidade menor que os alcalinos, possibilitando em algumas

situaes a recombinao entre a slica e o alumnio, formando os argilo-

minerais.

O Brasil possui caractersticas tropicais (altas temperaturas e

elevada pluviosidade), fatores propcios ocorrncia do processo de

laterizao; por isso, apresenta mais de 60% de sua superfcie recobertos por

formaes laterticas, como mostra a Figura 3.1, extrada de Melfi (1997).

Porm, essa cobertura no homognea, visto que composta por diferentes

tipos de materiais laterticos, sendo mais comum a presena de materiais

argilo-ferruginosos friveis, que por processos pedogenticos foram

transformados em solo muito fino, pulverulento, com microagregaes

caractersticas (latossolos).

26

Figura 3.1 Distribuio das coberturas laterticas no Brasil Melfi, 1997.

Como pode ser observado na Figura 3.1, praticamente todas as

regies do Brasil so cobertas por formaes laterticas, sendo que cada regio

possui um conjunto de materiais predominantes, marcados, principalmente,

pela natureza dos xidos metlicos: no norte do pas, a cobertura latertica

constituda, essencialmente, por goethita e gibsita, sendo a hematita

subordinada ou mesmo ausente; na regio nordeste, a goethita ainda

predominante, porm no so encontradas gibsita e hematita; no Brasil central

so encontrados os trs oxihidrxidos metlicos, goethita, hematita e gibsita; j

no sul, a goethita desaparece e a hematita o principal constituinte frrico.

Melfi (1997) destaca a importncia dos estudos, sobretudo

microscpicos, sobre as lateritas no Brasil, visto que cada tipo de laterita

apresenta propriedades mecnicas peculiares e estudos sobre a composio

27

mineralgica dos materiais podem auxiliar o meio geotcnico a compreender

por que solos de ndices geotcnicos semelhantes apresentam, em muitos

casos, comportamento mecnico totalmente distinto.

Dcourt (2002) observa que as argilas laterticas apresentam

rigidezes muito acima das argilas no laterticas, apesar de elas apresentarem

mesmo ndice de resistncia penetrao dos ensaios de SPT. Segundo o

autor, devido maior rigidez dos solos laterticos, todos os mtodos de

estimativa de capacidade de carga de fundaes subestimam o

comportamento de fundaes implantadas nesse tipo de solo. Dcourt (2002)

sugere ainda que seja realizado um nmero significativo de provas e carga

para que se possam introduzir ajustes aos mtodos de previso de capacidade

de fundaes executadas em solos laterticos.

3.2 Solos colapsveis

Segundo Cintra (1998) todos os tipos de solos quando

submetidos a um carregamento sofrem algum tipo de recalque, sendo que a

magnitude desses recalques varia de solo para solo. Esses recalques

acontecem em solos no saturados e podem ser previstos no clculo de

fundaes.

Ainda segundo o autor, alguns tipos de solos, quando

umedecidos, sofrem um tipo de colapso de sua estrutura que se caracteriza por

recalques repentinos e de grandes propores. Os solos que sofrem esse

fenmeno so denominados de solos colapsveis. Ento, podem ser definidos

solos colapsveis como sendo solos que sofrem bruscas e significativas

28

redues de volume quando umedecidos, sem que ocorra a variao da tenso

qual esto submetidos.

A colapsibilidade est ligada a dois fatores externos ao solo: a

carga limite crtica de colapso e umedecimento do solo. Quando ocorre uma

combinao dos dois fatores, tem-se uma condio favorvel para a ocorrncia

do colapso. Aliado a esses fatores externos tem-se o tipo de estrutura do solo.

Solos colapsveis caracterizam-se por apresentar, quando em sua umidade

natural, estrutura com partculas ligadas por vnculos atribudas suco e a

substncias cimentantes, formando uma estrutura porosa e instvel.

Segundo Lopes (2001), esta estrutura confere ao solo uma

resistncia adicional que pode ser quebrada por agentes externos, em geral a

gua. Na Figura 3.2, apresentada por Lopes (2001), pode-se observar

ilustraes de macro-estruturas formadas por partculas ligadas por vnculos. A

Figura 3.2(a) apresenta macro-estruturas formadas por microagregados de

argila ou de silte ligada por vnculos de pontes de argila. Tambm pode

acontecer dessas estruturas com vnculos por cimentao de xidos de ferro. A

Figura 3.2(b) mostra a formao de estruturas mantidas por capilaridade, que

esto ligadas suco do solo. J na figura 3.2(c), tm-se as microagregaes

mantidas estveis por cimentao de argilas ou xidos de ferro.

29

(a) (b)

(c)

Figura 3.2 (a) Macro-estrutura formada por pontes de argila; (b) Macro-estrutura formada por Capilaridade; (c) Macro-estrutura por cimentaes de argila ou xidos de ferro ou alumnio. (Lopes, 2001).

Antigamente, acreditava-se que o colapso ocorria quando se

atingia a inundao mxima do solo, ou seja, saturao de 100%, mas estudos

mostram que no necessria a inundao completa do solo para que ocorra

o fenmeno do colapso. Em geral, quando a saturao atinge cerca de 70 a

80%, tem-se uma variao de suco significativa que pode causar colapso.

Segundo Padilha (2004), a suco normalmente dividida em

duas componentes: a componente matricial e a componente osmtica, sendo a

suco total a soma das duas componentes. A suco osmtica depende da

concentrao qumica da gua do solo, enquanto a matricial depende da

estrutura e da composio do solo e tende a desaparecer com a inundao do

30

solo. A suco matricial definida como a diferena entre a presso de ar e a

presso de gua nos vazios.

