Metodologia de Camapum de Carvalho et al (2008, 2010)

A metodologia proposta por Camapum de Carvalho et.al. (2008, 2010) consiste em análises complementares à curva carga-recalque, levando-se em conta o comportamento característico de cada solo e os mecanismos de interação entre a estrutura de fundação e o solo suporte.

Segundo Camapum de Carvalho et al. (2010), esse método tem sido utilizado em análise de grande número de provas de carga realizadas em estacas hélice contínua com comprimento variando entre 15 e 20m e diâmetros de 40cm a 60cm, em perfil de solo profundamente intemperizado, poroso, de natureza colapsível, situado em Brasília. Os autores comentam, ainda, que o método tem sido aplicado também em uma menor quantidade de provas de carga em EHC de 10m a 15m em perfil que apresenta um manto profundamente intemperizado pouco espesso ou inexistente, recobrindo o solo residual jovem (saprolítico fino, rocha alterada) em obras situadas em águas Claras – DF.

Os autores alertam que a metodologia não tem por objetivo definir capacidades de carga a partir dos resultados de provas de carga. O método consiste em mostrar:

a) a que nível de carga a ponta da estaca começa a ser mobilizada; b) a partir de que nível de carga todo o conjunto – bloco de coroamento, fuste e base – começa a mobilizar deformações plásticas importantes no solo suporte;

c) a separação das contribuições da base daquela do fuste. Para se atingir os objetivos, trabalha-se com três gráficos:

a) Gráfico carga-coeficiente de recalque

a.1) Inicialmente, traçam-se, para cada carregamento, curvas recalque-tempo, sendo recalque (mm) em escala linear e o tempo (min) em escala logarítmica.

a.2) Para cada curva, calcula-se o coeficiente angular, denominado “coeficiente de recalque” α, no trecho final que representa a região em que os recalques estão estabilizados e a curva se encontra linearizada.

a.3) Com os valores de cargas plotados nas abscissas e de α nas ordenadas, gera-se o gráfico carga-coeficiente de deslocamento (Figura 2.17).

a.4) No referido gráfico, o primeiro ponto de inflexão (encontro do primeiro com o segundo trecho) corresponde ao fim do regime pseudoelástico, do sistema fuste-solo (atrito) e início de trabalho do conjunto do fuste+ base da fundação.

a.5) O segundo ponto de inflexão (encontro do segundo com o terceiro trecho) corresponde ao início das deformações plásticas do solo suporte na ponta da estaca.

Figura 2.17 – Gráfico carga-coeficiente de recalque

Fonte: Desta autora

b) Gráfico carga-recalque imediato acumulado

b.1) No método, considera-se recalque imediato aquele ocorrido até 4min após a aplicação da carga em cada estágio do carregamento.

b.2) Com os valores de cargas plotados nas abscissas e de recalques imediatos acumulados nas ordenadas, gera-se um gráfico (Figura 2.18)

b.3) Definem-se, nesse gráfico, trechos de retas semelhantes aos do gráfico apresentado na letra “a”.

y = 0,001x - 0,039 R² = 0,976 y = 0,019x - 10,13 R² = 1 y = 0,220x - 148,2 R² = 1 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 C o e fi c ie n te d e d e s lo c a m e n to ( m m ) Carga (kN)

Figura 2.18 – Gráfico carga-recalque imediato acumulado

Fonte: Desta autora

c) Gráfico carga-recalque secundário (e/ou por adensamento) acumulado

c.1) No método, considera-se recalque por adensamento e/ou secundário aquele que ocorre após o tempo de 4min da aplicação da carga (diferença entre o recalque total e o recalque de 4min), em cada estágio do carregamento.

c.2) Com os valores de cargas plotados nas abscissas e de recalques secundários acumulados nas ordenadas, gera-se um gráfico semelhante aos mostrados nas letras “a” e “b” (Figura 2.19).

c.3) A análise com o recalque por adensamento e/ou secundário deve ser elaborada considerando-se o recalque até o tempo final de estabilização.

y = 0,021x - 1,309 R² = 0,999 y = 0,045x - 14,26 R² = 1 y = 0,611x - 403,2 R² = 1 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0 24,0 26,0 28,0 30,0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 R e c a lq u e im e d ia to a c u m u la d o ( m m ) Carga (kN)

Figura 2.19 – Gráfico carga-recalque secundário acumulado

Fonte: Desta autora

Segundo Camapum de Carvalho et al. (2012), intervalos de tempo muito diferentes de um estágio de carga para outro podem gerar eventuais dispersões na curva carga-recalque secundário acumulado. É recomendável adotar os mesmos intervalos de tempo para normalizá-los.

