JEFERSON DA SILVA DOS SANTOS, Monitoramento de recalques em fundações no município de Sinop – MT

Monitoramento de recalques em fundações no município de Sinop - MT

Foundation settlement monitoring in Sinop city, Mato Grosso State

Jeferson da Silva dos Santos1_{, Julio César Beltrame Benatti}2

Resumo: O monitoramento de recalques em edificações é uma estratégia importante para o entendimento da interação solo-estrutura, e permite acompanhar a mobilização de resistência do solo ao longo da construção, bem como a coerência do projeto de fundações realizado. Assim, o propósito deste trabalho é estudar a interação entre os carregamentos de uma estrutura e os deslocamentos ocorridos na fundação. O estudo foi dividido em duas etapas, sendo a primeira o monitoramento dos recalques de um edifício residencial a partir da etapa de concretagem de parte da sua segunda laje, até a sua conclusão. Para isto foi utilizado o sistema de monitoramento de recalques de edifícios com obtenção de dados através do nível óptico, que permitiu o acompanhamento da evolução dos recalques através de leituras frequentes ao longo do processo construtivo. A segunda etapa baseou-se em uma análibaseou-se dos dados coletados, com a obtenção de parâmetros de interação solo-estrutura. Os dados obtidos mostram a influência da rigidez da estrutura durante a evolução construtiva nos recalques ocorridos na edificação, a partir de dados de velocidade dos recalques, distorções angulares e recalques diferenciais nos diversos pontos monitorados. Os resultados deste trabalho frisam a importância da consideração simultânea da estrutura e das fundações na análise estrutural de edifícios para se ter o seu desempenho.

Palavras-chave: Interação Solo-Estrutura; Recalques; Análise Estrutural; Monitoramento.

Abstract: To monitor foundation settlements in buildings is an important method to understand soil-structure interaction and it allows to track soil resistance over construction time as well as compare with the predictions made by designers. The purpose of this article is to study interactions between loads applied and foundation displacements. The article was divided in two steps. First, foundation settlements of a residential building were monitored from just after the second slab was concreted until its conclusion. It was used a monitoring system of building settlements with data obtained by optical level, which allowed the record of the settlements evolution through readings throughout construction. The second step was based on data analysis to obtain parameter that referred to soil-structure interaction. The data showed structural rigidity influence settlement evolution, angle distortion and differential settlement in the monitored locations. The results stress the importance of simultaneous considerations in the structure and in the foundation in structural analysis of buildings to have their performance. Keywords: Soil-structure interaction; settlements; structural analysis, monitoring, foundation performance. 1 Introdução

O município de Sinop - MT tem se destacado cada vez mais no cenário econômico nacional. Segundo Stefano e Liskauskas (2018), a cidade está entre as 100 melhores do Brasil para se investir em negócios. O crescimento nos investimentos no município afeta o setor da construção civil, um dos pilares econômicos de regiões em constante crescimento. Assim, gera-se a necessidade de novas tecnologias e pesquisas no setor.

O solo da região de Sinop - MT é caracterizado como de baixa capacidade de suporte, com valores de NSPT inferiores a 5, até aproximadamente 30 m de profundidade (SOARES E WEBER, 2013). Essa baixa capacidade de suporte, aliada à alta compressibilidade do material, faz com que sejam recorrentes as patologias em construções no município, relacionadas principalmente à problemas nas fundações.

O uso de fundações profundas na região teve um grande crescimento nos últimos anos, surgindo assim a necessidade de estudos mais aprofundados para a obtenção de parâmetros de resistência e compressibilidade do solo para fundações profundas, que possibilitam um melhor dimensionamento deste tipo de fundação.

Além do controle de desempenho das fundações, o monitoramento de recalques pode vir a reforçar as

teorias relacionadas às interações solo-estrutura, de maneira a ajudar o desenvolvimento de algumas teorias e tornar práticas as análises do mecanismo de interação solo-estrutura nas atividades rotineiras dos escritórios de projetos de estruturas (ARAGÃO, 2011). O cálculo e dimensionamento convencionais da estrutura são feitos com a hipótese de apoios indeslocáveis, estimando-se assim o recalque com base nas reações de apoio fornecidas pelo projetista estrutural e não se realiza a compatibilidade de deslocamentos. O ideal seria considerar a interação solo-estrutura, em que os efeitos da deformabilidade do solo sobre a estrutura são analisados, compatibilizando-se os deslocamentos e definindo-se os efeitos da rigidez da estrutura sobre os recalques. Desta forma, com o monitoramento do recalque, será verificado o comportamento da estrutura durante a construção. Segundo Danziger et al (2000), a atividade brasileira de fundações consiste em realizar o controle de recalque apenas em situações em que são observados problemas na construção. Entretanto, os autores enfatizam a importância da medida dos recalques desde o início da construção, como um controle de qualidade das fundações.