O aumento da suco matricial confere uma maior rigidez ao

solo, aumenta sua capacidade de carga e diminui os recalques para uma

mesma tenso aplicada; por sua vez, com o solo inundado (suco

praticamente nula) o solo apresenta sua menor capacidade de carga e maiores

recalques para a mesma tenso aplicada.

Guterrez et al. (2003) comentam que os solos colapsveis

apresentam microagregaes que so mantidas estveis pela presena da

suco e agentes cimentantes e, quando submetidas a carregamento em seu

estado de umidade natural, resistem carga atravs de compresso entre os

gros, sem sofrer movimento relativo entre os mesmos e sem que ocorra

grande variao em seu volume.

Para esses autores, quando h umedecimento, as foras que

mantm estveis as microagregaes se enfraquecem, e se o solo estiver

submetido a carregamento acima do considerado de carga de colapso, ocorre

movimento relativo entre as partculas, de modo que essas partculas passam a

ocupar os espaos vazios do solo, gerando uma grande e repentina reduo de

seu volume, causando o colapso da estrutura do solo. Esse fenmeno de

resistncia dos solos colapsveis ilustrado na Figura 3.3.

31

Figura 3.3 Estrutura de solo colapsvel carregado sem inundao (a) e com inundao (b), (Gutierrez et al, 2003).

O fenmeno do colapso no deve ser confundido com o

adensamento, mesmo porque so completamente distintos: no adensamento

ocorre a expulso de gua, enquanto no colapso a expulso do ar que

preenche os vazios do solo. Alm disso, no colapso, a variao do volume

ocorre em um curto espao de tempo, enquanto no adensamento a variao de

volume de forma lenta.

Basicamente, duas caractersticas diferem os dois fenmenos:

o colapso pode se repetir se form atingidas novamente a umidade critica e a

carga de colapso, causando recalques repentinos e acentuados, enquanto o

adensamento produz recalques uniformes ao longo do tempo.

De maneira geral, os solos colapsveis apresentam algumas

caractersticas em comum: valores de NSPT normalmente baixos (n de golpes

4), baixo grau de saturao (Sr 60%) e grande porosidade ( 40%). Os solos

colapsveis so encontrados em diversos pases do mundo, mas

predominantemente em paises de clima tropical.

No Brasil, processos pedogenticos aliados a processos

intempricos do origem a solos com estrutura altamente porosa e de

espessas camadas superficiais, como o caso dos latossolos. Esses solos

possuem grande representao geogrfica no Brasil, sendo encontrados em

32

quase todas as regies do pas. So solos altamente evoludos, laterizados,

ricos em argilo-minerais, xidos de ferro e alumnio: apresentam estrutura

altamente porosa e suas caractersticas bsicas e condies em que ocorrem

no Brasil os colocam como solos susceptveis ao colapso.

No Brasil os primeiros solos colapsveis foram identificados

pela primeira vez em So Paulo por volta de 1940 e, desde ento, tem sido

objeto de investigao em quase todo pas: foram encontrados relatos de sua

existncia em varias regies, sendo mais comuns no centro-sul do Brasil, como

mostra a Figura 3.4.

Figura 3.4 Ocorrncia de solos colapsveis no Brasil Ferreira et al.

(1989, apud CINTRA, 1998).

Para o meio tcnico de grande valia a identificao dos locais

onde ocorrem os solos colapsveis, pois suas caractersticas e carga de

1 Manaus / AM 2 Parnaba / PI 3 Gravat / PE 4 Carnaba / PE 5 Petrolandia / PE 6 Santa Maria da Boa Vista / PE 7 Petrolina / PE 8 Rodelas / BA 9 Bom Jejus da Lapa / BA 10 Manga / MG 11 Trs Maria / MG 12 Itumbiara / MG 13 Uberlndia / MG 14 Braslia / DF 15 Ilha Solteira e Pereira Barreto / SP 16 Rio Sarapu / SP 17 So Carlos / SP 18 Rio Mogi Guau / SP 19 So Jos dos Campos / SP 20 So Paulo / SP 21 Sumar e Paulnea / SP 22 Itapetininga / SP 23 Bauru / SP 24 Canoa / SP 25 Carazinho / RS 26 Londrina e Maring / PR

33

colapso podem ser levadas em considerao no clculo e na elaborao de

projetos de fundaes.

Segundo Cintra (1998), a carga de colapso pode ser

interpretada como sendo a capacidade de carga do solo, em seu teor de

umidade natural, reduzida pela influncia da inundao no solo colapsvel.

Muitas edificaes so construdas sobre solos colapsveis e,

quando ocorre o fenmeno da colapsibilidade, as fundaes dessas

edificaes sofrem recalques, acompanhando a ao do solo. Esses recalques

das fundaes causam significativos danos s estruturas das edificaes,

aparecendo trincas e rachaduras ou at o desaprumo e a runa de algumas

delas.

Fundaes de edificaes de pequeno porte, geralmente

estacas curtas, ficam embutidas por completo em camadas superficiais onde

so mais susceptveis ao colapso. Estacas de pequeno porte, quando sujeitas

ao colapso, sofrem uma reduo de cerca de 50% da capacidade de carga em

seu estado de umidade natural (CINTRA, 1998).

Normalmente, no levado em considerao o fenmeno da

colapsibilidade na estimativa da capacidade de carga das fundaes de

edificaes: por isso existem inmeros registros de recalques bruscos em

edificaes aps rompimento de tubulao de gua ou esgoto, perodos

prolongados de chuva ou elevao do lenol fretico.

