Ferreira (1998) aponta a realização de provas de carga no solo natural e artificialmente inundado como a forma mais eficiente e confiável de determinar a capacidade de carga e quantificar a influência do colapso em uma fundação apoiada sobre solos colapsíveis. Para Xavier (2018), a minimização das perturbações das amostras e a possibilidade de ensaiar volumes maiores do que permitido em laboratório obtendo condições mais reais de umidade tornam vantajoso a aplicação de tal metodologia.
No início das pesquisas sobre o comportamento de fundações em solos congestionados ao colapso buscava-se verificar a ocorrência ou não de colapso na carga admissível da fundação (CINTRA, 1998). Para tanto, realizava-se primeiramente uma prova de carga que determinaria a carga de ruptura do solo natural, posteriormente carregava-se a fundação até a carga admissível atingindo-a, esta era mantida constante com recalques estabilizados, com isso seguia-se a inundação do solo e aguardava-se, portanto, um recalque adicional abrupto que qualificaria o colapso.
Menegotto (2004) observa que nas primeiras provas de carga aplicadas para estudo do colapso os ensaios eram finalizados após dado tempo, mesmo não tendo ocorrido o colapso com a inundação, o que indicaria que a fundação deteria comportamento eficiente para a tensão admissível ensaiada. No entanto, para o autor, teve-se, com o passar do tempo, a compreensão que para a ocorrência do colapso somado ao acréscimo de umidade até certo valor crítico deve-se submeter o solo a uma carga mínima. Assim, toda prova de carga em que o colapso não ocorre deve-se proceder com novos estágios de tensão até atingi-lo, e caso ocorra ruptura por colapso na carga admissível deve-se quantificar a carga em que este é provocado, que corresponde a carga
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crítica aplicada na fundação que deflagra o colapso, a partir de outro ensaio com inundação em estágios anteriores à carga admissível.
Atualmente a prova de carga ensaiada sobre o solo colapsível pode ser tomada por duas diferentes metodologias comentadas em Cintra (1998). O primeiro método é baseado na inundação durante a ocorrência do ensaio e o segundo na realização de dois ensaios distintos, um com o solo em seu estado natural de umidade e outro com o solo inundado previamente.
Xavier (2018) descreve que no ensaio em que a inundação ocorre durante a prova de carga, a curva carga x recalque apresenta uma descontinuidade qualificando os recalques adicionais provocados pela ruptura em carga constante. O comportamento apresentado pelo solo colapsível sob tal metodologia pode ser visualizado na Figura 21.
Figura 21: Curva carga x recalque com inundação durante o ensaio
Fonte: Cintra (1998, p.07)
Na segunda metodologia, exemplificada pela Figura 22, os ensaios ocorrem normalmente, logo as curvas não apresentam descontinuidades bruscas. A verificação do colapso sofrido dá-se pela visualização de maiores recalques e diminuição da capacidade de carga do ensaio em solo pré- inundado quando comparado ao estado natural de umidade (XAVIER, 2018).
Ainda, sobre a metodologia que se desenvolve com a pré-inundação do solo, Kublick (2010) declara que o tempo e forma demandados para a inundação da cava para medição do colapso compõem um fator preocupante no desenvolvimento do estudo. A referida autora apresenta ainda que o tempo e a forma de inundação variam, sendo em geral, os tempos descritos de duas a 24 horas, onde alguns autores acrescentam água mantendo uma vazão constante, independentemente da altura da lâmina, e outros até atingir uma lâmina de água de espessura constante.
______________________________________________________________________________________________ Análise de provas de carga em placa na determinação do potencial colapsividade de solos típicos do noroeste do
estado do Rio Grande do Sul
Figura 22: Curva carga x recalque com inundação prévia
Fonte: Cintra (1998, p.10)
A utilização de provas de carga sobre placas para avaliação da colapsibilidade do solo têm sido alvo de vários estudos ao longo dos anos, abaixo segue uma relação de alguns trabalhos consultados:
▪ Monteiro (1985): Realizou provas de carga em estacas tipo brocas nos municípios de Ilha Solteira e Jupiá (SP), constatando a redução de 50% da capacidade de carga em ensaio desenvolvidos após inundação prévia.
▪ Ferreira e Teixeira (1989): Execução de provas de carga sobre estacas e ensaio de placas de 0,40 X 0,40 m em municípios do Estado de Pernambuco para verificação da colapsividade dos solos da região. Verificaram que em condições de campo o colapso encontrado é menor que os obtidos em laboratório.
