Estacas apiloadas em solos colapsíveis

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

Ferreira et al. (2004) avaliaram o comportamento de duas estacas apiloadas (C1 e C2) de diâmetro D = 32cm e comprimento L = 8,10m, ensaiadas à compressão para solo não saturado e para o solo previamente inundado.

As estacas foram executadas no campo experimental de Pederneiras/SP, cujo subsolo característico é constituído 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 análise de perfis de sondagem retrata a grande variabilidade do solo, com predominância de sedimentos arenosos, classificado como areia fina argilosa fofa.

Cada estaca foi submetida a três provas de carga estáticas, sendo as duas primeiras com solo não saturado e a terceira com solo umedecido. A estaca C1 passou por um primeiro ensaio à compressão do tipo lento e os demais do tipo rápido, enquanto a estaca C2 foi submetida a três ensaios rápidos.

Os autores verificaram que a velocidade do ensaio teve pouca influência 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 redução da capacidade de carga foi de 10 % para a estaca

C1 e de 5 % para a estaca C2, em relação aos resultados obtidos para o solo não saturado.

3.10.2 Estacas apiloadas em solo calapsível de Ilha Solteira/SP

O trabalho de Morais e Segantini (2002) apresenta os resultados de seis provas de carga estáticas, à compressão, com carregamento rápido, realizadas em três estacas apiloadas, com comprimento L = 4,5m e diâmetro D = 20cm, executadas em solo colapsível de Ilha Solteira/SP.

Cada estaca foi ensaiada duas vezes, primeiramente com solo não saturado e depois reensaiada em solo umedecido. Na cota de assentamento das estacas colocou-se um elemento de EPS com espessura de 50mm e diâmetro equivalente ao das estacas, para evitar assim a contribuição da resistência de ponta no início do ensaio.

As provas de carga, para a condição de solo não saturado, foram realizadas até recalques de 100mm, enquanto os reensaios com solo umedecido foram levados até a ruptura.

Os autores afirmam que as três curvas carga versus recalque obtidas através dos ensaios com solo em sua condição não saturado, apresentaram ponto de inflexão depois de transcorridos 50mm de recalque, ou seja, após o esmagamento do EPS. Somente após esse recalque é que a ponta passa a contribuir na capacidade de carga das estacas. Os autores também afirmam que no ponto de inflexão houve grande dificuldade em manter a carga constante (ruptura por atrito lateral). Após o esmagamento do EPS e o

começo da contribuição da parcela da ponta, houve ganho de resistência; o ensaio prosseguiu até atingir novamente recalques consideráveis e houve dificuldade em manter a carga (ruptura da resistência de ponta).

A Tabela 3.6 apresenta as cargas últimas e os respectivos recalques da provas de carga realizadas pelos autores.

Tabela 3.6 – Cargas máximas e recalques – Morais & Segantini (2002) Estacas

Solo natural Solo umedecido

Carga última Recalque Carga última Recalque

(kN) (mm) (kN) (mm)

01 130 127 90 44

02 100 95 90 34

03 125 108 90 43

A carga média de ruptura para o solo não saturado foi de 120kN, enquanto para o solo umedecido foi de 90kN; portando, as estacas apresentaram redução de capacidade de carga devido ao colapso de 25 % em média.

3.10.3 Estacas apiloadas em solo calapsível de Bauru/SP

Ferreira et al. (2000) realizaram seis provas de carga (duas a compressão e quatro a tração) em estacas apiloadas implantadas num conjunto habitacional da cidade de Bauru/SP, cujo solo é constituído de areia fina argilosa, residual de arenito, composto por estrutura porosa, instável e muito permeável. Ensaios de simples reconhecimento foram executados no local e classificaram o solo como areia fina argilosa, variando de compacidade fofa à compacta de cor marrom avermelhada.

O trabalho apresenta provas de carga simultâneas a tração e compressão, porém o objeto de interesse foi o comportamento das estacas submetidas à compressão. As estacas possuíam diâmetro D = 20cm e comprimentos L = 8m (E-06) e L = 9m (E-13). As provas de carga foram do tipo rápido e pretendia-se atingir duas vezes a carga admissível prevista para a fundação ou um deslocamento mínimo de 25mm.

Na primeira prova de carga (estaca E-13), atingiu-se um deslocamento próximo aos 25mm, quando o ensaio teve que ser interrompido devido à ocorrência de ruptura da interação estaca-solo em uma das reações, a qual sofreu um arrancamento de mais de 60mm. A carga máxima atingida nesse ensaio foi de 285kN. A segunda estaca ensaiada (E-06) teve uma carga máxima 260kN, quando o ensaio teve que ser interrompido também por motivo da ruptura de uma das reações.

Analisando os resultados das provas de carga das estacas submetidas à compressão, os autores não conseguiram observar uma ruptura nítida; devido a esse fato, não aplicaram os métodos matemáticos de interpretação de Van der Veen e Mazurkiewicz. Então adotaram para estimativa da carga de ruptura o método proposto pela NBR 6122/96, cuja carga de ruptura convencional corresponde a deslocamentos iguais a 10% do diâmetro da estaca.

A Tabela 3.7 apresenta os resultados de carga de ruptura encontrados pelos autores e as estimativas feitas pelos mesmos, utilizando-se dos métodos de Aoki & Velloso (1975) e Décourt & Quaresma (1978).

Tabela 3.7 – Cargas de ruptura a partir de interpretações das provas de carga e de estimativas de métodos semi-empíricos – Ferreira et al., 2000.

Estacas Pu,A&V Pu,D&Q Pu,NBR Pu,CONV.

E-13 214 kN 215 kN 185 kN 255 kN

E-06 165 kN 175 kN 232 kN 327 kN

Para os autores, a discrepância apresentada nos resultados, onde a estaca de menor comprimento apresentou maior capacidade de carga, pode ser explicada por diversos fatores, tais como: anomalias no solo da ponta da estaca, problemas de execução e/ou variações no diâmetro da estaca. Essa discrepância, segundo os autores, sugere cautela na determinação da capacidade de carga desse tipo de fundação.