4.7 RESULTADOS DA AVALIAÇÃO DA TENSÃO ADMISSÍVEL DE UMA
4.7.3 Resultados do método de Brinch Hansen
O resultado da aplicação do método de Brinch Hansen consiste na obtenção da tensão de ruptura e posteriormente da tensão admissível, de tal forma que possibilite a análise do comportamento do solo e das misturas quando aplicada a sobrecarga.
A Tabela 11 demonstra os dados que foram utilizados para a realização dos cálculos. 0 20 40 60 80 100 120 Solo RCC 5% RCC 10% RCC 15% Te n sã o A d m [ K n /m ² ] Solo
Tabela 11 - Valores utilizados para obtenção da tensão de ruptura e tensão admissível por Brinch Hansen
Solo RCC 5% RCC 10% RCC 15% q [kN/m²] 19,82 20,09 20,11 19,52 C [kN/m²] 21,50 32,55 21,65 17 Sc 1,000 1,000 1,000 1,000 Sq 1,61 1,61 1,61 1,61 Sγ 0,67 0,67 0,67 0,67 Nc 40,94 21,17 27,66 40,81 Nq 28,28 11,03 16,29 28,16 Nγ 27,28 7,13 12,71 27,12 B [m] 1 1 1 1 L [m] 1,2 1,2 1,2 1,2 γ [kN/m³] 19,82 20,09 20,11 19,52 dc 1,48 1,48 1,48 1,48 dq 1 1 1 1 dγ 1 1 1 1 ic 1 1 1 1 iq 1 1 1 1 iγ 1 1 1 1 σr [kN/m²] 2386,50 1424,44 1499,45 2089,11 σadm [kN/m²] 795,50 474,81 499,82 696,37 Das autoras, 2017.
O solo foi quem apresentou o maior valor para σr e σadm, no entanto a mistura de RCC 15% foi a que apresentou resultado mais próximo ao do solo, o Gráfico 15 e o Gráfico 16 permitem uma melhor visualização do comportamento das misturas.
Gráfico 15 - Tensão de ruptura versus solo por Brinch Hansen
Das autoras, 2017. 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Solo RCC 5% RCC 10% RCC 15% Te n sã o R u p [ K n /m ² ] Solo
No Gráfico 15 percebe-se que a mistura que apresentou o menor valor da tensão de ruptura foi a de RCC 5%, comparando com os resultados dos métodos de Terzaghi (RCC 10%) e Skempton (RCC 15%) percebe-se que as misturas que tiveram o pior desempenho são de porcentagens diferentes.
Gráfico 16 - Tensão admissível versus solo por Brinch Hansen
Das autoras, 2017.
No Gráfico 16 percebe-se também que a mistura que apresentou o menor valor da tensão admissível foi a de RCC 5%. Este resultado é contrário ao apresentado por Skempton, onde esta mistura apresentou o melhor resultado entre as misturas de RCC.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Solo RCC 5% RCC 10% RCC 15% Te n sã o A d m [ K n /m ² ] Solo
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
A incorporação do resíduo da construção civil no solo desencadeou em um novo material com características próprias. Com a aplicação da metodologia e a obtenção dos resultados através dos ensaios, pode-se chegar as seguintes conclusões:
I. Caracterização física
O solo e as misturas apresentaram predominância arenosa e uma média de 34% de silte.
Quanto à graduação, ambas são mal graduadas e desuniformes no tamanho das partículas.
A massa específica dos grãos do solo obteve um resultado satisfatório para todas as misturas, não ultrapassando a margem de diferença entre elas de 0,2 g/cm³.
Os ensaios de limite de liquidez e plasticidade resultaram na caracterização do solo e misturas como não líquido e não plástico, devido o material ser classificado como arenoso em sua maior proporção.
Portanto, conclui-se que o solo e as misturas com suas devidas porcentagens de RCC possuem variação no diâmetro e má distribuição dos grãos e quase em sua totalidade são areia.
