Pró-Reitoria de Graduação
Curso de Engenharia Civil
Trabalho de Conclusão de Curso
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE UMA FUNDAÇÃO JÁ
EXECUTADA E NOVOS DIMENSIONAMENTOS COM NOVAS
SONDAGENS
Autora: Maria Clara Rubinger de Sousa
Orientadora: Profª. MSc. Renata Conciani Nunes
Brasília - DF
Junho/2014
2
MARIA CLARA RUBINGER DE SOUSA
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE UMA FUNDAÇÃO JÁ EXECUTADA E
NOVOS DIMENSIONAMENTOS COM NOVAS SONDAGENS
Artigo apresentado ao curso de graduação em
Engenharia Civil da Universidade Católica de
Brasília, como requisito parcial para a
obtenção de Título de Bacharel em Engenharia
Civil.
Orientadora: MSc. Renata Conciani Nunes
Brasília
2014
3
Artigo de autoria de Maria Clara Rubinger de Sousa, intitulado “ESTUDO COMPARATIVO
ENTRE UMA FUNDAÇÃO JÁ EXECUTADA E NOVOS DIMENSIONAMENTOS COM
NOVAS SONDAGENS”, apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de
Bacharel em Engenharia Civil da Universidade Católica de Brasília, em 09 de junho de 2014,
defendido e aprovado pela banca examinadora abaixo assinada:
__________________________________________________
Profª. MSc. Renata Conciani Nunes
Orientadora
Curso de Engenharia Civil – UCB
__________________________________________________
Profª MSc. Ivonne Alejandra G. Gongora
Examinadora
Curso de Engenharia Civil – UCB
Brasília
2014
4
Dedico ao meu avô, Joaquim, que sempre me
orgulhou com a sua imensa sabedoria e
honestidade.
5
AGRADECIMENTOS
A Deus, por ter me dado sabedoria e força para seguir em frente.
A minha mãe, Angela, por sempre se preocupar comigo e me incentivar.
Ao meu pai, Neife, por todo o apoio.
As minhas irmãs, a toda minha família e aos meus amigos, pelo carinho e incentivo que
sempre me deram.
Ao Victor, por todas as palavras de conforto e apoio.
A minha professora e orientadora, Renata, por ter se disponibilizado na orientação e
construção deste artigo, pela dedicação, confiança e motivação.
6
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE UMA FUNDAÇÃO JÁ EXECUTADA E NOVOS
DIMENSIONAMENTOS COM NOVAS SONDAGENS
Autora: Maria Clara Rubinger de Sousa1
Orientadora: MSc. Renata Conciani Nunes2
RESUMO
O recalque excessivo de estruturas é ainda um dos obstáculos da engenharia, por ocorrer de
forma não prevista no projeto inicial, causando diversas patologias, abaixando a qualidade e
segurança da obra e trazendo, consequentemente, prejuízos. Quando se faz um projeto de
fundação é, na maioria dos casos, recomendado estimarem-se os valores de recalque para que
tente, ao máximo, evitar um recalque excessivo futuramente. É importante ressaltar a
complexidade de se fazer esta estimativa, pois existem muitas variantes envolvidas, como o
tipo de solo, porte da obra, materiais empregados, entre outros fatores. Tendo como estudo de
caso o recalque diferencial excessivo ocorrido na Unidade de Recebimento e Armazenamento
de Grãos Nidera Sementes LTDA, o presente artigo traz uma análise comparativa entre
métodos estatísticos de dimensionamento da fundação e estimativas de recalques, utilizando
dados obtidos de sondagens SPT realizadas no local em vários períodos da obra. Portanto,
espera-se motivar mais estudos de estimativas de recalque, para que se torne futuramente um
assunto menos complexo na engenharia e também motivar pesquisas para solucionar
problemas de recalque quando ocorrido.
Palavras chaves: SPT; estacas; fundações; recalque; tratamento estatístico.
___________________________
1
Graduanda do curso de Engenharia Civil, pela Universidade Católica de Brasília – UCB
2
Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal de Mato Grosso (2008) e mestrado em
Geotecnia pela Universidade de Brasília (2011). Atualmente é doutoranda em Geotecnia pela Universidade de
Brasília e professora adjunta da Universidade Católica de Brasília.