▪ Carvalho e Souza (1990): Realização de oito ensaios de placa, um na condição natural do solo, outra na condição pré-inundado e seis sobre estacas escavadas para verificação do colapso em Ilha Solteira – SP. Foi verificada significativa perda de resistência no solo inundado, qualificando o solo estudado como colapsível.
▪ Agnelli (1992): Avaliação da colapsividade do solo no Campus da UNESP de Bauru/SP por meio de 12 provas de carga com adoção de diferentes tensões iniciais na inundação. Detectou que conforme o aumento das tensões tem-se o crescimento de recalques por colapso.
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▪ Souza e Cintra (1994): Realização de quatro provas de carga em placa sobre o solo colapsível de Ilha Solteira/SP. Foram executados ensaios no estado natural e inundado para o solo compactado e não compactado. Observaram que nos solos compactados houve uma redução de recalques devido ao colapso e aumento da tensão admissível, comparando ensaios realizados sob igual tensão de inundação. ▪ Fernandes e Cintra (1997): Avaliação da inundação de um solo colapsível em razão
da capacidade de carga de grupos de estacas escavadas. Detectaram uma redução de até 42% na capacidade de carga e a diminuição desta conforme aumento do número e área de contorno das estacas. Neste trabalho os autores chamaram a atenção quanto a necessidade de estudos aplicados aos fatores de segurança condizentes a solos colapsáveis como suporte em fundações.
▪ Souza Neto (2004): Realização de duas provas de carga em Petrolina-PE na profundidade de 0,5 m com diferentes tensões de inundação (60 kPa e 100 kPa). Observou maiores recalques (45 mm) dados na maior tensão, enquanto os recalques menores (20,5 mm) foram visualizados nas tensões inferiores
______________________________________________________________________________________________ Análise de provas de carga em placa na determinação do potencial colapsividade de solos típicos do noroeste do
estado do Rio Grande do Sul
3 MÉTODO DE PESQUISA
O presente capítulo destina-se a apresentar a metodologia aplicada no estudo proposto. O capítulo divide-se em: metodologia de abordagem; estratégia de pesquisa; delineamento; locais de estudo; ensaios laboratoriais; SPT, ensaios de placa e metodologias de cálculo.
3.1 MÉTODO DE ABORDAGEM
O método de abordagem que norteia o desenvolvimento do estudo classifica-se em dedutivo, uma vez que compreende a verificação comparativa de resultados fornecidos pelas provas de carga em placa em condições distintas de ensaio, inundado e natural, objetivando a conferência quanto à possível colapsividade dos solos do noroeste gaúcho.
3.2 ESTRATÉGIA DE PESQUISA
O estudo é iniciado através do embasamento teórico promovido a partir da revisão da bibliografia em razão a compreensão da temática abordada e demais norteamentos de conceitos aplicados e técnicas de investigação utilizadas. Em sequência executou-se uma pesquisa experimental através de ensaios de caracterização em laboratório e ensaios de prova de carga em campo seguida da avaliação comparativa dos resultados. Ao final do estudo busca-se concluir, perante a análise conclusiva baseada nos resultados encontrados através da investigação promovida, a eficácia da metodologia aplicada na determinação de solos colapsíveis, e também, identificar o potencial de colapso do solo estudado em razão a afirmação de sua segura aplicação de fundações rasas.
3.3 DELINEAMENTO
_____________________________________________________________________________________________ Figura 23: Delineamento de pesquisa
Fonte: Autoria Própria (2019)
O desenvolvimento teve início através da pesquisa bibliográfica, para verificação dos principais conceitos abordados, devida compreensão temática e identificação da viabilidade técnica e executiva. Após definiu-se o local de investigação e, a partir das normas e recomendações técnicas, desenvolveram-se os ensaios laboratoriais e de campo. Em posse dos resultados dos ensaios, foram delimitados os valores de tensão admissível e recalques para cada ensaio de prova de carga realizada, sendo posteriormente comparados para verificar a ocorrência ou não de colapso, com perda de resistência e aumento da deformação, identificando, assim, a potencial colapsividade do solo ensaiado, e determinando a eficiência de fundações diretas apoiadas no local em que a investigação geotécnica foi desenvolvida.