Dentro desse contexto, este trabalho tem como objetivo monitorar o recalque de pilares térreos ao longo da construção de um edifício de quatro pavimentos, com fundação profunda, localizado no município de Sinop, MT, Com isso, pretende-se analisar a interação solo-estrutura, e compreender o comportamento quanto à compressibilidade do maciço.

1_{Graduando do Curso de Engenharia Civil, UNEMAT, Sinop -}

MT, Brasil, E-mail: jeferson.santos@unemat.br

2_{Doutorando, Professor Adjunto, UNEMAT, Sinop - MT, Brasil,}

2 Fundamentação Teórica

2.1Fundação

Segundo a NBR 6122 (ABNT, 2010), fundação é um conjunto composto pelo terreno e pelo elemento estrutural, destinados a transmitir as cargas da estrutura ao terreno pela base, fuste, ou combinações das duas. Pode-se classificar fundações em: superficiais (rasas ou diretas) compostas pelos blocos de fundação, sapatas, radier, sapata associada, sapata corrida; e profundas, como estacas e tubulão. Conforme a NBR 6122 (ABNT, 2010), fundação profunda é um elemento de fundação em que a carga é transmitida ao terreno ou pela base (resistência de ponta) ou por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por uma combinação das duas, devendo sua ponta ou base estar assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3,0 m.

2.2 Recalque em Fundações

Define-se, pela NBR 6122 (ABNT, 2010), que recalque é o movimento vertical descendente de um elemento estrutural. Quando o movimento for ascendente, denomina-se levantamento. Conceitua-se representar o recalque com o sinal positivo. Recalque diferencial específico é a razão entre as diferenças dos recalques de dois apoios e a distância entre eles. Nas obras em que as cargas mais importantes são verticais, a medição dos recalques constitui o recurso fundamental para a observação do comportamento da obra. 2.2.1 Deslocamentos das fundações

O maciço de solo sobre o qual se apoiam as estruturas de fundação sofre deformações quando solicitado por cargas oriundas da superestrutura. Desta forma uma fundação isolada pode sofrer deslocamentos horizontais, verticais e rotações, dependendo do tipo de esforço a que está sendo solicitada, conforme apresentado na Figura 1.

- Recalque: designado por 𝑤.

- Recalque diferencial: designado por δ𝑤. - Rotação: designada por φ.

- Desaprumo: designado por ω. - Distorção angular: designada por β. - Deflexão relativa: designada por Δ.

Figura 1: Deslocamentos de uma estrutura. Fonte: I.S.E., 1989.

2.2.2 Recalques distorcionais e danos causados Os danos causados pelos recalques diferenciais são maiores quanto menor a distância entre os pilares (SAVARIS, 2008). Desta forma através do cálculo da distorção angular (β) é possível avaliar se os valores dos recalques diferenciais são ou não prejudiciais ao comportamento da edificação conforme o tipo de estrutura, sendo estabelecidos critérios por diversos autores, apresentados na Tabela 1.

Tabela 1. Valores limites de distorção angular β para edifícios estruturados e paredes portantes armadas.

S k e m p to n e M a c D o n a ld M e y e rh o f P o ls h in e T o k a r B je rr u m N B R 6 1 1 8 D a n o s e s tr u tu ra is 1/150 1/250 1/200 1/150 1/250 F is s u ra s e m p a re d e s e d iv is ó ri a s 1/300 (porém, recomend ado 1/500) 1/500 1/500 (0,7/1000 a 1/1000 em painéis externos) 1/500 1/500 Fonte: I.S.E, 1989.

A distorção angular é definida como sendo a razão entre o recalque diferencial entre duas fundações e a distância entre elas. Desta maneira, segue-se a seguinte formulação:

β = δ𝑤

𝐿 (Equação 1)

2.2.3 Método da medição de recalques através de níveis óticos (ALONSO, 1991)

Para o monitoramento de recalque deve-se optar por um sistema compatível com a área da estrutura que se esteja controlando e com os resultados esperados. Os equipamentos devem ser instalados de forma apropriada e serem usados adequadamente para a análise desejada. Caso não se tomem estes cuidados, podem-se obter resultados pouco confiáveis, sendo estes confusos e em muitos casos não aptos a serem empregados na análise da estrutura.

O sistema mais usual para medição dos recalques em edificações é o nivelamento através de nível ótico, que utiliza pontos de referência fixados nos pilares na forma de pinos metálicos (Figura 2) e verifica-se seu nível em relação a uma referência indeslocável fixada no canteiro de obras. Os equipamentos mais modernos permitem o uso da técnica de posicionamento global para medidas de recalque pelo seu fácil manuseio e capacidade de coleta de dados a distâncias em edifícios. Os equipamentos utilizados nesta técnica, entretanto, podem apresentar dificuldades de leitura devido as barreiras geradas pelas lajes e paredes, ocasionando erros de medição.