34

3.3 Influncia da suco matricial no comportamento de fundaes

Como exposto anteriormente, a suco do solo dividida em

duas componentes, a osmtica e a matricial, sendo a suco total a soma das

duas componentes. A componente osmtica depende da concentrao qumica

da gua do solo, no sendo objeto desse estudo. J a matricial depende da

estrutura e da composio do solo e influencia diretamente no comportamento

do mesmo e, conseqentemente, no comportamento das fundaes nele

implantadas.

O comportamento das fundaes, sejam elas diretas ou

indiretas, est diretamente ligado ao solo sob o qual essas fundaes esto

instaladas, sendo de extrema importncia o conhecimento das caractersticas

do solo para se prever o comportamento da fundao a ser nele implantada.

Como exposto anteriormente, em solos colapsveis, a suco

matricial confere ao solo uma maior resistncia e essa resistncia aparente

pode ser quebrada com a presena de umidade adicional no solo. Por isso,

quanto menor for a umidade do solo colapsvel, maior ser sua suco matricial

e, conseqentemente, maior ser a capacidade de carga da fundao.

Cintra et al. (2005) realizaram 13 ensaios de provas de carga

do tipo rpido em placas circulares de 0,80m de dimetro em trs

profundidades diferentes: 1,5m, 4,0m e 6,0m. Seis ensaios foram realizados

com solo pr-inundado por no mnimo 24 horas. Os outros sete ensaios foram

realizados em diferentes pocas do ano e ocorreram para solo no saturado,

com leituras de suco matricial do solo atravs de tensimetros.

35

Analisando os resultados das provas de carga, Cintra et al.

(2005) observaram que o aumento da suco matricial confere uma resistncia

maior ao solo, elevando sua capacidade de carga e diminuindo os recalques

para uma mesma tenso aplicada.

Observaram ainda que para os ensaios realizados em solo no

saturado com nveis de suco mais elevados, a reduo de capacidade de

carga devido ao colapso se mostrou maior que os realizados em suco

menor.

Os autores notaram que, para a suco matricial de 16kPa, a

reduo da capacidade devido ao colapso foi de um tero, enquanto a

capacidade de carga duplica quando passa da condio de solo inundado para

solo no saturado com tenso de suco de 26kPa.

J Guimares et al. (2004), com o objetivo de avaliar a

influncia da suco matricial na capacidade de carga de fundaes profundas

assentes em solo do Distrito Federal, realizaram cinco provas de carga em

cinco estacas escavadas mecanicamente de comprimento 8m e 30cm de

dimetro.

Esses autores observaram que ocorreram expressivas

variaes de umidade do solo (conseqentemente da suco matricial) apenas

nos trs primeiros metros de profundidade. Nestes, segundo os autores, a

variao da suco matricial acarretou variaes de capacidade de carga das

estacas, observando que, quanto maior o nvel da suco matricial, maior foi a

capacidade apresentada pela estaca. Para uma variao de 41,7% da umidade

do solo (passando de 18% para 25,5%) ocorreu uma variao de 33% na

capacidade de carga das estacas (passando de 360 kN para 270 kN). J para

36

os demais metros, a variao no mostrou significativa influncia na

capacidade de carga das estacas.

Os autores concluram que a variao da suco tem

significativa influncia na capacidade de carga de fundaes assentes em solo

do Distrito Federal e que a poca do ano em que se realizam as provas de

carga deve ser levada em considerao na anlise do comportamento das

mesmas.

3.4 Definio de fundaes profundas

3.4.1 Fundao profunda

Segundo a norma NBR 6122/96, fundao profunda o

elemento estrutural de fundao (estaca, tubulo ou caixo) que transfere a

carga proveniente da estrutura ao terreno atravs da sua base (resistncia de

ponta), da superfcie lateral (resistncia lateral) ou da combinao de ambas. A

NBR 6122/96 tambm define que sua cota de assentamento deve ser superior

ao dobro da menor dimenso, em planta, e de no mnimo 3m, exceto com

justificativa.

Cintra & Aoki (1999) consideram como elemento isolado de

fundao o sistema composto pelo elemento estrutural de fundao e o

macio de solo que o envolve. Desse modo, o elemento estrutural de fundao

representa um elemento do sistema de fundao, divergindo da definio da

37

norma. No presente trabalho convencionou-se mais sensata a utilizao da

definio desses autores em relao da norma.

3.4.2 Estacas

Conforme apresentado pela norma, conveniente classificar as

fundaes profundas em trs grupos: estacas, tubules e caixes. Neste

trabalho, constituem-se objeto de estudo as fundaes profundas por estacas.

A NBR 6122/96 define estaca como sendo elemento de

fundao profunda, executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas,

sem que, em qualquer fase da sua execuo, haja descida de operrio. As

estacas podem ser classificadas por diversas maneiras; o meio geotcnico

costuma classificar as estacas pelo material, mtodo executivo, processo de

transferncia de carga e inclinao.

Para este trabalho, de extrema relevncia o mtodo executivo

das estacas, visto que uma simples mudana no processo executivo provoca

significativas diferenas no comportamento mecnico da fundao.

3.4.3 Estacas Strauss

Segundo a NBR 6122/96, estacas Strauss so um tipo de

fundao profunda executada por perfurao atravs de balde sonda (piteira),

com uso parcial ou total de revestimento recupervel e posterior concretagem.

Consiste em uma estaca escavada que possui em sua

execuo a formao de bulbo de concreto na ponta da estaca e de pequenos

38

bulbos laterais ao longo do fuste, o que concedem estaca melhores

resultados de resistncia de ponta e lateral. Devido a esse mtodo executivo

apresenta-se como uma boa alternativa de fundao para edificaes de

pequeno e mdio porte.

3.4.4 Estacas apiloadas

A NBR 6122/96 define estaca apiloada por tipo de fundao

profunda executada por perfurao com emprego de soquete. A Norma ainda

apresenta ressalva explicativa de que as estacas apiloadas configuram um tipo

especial de estacas que no so cravadas e nem totalmente escavadas.