7
1. INTRODUÇÃO
Existem muitas obras, de dimensões e formatos diversos que apresentam com o
decorrer do tempo, algum tipo de deformidade em decorrência de alterações não previstas no
projeto inicial, ocasionando sérios problemas, como por exemplo, o recalque excessivo de
estruturas.
Quando se faz o dimensionamento de uma fundação profunda deve-se fazer uma
análise de recalques, ou seja, faz-se uma estimativa desses valores. O cálculo que estima os
recalques é, ainda hoje, considerado um dos cálculos mais complexos no dimensionamento
desse tipo de fundação. Separam-se em três categorias os métodos de previsão de recalque,
são eles: os métodos racionais, os métodos semiempíricos e os empíricos. Nos métodos
semiempíricos, os parâmetros de deformabilidade, obtidos através de ensaios in situ de
penetração (estática, CPT, ou dinâmica, SPT), são combinados a modelos de previsão de
recalques teoricamente exatos ou adaptações deles. Neste trabalho utiliza-se um método
semiempírico com dados obtidos em ensaios de sondagem à percussão SPT.
É de suma importância ressaltar que como a previsão de recalques é um dos
exercícios mais difíceis da Geotecnia, o resultado dos cálculos por mais sofisticados que
sejam, devem ser encarados como uma estimativa.
Na maioria dos problemas práticos, o projeto de fundação é governado por
considerações de recalques. Existem valores limites citados em diversos estudos, os quais são
variáveis de acordo com o tipo e função da superestrutura. Dada à complexidade do problema,
envolvendo as características do subsolo, o porte da estrutura e os materiais empregados,
esses recalques têm sido estabelecidos de forma empírica, sendo baseados em casos de obra
em que os recalques da fundação foram observados.
O tratamento estatístico sobre os dados da sondagem tem influência direta sobre o
dimensionamento, dado que o mesmo é fundamentado em tais boletins. Este trabalho visa
comparar um dimensionamento já executado com novos dimensionamentos baseados em
novas sondagens no local, dado um problema de recalque. Para isto, aproveitou-se as novas
sondagens para comparar três métodos estatísticos.
8
1.1. Estudo de caso
O empreendimento deste estudo de caso é uma Unidade de Recebimento e
Armazenamento de Grãos do Grupo Nidera Sementes LTDA, localizada na zona rural do
município de Nova Ubiratã situado no estado de Mato Grosso.
Foram feitos cinco lotes de sondagem, são eles: sondagem inicial a 50 m dos silos
(executada antes do início da obra); sondagem após aterro a 50 m dos silos; sondagem após
obra no local dos silos (executada após o recalque); sondagem de verificação no local dos
silos e, por último, mais uma sondagem de verificação, porém feita com outra empresa.
A geologia do local predomina-se argila siltosa de cor variegado. O projeto é
constituído por dois silos graneleiros, cada silo constituído por 28 estacas escavadas, com 40
cm de diâmetro cada, executadas a uma profundidade de 9 metros. A capacidade de cada
estaca é de aproximadamente 18,8 toneladas.
O problema identificado foi um recalque diferencial excessivo de 6,0 cm entre os dois
silos e algumas anomalias na estrutura, são elas: deformação da passarela superior, fissuras na
parede e laje do túnel, movimentação das juntas do túnel pré-moldado, dilatação entre o anel e
piso interno do silo, recalque da calçada do silo em relação da parede da moega da casa de
máquinas etc. Na Figura 1 abaixo mostra a locação das estacas no silo pulmão.
Figura 1 – Locação das estacas no silo pulmão 02
9
1.2. Objetivos
O principal objetivo deste trabalho é comparar o dimensionamento das estacas já
executadas com novos dimensionamentos baseados em novas sondagens e com diferentes
métodos estatísticos.
Para isso são objetivos específicos:

Analisar as sondagens realizadas em diversos períodos da obra através de
sondagens à percussão SPT “Standard Penetration Test”;

Comparar métodos estatísticos para tratamento de dados, com todos os resultados
obtidos através dos estudos geológico-geotécnicoa;

Dimensionar as estacas com base nos diferentes métodos estatísticos escolhidos;

Comparar valores dos fatores de segurança (FS) das estacas já construídas com um
novo dimensionamento utilizando diferentes tratamentos estatísticos de dados de
SPT;
Para previsão de capacidade de carga da fundação existem dois métodos que são mais
utilizados no Brasil desenvolvidos de modo semi-empírico, ou seja, utiliza dados de ensaio in
situ e equações. O método de Aoki-Velloso (1975) foi desenvolvido a partir de um estudo
comparativo entre resultados de prova de carga em estacas e de SPT. O método pode ser
utilizado tanto com dados do SPT como do ensaio CPT. Já Décourt & Quaresma (1978)
apresentaram um método para determinar a capacidade de carga de estacas, exclusivamente, a
partir do ensaio SPT.