Para se evitar esse erro, o ideal é a coleta de dados por pinos fixados em pilares externos da edificação. A medição dos recalques é feita utilizando-se nível ótico de precisão e uma mira com escala graduada, que é posicionada sobre os pinos.

Figura 2: Detalhe de pino de leitura de recalque. Fonte: ALONSO, 1991.

2.3 Interação Solo-Estrutura

O comportamento dos recalques de edificações pode ser utilizado como uma ferramenta para análise da interação solo-estrutura. O desempenho de uma edificação qualquer pode ser avaliado através de dois modelos de análise. No primeiro modelo (Figura 3 (a)), as fundações são dimensionadas e os recalques estimados considerando-se somente o carregamento proveniente da estrutura. No segundo modelo (Figura 3 (b)), a rigidez da estrutura é considerada na estimativa dos recalques. Verifica-se que ao se utilizar o segundo modelo, a deformada de recalques se torna mais suave devido à influência da interação entre o solo e a estrutura, com os apoios centrais tendendo a recalcar menos que o previsto e os apoios das extremidades recalcando mais (SAVARIS, 2008). A restrição dos recalques causado pela rigidez da estrutura altera os recalques máximo e mínimo, e, consequentemente os recalques diferenciais. Contudo, os recalques totais médios estimados não se alteram significativamente. Desta forma as distorções angulares causadas pelos recalques diferenciais são minimizadas, viabilizando fundações que não seriam possíveis de serem dimensionadas pelos estudos convencionais (GUSMÃO e CALADO JR., 2002).

Figura 3: Efeito da ISE nos recalques e reações de apoio. Fonte: GUSMÃO, 1994 apud SAVARIS, 2008.

A determinação das cargas atuantes nos pilares de edifícios tem sido realizada de duas maneiras: a partir da medição da deformação dos pilares, empregando conceitos definidos na resistência dos materiais para determinação das cargas, ou através da estimativa ou medição dos recalques, utilizando programas computacionais para análise de estruturas, nos quais os recalques medidos são aplicados como deslocamentos prescritos nos apoios (SAVARIS, 2008).

2.3.1 Efeito da sequência construtiva para análise da interação solo-estrutura

A interação solo-estrutura consiste nos efeitos recíprocos entre o maciço de fundação e a estrutura, ocorridos em uma edificação durante e após a construção. Para uma abordagem correta da interação solo-estrutura faz-se necessário então a compreensão de conceitos relativos ao comportamento do maciço de fundações e da estrutura.

Juntamente com os estudos de monitoramento de recalques em edificações, autores definiram parâmetros para que se possam avaliar tanto o comportamento conjunto da estrutura com as

fundações como também os efeitos da interação solo-estrutura.

GUSMÃO (1994), com o objetivo de analisar alguns efeitos da interação solo-estrutura em edificações, definiu três parâmetros para analisar os efeitos da redistribuição de carga nos pilares e a tendência à uniformização dos recalques.

O primeiro parâmetro é o fator de recalque absoluto (AR) (Equação 2), definido pela relação entre o recalque absoluto do (𝑤𝑖) de um apoio e o recalque total médio de todos os apoios (𝑤𝑚).

𝐴𝑅 = 𝑤𝑖

𝑤𝑚 (Equação 2)

Acatando o parâmetro AR para analisar os efeitos da interação solo-estrutura, tem-se dois tipos de comparações a serem realizadas, sendo eles AR>1, que indica alívios para os pilares que possuem recalques medidos maiores que a média, e AR<1, que demostra um acréscimo de carga nos pilares. O aumento da rigidez da estrutura faz com que os recalques tendam para o valor médio (AR = 1), independentemente da carga dos pilares.

Outro parâmetro é o fator de recalque diferencial (DR) (Equação 3), definido pela divisão da diferença entre o recalque absoluto (𝑤𝑖) do apoio 𝑖 e o valor absoluto médio de todos os apoios (𝑤𝑚), pelo recalque absoluto médio de todos os apoios (𝑤𝑚).

𝐷𝑅 = (𝑤𝑖−𝑤𝑚)

𝑤𝑚 (Equação 3)

O fator DR demonstra o desvio percentual do recalque do pilar 𝑖 em relação à média dos recalques de todos os apoios. Deve-se considerar que, para as situações em que DR>1, ocorre um alívio de carga no apoio enquanto que, para DR<1, há uma sobrecarga no apoio.

O terceiro parâmetro, denominado coeficiente de variação dos recalques (CV) (Equação 4), é descrito como a relação entre o desvio padrão dos recalques (𝜎𝑛) e o recalque médio absoluto (𝑤𝑚).