Seu mtodo executivo apresenta a abertura do fuste por

apiloamento do solo atravs da queda de um soquete de massa entre 300 e

600 kg, suspenso por cabo de ao. A queda do pilo induz o solo a

deslocamentos laterais e verticais para baixo, formando ao redor do fuste um

anel de solo compactado, que garante a estabilidade do furo (FERREIRA et al.,

1998).

Ainda segundo Ferreira et al. (1998), estacas apiloadas,

tambm conhecidas como estacas pilo ou soqueto, podem ser consideradas

estacas de deslocamento, pois seu processo executivo, como exposto acima,

no provoca a retirada do solo, por no ser escavado, mas sim, causa um

deslocamento do mesmo.

Apesar de as estacas apiloadas serem um tipo especial de

fundao, estando entre estacas escavadas e estacas cravadas, por seu

comportamento mecnico parece mais adequado classific-las como estacas

39

de deslocamento, visto que apresentam resistncia de ponta, o que

praticamente inexistente nas estacas escavadas.

3.5 Capacidade de carga

Capacidade de carga de uma fundao a carga que provoca

a ruptura do sistema (elemento estrutural e solo) e cujo valor limitado pela

resistncia do elemento estrutural (AOKI & CINTRA, 1999). Dois so os tipos

de ruptura que determinam a capacidade de carga de fundaes: a ruptura

fsica e a ruptura convencional.

A ruptura fsica est ligada runa de uma fundao de

maneira que os danos so irrecuperveis. Para a engenharia geotcnica, a

ruptura fsica do solo (Pu) corresponde a uma carga (P) que, ao sofrer pequeno

incremento, provoca recalques (r) excessivos no elemento de fundao.

Como na maioria das fundaes a ruptura fsica no acontece,

passa a ser de extrema relevncia a definio de ruptura convencional. A

ruptura convencional, segundo Dcourt (1998), mais bem definida pela

escola inglesa, que considera, para estacas, como sendo a carga que

corresponde a um recalque de 10% de seu dimetro (para estacas de seo

circular) ou de 10% do dimetro equivalente (Deq), para estacas de outra

geometria. O dimetro equivalente (Deq) dado por:

Deq = (4 A / )1/2 (3.1)

Por fim, a capacidade de carga (carga de ruptura) de uma

estaca definida como sendo o menor valor entre a resistncia estrutural do

40

material que compe o elemento estrutural de fundao e a resistncia do solo

que lhe d suporte.

Apesar de a capacidade de carga de uma fundao considerar

o menor dos dois valores apresentados acima, na grande maioria dos casos, o

fator determinante na capacidade de carga de uma fundao a resistncia do

solo que lhe d suporte. Atentando para esse fator, este trabalho vai dar maior

nfase ao ponto de vista geotcnico para determinao da capacidade de

carga da estaca. A NBR 6122/96 traz em seu item 7.8 algumas recomendaes

sobre a resistncia dos materiais empregados nos elementos estruturais de

fundaes.

3.5.1 Capacidade de carga do ponto de vista geotcnico

Para a Geotecnia, a capacidade de carga de um elemento

isolado de fundao (Pu) se d atravs da soma de duas parcelas.

Pu = Rl + Rp (3.2)

onde:

- Rl: resistncia lateral ao longo do fuste;

- Rp: resistncia de ponta.

A parcela da resistncia de ponta (Rp) definida como sendo o

produto da capacidade de carga do macio de solo que serve de apoio ao

elemento estrutural de fundao (r) pela rea da seo transversal da ponta

ou base do elemento (Ap).

Rp = r Ap (3.3)

41

J a parcela de resistncia lateral (Rl) expressa o produto do

atrito/adeso unitrio mdio do solo ao elemento estrutural de fundao (fs,md)

pela superfcie lateral do fuste do elemento (Sl).

Rl = fs,md Sl (3.4)

A NBR 6122/96 apresenta diversos mtodos de estimativa de

capacidade de carga (Pu) para fundaes profundas, os quais se encontram

citados a seguir:

- Mtodos estticos;

- Provas de carga;

- Mtodos dinmicos.

A prpria norma traz os mtodos estticos subdivididos em

mtodos tericos (clculos desenvolvidos atravs de teorias desenvolvidas

dentro da Mecnica dos Solos) e semi-empricos (clculos que utilizam

correlaes com ensaios in situ).

Algumas frmulas tericas foram desenvolvidas na Mecnica

dos Solos para estimativa de capacidade de carga, porm essas so restritas a

casos muito especficos de solos. Atentando para essa grande limitao das

formulaes tericas, diversos autores tm criticado sua utilizao e sugerido a

utilizao dos mtodos semi-empricos na determinao da capacidade de

carga de fundaes.

Dentre os mtodos semi-empricos para a determinao de

capacidade de carga em fundaes profundas, os mais empregados no Brasil

so: Aoki & Velloso (1975) e Dcourt & Quaresma (1978). Para o presente

trabalho, utilizou-se o mtodo de Dcourt & Quaresma (1978) na estimativa da

42

capacidade de carga das estacas, que se encontra descrito em um item

especfico posteriormente.

Sobre as provas de carga, a NBR 12.131/91 define que

consiste na aplicao de esforos estticos crescentes estaca e o registro

dos deslocamentos sofridos por ela. Segundo essa Norma, o objetivo da prova

de carga o de fornecer elementos que possibilitem avaliar o comportamento

da estaca atravs da curva carga versus recalque e que possam determinar a

sua capacidade de carga.