Neste trabalho as estacas serão dimensionadas pelo método de Décourt & Quaresma,
com base em todos os dados obtidos de SPT, antes e após a obra, utilizando assim um índice
de resistência SPT médio.
1.3. Justificativa
A proposta desse trabalho formulou-se a partir da dificuldade que ainda há na
engenharia de fazer a análise de recalque. Mesmo atualmente, com a tecnologia mais
avançada e o aumento do uso de softwares, o cálculo de previsão de recalque ainda é visto
como sendo um dos mais complexos.
10
Esse estudo trará uma contribuição para esta dificuldade, visto que este estará
disponível para pesquisas futuras. Contribuindo também com o aumento do acervo da
biblioteca da Universidade Católica de Brasília.
1.4. Fundação profunda
Segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) – NBR 6122/2010
fundação profunda é o elemento que transmite a carga proveniente da superestrutura ao
terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste) ou por
uma combinação das duas.
1.5. Classificação das estacas
Pela NBR 6122/2010, define-se estaca como sendo um elemento de fundação
profunda executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em nenhum
momento de sua execução, ocorra descida de pessoas. Podem ser empregados diversos
materiais como madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco ou até mesmo
pela combinação deles.
As fundações em estacas podem ser classificadas segundo diferentes critérios. De
acordo com o material, de acordo com o processo executivo, ou também podem ser separadas
segundo o efeito no solo (ou tipo de deslocamento) que provocam ao serem executadas.
1.6. Execução da sondagem de simples reconhecimento com SPT
1.6.1. Definições
Pela NBR 6484/2001 tem-se as seguintes definições:

SPT “Standard Penetration Test”: Abreviatura do nome do ensaio pelo qual se
determina o índice de resistência à penetração (N).

N: Abreviatura do índice de resistência à penetração do SPT, cuja determinação se
dá pelo número de golpes correspondentes à cravação de 30 cm do amostrador-
11
padrão, após a cravação inicial de 15 cm, utilizando-se corda de sisal para
levantamento do martelo padronizado.
Em função da resistência à penetração, o estado do solo é classificado pela
compacidade, quando areia ou silte arenoso, ou pela consistência, quando argila ou silte
argiloso. Estas classificações são apresentadas na Tabela 1 abaixo, de acordo com a norma
NBR 6484/2001.
Tabela 1: Estados de compacidade e de consistência dos solos
Fonte: NBR 6484/2001
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Para realização deste trabalho foi feito um levantamento bibliográfico em trabalhos
científicos, livros e sites de universidades.
O dimensionamento das estacas será feito utilizando o Método de Décourt-Quaresma
(1982), que além deste ser considerado um dos processos mais simples e muito utilizado, é
um método que se baseia exclusivamente em resultados de ensaios SPT do solo apresentado
na sondagem à percussão.
Para facilidade de cálculo e para melhor distribuição dos dados, estes foram
apresentados em forma de tabelas do Excel.
Primeiramente, foi feita uma planilha onde a primeira coluna é referente à cota dos
furos, em seguida seguem as colunas com os dados dos laudos de sondagem, onde mostram a
12
soma do número de golpes (N). Para encontrar o valor de projeto do índice de resistência SPT
(NSPT) referente a cada profundidade, foi utilizado um método estatístico.
2.1. Métodos estatísticos para tratamento de dados
2.1.1. Média aritmética
Sejam os elementos x1, x2, x3,..., xn de uma amostra, portanto “n” valores da variável
x. A média aritmética ( ̅ ) da variável aleatória de x é definida por:
̅
∑
(1)
Onde n é o número de elementos do conjunto.
2.1.2. Desvio padrão
Sejam os elementos x1, x2, x3,..., xn, portanto “n” valores da variável x, com média
igual a
̅ . O desvio padrão (S) mede a dispersão dos valores individuais em torno da
média. Ressaltando que o desvio-padrão é uma fórmula desenvolvida da fórmula da variância.
Segue abaixo a Equação (2) utilizada para calcular o desvio-padrão.