𝐶𝑉 = _𝑤𝜎𝑛 𝑚

(Equação 4)

À medida que a carga nos pilares cresce, também cresce o valor do recalque absoluto médio. No entanto, em decorrência do aumento da rigidez da estrutura, verifica-se uma tendência à uniformização dos recalques com consequente diminuição dos valores do coeficiente CV. Conforme GUSMÃO (2006), o aumento do número de pavimentos da edificação promove um aumento da rigidez da estrutura à flexão e diminui a dispersão dos recalques, contudo, esta tendência à uniformização dos recalques não cresce de maneira linear com o aumento do número de pavimentos. A utilização do coeficiente de variação de recalques (CV), definido pela relação entre o desvio padrão e a média dos recalques, permite avaliar o efeito de tendência à uniformização dos recalques, ocasionado pelo aumento da rigidez do edifício. Na Figura 4 observa-se que, com o aumento do número de pavimentos, os recalques diferenciais diminuem, enquanto a média dos recalques aumenta, ocasionando a diminuição do coeficiente CV.

Figura 4: Efeito da evolução da construção. Fonte: GUSMÃO e GUSMÃO FILHO, 1994.

3 Metodologia

O método utilizado para a verificação e acompanhamento dos recalques foi o de levantamento topográfico de nivelamento geométrico, também referido como medição através de níveis óticos. Conforme a NBR 13133 (ABNT, 1994), trata-se de um método direto de determinação de desnível onde é realizada a medida da diferença de nível entre pontos do terreno. Isso é feito por intermédio de leituras correspondentes à visadas horizontais, obtidas com um nível, em miras colocadas verticalmente nos referidos pontos.

3.1 Descrição da obra analisada

O estudo foi desenvolvido no edifício residencial Vicenzza, na cidade de Sinop - MT. Na Figura 5 apresenta-se a localização do edifício. Seguindo a tendência de verticalização das edificações da cidade, este edifício é constituído de 4 pavimentos incluindo o térreo, construídos acima da superfície do terreno, com pé-direito de 3 metros em cada pavimento. A fundação utilizada no edifício foi bloco sobre estacas, sendo as estacas do tipo hélice contínua com profundidades de 20 a 21 metros e diâmetro de 40 e 50 cm.

Figura 5: Local da obra monitorada. Fonte: Adaptado do Google Earth, 2019.

3.2 Implantação das Referências de Nível (RN) A referência de nível (RN), conhecida como benchmark, é o ponto de referência topográfico da medição de recalque, caracterizado como ponto isento de qualquer forma de recalque, podendo-se admitir que o mesmo esteja indeslocável. Foi implantado em um local com influência mínima do canteiro de obra, na lateral do terreno, com pouca movimentação. Também

se levou em consideração para a implantação um local que permitisse o estacionamento do nível ótico para a visada de todos os pontos desejados no monitoramento.

A RN é composta por uma barra de aço com diâmetro de 16 mm e comprimento de 2,5 m, que foi cravada no solo. Uma caixa de alvenaria foi construída ao seu redor para evitar a movimentação dessa barra, conforme a Figura 6.

De início se realizou o furo no solo onde se colocou um tubo de PVC com diâmetro de 40 mm e comprimento 2 m, em seguida se aproveitou o solo da perfuração para envolver o tubo, prezando-se sempre pela sua verticalidade. Dentro do tubo foi instalada a barra de aço, cravada 0,5 m no solo, abaixo do tubo. A barra de aço, sem contato com as laterais do tubo de PVC (Figura 7), assim instalada esteve imune de qualquer movimentação do solo ao redor, causada principalmente pelo tráfego de caminhões pesados.

Figura 6: Detalhamento da referência de nível. Fonte: Os autores, 2018.

Figura 7: Uma das referências de nível executada. Fonte: O autor, 2018.

3.2 Implantação dos pinos metálicos

Para realizar o acompanhamento do recalque nas edificações se definiram pontos de referência. Os pontos foram compostos por pinos engatados nos pilares da estrutura para que não ocorresse sua remoção com facilidade. Tomou-se o devido cuidado para que a colocação dos pinos não prejudicasse a

estrutura da construção. Os pinos foram fixados com uma pasta de cimento no furo feito no pilar e destacados com tinta vermelha (Figuras 8 e 9). Os pinos utilizados não foram do tipo padrão para aquisição, sendo utilizados pedaços uniformes de barra de aço.

Figura 8: Pino de leitura de recalque executado. Fonte: O autor, 2018.

Figura 9: Pino de leitura de recalque nos pilares monitorados. Fonte: O autor, 2018.

3.3 Monitoramento

O monitoramento consistiu na leitura dos comprimentos 𝐿𝑎 e 𝐿𝑏 e em seguida, a partir da diferença entre as leituras, obteve-se a diferença de nível ∆𝐿 entre o pino de recalque e a referência de nível (RN). Este procedimento de nivelamento geométrico é representado nas Figuras 10 e 11.

