De acordo com Gusmão (2005) após a realização das colunas é fundamental verificar a melhoria adquirida pelo terreno através da comparação de sondagens a percussão feitas antes e após o melhoramento, também sendo possível executar provas de carga em placas. O melhoramento do solo deve ser avaliado através de ensaios in situ, entre os quais os principais são: sondagem SPT, cone, provas de carga em placa e pressiômetro (FREITAS, 2016).
Ainda segundo Freitas (2016) os ensaios são realizados em campo a fim de verificar se a compactação foi eficiente e as propriedades previstas foram atingidas. Para Mitchell (1981) os ensaios devem ser feitos em pontos localizados entre as colunas de compactação, a fim de obter resultados mais conservadores. Nos próximos subitens serão apresentados aspectos relacionados ao ensaio SPT e ensaio de placa.
2.8.1 Ensaio SPT
Segundo Freitas (2016) o Standard Penetration Test (SPT) é o ensaio de campo mais utilizado para analisar o aumento de resistência do solo após o melhoramento, visto que permite determinar a capacidade de carga do solo antes e depois da aplicação da técnica por meio de métodos semi-empíricos de cálculo. O SPT é o ensaio de investigação geotécnica mais popular, rotineiro e econômico, sendo utilizado em praticamente todo o mundo como indicativo da densidade de solos granulares, consistência de solos coesivos e até rochas brandas, visto que muitos métodos comuns voltados ao projeto de fundações diretas e profundas utilizam os resultados de SPT (SCHNAID; ODEBRECHT, 2012).
De acordo com Quaresma et al. (2016) os ensaios de sondagem possuem o objetivo principal de reconhecer no terreno: o tipo de solo encontrado a cada metro por meio da retirada de amostras deformadas; a resistência (NSPT) que o solo oferece à cravação de um amostrador padrão
a cada metro; e a posição dos níveis de água quando encontrados em uma perfuração. Os autores Schnaid e Odebrecht (2012) apontam que as principais vantagens desse ensaio quando comparado aos demais são a utilização de equipamento simples, custo acessível e possibilidade de obtenção de um valor numérico a ser relacionado através de propostas diretas com regras empíricas de projeto.
______________________________________________________________________________ O ensaio SPT é normatizado pela NBR 6484 (ABNT, 2001). Quanto ao procedimento executivo, o ensaio fornece parâmetros a cada metro por meio de sondagem a percussão e consiste na cravação de um amostrador padrão por meio de golpes realizados com auxílio de um peso de 65 kgf que cai de 75 cm de altura, conforme visualiza-se na Figura 19. É necessário anotar o número de golpes utilizados para cravar 45 cm do amostrador, considerando 3 conjuntos de golpes a cada 15 cm, sendo que o resultado do ensaio SPT é o número de golpes necessário para cravar os 30 cm finais, desprezando-se os primeiros 15 cm (VELLOSO; LOPES, 2010).
Figura 19: Equipamento utilizado no SPT
Fonte: Schnaid e Odebrecht (2012, p. 24)
Quanto à interpretação dos parâmetros obtidos com o SPT, nota-se que pode existir variação considerável entre os resultados devido a diferenças na energia de aplicação dos golpes do martelo sobre a composição da haste (SCHNAID; ODEBRECHT, 2012). Conforme Schmertmann e Palacios (1979) o valor de NSPT varia com o inverso da energia utilizada, obedecendo a Equação 5.
𝑁𝑆𝑃𝑇1∗ 𝐸1= 𝑁𝑆𝑃𝑇2∗ 𝐸2 ∴ 𝑁𝑁𝑆𝑃𝑇1
𝑆𝑃𝑇2= 𝐸2
𝐸1 (5)
Onde:
NSPT1 é obtido com a energia E1;
NSPT2 é obtido com a energia E2.
A partir de tal premissa, Ruver e Consoli (2006) admitem o NSPT como a média aritmética
dos valores encontrados na profundidade 2B (B = menor dimensão da fundação) abaixo da base da fundação; realizando-se a correção de NSPT pela Equação 6, em que é considerada a energia de
cravação nos ensaios brasileiros com 72% de eficiência e a energia padrão internacional como 60%. Tal correção justifica-se pela aplicação e comparação de métodos de cálculo desenvolvidos em diferentes países.
𝑁𝑆𝑃𝑇,60=
𝑁𝑆𝑃𝑇,72∗ 0,72∙𝜖
0,60∙𝜖 = 1,20 ∗ 𝑁𝑆𝑃𝑇,72 (6)
Onde:
NSPT, 72 = número de golpes considerando 72% de energia de cravação;
NSPT, 60 = número de golpes considerando 60% de energia de cravação;
𝜖 = energia do peso do martelo pela altura de queda padronizados no ensaio SPT.