√
∑
̅
(2)
Onde n é o número de elementos do conjunto.
2.1.3. Distribuição normal
Segundo Hachich, et al., (1998) o objetivo da verificação do desempenho de uma
fundação é demonstrar que o comportamento previsto no projeto está sendo confirmado na
prática da execução. A carga admissível é obtida pela Equação (3):
13
(3)
Com relação à distribuição normal, o valor da probabilidade de 95% em torno da
média, ou seja, tem-se a carga característica, com 95% de probabilidade, e que pode ser obtida
pela Equação (4):
(4)
Sendo:
(5)
Onde:
S=desvio-padrão
2.2. Método de dimensionamento de fundação
2.2.1. Método de Décourt-Quaresma (1978, 1982)
Em 1978 os engenheiros Luciano Décourt e Arthur Quaresma apresentaram ao 6º
Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações um método para a
determinação da capacidade de carga de ruptura baseado exclusivamente de valores de SPT.
Este método foi inicialmente desenvolvido com base em provas de carga e ensaios
SPT realizados em estacas pré-moldadas de concreto. Para esse tipo de estaca, a carga total
era determinada através da soma da carga de ponta multiplicada pela área de ponta e a carga
lateral multiplicada pela área lateral da estaca.
Posteriormente este método foi ampliado podendo ser utilizado para estacas tipo Franki,
estacas tipo Strauss e estacas escavadas. Para o cálculo da carga total desses outros tipos de
estacas propõe-se o uso de coeficientes de majoração e minoração α e β, que são em função
do tipo de solo e do tipo de estaca. Estes coeficientes são fornecidos por vários autores e são
introduzidos nas parcelas de resistência tanto da ponta como do atrito lateral.
Logo, a capacidade da estaca (Qrup) é o somatório da resistência da ponta da estaca
com a resistência ao atrito lateral da estaca, dada pela seguinte equação:
14
(6a)
(6b)
A parcela de resistência de ponta é dada pela seguinte relação:
(7)
A área da ponta (Ap) da estaca é de:
(8)
O perímetro (P) da estaca é de:
(9)
A resistência unitária devido ao atrito lateral (ql) é calculada pela equação abaixo:
(
)
(10)
Tomando para N a média dos valores no nível da ponta da estaca, o valor
imediatamente superior e o imediatamente inferior.
A resistência lateral ao longo do fuste é de:
∑
(
)
Onde:
α= coeficiente em função do tipo de estaca e o tipo de solo (Tabela 3)
qp= resistência de ponta (kN/m²)
K= coeficiente que depende das características do solo (admensional) (Tabela 2)
Np=NSPT próximo à ponta da estaca (boletim de sondagem)
Ap= área da ponta da estaca (m²)
P= perímetro da estaca (m)
r= raio da estaca (m)
β= coeficiente em função do tipo de estaca e o tipo de solo (Tabela 4)
ql= resistência unitária ao atrito lateral (kN/m²)
Nm=
médio para cada
(11)
15
= espessura de cada camada de solo (m)
Logo, tem-se a equação para a de capacidade de carga ou carga de ruptura da estaca:
∑
(
)
(12)
Os valores do coeficiente K que é em função do tipo de solo estão dispostos na Tabela
(2). Para Quaresma et al,. (1996) citado por Schnaid (2000), os valores atribuídos aos
coeficientes α e β, para os tipos de estacas, estão apresentados nas Tabelas (3) e Tabela (4)
respectivamente.