Figura 10: Nivelamento geométrico. Fonte: ARAGÃO, 2011.

Figura 11: Realização das medições. Fonte: O autor, 2018.

O monitoramento dos recalques foi realizado no período compreendido entre a execução da segunda laje e a etapa de alvenaria de vedação, realizado entre os dias 17 de março de 2018 e 20 de outubro de 2018, não chegando até a etapa final de execução da edificação.

3.4 Modelagem da estrutura

A estrutura da Edificação estudada foi modelada (Figuras 12) em um software de estruturas de concreto armado seguindo o projeto original da edificação, permitindo assim a realização de análise para obtenção das cargas conforme a etapa da obra.

Figura 12: Modelagem edificação referente a última medição. Fonte: O autor, 2019.

3.5 Carregamentos

Através do acompanhamento do cronograma da obra foi elaborado a tabela 2, contendo as datas de execução da alvenaria, lajes, vigas e pilares em cada pavimento. Os carregamentos resultantes destes elementos foram lançados no modelo, de forma a obter uma estimativa da carga atuante em cada pilar nos dias em que foram medidos os recalques.

O peso próprio da estrutura foi automaticamente calculado pelo programa computacional a partir das dimensões dos elementos e das propriedades físicas dos materiais. As especificações dos materiais utilizados na edificação foram obtidas no projeto estrutural original.

Tabela 2. Datas e etapas da obra em cada modelo tridimensional. M o d e lo D a ta T e m p o d e c o rr id o (d ia s ) Etapa da Obra

1 17/03/2018 0 Concretagem da primeira parte da laje 2

2 20/04/2018 33 Concretagem da segunda parte da laje 2

3 21/05/2018 64 Concretagem da primeira parte da laje 3

4 21/06/2018 94 Concretagem da segunda parte da laje 3

5 21/07/2018 124 Concretagem da terceira parte da laje 3

6 20/08/2018 153 Concretagem da laje 4 e Alvenaria na laje do tipo 1 7 20/09/2018 183 Alvenaria na laje do tipo 2 8 20/10/2018 213 Alvenaria na laje do tipo 3

Fonte: O autor, 2019.

4 Resultados e Discussões

4.1 Caracterização do perfil geotécnico

Para o projeto de fundação da edificação, foram realizados quatro furos de sondagem à percussão. A partir dos resultados destes ensaios de SPT, foi obtido o perfil do solo, com a apresentação do tipo de solo, nível de água e valor médio de SPT até a profundidade de 30 m, conforme apresentado nas Figuras 13 e 14.

Figura 13: Perfil geotécnico da obra. Fonte: O autor, 2019.

Figura 14: Perfil médio das sondagens. Fonte: O autor, 2019.

Nota-se que os valores médios de Nspt são relativamente baixos (inferiores a 5 golpes), até a profundidade de 18 m, conforme já relatada anteriormente por Soares e Weber (2013), e o nível d’água está na profundidade média de 4,25 m. 4.2 Análise dos recalques

Foram avaliados os recalques totais, os recalques diferenciais máximos, as rotações máximas e a velocidade dos recalques, conforme cronograma de execução apresentado na Tabela 2.

4.2.1 Recalques totais

Após a coleta de dados realizada com o nível óptico, foram determinadas as diferenças de nível de cada ponto de referência, localizados nas bases dos pilares, em relação a referência de nível. Estes níveis foram transformados em recalques, considerando o topo da referência na cota zero e adotando deslocamentos no sentido da gravidade com valores negativos, sistema de referência usualmente utilizado pela engenharia de estruturas.

Para análise do comportamento das fundações, os resultados dos recalques foram agrupados. Na Figura 15 é apresentada a evolução das cargas e dos recalques médios nos pilares ao longo do monitoramento, e a Figura 16 apresenta a curva carga-recalque média obtida ao longo do período de monitoramento.

Figura 15: Curvas de cargas e recalques médios de todos os pilares. Fonte: O autor, 2019.

Figura 16: Curva de recalques médios de todos os pilares. Fonte: O autor, 2019.

Observa-se, da Figura 15, que ocorrem grandes deslocamentos entre as medições realizadas entre 94 dias e 124 dias e também nas duas últimas medições, respectivamente entre 183 dias e 213 dias, ocasionados pela concretagem da segunda e terceira

parte da laje 3 e assentamento da alvenaria na laje do pavimento tipo 2 e tipo 3.

Constata-se um acréscimo uniforme dos recalques entre as medições dos 33, 64 e 94 dias e também entre as medições dos 124, 153 e 183 dias. Isto se justifica pela velocidade aproximadamente constante imposta à construção. Destaca-se que as lajes, por serem de grandes dimensões, foram concretadas em três etapas com intervalos de aproximadamente 15 dias.

