Comparação da carga versus deflexão horizontal

São apresentados na sequência os deslocamentos horizontais ao longo da profundidade para as duas estacas em comparação, correspondentes a etapa de carregamento e descarregamento. Para permitir a comparação entre a estaca do presente estudo, Estaca 1, e a ensaiada por Faro (2014), Estaca 2, desconsiderou-se a fluência resultante da etapa de ciclos de carga-descarga. Vale ressaltar que, os incrementos de carga dos ensaios de prova de carga lateral não foram exatamente os mesmos, pois seus valores foram baseados na estimativa de carga de cada fundação. Desta forma, a Figura 4.84 apresenta a comparação dos deslocamentos ao longo da profundidade para cargas de 12 kN na Estaca 1, e 20 kN aplicadas na Estaca 2.

Figura 4.84: Comparação dos deslocamentos horizontais em profundidade da Estaca 1 e da Estaca 2, para as cargas iniciais.

Quando da imposição de um carregamento superior, são observados deslocamentos horizontais superiores na Estaca 2, uma vez que a resistência inicial é governada pelo solo. Fato este comprovado a partir da Figura 4.84, quando a aplicação de uma carga superior na Estaca 1, resultou em deslocamentos superiores.

Deslocamentos ao longo da profundidade para cargas de 24 kN na Estaca 1 e 20 kN na Estaca 2 são apresentados na Figura 4.85.

Figura 4.85: Comparação dos deslocamentos horizontais em profundidade da Estaca 1 e da Estaca 2, para cargas de 20 kN e 24 kN.

Como mencionado anteriormente, o comportamento apresentado na Figura 4.85 é esperado, uma vez que na fase inicial do ensaio os deslocamentos são governados pela resistência do solo circundante à estaca.

A partir da Figura 4.86 é possível perceber que, em cargas de 36 kN na Estaca 1, e 40 kN na Estaca 2, ocorre além da mobilização da resistência do solo a mobilização inicial da resistência da estaca, verificada pela ocorrência de deslocamentos horizontais bem superiores ao longo da Estaca 2, quando a intensidade das cargas aplicadas não é tão distinta.

Figura 4.86: Comparação dos deslocamentos horizontais em profundidade da Estaca 1 e da Estaca 2, para cargas de 36 kN e 40 kN.

Na Figura 4.87 são apresentados os deslocamentos ao longo da profundidade para cargas de 48 kN na Estaca 1, e 40 kN na Estaca 2.

Figura 4.87: Comparação dos deslocamentos horizontais em profundidade da Estaca 1 e da Estaca 2, para cargas de 40 kN e 48 kN.

Com base na comparação apresentada na Figura 4.87, nota-se que para cargas entre 40 kN e 48 kN, a resistência da fundação passa a ser governada principalmente pela resistência do elemento estrutural, não somente pela resistência do solo, uma vez que são observados deslocamentos duas vezes superiores na Estaca 2.

A Figura 4.88 apresenta os deslocamentos ao longo da profundidade para a carga de 60 kN, tanto na Estaca 1, quanto na Estaca 2.

Figura 4.88: Comparação dos deslocamentos horizontais em profundidade, da Estaca 1 e da Estaca 2, para a carga de 60 kN.

Para o carregamento de 60 kN, verifica-se que os deslocamentos são governados essencialmente pela resistência do elemento estrutural, visto que, são observados deslocamentos sete vezes superiores na Estaca 2, para a mesma intensidade de carga analisada.

Na Figura 4.89 são apresentados os deslocamentos ao longo da profundidade para cargas de 86 kN na Estaca 1, e 60 kN na Estaca 2.

Figura 4.89: Comparação dos deslocamentos horizontais em profundidade da Estaca 1 e da Estaca 2, para cargas de 60 kN e 86 kN.

A análise da Figura 4.89 revela que, para cargas de 86 kN e 60 kN, a resistência da fundação é governada essencialmente pela resistência do elemento estrutural, uma vez que os deslocamentos na Estaca 2 atingem valores de até cinco vezes ao da Estaca 1.

Através das análises realizadas acima, torna-se possível afirmar que o aumento da rigidez das estacas contribuiu de forma significativa na redução dos deslocamentos horizontais, principalmente na etapa em que ocorre a mobilização da resistência do elemento estrutural. Além disso, constata-se também que, a taxa de recuperação dos deslocamentos observada nas estacas do presente trabalho, Estaca 1, se mostrou superior a observada na Estaca 2, de Faro (2014).

Em suma, no ensaio de prova de carga real, a ruptura da Estaca 1 foi observada para uma carga horizontal de aproximadamente 125 kN, já para a Estaca 2, em um carregamento horizontal de aproximadamente 60 kN. A comparação entre a distribuição dos momentos fletores atuantes em cada estaca, é apresentada na Figura 4.90.

Figura 4.90: Comparação entre os momentos fletores máximos atuantes nas estacas em comparação.

Observa-se, a partir da Figura 4.90, que os momentos fletores atuantes ao longo da Estaca 1 são significativamente superiores aos da Estaca 2, uma vez que a carga aplicada é duas vezes superior à aplicada na Estaca 2, com deslocamentos duas vezes inferiores. Além disso, foi possível concluir que o momento máximo da Estaca 1 está localizado em aproximadamente 1,60 metros de profundidade, enquanto que o da Estaca 2, encontra-se entre 1 e 1,5 metros. Para verificação do ponto de fissuração das estacas, foi feito o ensaio de integridade PIT. A Figura 4.91 apresenta a comparação do sinal médio de velocidade, dos 50 golpes aplicados em cada estaca, sendo a Figura 4.91a correspondente ao sinal médio da Estaca 1, e a Figura 4.91b da Estaca 2. No eixo horizontal apresenta-se a escala de comprimento, sendo a origem de cada gráfico corresponde ao ponto onde foi instalado o acelerômetro.

Figura 4.91: Comparação do sinal médio de velocidade do ensaio de integridade: a) Estaca 1 e b) Estaca 2.

Através da comparação apresentada na Figura 4.91, em análise a Estaca 1 (Figura 4.91a), nota-se a sua integridade estrutural, quando a mesma apresenta fuste homogêneo/íntegro, sinal de ponta visível, velocidade de onda calculada em 3850 m/s e sem interferência no sinal, demonstrando a não existência de fissuras permanentes. Já para o caso da Estaca 2 (Figura 4.91b), a velocidade de onda foi calculada em 4000 m/s, na qual não foi possível identificar a resposta da ponta, nem comprovar por meio deste diagnóstico alguma anomalia correspondente a um dano estrutural na estaca.

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Uma vez realizada as provas de carga horizontais, em estacas de comportamento rígido e flexível, com posterior retroanálise, são elencadas algumas conclusões acerca do comportamento das curvas carga versus deslocamento obtidas no ensaio real, bem como do comportamento geomecânico das estacas em estudo.