II. Compactação
Os ensaios resultaram que a adição de resíduos na amostra não influência na massa específica aparente seca máxima e também no teor de umidade ótima, isto é devido à proximidade dos valores resultantes.
III. Parâmetros de resistência
Os ensaios utilizados para analisar o desempenho da resistência das misturas foram o CBR e o cisalhamento direto.
No CBR a mistura de 10% de RCC sofreu um pequeno aumento de volume durante a expansão. Com o traçado das curvas, conclui-se que a mistura de 10% de RCC é a ideal entre as misturas que receberam a porcentagem de resíduo, pois após os 10% a mistura acaba perdendo resistência.
No ensaio de cisalhamento direto percebeu-se que o resíduo melhora a resistência do solo com a mistura de 5% de RCC, que apresentou melhor desempenho que as demais, até
atingir a tensão normal de 50 kN/m². Após, a amostra de solo começa a ter o melhor desempenho.
Conclui-se que a mistura solo-resíduo pode ser aplicada em aterros, também como melhoramento da resistência do solo para aplicação de fundações superficiais e reforço de subleito
IV. Métodos teóricos
Com a aplicação dos métodos teóricos de Terzaghi, Skempton e Brinch Hansen, percebe-se que há divergência da mistura que apresentou o melhor comportamento quanto à tensão de ruptura e a tensão admissível.
Para Terzaghi e Hansen a mistura que apresentou o melhor comportamento foi a de 15% de RCC e a mistura com pior comportamento, apresentou resultado divergente, sendo as misturas de 10% de RCC (Terzaghi) e 5% de RCC (Hansen).
No método de Skempton a mistura com melhor comportamento foi a de 5% de RCC e a pior foi à mistura de 15% de RCC.
Os métodos teóricos apresentam resultados através da análise dos parâmetros. Terzaghi analisa o ângulo de atrito e todos os componentes dos fatores de forma e capacidade de carga. Skempton é mais breve, analisa os fatores de forma e capacidade de carga de maneira mais sucinta. Brinch Hansen por sua vez, leva em consideração fatores de inclinação e profundidade de carga.
Portanto conclui-se que a aplicação dos métodos teóricos é vista com relevância para a análise de tensões. O método de Skempton foi o método que apresentou os menores valores, pois é visto como o mais conservador por considerar a resistência não drenada, ou seja, tempo igual a zero e ganho de resistência em curto prazo. Já os métodos de Terzaghi e Brinch Hansen consideram a resistência drenada e a longo prazo.
Considerando a maior e menor tensão admissível obtida através dos métodos teóricos aplicados nas misturas, um pilar hipotético com dimensões de 1,0m de base por 1,20 de embutimento, pode suportar uma força variando de 6,89t a 83,56t. Esses valores são obtidos através da equação:
F = σ*A (22)
No Gráfico 17 são demonstrados o comportamento das tensões em cada método.Gráfico 17 - Comparativo das tensões admissíveis das misturas por diferentes métodos
Das autoras, 2017.
Em resumo, os ensaios realizados neste trabalho apresentaram resultados que permitem a utilização de misturas solo-resíduos da construção civil para aplicação em fundações, com o intuito de melhoramento do solo e contribuindo para o ganho de resistência. Esta aplicação também contribui economicamente para a redução de custos, diminuição na quantidade de resíduos descartados sem aproveitamento e positivamente no meio ambiente. Logo, o trabalho alcançou os objetivos estipulados.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Solo RCC 5% RCC 10% RCC 15% Te n sã o A d m [ K n /m ²] Solo
σadm por Terzaghi σadm por Skempton σadm por Brinch Hansen
6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Como seguimento desta análise, sugere-se:
a) Análise com outros tipos de solos para avaliar o comportamento dos mesmos; b) Ensaios com proporções maiores de resíduos na mistura, com o intuito de
melhorar a precisão dos resultados;
c) Verificar se há contaminação do solo com a incorporação do resíduo; d) Análise econômica da utilização do RCC como agregado;
REFERÊNCIAS
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. ASTM D 3080: Standard test method for direct shear test of soils under consolidated drained conditions. Philadelphia, 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2010.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6457: Amostras de Solo – Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6459: Solo – Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6508: Grãos de solos que passam na peneira de 4,8mm – Determinação da massa específica. Rio de Janeiro, 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7180: Solo – Determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: Análise Granulométrica. Rio de Janeiro, 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7182: Solo: Ensaio de compactação. Rio de Janeiro, 2016.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9895: Solo: Índice de suporte Califórnia. Rio de Janeiro, 1987.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9895: Solo: Índice de suporte Califórnia. Rio de Janeiro, 2017.