Ao se analisar a Figura 16, verifica-se uma tendência a aumento linear do recalque com o aumento dos carregamentos. Há, entretanto, uma diminuição no crescimento dos recalques médios com o aumento da carga, para o trecho entre 652 kN e 1067 kN, devido ao aumento da rigidez da estrutura.

Na Figura 17 são apresentadas as variações do desvio padrão dos recalques médios, obtidos ao longo da construção. Observam-se que o desvio padrão dos recalques tende a aumentar ao longo da construção, principalmente após 94 dias do início do monitoramento (carga de 652 kN), época de início da inserção das alvenarias no térreo e pavimentos tipo. Verifica-se que as variações das cargas dos pilares ocasionadas pela concretagem da última parte da laje 3, da laje 4 por inteira, pelo assentamento da alvenaria até na laje do tipo 1, juntamente com poucos dados de monitoramento devido as modificações da edificação no térreo, ocasionou acréscimos nos valores do desvio padrão. Estes valores elevados de desvio padrão relacionam-se com o trecho da curva carga-recalque que apresenta estagnação de recalques (Figura 16), mostrando que, nesta etapa da construção, apesar de o recalque médio não ter aumentado na mesma proporção, houve aumento nos recalques diferenciais na edificação.

Figura 17: Desvio padrão dos recalques ao longo da construção. Fonte: O autor, 2019.

Utilizando os valores de recalques finais medidos para cada pilar foram geradas curvas de iso-recalque através do software Surfer 15, conforme apresentado na Figura 18. Também foram elaboradas as curvas iso-cargas (Figura 19) com as iso-cargas da edificação na última medição realizada.

Figura 16: Curvas de iso-recalque (mm) referente a última medição. Fonte: O autor, 2019.

Figura 17: Curvas de iso-carga (kN) referente a última medição. Fonte: O autor, 2019.

Observa-se que a maior depressão da bacia de recalque se localiza na região dos pilares P6, P11, P16, P31 e P33, dos quais o P6 (1541,6 kN) e o P31 (1486,7 kN) apresentam as maiores cargas de projeto. 4.2.2 Recalques máximos e médios

Na Figura 19 são apresentadas as curvas dos valores máximos e das médias dos recalques. Os valores dos recalques máximos foram calculados para todos os pilares em cada medição realizada levando em consideração a etapa em que se encontrava a edificação, através da diferença entre a RN e o nível óptico medidos em cada pilar.

Figura 19: Curvas de recalques médios e máximos obtidos ao longo do monitoramento. Fonte: O autor, 2019.

Observa-se que as médias e os valores máximos dos recalques tendem a aumentar à medida que a estrutura é construída, também observado pela formação da bacia dos recalques, apresentada na Figura 16. 4.2.3 Distorção angular máxima

A ocorrência de grandes distorções angulares em uma região do terreno pode representar a tendência à inclinação do edifício. Para o cálculo da distorção angular, foi necessário a determinação de um plano de referência que passou pelos dois pontos de recalques totais entre os pilares. Adotou-se o plano paralelo a referência de nível como sendo o plano de referência para o cálculo das distorções angulares máximas em cada pilar no sentido longitudinal da edificação. Na Tabela 3 são apresentados os valores da distorção angular máxima calculados para cada um dos pilares com a comparação dos valores limites dos autores da Tabela 1, determinando assim o seu comportamento.

Tabela 3. Distorção angular máxima referente a última medição (α=1/ϐ). Pilares 1/B 01 ao 03 0,0006010 03 ao 05 0,0002322 05 ao 07 0,0000982 07 ao 11 0,0003768 11 ao 15 0,0004278 15 ao 17 0,0003212 17 ao 19 0,0001179 *19 ao 21 0,0000000 21 ao 25 0,0002100 25 ao 28 0,0003946 28 ao 30 0,0002059 30 ao 32 0,0001462 32 ao 36 0,0001311 02 ao 04 0,0004301 04 ao 06 0,0000562 06 ao 08 0,0003158 08 ao 14 0,0003275 14 ao 16 0,0003454 16 ao 18 0,0002124 18 ao 20 0,0001321 *20 ao 22 0,0000063 *22 ao 27 0,0000300 27 ao 29 0,0001784 29 ao 31 0,0002118 31 ao 33 0,0009692 33 ao 37 0,0003082 Fonte: O autor, 2019.

Analisando a Tabela 3, constata-se que as áreas com menores distorções estão entre os pilares P20-P22-P27 e entre os pilares P19-P21 é praticamente inexistente a distorção.

A Figura 20 apresenta as variações dos valores máximos da distorção angular para a última medição realizada.

Figura 20: Maiores distorcionais. Fonte: O autor, 2019.