Tabela 2: Valores atribuídos à variável K (Décourt & Quaresma, 1978)
Tipo de solo
Argilas
Siltes argilosos (solos residuais)
Siltes arenosos (solos residuais)
Areias
K (kN/m²)
120
200
250
400
Tabela 3: Valores atribuídos ao coeficiente α em função do tipo de estaca e do tipo de solo
(Quaresma et al., 1996)
Escavada Escavada
Injetadas
(em
(com
Hélice
(alta
Solo/Estaca
Cravada geral)
bentonita) contínua
Raiz
pressão)
Argilas
1,00
0,85
0,85
0,30
0,85
1,00
Solos
1,00
0,60
0,60
0,30
0,60
1,00
intermediários
Areias
1,00
0,50
0,50
0,30
0,50
1,00
Tabela 4: Valores atribuídos ao coeficiente β em função do tipo de estaca e do tipo de solo
(Quaresma et al., 1996)
Escavada Escavada
Injetadas
(em
(com
Hélice
(alta
Solo/Estaca
Cravada geral)
bentonita) contínua
Raiz
pressão)
Argilas
0,30
0,85
1,00
1,00
0,80
0,85
Solos
1,00
0,65
0,60
0,30
0,60
1,00
intermediários
Areias
0,30
0,50
1,00
1,00
0,50
0,50
16
2.3. Estimativa de recalques sob carga axial
2.3.1. Método de Randolph (1977)
Randolph (1977) e Randolph e Wroth (1978) estudaram o recalque de uma estaca
isolada carregada verticalmente, primeiramente com as cargas transferidas pela base e pelo
fuste separadamente e posteriormente juntando os dois efeitos para produzir uma solução
aproximada. Para a determinação do recalque causado, pela interação entre a base da estaca e
o solo, tem-se:
(13)
Onde:
G= módulo de cisalhamento (Equação 15)
ν= coeficiente de Poisson
r= raio (m)
A capacidade admissível da estaca é dada pela Equação (14):
(14)
Existem correlações obtidas para o método de Randolph a partir de provas de carga.
Os valores que caracterizam o comportamento à deformação do solo no método de Randolph
são o módulo de cisalhamento G e o coeficiente de Poisson ν. Esses parâmetros foram
avaliados a partir do Banco de Dados de Provas de Carga em Estacas disponível na COPPEUFRJ (Laprovitera, 1988; Benegas, 1993) que foram feitos através de avaliações do método
de Aoki-Velloso.
O valor do módulo G pode ser relacionado da maneira mais simples com o número de
golpes N no ensaio SPT, dado por:
(15)
Onde:
η= coeficiente empírico definido em função do tipo de estaca (adimensional) (Tabela
5)
17
K= coeficiente que depende das características do solo (adimensional) (Tabela 2)
Com o recalque medido no topo da estaca sob carga de trabalho, e ao arbitrar-se um
valor para ν em função da compacidade do solo, foi possível obter o valor de G (por
retroanálise) e daí η. A metodologia adotada na retroanálise foi desenvolvida por Oliveira
(1991) e aplicada por Benegas (1993) às provas de carga do Banco de Dados, indicando os
valores de η na Tabela 5. Os valores de η reflete não só o método executivo, mas também o
nível de deformação em que o solo é solicitado pela carga de serviço. Observa-se pela Tabela
5 que o maior valor encontrado corresponde a estacas escavadas por estas transmitirem a
maior parte da carga por atrito e, portanto solicitarem o solo em um nível de deformação
relativamente pequeno.
Tabela 5: Valores de η (adaptada de Lopes et al., 1993)
Tipo de estaca
Metálica (perfis)
Pré-moldada de concreto
Tipo Franki
Escavada de grande diâmetro
Η
1,5
3,0
3,5
8,0
Na impossibilidade de obter dois parâmetros a partir de provas de carga em que
somente a carga e o recalque do topo da estaca são conhecidos, decidiu-se estimar o valor do
coeficiente de Poisson em função da compacidade ou consistência do solo. Arbitrariamente,
adotaram-se três faixas de valor de N no ensaio SPT, e atribuíram-se os seguintes valores:
0,3 para N ≤ 10
ν=
0,4 para 10 < N ≤ 20
0,5 para N > 20
Para o cálculo da estimativa de recalque neste trabalho foi adotado os seguintes
valores:
η= 8 (Tabela 5)
ν= 0,3 (Seção 2.3.1)
r=0,20 m
18
2.4. Recalques admissíveis
De acordo com as prescrições da Norma de Projeto e execução de Fundações (NBR
6122) considera-se que o desempenho da fundação é satisfatório quando estes valores são
iguais ou maiores que os valores especificados pelo projeto e a verificação de desempenho,
feita de acordo com a norma, dá ao consumidor a plena garantia de que a obra de fundação foi
bem projetada e executada.
Segundo Hachich et al., (1998), uma estrutura que sofresse recalques uniformes não
sofreria danos, mesmo para valores elevados de recalque total porém, na prática não ocorre o
recalque uniforme, na realidade, ocorre recalques diferenciais. A limitação do recalque total é
uma das formas de limitar o recalque diferencial. Burland et al., (1997), sugerem para casos
de estruturas usuais os valores de recalques diferenciais e de recalques totais limites. No caso
das areias o valor de recalque diferencial limite é de 25 milímetros, e para as argilas é de 40
milímetros.