Alonso (1991) apresenta as provas de carga esttica como as

que se destacam como melhor procedimento de estimativa de capacidade de

carga para fundaes isoladas, especialmente para fundaes profundas.

Existe tambm prova de carga dinmica, facilmente encontrada

na literatura geotcnica, que busca obter a curva carga mobilizada versus

recalque dinmico mximo referente a uma srie de golpes de martelo com

energias crescentes.

Alm dos mtodos estticos e das provas de carga, os

mtodos dinmicos tambm so utilizados na estimativa de capacidade de

carga de fundaes profundas; basicamente, esses mtodos se assentam na

previso do comportamento do elemento de fundao submetido ao de

carregamento dinmico. Maiores detalhes sobre esses mtodos so

encontrados na NBR 6122/96.

43

3.6 Definio de recalque

A NBR 6122/96 apresenta trs tipos distintos de recalque: o

recalque total ou absoluto (r) do elemento isolado de fundao; o recalque

diferencial ou relativo () entre dois apoios vizinhos e o recalque diferencial

especfico ou distoro angular (/a), que corresponde ao movimento de

rotao que pode sofrer o elemento de fundao.

Os recalques diferenciais so os que despendem maior

ateno do meio tcnico, visto que so mais prejudicais s estruturas. Se em

uma obra acontecerem recalques absolutos de grandes propores e se esses

fossem de mesma magnitude em todos os elementos da fundao,

provavelmente o risco a estrutura da obra seria menor do que se ocorressem

recalques de grandes propores em apenas um elemento da fundao.

Contudo, os recalques absolutos so os que provocam os recalques

diferencias e os movimentos das edificaes.

O recalque absoluto (r) pode ser dividido em duas parcelas: a

do recalque de adensamento (rc) e a do recalque imediato (ri), ou seja:

r = rc + r i (3.5)

O recalque de adensamento, por sua vez, dividido em duas

parcelas: recalque de adensamento primrio (rcp) e o recalque de adensamento

secundrio (rcs). O recalque de adensamento primrio (rcp) acontece em solos

de baixa permeabilidade e saturados, quando as tenses atuantes so

superiores s de pr-adensamento e os recalques so provocados pela

reduo de volume do solo atravs da sada da gua. O recalque de

44

adensamento secundrio (rcs) ocorre aps cessar o primrio: o solo continua se

deformando sob ao da carga efetiva constante.

O recalque imediato (ri) apresenta uma deformao

tridimensional do elemento solo, ou seja, acontece um rearranjo da estrutura do

solo que altera sua forma sem que ocorra mudana de volume.

Nas provas de carga, os recalque monitorados so os

recalques imediatos sofridos pelo elemento de fundao; por isso, nesse

trabalho, o recalque analisado ser o recalque imediato, no sendo

considerada a parcela do recalque de adensamento no recalque total.

3.7 Carga admissvel e fatores de segurana em fundaes

Segundo a NBR 6122/96, a carga admissvel de uma fundao

definida como a fora aplicada sobre a fundao a qual provoca apenas

recalques que a construo pode suportar sem inconvenientes, oferecendo

simultaneamente a segurana satisfatria contra a ruptura e o escoamento do

solo ou do elemento estrutural da fundao.

Esses recalques, denominados recalques admissveis, so

sofridos pela fundao quando submetida carga admissvel e eles no

provocam danos estabilidade da estrutura.

A NBR 6122/96 adota conceitos de fatores de segurana global

ou parcial para a determinao da carga admissvel. Em se conhecendo as

diferentes aes que compem o carregamento, aplicam-se os fatores de

segurana parciais; caso contrrio, utiliza-se simplesmente o fator de

segurana global.

45

A segurana nas fundaes deve ser analisada atravs dos

estados-limite de utilizao (vrios so os estados limites de utilizao

definidos pela NBR 8681/03) e atravs dos estados-limite ltimos (perda de

capacidade de carga, instabilidade, por exemplos). Em obras correntes de

fundao, a anlise de segurana restringe-se verificao do estado limite-

ltimo de ruptura ou de deformao excessiva e o estado-limite de utilizao

caracterizado por deformao excessiva.

A verificao do estado limite ltimo consiste na determinao

da carga admissvel (Padm) a partir de um fator de segurana global (FSG)

aplicado ao valor mdio da capacidade de carga do solo (Pu).

A NBR 6122/96 prescreve valores mnimos para os fatores de

segurana global, sendo FS = 2,0 para casos de fundaes profundas sem

provas de carga; FSG = 1,6 para casos de obras com provas de carga

representativas; FSG = 1,5 para casos de cargas admissveis, definidas em

relao aos deslocamentos mximos; ou com fator de segurana indicado por

autores de mtodos tericos ou semi-empricos, respeitando, porm, o valor

mnimo de 2,0.

3.8 Estimativa de capacidade de carga de fundaes

Devido dificuldade de definio dos parmetros geotcnicos

do solo, o meio tcnico apresenta certa insegurana em relao s

formulaes tericas de previso de capacidade de carga; por esse motivo,

46

muitos autores tm sugerido mtodos semi-empricos para estimativa da

capacidade de carga em fundaes, mtodos baseados em correlaes

empricas de resultados de ensaios in situ.

Neste trabalho, para a estimativa da capacidade de carga das

fundaes, utilizaram-se dois mtodos bastante difundidos no meio geotcnico:

o mtodo de Dcourt & Quaresma (1978) e o mtodo de Aoki & Veloso (1975).

3.8.1 Mtodo semi-emprico de Dcourt & Quaresma (1978)

Esse mtodo considera a capacidade de carga da fundao

como a soma de duas parcelas, uma da ponta (Rp) e outra da resistncia

lateral (Rl). Dcourt (1996) recomenda a utilizao de fatores de correo para

as parcelas de resistncia de ponta () e resistncia lateral () para o mtodo

de Dcourt & Quaresma (1978), sendo ento a capacidade de carga das

estacas definida por:

Pu = pR + lR (3.6)

Os valores de e esto expressos nas Tabelas 3.1 e 3.2

respectivamente.

