No ensaio realizado evidenciou-se nitidamente a ruptura da fundação. No entanto, quando não é possível a sua plena determinação, a NBR 6122 (ABNT, 2010) indica a extrapolação da curva para estimar a carga última de ruptura. Segundo Albuquerque (2010), a extrapolação convencional considera o critério de ruptura para um deslocamento horizontal de 25 mm, embora seja um valor arbitrado, é muito usado para ensaios de prova de carga lateral.
Após analisar diversas provas de carga executadas no UnB, Cunha (2011) recomenda um
valor correspondente a metade da carga de ruptura para a carga de trabalho, ao concluir que os deslocamentos relativos equivalentes à condição de carga de trabalho não ultrapassaram a um valor aproximado de 3% do diâmetro da estaca.
A Tabela 4.10 mostra a carga máxima aplicada no ensaio, a carga de ruptura observada na prova de carga real executada e a carga de trabalho resultante da divisão da carga máxima
pelo fator de segurança 2,0. Onde ymáx corresponde ao deslocamento máximo na carga
máxima de ruptura especificada e ytrab ao deslocamento correspondente a carga de trabalho.
Tabela 4.10: Características específicas das provas de carga horizontal. Estaca Carga máxima (kN) ymáx/D (%) Carga de ruptura (kN) Carga de trabalho (kN) ytrab/D (%) D0,4_L8 124,23 13,35 120 60 3,48 D1_L5 228,40 3,03 220 110 0,70
Com base na Tabela 4.10 verificou-se que os deslocamentos relativos à carga de trabalho não ultrapassaram 3,5% do diâmetro da estaca.
4.3.1 Previsão versus medição da carga de ruptura da estaca isolada
Pelo critério de rigidez de Broms (1964) classificou-se as estacas desta pesquisa, constatando que as mesmas tendem a apresentar comportamento flexível e rígido. O momento de plastificação das estacas foi calculado utilizando-se o diagrama de iteração apresentado por Alonso (1989), a partir de parâmetros de resistência e de geometria das estacas.
Considerando excentricidade de 0,36 metros acima do nível do terreno, o momento de plastificação calculado para as estacas flexíveis foi de 145,73 kN.m e de 759 kN.m para as estacas rígidas. No caso do método de Broms para solos puramente friccionais (1964b), a divisão por um fator de segurança de 3 resultou em valores de carga próximos às cargas de trabalho determinadas para o caso da estaca flexível (4.10). No método para solos coesivos (1964a), os valores obtidos aproximaram-se da carga de ruptura quando comparados aos valores encontrados para solos friccionais. Na Tabela 4.11, são apresentados os parâmetros e os resultados da previsão da carga de ruptura calculada pelo método de Broms (1964a,b) considerando a estaca com topo livre embutida em solo coesivo friccional.
Tabela 4.11: Previsão da carga de ruptura da estaca isolada.
Estaca e (m) D (m) c' (kN/m²) ø' ( ̊) γ (kN/m³) Myield (kNm) Broms (1964a) kN Broms (1964b) kN Carga de ruptura (kN) D0,4_L8 0,36 0,40 23,80 31,84 17,5 145,73 90 62 120 D1_L5 0,36 1 759 180 157,5 220
Onde:
D = diâmetro da estaca; c’ = coesão efetiva do solo;
γ = peso específico natural do solo;
Myield = momento de plastificação da estaca;
Broms (1964a) = método para solo puramente coesivo; Broms (1964b) = método para solo puramente friccional.
4.3.2 Efeito da carga – descarga na curva carga versus deslocamento
Nesta seção será apresentado o estudo do efeito da influência da carga-estaca nas estacas flexíveis, para posterior comparação com outro par de estacas ensaiadas por Faro (2014). Com base nas medidas de deslocamento externo das estacas, obtidas com o uso do transdutor, foi possível identificar os deslocamentos correspondentes a etapa de ciclos de carga-descarga (inicial e final), e estabilização do carregamento (aplicação e descarga final), para cada incremento de carga. Como procedeu-se a descarga total, foi possível determinar a fluência resultante da aplicação de carga de cada etapa. A Figura 4.25 contém os deslocamentos resultantes da etapa de aplicação da carga-descarga, em cinza, e na etapa de aplicação do carregamento, em preto.
Figura 4.25: Deslocamentos correspondentes a etapa de ciclos de carga-descarga e de estabilização do carregamento, desconsiderando a descarga.
Observa-se que, os deslocamentos aumentam gradativamente conforme o aumento do carregamento. Nota-se também que, entre a etapa de ciclos os deslocamentos demonstraram ser superiores aos da etapa de estabilização do carregamento. Isto evidencia o fato de que o tempo de aplicação da carga, ou seja, quando se mantém a carga aplicada na estaca com a mesma intensidade, menor é a influência nos deslocamentos horizontais sofridos, quando comparados aos deslocamentos resultantes das sucessivas aplicações de ciclos de carga- descarga, com variação da carga em instantes.
Na Figura 4.26 é apresentada a mesma análise da Figura 4.25, entretanto, considerou-se o descarregamento de cada fase do ensaio, correspondente aos cinco incrementos de carga. Da mesma forma que na Figura 4.25, com carga-descarga, em cinza, e aplicação do carregamento, em preto.
Figura 4.26: Comparação entre os deslocamentos correspondentes a etapa de ciclos de carga-descarga e de estabilização do carregamento, considerando a descarga total.
Nota-se que, após a descarga total da fase de carregamento, a fluência obtida na etapa de aplicação/estabilização da carga foi a mesma, ou muito próxima, daquela resultante da etapa de ciclos de carga-descarga. A partir das análises realizadas acima, ao identificar os deslocamentos resultantes de cada fase do ensaio, tornou-se possível a obtenção da relação
carga Hu versus deslocamento desconsiderando os efeitos dos ciclos de carga-descarga,
Figura 4.27: Comportamento carga Hu versus deslocamento desconsiderando os efeitos dos ciclos de carga-descarga.
A Figura 4.28 apresenta uma breve comparação do comportamento das curvas carga versus deslocamento, com e sem os efeitos dos estágios de carga-descarga, permitindo identificar a influência dos ciclos de carga-descarga nos deslocamentos sofridos pela fundação quando submetida a carregamentos transversais. Para tanto, torna-se verídico afirmar que, para o caso das estacas flexíveis executadas, quando da aplicação de ciclos de carga-descarga nos cinco incrementos realizados, que antecedem a ruptura do sistema, a diferença nos deslocamentos finais sofridos pela fundação pode chegar a 20 mm.
Figura 4.28: Comportamento carga Hu versus deslocamento com e