BATISTA, Priscila; LEITE, Adilson do Lago. Misturas de um solo laterítico com cimento e bentonita para uso em cortinas verticais. Revista Escola de Minas, Ouro Preto, v. 63, n. 2, p. 255-263, jun. 2010.
BRASIL, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Pesquisa Nacional de Saneamento Básico: 2008. Rio de Janeiro: Coordenação de População e Indicadores Sociais, 2010. Disponível em: < http://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv45351.pdf>. Acesso em: 21 maio 2017.
CINTRA, José Carlos A.. Fundações diretas: projeto geotécnico. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. Disponível em:<
http://unisul.bv3.digitalpages.com.br/users/publications/9788579750359/pages/5>. Acesso em: 24 fev. 2017.
CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resoluções do Conama: Resoluções vigentes publicadas entre setembro de 1984 e janeiro de 2012. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 2012. Disponível em:
<http://www.mma.gov.br/port/conama/processos/61AA3835/LivroConama.pdf>. Acesso em: 23 jan. 2017.
CUNHA, Nelma Almeida. Resíduos da Construção Civil: análise de usinas de reciclagem. 2007. 187 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil)- Faculdade de Engenharia Civil Arquitetura e Urbanismo da Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2007. Disponível em: <http://www.ietsp.com.br/static/media/media-
files/2015/01/23/Dissert_Neuma_Cunha.pdf>. Acesso em: 23 jan. 2017. DIGITAL GLOBE. Google maps. Disponível em:
<https://www.google.com.br/maps/place/UNISUL+Engenharia+Campus+Pedra+Branca/@- 27.6259948,-
48.6835309,182m/data=!3m1!1e3!4m5!3m4!1s0x952735795f300597:0x7026759fdd79d2dd! 8m2!3d-27.6260767!4d-48.6839657>. Acesso em: 01 ago. 2017.
FOGAÇA, Melina. Fundações e contenções: Fundação com tubulões, São Paulo, ed. 20, nov. 2012. Disponível em: <http://infraestruturaurbana.pini.com.br/solucoes-
tecnicas/20/artigo271662-3.aspx>. Acesso em: 03 mar. 2017.
HIGASHI, Rafael Reis; ESPÍNDOLA, Murilo S.. Fundações. Florianópolis, 2009. Apostila da disciplina de Fundações.
SANTOS JUNIOR, Valdir dos. Influência do agregado graúdo industrial reciclado na resistência à compressão do concreto auto adensável. 2015. 74 f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) - Escola Superior de Criciúma, Criciúma, 2015.
KORMANN, Alessander C. Morales. Ensaios de Compactação e Caracterização. Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 1997.
LABORATÓRIO DE MECÂNICA DOS SOLOS E GEOTECNIA. Ensaios realizados: resistência ao cisalhamento. Disponível em: <
http://www.labgeo.ufscar.br/ensaios.php?item=7>. Acesso em: 30 ago. 2017.
MAY, Daniela Cristina; SILVA, Franciely Espindola. Caracterização geotécnica de um solo residual de granito compactado com incorporação de resíduos sólidos. 2016. 130 f. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade do Sul de Santa Catarina, Palhoça, 2016.