47

Tabela 3.1 - Valores do coeficiente em funo do tipo de estaca e do solo (DCOURT, 1996).

Tipo de solo

Tipo de estaca

Escavada

em geral

Escavada

(bentonita)

Hlice

contnua

Raiz

Injetada sob

altas

presses

Argilas 0,85 0,85 0,30 0,85 1,00

Solos

intermedirios

0,60

0,60

0,30

0,60

1,00

Areias 0,50 0,50 0,30 0,50 1,00

Tabela 3.2 - Valores do coeficiente em funo do tipo de estaca e do solo (DCOURT, 1996)

Tipo de solo

Tipo de estaca

Escavada

em geral

Escavada

(bentonita)

Hlice

contnua

Raiz

Injetada sob

altas

presses

Argilas 0,80 0,90 1,00 1,50 3,00

Solos

intermedirio

s

0,65

0,75

1,00

1,50

3,00

Areias 0,50 0,60 1,00 1,50 3,00

A parcela da capacidade de carga resistida pela ponta (Rp)

expressa por:

Rp = C Np Ap (3.7)

Sendo:

Ap = rea da ponta da estaca;

48

Np = valor mdio do ndice de resistncia penetrao na

ponta a partir de trs valores: o correspondente ao nvel da ponta, o

imediatamente anterior e o imediatamente posterior.

C = fator caracterstico do solo, apresentado na Tabela 3.3.

Tabela 3.3 - Fator caracterstico do solo C (Dcourt Quaresma, 1978) Tipo de solo C (kPa)

Argila 120

Silte argiloso 200

Silte arenoso 250

Areia 400

Fonte: Hachich, W. et al., 1996.

J a parcela devido resistncia lateral dada pela equao

3.8:

Rl = 10

+1

3lN Sl (3.8)

e

Sl = 2 R (L) (3.9)

Sendo:

L = comprimento da estaca;

R = raio da seo transversal da estaca;

49

Nl = valor mdio de ndice de resistncia penetrao SPT,

sendo considerados valores maiores que 3,0 e menores que 15,0, no se

admitindo valor de Nl < 3,0.

Para o mtodo de Dcout & Quaresma (1978), a carga

admissvel da estaca determinada atravs de fatores de segurana globais

de 1,3 e 4,0, referentes s parcelas de resistncia lateral e resistncia de

ponta, respectivamente. Vale lembrar que o fator de segurana global mnimo

da NBR 6122/96 de 2,0 sobre a capacidade de carga da estaca (Pu). As

expresses 3.10 e 3.11 apresentam as frmulas de clculo da carga admissvel

propostas pelo mtodo, sendo considerada a carga admissvel da fundao o

menor valor fornecido pelas expresses 3.10 e 3.11:

Padm = 30,1lR +

00,4pR (3.10)

Ou

Padm = Pu / 2 (3.11)

3.8.1 Mtodo semi-emprico de Aoki & Veloso (1975)

50

Segundo este mtodo, considera-se que a estaca esteja

apoiada na cota n do terreno; tem-se a resistncia de ponta (Rp) e a

resistncia lateral (Rl) dadas por:

Rp = rp.Ap (3.12)

Rl = U. ( ) n

l lr1

. (3.13)

Onde:

rp = capacidade de carga do solo na cota de apoio do elemento

estrutural de fundao;

Ap = rea da seo transversal da ponta;

rl = atrito lateral na camada de espessura l ;

U = permetro da seo transversal do fuste.

Os valore de rp e rl podem ser obtidos atravs da resistncia de

ponta (qc) e do atrito lateral unitrio (fc), obtidos atravs de ensaio de Cone

Penetration Test (CPT), sendo:

rp = 1F

qc (3.14)

rl = 2F

fc (3.15)

51

Os valores de F1 e F2 so propostos pelo mtodo e

apresentados na Tabela 3.4.

Tabela 3.4 - Coeficiente de transformao F1 e F2 (AOKI & VELLOSO, 1975) Tipo de estaca F1 F2

Franki 2,50 5,00

Metlica 1,75 3,50

Pr moldada 1,75 3,50


O mtodo tambm traz a relao entre F1 e F2, sendo que F2 =

2F1.

Para estacas pr-moldadas de pequeno dimetro, Aoki (1985)

fez nova formulao para os valores da tabela acima, sendo que o valor de F1

dado por:

F1 = 1+(D/0,8) (3.16)

Onde

D = dimetro da estaca em metros

Para estacas escavadas, foram propostos os seguintes valores

para F1 e F2, (ALONSO, 1991 e AOKI & ALONSO, 1992): F1 = 3,0 e F2 = 6,0.

52

Esse mtodo tambm nos permite obter fc em relao qc:

fc = cq. (3.17)

Tambm possvel corrigir o valor de qc quando se possuem

apenas resultados de N de ensaio SPT e no se tm resultados de CPT.

qc = K.N (3.18)

Os valores de e K esto apresentados na Tabela 3.5.