Observa-se que não foi obtido nenhum valor de recalque distorcional acima dos limites estabelecidos pelas bibliografias consagradas e norma presentes na Tabela 1 (1/500, 1/300, 1/150), sendo que os valores distorcionais encontram-se bem distantes dos limites permitidos.

4.2.4 Velocidade dos recalques

A avaliação da velocidade dos recalques das fundações serve como um parâmetro para analisar o desempenho das fundações, indicando tendências do comportamento da obra. Alguns profissionais consideram valores aceitáveis de velocidade de recalques de acordo com a idade da edificação, conforme apresentado na Tabela 4, entretanto em nenhum destes casos se leva em consideração a influência do processo construtivo nos recalques.

Tabela 4. Valor admissível para velocidades de recalques em edifícios.

Condição da edificação Velocidade Característica Prédios em construção

(Fundações profundas) Até 100 μm/dia Normal

Fonte: Adaptado de Alonso, 1991.

A Figura 21 apresenta a variação das velocidades médias de recalques ao longo do período de monitoramento do edifício. Verifica-se que o início, meio e fim do monitoramento é marcado pelas maiores

velocidades, devido principalmente ao carregamento gerado pela concretagem da segunda parte da laje 2, total da laje 3 e assentamento da alvenaria no tipo 3. Este carregamento acarretou velocidades de 8,02, 5,91 e 5,09 μm/dia respectivamente.

Constata-se um comportamento normal nas velocidades do recalque, com uma distância significativa do limite estabelecido na Tabela 4. Estas velocidades representam a tendência à estabilização dos recalques devido às três últimas medições realizadas apresentarem velocidades médias menores ou próximas a 5 μm/dia.

Figura 21: Velocidade dos recalques ao longo do monitoramento. Fonte: O autor, 2019.

4.3 Interação solo-estrutura: Efeito da sequência construtiva

Os parâmetros de interação solo estrutura (AR, DR e CV) foram calculados para a fase final de monitoramento, considerando-se, portanto, o recalque final da edificação.

4.3.1 Recalque Absoluto (AR)

Os valores de parâmetro de recalque absoluto (AR) são apresentados na Tabela 5. Constata-se, a partir da análise do parâmetro para os pilares estudados, que a quase um equilíbrio entre os pilares que sofreram alívio e acréscimo de carga. Isso ocorre devido a etapa da construção (última medição), onde a edificação se encontrava com a alvenaria sendo assentada no pavimento Tipo 3.

Observa-se que se há um aumento de rigidez na estrutura, comprovado com a análise do recalque absoluto, sendo que a medida que a estrutura vai sendo construída, se compreende que há uma tendência dos recalques máximos e mínimos se aproximarem da média (AR=1).

Tabela 5. Fator de recalque absoluto referente a última medição. Pilar AR Constatação 1 0,102 Acréscimo de carga 3 1,286 Alívio de carga 5 0,653 Acréscimo de carga 7 0,367 Acréscimo de carga 11 1,460 Alívio de carga 15 0,612 Acréscimo de carga 17 1,245 Alívio de carga 19 0,908 Acréscimo de carga 21 0,908 Acréscimo de carga 25 0,265 Acréscimo de carga 28 1,011 Alívio de carga 30 0,653 Acréscimo de carga 32 0,847 Acréscimo de carga 36 1,256 Alívio de carga 2 0,408 Acréscimo de carga 4 0,561 Acréscimo de carga 6 1,480 Alívio de carga 8 0,531 Acréscimo de carga 14 1,215 Alívio de carga 16 1,633 Alívio de carga 18 1,256 Alívio de carga 20 1,235 Alívio de carga 22 1,143 Alívio de carga 27 0,806 Acréscimo de carga 29 1,174 Alívio de carga 31 2,460 Alívio de carga 33 1,501 Alívio de carga 37 1,021 Alívio de carga Fonte: O autor, 2019. 4.3.2 Recalque Diferencial (DR)

Os valores de parâmetro de Recalque Diferencial (DR) para os pilares estudados são apresentados na Tabela 6. Observa-se que a constatação do desvio percentual do recalque do pilar em relação à média dos recalques de todos os pilares mostra sobrecarga na maioria, onde apenas o P31 possui alívio de carga.

Verifica-se que à medida que ocorre a diminuição da presença da interação solo-estrutura há uma tendência dos recalques de cada pilar atingirem a média, fazendo o valor do fator de recalque diferencial (DR) tender a zero. Isto se deve a rigidez alcançada pela estrutura e ao ganho de resistência do solo, devido as maiores mobilizações de tensões, refletindo em menores valores de recalques diferenciais entre os elementos estruturais.