2.8.2 Ensaio de Placa
As argilas lateríticas possuem rigidez maior que às argilas não-lateríticas, porém apresentam índices iguais de resistência a penetração em ensaio SPT, o que faz com que os tradicionais métodos de estimativa de capacidade carga subestimem o valor real da resistência dos solos lateríticos ao serem submetidos aos esforços provenientes das fundações (DÉCOURT, 2002). Conforme Niyama, Aoki e Chamecki (2016) as provas de carga estática representam um dos ensaios de campo mais importantes na engenharia de fundações, com a vantagem de representarem de maneira satisfatória o complexo comportamento do conjunto solo-fundação. Os autores ainda comentam que esse é um ensaio do tipo tensão x deformação, que pode ser realizado diretamente sobre o solo que receberá as solicitações ou sobre elementos de fundação que necessitam ser testados.
Freitas (2016) afirma que os ensaios de prova de carga em placa são úteis para avaliação do desempenho de solos reforçados, funcionando como um “modelo reduzido” de determinado
______________________________________________________________________________ elemento de fundação (como uma sapata, por exemplo). Segundo Décourt e Quaresma Filho (1996) a prova de carga em placa, também denominada como ensaio de carregamento em placa, é uma das formas mais eficientes para analisar o solo quanto às suas características de deformação. No Brasil costuma-se utilizar placas metálicas de formato circular com 80 cm de diâmetro, podendo também serem de formato quadrado ou circular com 30 cm, além de outras dimensões (DÉCOURT; QUARESMA FILHO, 1996). A NBR 6489 (ABNT, 1984) limita a área mínima da placa em 0,50 m², equivalendo a um diâmetro mínimo de 0,80 m. Entretanto, Gomes et al. (2016) questiona tal exigência visto que dimensões menores poderiam ser incorporadas à prática da engenharia com maior facilidade e com uma interpretação correta forneceriam resultados com mesma validade que placas maiores.
As provas de carga, segundo Velloso e Lopes (2010), podem ser realizadas de diferentes maneiras, sendo classificadas conforme o método de execução em:
Quanto a localização, as provas de carga podem ser realizadas na superfície, em cavas rasas ou em furos com ou sem revestimento, conforme apresentado na Figura 20.
Figura 20: Provas de carga quanto à localização
Fonte: Velloso e Lopes (2010, p. 113)
Em relação ao tipo de placa, pode-se utilizar a placa convencional ou placa parafuso, demonstradas na Figura 21.
Figura 21: Provas de carga quanto ao tipo de placa
O carregamento também pode ocorrer de duas formas: com carga controlada ou através de deformações controladas; sendo que a carga controlada pode ser na forma de carga incremental mantida por períodos estabelecidos ou até estabilização e também na forma cíclica com diferentes padrões.
Fellenius (1975) apresenta quatro metodologias para carregamento de placas: SML (Slow Mantained Load Test), QML (Quick Maintained Load Test), CRP (Constant Rate of Penetration), CLT ou SCT (Cyclic Load Test ou Swedish Cyclic Test). O método SML é um ensaio em que os incrementos de carga são feitos de maneira uniforme até atingir um nível de carregamento superior ao nível de trabalho, sendo que se mantém os incrementos até atingir a estabilização de deslocamentos considerando certo critério (FELLENIUS, 1975)
O ensaio de placas tem seu desenvolvimento prescrito pela NBR 6489 (ABNT, 1984). Sua execução consiste em instalar uma placa rígida sobre o solo natural na cota que será utilizada para assentamento das fundações superficiais. Então são aplicados estágios de carregamentos verticais no centro da placa, medindo-se as deformações respectivas aos incrementos de carga, resultando na composição de gráficos carga x recalque. Os equipamentos básicos utilizados para realização dos ensaios de placa estão apresentados na Figura 22, que traz duas possiblidades para aplicação de cargas: utilizando uma cargueira ou através de estacas de reação.
Figura 22: Sistema utilizado para realização de ensaios de placa
______________________________________________________________________________ Conforme Freitas (2016) as provas de carga sobre placa proporcionam a análise do solo reforçado de três diferentes maneiras: avaliação do reforço de um grupo de colunas (a), avaliação do solo localizado entre as colunas de compactação (b) e avaliação sobre a coluna de compactação, segundo ilustrado na Figura 23.
Figura 23: Formas de execução da prova de carga em placa
Fonte: Freitas (2016, p. 87)