Tabela 3.5 - Coeficientes K e (AOKI & VELLOSO, 1975) Tipo de solo K (MPa) (%)

Areia 1,00 1,40

Areia siltosa 0,80 2,00

Areia silto argilosa 0,70 2,40

Areia argilosa 0,60 3,00

Areia argilo siltosa 0,50 2,80

Silte 0,40 3,00

Silte arenoso 0,55 2,20

Silte areno argiloso 0,45 2,80

Silte argiloso 0,23 3,40

Silte argilo arenoso 0,25 3,00

Argila 0,20 6,00

Argila arenosa 0,35 2,40

Argila areno siltosa 0,30 2,80

Argila siltosa 0,22 4,00

Argila silto arenosa 0,33 3,00


As equaes ento podem ser reescritas como:

53

rp = 1

.FNK p (3.19)

rl = 2F

NK l (3.20)

onde:

Np = o ndice de resistncia penetrao na cota de apoio da

fundao;

Nl = resistncia penetrao mdia na camada de solo de

espessura l .

Sendo Np e Nl obtidos atravs de furos de sondagem SPT.

Assim, temos que a capacidade de carga da fundao(Pu)

expressa por:

Pu = PP A

FNK

1

+ ( )lNKFU

l

n

12

(3.21)

E a capacidade de carga admissvel, segundo o mtodo, de:

Padm = Pu / 2 (3.22)

54

3.9 Critrios de extrapolao das curvas carga versus recalque

Segundo a NBR 6122/96, a capacidade de carga de um

elemento de fundao profunda, ensaiada em prova de carga, deve ser

considerada definida quando ocorrer ruptura ntida (ruptura fsica). Ainda

segundo a Norma, existem casos onde a prova de carga no indica uma carga

de ruptura ntida; isso ocorre quando:

1. No se pretende levar o elemento de fundao profunda a

ruptura ou;

2. Este elemento tem capacidade de resistir a cargas maiores

do que se pode aplicar na prova (por exemplo, por limitao

da reao) ou;

3. A estaca carregada at apresentar um recalque

considervel, mas a curva carga versus recalque no indica

uma carga de ruptura e sim um crescimento contnuo do

recalque com a carga.

A Norma recomenda que, para os dois primeiros, a curva carga

versus recalque deve ser extrapolada para se avaliar a carga de ruptura. A

extrapolao deve ser feita com o uso de critrios consagrados, sobre uma

curva de primeiro carregamento. Para o terceiro caso, a Norma apresenta a

possibilidade de se convencionar a carga de ruptura, utilizando para isso um

55

mtodo apresentado pela prpria NBR 6122/96 ou atravs de mtodos j

consagrados.

A seguir, apresentam-se os mtodos utilizados na extrapolao

das curvas carga versus recalque das provas de carga, para a obteno da

capacidade de carga (Pu) e da resistncia lateral (Rl) e de ponta (Rp).

3.9.1 Mtodo de Van der Veen (1953)

O mtodo de Van der Veen (1953) um dos mtodos mais

utilizados no Brasil para interpolao e extrapolao da curva carga versus

recalque. Segundo o autor, a curva representada pela expresso:

P = Pu ( 1 e r) (3.23)

Onde:

P e r so as coordenadas dos diversos pontos da curva carga

versus recalque; Pu a carga de ruptura que se pretende calcular e um

coeficiente que define a forma da curva. O valor de Pu corresponde

assinttica da equao 3.12, conforme mostra a Figura 3.5.

Rec

alqu

e

CargaP

r

Figura 3.5 Carga de ruptura segundo Van der Veen (1953)

56

A expresso 3.12 tambm pode ser definida como:

r = - ln (1 P / Pu) (3.24)

Portanto, o mtodo de Van der Veen consiste em determinar a

carga de ruptura (Pu) que conduz a melhor regresso linear pelos pontos

[r ; - ln (1 P / Pu)]. Aoki (1976), observando que, na maioria dos casos, o

trecho inicial da curva poderia ser desprezado na determinao da capacidade

de carga, sugeriu uma modificao na expresso 3.23 do mtodo para:

P = Pu ( 1 e ( r+b)) (3.25)

Com essa alterao no mtodo, a regresso ficou melhorada,

uma vez que a reta, quando plotada em escala semilogartmica, deixou de

passar obrigatoriamente pela origem e passou a interceptar o eixo dos

recalques em um ponto b.

3.9.2 Mtodo de Rigidez de Dcourt (1998)

Segundo Dcourt (1998), rigidez (Rig) definida como a

relao entre a carga aplicada (P) a uma fundao e o recalque (r)

correspondente:

Rig = P / r (3.26)

A aplicao desse mtodo se d com base no Grfico de

Rigidez (GR), plotando as cargas (P) obtidas nas provas de carga no eixo das

abscissas e as rigidezes associadas s cargas (Rig), no eixo das ordenadas.

importante observar que para determinao da capacidade de carga pelo

Grfico de Rigidez, a regresso linear deve considerar os pontos com valores

57

de P correspondentes a deformaes relativas inferiores a 2% do dimetro da

estaca (D) (DCOURT, 1998). Analisando o Grfico de Rigidez (GR) de

diferentes tipos de fundaes, o autor dividiu as fundaes em dois grupos de

comportamento distintos.

O primeiro grupo trata de fundaes que podem apresentar

ruptura fsica (estacas de deslocamento, por exemplo), o segundo grupo

composto por fundaes que no apresentam ruptura fsica (estacas

escavadas, por exemplo).

A maioria das fundaes apresenta caractersticas do segundo

grupo, ou seja, no possvel definir nitidamente uma ruptura fsica; pode-se

verificar apenas no GR desse grupo de estacas dois trechos distintos: um,

onde ocorre significativa reduo de rigidez com o aumento de carga e outro,

onde ocorre uma reduo da rigidez pouco significativa com o aumento de

carga; para esses casos, o Grfico de Rigidez utilizado para a determinao

da parcela de resistncia lateral (Rl).

Por outro lado, as fundaes que possuem ruptura fsica

(estacas de deslocamento, por exemplo) apresentam o Grfico de Rigidez

semelhante a uma reta, o que permite estimar de maneira mais adequada as

cargas de ruptura (Pu).