SILVA, Rodrigo Emanuel R.. Determinação da massa específica de solos (que passam na peneira 4,8 mm) pelo método da estufa. 2013. 4 f. Relatório (Disciplina de Mecânica dos Solos) – Universidade Federal da Bahia, Barreiras, 2013. Disponível em: <
http://www.academia.edu/3855627/UNIVERSIDADE_FEDERAL_DA_BAHIA_INSTITUT O_DE_CI%C3%8ANCIAS_AMBIENTAIS_E_DESENV._SUSTENT%C3%81VEL_Discipl ina_Mec%C3%A2nica_dos_solos_I>. Acesso em: 26 jul. 2017.
QUARESMA, Arthur Rodrigues; DÉCOURT, Luciano; FILHO, Artur Rodrigues Quaresma; ALMEIDA, Márcio de Souza Soares de; DANZIGER, Fernando. Investigações geotécnicas. In: REIS, Raquel Cardoso. Fundações: teoria e prática. 2. ed. São Paulo: Pini, 2012. cap. 3, p. 119-162.
QUEIROZ, Bismak Oliveira de; MELO, Ricardo Almeida de. Redução de Impactos ambientais causados por resíduos sólidos oriundos da construção civil pelo uso em
pavimentação. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE GESTÃO AMBIENTAL, 1, 2010, Bauru. Anais eletrônicos... Disponível em:
<http://www.ibeas.org.br/congresso/Trabalhos2010/III-008.pdf>. Acesso em: 01 nov. 2016. REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. Fundações: guia pratico de projeto, execução e dimensionamento. São Paulo: Zigurate Editora, 2008.
ROCHA, Janaíde Cavalcante; CHERIAF, Malik. Aproveitamento de resíduos na construção.In: ROCHA, Janaíde Cavalcante; JOHN, Vanderley Moacyr. Utilização de Resíduos na Construção Habitacional. Porto Alegre: ANTAC, 2003, v. 4.
SOUZA, Fabio Albino. Radier. Disponível em: <
http://www.impactoprotensao.com.br/noticias/radier/1/9/2016>. Acesso em: 29 set. 2017. TEIXEIRA, Alberto Henriques; GODOY, Nelson Silveira de. Análise, projeto e execução de fundações rasas. In: REIS, Raquel Cardoso. Fundações: teoria e prática. 2. ed. São Paulo: Pini, 2012. cap. 7, p. 227-264.
TIPOS de fundações e terminologias. 6 dez. 2016. Disponível em
<http://blog.mepassaai.com.br/2016/12/06/tipos-de-fundacoes-e-terminologia/>. Acesso em: 03 mar. 2017.
TUBULÕES a céu aberto. 3 mar. 2012. Disponível em:
<http://construcaociviltips.blogspot.com.br/2012/03/tubuloes-ceu-aberto.html>. Acesso em: 03 mar. 2017.
VELLOSO, Dirceu; LOPES, Francisco de Rezende. Concepção de obras de fundações. In: REIS, Raquel Cardoso. Fundações: teoria e prática. 2. ed. São Paulo: Pini, 2012. cap. 6, p. 211-225.
VENTURINI, Jamila. Planejamento: Classificação de resíduos. Equipe de obra: como construir na prática, São Paulo, ed. 37, n. 1, jul. 2011. Disponível em: <
http://equipedeobra.pini.com.br/construcao-reforma/37/artigo220705-1.aspx>. Acesso em: 22 abr. 2017.
APÊNDICE B - Planilha de ensaio de análise granulométrica com sedimentação (solo + 5% de RCC)
APÊNDICE C - Planilha de ensaio de análise granulométrica com sedimentação (solo + 10% de RCC)
APÊNDICE D - Planilha de ensaio de análise granulométrica com sedimentação (solo + 15% de RCC)