Outros Métodos

Apresentam-se a seguir, sucintamente, outros métodos disponíveis em bibliografia, que foram desenvolvidos considerando a compressibilidade da estaca, mas que são menos rigorosos matematicamente que os destacados acima, ou que

recorrem ao uso do Método dos Elementos Finitos, sendo específicos para certas condições de geometria e de subsolo adotadas.

 Método de Alonso e Silva (2000):

Foi o primeiro método desenvolvido no Brasil para considerar a compressibilidade da estaca. É apresentada uma solução aproximada. Além de outras simplificações, admite-se a distribuição uniforme do atrito unitário com a profundidade, tendo

c

= 0,5 (Eq. 33) e alguns valores aproximados para os deslocamentos na curva equivalente. Foi o ponto de partida para o desenvolvimento do Método de Massad (2015), exposto no item 2.3.7.4.

 Método de Kwon et al. (2005):

Kwon et al. (2005) ilustram que a relação entre o encurtamento elástico da estaca ocorrido durante uma prova de carga convencional e o ocorrido durante um ensaio bidirecional seria igual à relação de áreas dos respectivos diagramas de transferência de carga em profundidade, considerando apenas a parcela de atrito. Segundo os autores, em geral, o primeiro é o dobro do segundo, relação inferida a partir da distribuição de atrito unitário uniformemente crescente com a profundidade. De fato, nestas condições, pode-se extrair das Figuras 2.6-b e 2.27-b que

c/ c' 

0,67/ 0,33 = 2.

Os autores apresentaram um método para a construção da curva carga- recalque com base em medidas de encurtamento elástico durante o ensaio bidirecional e consideraram a correção de seu valor, para carga aplicada de cima para baixo, utilizando a relação citada, igual a 2,0, e acrescentando o encurtamento devido à carga de ponta.

O método é bastante simples e apresentou um grande avanço no conceito da correção do encurtamento elástico. Entretanto, muitas vezes, não se têm as medidas de encurtamento elástico do carregamento bidirecional, pois as medições de deslocamento do fuste são feitas ou somente no topo da estaca, ou no topo da expancell. Assim, seu valor tem de ser estimado, cálculo que não é tratado pelos autores. Além disso, os autores adotam simplificadamente um único valor para o equivalente à relação entre

c

(Eq. 33) de Leonards e Lovell (1979) e

c'

(Eq. 66) de

Massad (2015), correlato de

c

, sendo que a mesma é variável, em função da distribuição do atrito unitário ao longo do fuste.

 Método de Lee e Park (2007):

Lee e Park (2007) notaram, através de um estudo de caso, que os encurtamentos elásticos da estaca resultam inferiores no ensaio bidirecional, em relação à prova de carga convencional, devido à diferença nas distribuições de carga em profundidade. Na estaca estudada, as O-cells foram instaladas em dois níveis. Os autores propuseram um método para a obtenção da curva equivalente a partir das leituras das duas O-cells, considerando a compressibilidade da estaca e com base em parâmetro correlato ao coeficiente

c

de Leonards e Lovell (1979), da Eq. 33. Foram adotados, simplificadamente, valores de

c

iguais a 1/2 ou 2/3, que correspondem, respectivamente, à distribuição do atrito lateral uniforme ou uniformemente crescente na estaca.

 Método de Mission e Kim (2011):

Através de estudos paramétricos de estacas escavadas em solos coesivos, utilizando o Método dos Elementos Finitos, Mission e Kim (2011) construíram gráficos para a obtenção da razão entre o encurtamento elástico do fuste da estaca devido ao atrito lateral, que ocorre em uma prova de carga convencional (Eq. 33, considerando

Q

p = 0), e o que ocorre em um ensaio bidirecional (Eq. 66).

Para a obtenção da curva equivalente, os autores propuseram fazer a correção do encurtamento elástico devido ao atrito lateral através dos gráficos citados no parágrafo anterior e acrescentar a parcela do encurtamento elástico devido à carga de ponta. Os autores apresentaram estudos de caso, para os quais obtiveram resultados satisfatórios através da modelagem numérica, comparados a provas de carga convencionais.

 Método de Kim e Chung (2012):

Kim e Chung (2012) sugerem dois métodos, um no qual a carga residual é irrelevante e outro, em que ela é significativa. Os autores se basearam nos Métodos de Kwon et al. (2005) e Lee e Park (2007) e apresentam a estimativa do encurtamento elástico da estaca para o carregamento bidirecional adotando o valor

de 1/3 para um coeficiente análogo ao

c'

(Eq. 67) adotado no presente tabalho, que corresponde à distribuição de atrito unitário uniformemente crescente com a profundidade, sendo os valores comparados aos medidos no ensaio.

Quando a carga residual é relevante, os autores ressaltam que o diagrama de transferência de carga em profundidade é alterado, devendo ser reavaliado. Entretanto, Fellenius (2019) diz que o ensaio bidirecional fornece resultados de cargas independentes das cargas residuais, porque as mesmas são transferidas à expancell durante a aplicação de cargas para o rompimento do selo.

2.3.8 Alívio de tensões na região da ponta

No item 2.1.4 – “Influência do Atrito Lateral na Ponta de Estaca”, mostrou-se que, em ensaios de carregamento "top-down", autores consagrados desprezaram a influência do atrito lateral nos recalques da ponta.

Durante o ensaio bidirecional, a abertura da expancell e o levantamento do fuste geram um vazio e um alívio de tensões no entorno. Fellenius (2019) comentou que o vazio no solo, devido à separação do topo e base da expancell, gera tensões de tração na região de solo próxima ao nível da célula, porém explicou que essa alteração de tensões é localizada e tem efeito marginal sobre o comportamento da estaca.

England (2005) afirmou que, quando a expancell é instalada próxima à ponta da estaca, pode resultar em alguma perturbação em seu comportamento, em consequência do alívio de tensões, podendo levar a uma pior resposta da ponta, comparada à referente a provas de carga convencionais. Entretanto, este aspecto ainda tem sido pouco abordado em artigos científicos.

Considera-se válido o questionamento de England (2005), fazendo-se um aprofundamento desse estudo na presente pesquisa, conforme apresentado no próximo capítulo.

3.

CAPÍTULO 3

– AVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DO

LEVANTAMENTO DO FUSTE NA REGIÃO DA PONTA

Neste Capítulo, será feita uma avaliação da influência do alívio de tensões na ponta da estaca, provocado pelo levantamento do fuste, que ocorre durante o ensaio bidirecional. No entanto, iniciar-se-á a análise deste tipo de efeito para carregamentos a partir do topo, ocorrendo, neste caso, acréscimo de tensões na ponta.

3.1 INFLUÊNCIA DO ATRITO LATERAL NA PONTA (CARGA NO

No documento Ensaio bidirecional em estacas moldadas in loco: técnicas de execução e métodos de interpretação, com aplicação a casos de obras. (páginas 129-133)