2.5. Dimensionamento da estaca utilizando N de projeto com tratamento estatístico
2.5.1. 1º Método estatístico
Neste dimensionamento o Np1 foi obtido através da média aritmética dos índices de
resistência NSPT de cada profundidade. Ou seja, NSPTméd=Np1.
2.5.2. 2º Método estatístico
Foi calculado o desvio-padrão dos valores NSPT por profundidade e, em seguida foi
feita a subtração entre a média dos valores NSPT e o desvio-padrão. Para Décourt e Quaresma
(1982) citado por Velloso e Lopes (2010) os valores de NSPT que forem menores que 3 devem
ser considerados iguais a 3, e maiores que 50 devem ser considerados iguais a 50.
Logo, tem-se: NSPT=Np2
19
2.5.3. 3º Método estatístico
Com base na Equação (4), aplicou-se a seguinte equação:
(16)
O NSPT será o menor valor entre o Ncaracterístico e a média aritmética menos o desviopadrão (MÉDIA-S). Logo, tem-se: NSPT=Np3
2.6. Cálculo das resistências da estaca e da capacidade de carga da estaca
Em outras planilhas, Tabela (7), Tabela (9) e Tabela (11), inseriu-se os coeficientes α e
β, que dependem do tipo de estaca e de solo, os valores de K e o Np utilizado para cada
método.
Como analisado nos laudos de sondagem, o tipo de solo predominantemente
encontrado foi argila siltosa, portanto o coeficiente α adotado foi 0,6 para solos intermediários
e estaca escavada em geral (Tabela 3). O coeficiente β adotado foi 0,65 para solos
intermediários e estaca escavada em geral (Tabela 4). Já o coeficiente K adotado como 120
kN/m², para tipo de solo argila (Tabela 2).
Calculou-se o perímetro da estaca e a área da ponta da estaca, adotando-se um
diâmetro de 40 cm (retirado do projeto de fundação). Também foi calculada a resistência de
ponta e a resistência ao atrito lateral. Destes dados obtidos na planilha citada anteriormente e
das equações provenientes do Método de Décourt-Quaresma, obteve-se os valores da
capacidade de carga da estaca (Qrup).
Através de dados fornecidos pelo calculista de estrutura pode-se calcular a carga de
serviço da estaca da seguinte forma:
(17a)
(17b)
(17c)
20
2.7. Escolha da carga admissível da estaca
2.7.1. De acordo com a NBR 6122
A partir do valor calculado para a capacidade de carga na ruptura, a carga admissível é
obtida mediante aplicação de coeficiente de segurança adequado. De acordo com prescrições
da Norma Brasileira (NBR 6122/2010), o coeficiente de segurança para estacas escavadas não
seja inferior a 2,0.
(18)
2.7.2. De acordo com Décourt-Quaresma
Décourt e Quaresma (1982) citado por Velloso e Lopes (2010) propôs valores de
coeficiente de segurança de 1,3 e 4,0, respectivamente para a resistência ao atrito lateral e a
resistência de ponta. A capacidade de carga admissível será de:
(19)
3. ANÁLISES E DISCUSSÃO
Para as análises a seguir foram utilizados alguns critérios, são eles:

CRITÉRIO 1:
Neste critério utilizou-se o Qadm encontrado através da Equação (18).

CRITÉRIO 2:
Neste critério utilizou-se o Qadm encontrado através da Equação (19).

CRITÉRIO 3: Análise do recalque.
Conforme Item 2.3.2 “recalques admissíveis” o recalque diferencial limite para argilas
é de 40 milímetros. Entretanto, pela NBR 6122 além de fixar limites para os recalques,
utiliza-se coeficiente para o recalque de 1,5 em relação ao recalque admissível fixado para
estrutura e, além disso, como de praxe dos projetistas, prefere-se limitar o recalque diferencial
a 20 milímetros para obter maior qualidade e segurança.
21
Lembrando que neste trabalho a carga de serviço (Qserv) é de 187,87 kN.
3.1. Análise das capacidades de carga encontrada através de Np1
Na Tabela (6) pode-se observar a planilha com dados das sondagens e NSPTméd
encontrado e na Tabela (7) a planilha de dimensionamento e as linhas em destaque referentes
as profundidades analisadas.