Os três gráficos tendem a apresentar comportamentos semelhantes, colocando em evidência três segmentos de reta.

A interpretação dos trechos definidos nos gráficos citados é apresentada melhor por Camapum de Carvalho et al. (2012), conforme segue:

O primeiro trecho corresponde à atuação progressiva e predominante do fuste podendo, eventualmente iniciar-se a mobilização da base logo após os primeiros estágios de carga, dependendo de fatores, como rigidez do maciço, rigidez do elemento estrutural, retração do concreto durante a cura, retração do solo por diminuição da umidade em maciços não saturados, dentre outros. No entanto, neste primeiro momento, atuando com a base, sua contribuição se dá geralmente de forma secundária no comportamento da estaca ensaiada, mas, em casos de solos moles, o comportamento da base torna-se relevante já nesta fase inicial.

y = 0,003x - 0,218 R² = 0,955 y = 0,024x - 11,60 R² = 1 y = 0,146x - 95,65 R² = 1 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 R e c a lq u e s e c u n d a ri o a c u m u la d o ( m m ) Carga (kN)

O segundo trecho corresponde ao estágio no qual a atuação da base passa a ser mais efetiva e comanda o comportamento do elemento de fundação em termos de carga versus recalque. Nele, a medida em que ocorre a saturação em termos de energia máxima mobilizável por atrito lateral, a carga passa a ser transferida para a base da fundação.

Os autores esclarecem que o terceiro trecho do gráfico tem início quando deformações plásticas passam a ser preponderantes no comportamento do sistema maciço-estrutura e passam a comandar o comportamento das fundações. A partir desse ponto, os deslocamentos passam a ser mais relevantes, gerando a expectativa de recalques permanentes significativos e importantes para o bom desempenho da fundação e, consequentemente, da edificação, porém não significando, necessariamente, ruptura. Os autores alertam que trabalhar além desse limite requer maior atenção com os recalques admissíveis pela estrutura, principalmente com os recalques diferenciais presentes em qualquer edificação.

Nesse mesmo artigo, os autores alertam que pode ocorrer um quarto trecho representativo da ruptura do sistema maciço-elemento estrutural de fundação. No entanto, por ser pouco frequente o seu surgimento, sempre que ele se manifestar, recomenda-se verificar a integridade do elemento estrutural e as condições em que a ponta da fundação foi executada, pois, geralmente, está associada a solo fofo na ponta da estaca, proveniente das condições de execução. Destacam, ainda, com relevância, que a falta de contato entre a base da fundação e o maciço ou mesmo um precário contato pode dar origem à inversão da forma do gráfico entre o primeiro e o segundo trecho. Nesse caso, quando o solo suporte passa a reagir ao contato da base, ocorre tendência a ampliar a contribuição do atrito lateral, tornando mais amplo o segundo trecho.

Porém, algumas vezes não é possível utilizar a interpretação dos três gráficos citados, principalmente quando, durante a realização da prova de carga, ocorre mudança de incremento de carga antes de se obter o

percentual recomendado em norma. Silva (2011) salienta que mobilizações por atrito, ponta e deformações plásticas podem ocorrer simultaneamente nos três domínios, entretanto o comportamento da estaca e, consequentemente, da curva carga-recalque comandado pelo atrito, pela ponta ou pela plastificação depende do domínio em que se encontra o carregamento.

De agora em diante, esse método será denominado Método de Camapum de Carvalho et al. (2010).

Fellenius (2012) esclarece que é difícil fazer uma escolha racional dos melhores critérios de ruptura a se usar, porque o melhor critério depende, fortemente, de uma experiência anterior do profissional e da concepção de como se define a carga de ruptura de uma estaca.

Para finalizar este item, a autora enaltece a afirmativa de Davisson (1970) que conclui que as provas de carga não fornecem respostas, apenas dados para interpretar.