Nas Figuras 3.6 e 3.7 so apresentados os Grficos de Rigidez

dos dois grupos distintos.

58

Rig

idez

(kN

/ m

m)

Carga (kN) Carga (kN)

Rig

idez

(kN

/ m

m)

R l uP uP

Figura 3.6 Grfico Rigidez

Fundaes que no apresentam ruptura

fsica - Campos, 2005

Figura 3.7 Grfico Rigidez

Fundaes que apresentam ruptura fsica

- Campos, 2005

3.9.3 Mtodo de Brierley Modificado (MBM)

Dcourt (1998) afirma que a determinao da resistncia lateral

(Rl) de maneira precisa exige instrumentao da estaca que por razes

econmicas normalmente no realizada e, mesmo quando implementada,

freqentemente surge erro na interpretao dos dados, devido dificuldade de

separar a parcela de resistncia lateral (Rl) da parcela de resistncia de ponta

(Rp).

Em face a esse problema, Dcourt (2002) sugere a utilizao

do Mtodo de Brierley Modificado (MBM).

O MBM consiste na determinao da parcela de resistncia

lateral da estaca (Rl) a partir da curva carga versus recalque obtida da prova

de carga, aplicando-se uma regresso linear dos valores de recalque

compreendidos no intervalo definido entre 2 % e 4 % do dimetro da estaca. A

Figura 3.8 ilustra a aplicao do Mtodo de Brierley Modificado (MBM).

59

Carga (kN)

Rec

alqu

e (m

m)

2% D

4% D

R l

Figura 3.8 Mtodo do MBM para estimativa da resistncia lateral (Rl) Campos, 2005.

Dcourt (2002) afirma ainda que o MBM subestima o valor de

Rl; por esse motivo apresenta uma majorao do mtodo em 10 %, ou seja, o

valor a ser considerado seria de 1,1 (Rl).

Finalmente, para as fundaes que apresentam ruptura fsica

(Figura 3.7), o valor da parcela da resistncia de ponta (Rp) da estaca fica

definido como sendo o valor da capacidade de carga (Pu), encontrado pelo

Grfico de Rigidez, diminudo da parcela da resistncia lateral da estaca (Rl)

do mtodo MBM. J para o caso da Figura 3.6, deve-se extrair a mdia das

parcelas de resistncia lateral (Rl) obtida pelos mtodos MBM e Grfico de

Rigidez, sendo esse valor considerado como a capacidade de carga da

fundao.

60

3.10 Estacas apiloadas em solos colapsveis

3.10.1 Estacas apiloadas em solo colapsvel da cidade de Pederneiras/SP

Ferreira et al. (2004) avaliaram o comportamento de duas

estacas apiloadas (C1 e C2) de dimetro D = 32cm e comprimento L = 8,10m,

ensaiadas compresso para solo no saturado e para o solo previamente

inundado.

As estacas foram executadas no campo experimental de

Pederneiras/SP, cujo subsolo caracterstico constitudo de duas camadas

distintas de solo, separadas por uma fina camada de fragmentos de quartzo,

sendo a primeira camada formada por sedimentos inconsolidados e a segunda

composta por solo residual. A anlise de perfis de sondagem retrata a grande

variabilidade do solo, com predominncia de sedimentos arenosos, classificado

como areia fina argilosa fofa.

Cada estaca foi submetida a trs provas de carga estticas,

sendo as duas primeiras com solo no saturado e a terceira com solo

umedecido. A estaca C1 passou por um primeiro ensaio compresso do tipo

lento e os demais do tipo rpido, enquanto a estaca C2 foi submetida a trs

ensaios rpidos.

Os autores verificaram que a velocidade do ensaio teve pouca

influncia na capacidade de carga das estacas. A capacidade de carga para D

/10 e 25mm encontrada pelos autores foi de 755kN e 710kN, respectivamente.

Quanto ao ensaio das estacas com solo inundado, os autores

constataram que a reduo da capacidade de carga foi de 10 % para a estaca

61

C1 e de 5 % para a estaca C2, em relao aos resultados obtidos para o solo

no saturado.

3.10.2 Estacas apiloadas em solo calapsvel de Ilha Solteira/SP

O trabalho de Morais e Segantini (2002) apresenta os

resultados de seis provas de carga estticas, compresso, com

carregamento rpido, realizadas em trs estacas apiloadas, com comprimento

L = 4,5m e dimetro D = 20cm, executadas em solo colapsvel de Ilha

Solteira/SP.

Cada estaca foi ensaiada duas vezes, primeiramente com solo

no saturado e depois reensaiada em solo umedecido. Na cota de

assentamento das estacas colocou-se um elemento de EPS com espessura de

50mm e dimetro equivalente ao das estacas, para evitar assim a contribuio

da resistncia de ponta no incio do ensaio.

As provas de carga, para a condio de solo no saturado,

foram realizadas at recalques de 100mm, enquanto os reensaios com solo

umedecido foram levados at a ruptura.

Os autores afirmam que as trs curvas carga versus recalque

obtidas atravs dos ensaios com solo em sua condio no saturado,

apresentaram ponto de inflexo depois de transcorridos 50mm de recalque, ou

seja, aps o esmagamento do EPS. Somente aps esse recalque que a

ponta passa a contribuir na capacidade de carga das estacas. Os autores

tambm afirmam que no ponto de inflexo houve grande dificuldade em manter

a carga constante (ruptura por atrito lateral). Aps o esmagamento do EPS e o

62

comeo da contribuio da parcela da ponta, houve ganho de resistncia; o

ensaio prosseguiu at atingir novamente recalques considerveis e houve

dificulda

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