22
Tabela 6: Planilha com dados das sondagens e NSPTméd encontrado
23
Tabela 7: Planilha de dimensionamento utilizando Np1
24
Analisando os valores encontrados na profundidade em que as estacas foram
executadas (9 metros), observa-se que o fator de segurança nessa profundidade é de 1,5, ou
seja, fora do valor recomendado pela norma (NBR 6122/2010). Já analisando a profundidade
de 14 metros, que é onde se encontra um coeficiente de segurança igual a 2,0, observa-se que
as cargas admissíveis estão maiores que a carga de serviço, ou seja, estão de acordo com os
critérios 1 e 2 citados anteriormente. Mesmo o recalque estimado nesta profundidade seja de
3,7 cm, ou seja, maior que 2,0 cm, não é um valor extremamente elevado.
3.2. Análise das capacidades de carga encontrada através de Np2
Na Tabela (8) pode-se observar a planilha com dados das sondagens, NSPTméd
encontrado e outros tratamentos estatísticos utilizados. Na Tabela (9) tem-se a planilha de
dimensionamento e as linhas em destaque referentes às profundidades analisadas.
25
Tabela 8: Planilha com dados das sondagens, NSPTméd encontrado e outros tratamentos
estatísticos utilizados
26
Tabela 9: Planilha de dimensionamento utilizando Np2
27
Analisando os valores encontrados na profundidade em que as estacas foram
executadas (9 metros), observa-se que o fator de segurança nessa profundidade é de 1,1, ou
seja, quase a metade do valor recomendado pela norma (NBR 6122/2010), ou seja, um valor
muito baixo onde está desfavorecendo bastante a segurança e qualidade da obra. Já analisando
a profundidade de 18 metros, que é onde se encontra um coeficiente de segurança igual a 2,0,
observa-se que as cargas admissíveis estão maiores que a carga de serviço, ou seja, estão de
acordo com os critérios 1 e 2 citados anteriormente. Mesmo o recalque estimado nesta
profundidade seja de 3,1 cm, ou seja, maior que 2,0 cm, ainda é um valor consideravelmente
baixo.
3.3. Análise das capacidades de carga encontrada através de Np3
Na Tabela (10) pode-se observar a planilha com dados das sondagens, NSPTméd
encontrado e outros tratamentos estatísticos utilizados. Na Tabela (11) encontra-se a planilha
de dimensionamento e as linhas em destaque referentes as profundidades analisadas.
28
Tabela 10: Planilha com dados das sondagens, NSPTméd encontrado e outros tratamentos
estatísticos utilizados
29
Tabela 11: Planilha de dimensionamento utilizando Np3
30
Analisando os valores encontrados na profundidade em que as estacas foram
executadas (9 metros), observa-se que o fator de segurança nessa profundidade é de 1,0, ou
seja, a metade do valor recomendado pela norma (NBR 6122/2010), ou seja, um valor muito
baixo onde está desfavorecendo bastante a segurança e qualidade da obra.
Analisando a profundidade de 21 metros, onde se encontrou um coeficiente de
segurança igual a 2,0, observa-se o recalque estimado nesta profundidade é de
aproximadamente 5,7 centímetros, ou seja, quase o triplo do valor limite citado no CRITÉRIO
3 no Item 3.
3.4. Análise do diagrama dos índices de penetração dos três NSPT utilizados
No Gráfico (1) pode-se analisar como depois de um tratamento estatístico mais
complexo, como feito no Item 2.4.2 “2º método estatístico” obtendo assim valores de Np2 e no
Item 2.4.3 “3º método estatístico” obtendo assim valores de Np3, os dados ficam bem
uniformizados, variando menos, tornando-se o dimensionamento mais preciso, levando em
consideração qualidade e segurança.
31
Gráfico 1: Diagrama dos índices de penetração Np1, Np2 e Np3
3.5. Análise do gráfico comparativo dos fatores de segurança
No Gráfico (2) encontra-se um comparativo dos fatores de segurança do real
executado e do estimado. As colunas de cor vermelha referem-se aos coeficientes de
segurança estimados neste trabalho, onde foram encontrados em profundidades diferentes da
executada. Já a coluna de cor azul refere-se aos coeficientes de segurança na profundidade em
que foram executadas as estacas, ou seja, na profundidade de 9 metros.