Tabela 6. Fator de recalque diferencial referente a última medição. Pilar DR Constatação 1 -0,898 Sobrecarga 3 0,286 Sobrecarga 5 -0,347 Sobrecarga 7 -0,633 Sobrecarga 11 0,460 Sobrecarga 15 -0,388 Sobrecarga 17 0,245 Sobrecarga 19 -0,092 Sobrecarga 21 -0,092 Sobrecarga 25 -0,735 Sobrecarga 28 0,011 Sobrecarga 30 -0,347 Sobrecarga 32 -0,153 Sobrecarga 36 0,256 Sobrecarga 2 -0,592 Sobrecarga 4 -0,439 Sobrecarga 6 0,480 Sobrecarga 8 -0,469 Sobrecarga 14 0,215 Sobrecarga 16 0,633 Sobrecarga 18 0,256 Sobrecarga 20 0,235 Sobrecarga 22 0,143 Sobrecarga 27 -0,194 Sobrecarga 29 0,174 Sobrecarga 31 1,460 Alívio de carga 33 0,501 Sobrecarga

37 0,021 Sobrecarga

Fonte: O autor, 2019.

4.3.3 Variação dos Recalques (CV)

A Figura 22 apresenta a variação do coeficiente CV ao longo do tempo de monitoramento da edificação. Observa-se redução e em seguida aumento do coeficiente CV ao longo do tempo com redução novamente ao final. Isto se deve ao aumento da variação dos recalques da fundação, constatada na Figura 19. Os recalques médios da fundação aumentam em maior proporção que o desvio padrão, ocasionando a diminuição do coeficiente CV. Isto evidencia a tendência à uniformização dos recalques na fundação ao longo da construção, mostrando a influência da rigidez da estrutura na diminuição dos recalques diferenciais, conforme relatado por Gusmão e Gusmão Filho (1994).

Figura 22: Coeficiente de variação dos recalques. Fonte: O autor, 2019.

5 Considerações Finais

Este trabalho teve como objetivo analisar a influência da estrutura no comportamento dos deslocamentos das fundações e na redistribuição das cargas entre os pilares através do monitoramento dos recalques. Os recalques diferenciais e as distorções angulares medidas tiveram valores considerados aceitáveis pela literatura, destacando-se que não foram encontradas fissuras na alvenaria da edificação ocasionadas por recalques diferenciais nas fundações. Os resultados deste trabalho frisam a importância da consideração simultânea da estrutura e das fundações na análise estrutural de edifícios.

O equipamento empregado no monitoramento foi eficiente durante a coleta de dados no canteiro de obras da edificação. Ressalta-se que foram realizadas leituras mensais, em variadas etapas do processo construtivo, sem que ocorresse paralisação nos serviços de construção. Com o equipamento, foi possível a medição das cotas em cada pilar de forma rápida, sendo impossível apenas quando ocorreram escavações e atividades próximos aos pilares durante a evolução construtiva da edificação.

Sugestões para pesquisas futuras

Para a validação dos resultados obtidos por meio deste trabalho e para a obtenção de novos resultados no estado da arte, torna-se necessário o prosseguimento de monitoramento e análises semelhantes em outras edificações.

Estudo da interação solo-estrutura implementando em programas computacionais para análise que utilize

métodos numéricos mais rebuscados para estudo dos recalques das fundações e até mesmo da própria estrutura, onde em um mesmo programa se junte o solo, a fundação e a estrutura para esse tipo de análise, com os mesmos dados iniciais citados na pesquisa. Agradecimentos

Agradeço, primeiramente a Deus, responsável por todas as conquistas e dificuldades superadas durante esta trajetória. Agradeço a minha família por todo amor e incentivo, por terem me mantido longe de casa durante os dois anos e meios cursados no câmpus de Nova Xavantina, minha mãe Elineusa, meu irmão Jean que são os pilares de minha vida. Agradeço as minhas primas Joice e Juliana, também minha tia Cineide pela acolhida em Sinop após a troca de câmpus.

Agradeço aos amigos pelas parcerias desenvolvidas e experiências adquiridas ao longo destes anos, principalmente aos amigos de Nova Xavantina, em especial o Laurence (in memorian), que me fizeram sentir menos saudade de casa devido a todo apoio dado. Aos amigos de Sinop agradeço toda a minha turma pelas amizades feitas em pouco tempo de vivência, pessoas incríveis.

Agradeço às pessoas que me ajudaram diretamente na realização desta pesquisa fornecendo materiais e transporte, foram fundamentais para a que este trabalho pudesse ser finalizado, são Henrique, Denis e Professor Roberto e os proprietários da edificação estudada. A todos os docentes pelos ensinamentos, em especial a meu orientador Julio Benatti, por toda dedicação proporcionando seu conhecimento e apoio durante a elaboração deste artigo.

Por fim agradeço a Universidade do Estado de Mato Grosso - UNEMAT por me proporcionar a oportunidade de me tornar Engenheiro Civil.

Referências

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