32
Gráfico 2: Comparativo dos fatores de segurança
Comparativo dos fatores de segurança
2,50
2,10
2,00
2,00
Fator de Segurança
2,00
1,50
1,50
1,10
Executado (9 m)
1,00
1,00
Estimado
0,50
0,00
Np1
Np2
Np3
4. CONCLUSÃO E RECOMENDAÇÕES
4.1. Considerações finais
Pode-se observar claramente através dos métodos utilizados neste trabalho como o
dimensionamento feito para a execução desta obra não priorizou o item segurança, visto que,
em todos os métodos observou-se que na profundidade de 9 metros, a qual foi construída as
estacas, teve um coeficiente de segurança extremamente baixo, aproximadamente a metade do
recomendado pela norma brasileira. Por isso, após a obra, analisou um recalque diferencial
excessivo entre os silos graneleiros.
Uma solução para este recalque diferencial observado seria injetar verticalmente uma
calda de cimento, preparada com aditivos e onde o traço água:cimento pode variar conforme o
solo. Com isso, teria o reforço da estrutura, consequentemente, diminuindo o recalque neste
local.
33
4.2. Recomendações
De acordo com as análises aqui desenvolvidas propõe-se a continuação das mesmas,
utilizado outros métodos de estimativas de recalques e comparando-os, para que assim possa
ser feita uma análise mais complexa deste item. Buscar diferentes soluções para amenizar o
recalque excessivo quando observado.
34
A COMPARATIVE STUDY BETWEEN A FOUNDATION THAT HAS BEEN
ALREADY EXECUTED AND NEW MEASUREMENTS WITH NEW
PERFORATIONS
Author: Maria Clara Rubinger de Sousa1
Advisor: MSc. Renata Conciani Nunes2
ABSTRACT
The excessive consolidation of structures is still one of the obstacles in engineering, for it
does not occur as expected in the former project, causing several damages, reducing the
quality and safety of the construction and bringing, consequently, losses. When a foundation
project is done, in many cases, it is recommended to calculate the values of consolidation in
order to avoid it as much as possible in the future. It is important to point out the complexity
of doing such calculation, because there are many variants involved, such as the kind of soil,
size of the construction, the material used, among other things. This paper is about a study of
the excessive consolidation differential that has occurred at the Receiving and Storage Unity
of Grãos Nidera Sementes LTDA. It presents a comparative analysis between statistical
methods of measurement of the foundation and consolidation calculations, using the data
achieved by SPT perforations done at the local during many periods of the construction.
Therefore, it is expected to motivate more studies concerning to consolidation calculations in
order to make it become a less complex subject in the future and also to motivate researches
to solve consolidation problems when they happen.
Keywords: SPT; stakes; foundation; excessive consolidation differential; statistical methods.
___________________________
1
Graduate student of Civil Engineering, Catholic University of Brasília – UCB
2
Have degree in Civil Engineering from University Federal of Mato Grosso (2008) and Masters in Geotechnics
at the University of Brasília (2011). She is currently assistant teacher at the Catholic University of Brasilia and
PhD student of Geotechnics at the University of Brasilia.
35
REFERÊNCIAS
ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASIELIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122. Projeto e
execução de fundações. 2010.
______. NBR 6484:2001 – Solo – Sondagem de simples reconhecimento com SPT – Método
de ensaio.
ALONSO, Urbano Rodriguez. Previsão e Controle das Fundações: Uma introdução ao
controle de qualidade em fundações. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2011.
ALONSO, Urbano Rodriguez. Dimensionamento de Fundações Profundas. 2. ed. São
Paulo: Blucher, 2012.
BENEGAS, E. Q. Previsões para a curva carga-recalque de estacas a partir do SPT.
1993. Dissertação (Mestrado) – COPPE-UFRJ, Rio de Janeiro, 1993.
HACHICH, Waldemar et al. Fundações: Teoria e prática. 2. ed. São Paulo: Pini, 1998.
LAPROVITERA, H. Reavaliação de método semi-empírico de previsão de capacidade de
carga de estacas a partir de Banco de Dados. 1988. Dissertação (Mestrado) – COPPEUFRJ, Rio de Janeiro, 1988.
SCHNAID, Fernando. Ensaios de campo e suas aplicações à Engenharia de
Fundações. São Paulo: Oficina de Textos, 2000.
VELLOSO, Dirceu de Alencar; LOPES, Francisco de Rezende. Fundações: Critérios de
Projeto, Investigação do Subsolo, Fundações Superficiais, Fundações Profundas. São Paulo:
Oficina de Textos, 2010.