REVISÃO SISTEMÁTICA SOBRE A IMPORTÂNCIA DOS ENSAIOS DE SOLOS NOS PROJETOS DE FUNDAÇÕES

RESUMO

O objetivo desse artigo é apresentar a importância da realização de estudos geotécnicos do solo através da definição de critérios e observações determinantes para execução de um ensaio adequado. Desse modo, foi realizada uma revisão sistemática sobre a importância dos ensaios para os projetos de fundações com a descrição da norma juntamente com as patologias das fundações relacionadas ao estudo geotécnico.  Dessa forma, através das informações relatadas, procura-se demonstrar a importância de uma interpretação correta dos resultados da sondagem com o objetivo de evitar os possíveis prejuízos decorrentes de um erro de execução e interpretação.

PALAVRAS-CHAVE: Características do Solos; Estudo Geotécnico; SPT.

INTRODUÇÃO

A Engenharia de Fundações é uma arte, que se aprimora pela experiencia, com o comportamento das fundações devidamente observado e interpretado, e isto não pode ser feito sem se atentar às particularidades dos solos. Entretanto, todo desenvolvimento de técnicas de projeto e de execução das fundações depende do entendimento dos mecanismos de comportamento dos solos (FALCONI et al., 2019)

O solo é um material natural, muito variável quanto à composição e comportamento da carga, podendo ser detectado variabilidade de maciço de solos propiciada pela natureza em termos de tipo de solo, consistências compacidade e características de resistência e deformabilidade ao examinar duas verticais próximas no solo. Visto isto, em cada projeto de fundações deve-se proceder uma análise previa do solo, chamada investigação geotécnica, com o objetivo de descobrir as condições que a natureza oferece (CINTRA et. al, 2013)

Conhecer as características e condições do subsolo é uma das principais condição para o desenvolvimento de um projeto de fundação desde segurança até a economia. Assentar uma fundação superficial em um solo ideal proporciona boa capacidade de suporte e baixa deformidade, contudo no dia a dia essas características essas condições não são atendidas (VENDRUSCOLO, 1996).

Dessa forma quantificar o teor de um subsolo juntamente com suas características, classificação geotécnica e pedológica são primordiais para a execução de obras principalmente a escolha de fundações (LEAL E CHINI, 2020).

Todo projeto de fundação contempla as cargas da obra e a resposta do solo, sendo estes muitos distintas entre si, podendo responder de forma muito variável, logo toda a experiencia transmitida pelas gerações de construtores sempre se relaciona ao tipo de solo existente. (FALCONI et al., 2019)

Consequentemente a escolha da fundação do empreendimento varia de acordo com os perfis do solo o que nem sempre apresentam uma solução técnica e economicamente viável tornando-se uma parcela considerável no custo dele (VENDRUSCOLO, 1996).

O custo envolvido na execução das sondagens no Brasil varia entre 0,2% e 0,5% do orçamento total das obras, de acordo com seu tipo ou condições específicas de cada solo. (SCHNAID; ODEBRECHT, 2012).

Os ensaios “in situ” tem como objetivo obter todos as características geotécnicas de maior relevância do local da obra almejando a execução satisfatória do projeto de engenharia (CINTRA et. al, 2013). A Norma Brasileira NBR 8036 regulamenta as exigências mínimas de sondagens apresentando suas considerações buscando extrair todas aquelas características do solo e também a realização dos ensaios como procedimento mínimo a ser adotado (HOROCHOSKI; KORMANN, 2014).

O principal sistema utilizado atualmente no Brasil e demais países é o Standart Penetration Test (SPT) pela área de engenharia geotécnica e principalmente de fundações. Contudo, além do SPT existem outros ensaios para a caracterização do solo, sendo eles: Piezômetro, a Mista, Sondagem Geofísica, GPR, Eletrorresistividade e Métodos Sísmicos (LEAL E CHINI, 2020).

O presente trabalho possui como objetivo realizar uma revisão sistemática de autores das áreas de Fundações e Geotecnia sobre a importância dos ensaios de solo em fundações de obras de engenharia que auxiliam a conhecer as características do solo que será executado a fundação, apresentando suas divergências, prezando pela eficácia e eficiência da obra, bem como a qualidade e segurança.

METODOLOGIA

A pesquisa é classificada como exploratória e descritiva, tendo caráter particularmente teórico/bibliográfico. Visto que a pesquisa dispõe do objetivo de levantar informações verificando a importância do assunto abordado e também descritiva uma revisão literária juntamente com seus desafios e vantagens.

Para o desenvolvimento deste estudo foi feita uma busca bibliográfica nas bases de dados eletrônicas Google Acadêmico e Web of Science. A seleção dos artigos e livros foi baseada pela busca dos termos: ensaios de solos, ensaios de solos para fundação, solos para projetos de fundação. Não houve restrição para o ano de publicação visando abranger a maior variação temporal dos estudos feitos nessa área. Os autores realizaram a busca nas bases de dados e equipararam objetivando a aplicação dos critérios e expurgos os artigos encontrados.

Deste modo a fundamentação teórica se baseou em 6 autores escolhidos, que deram embasamento para esse artigo. Os autores escolhidos são: LEAL e CHINI (2020), CINTRA et. Al (2013), FALCONI et al. (2019), HOROCHOSKI e KORMANN (2014), SCHNAID e ODEBRECHT (2012), VENDRUSCOLO (1996).

A seleção dos artigos utilizou os seguintes critérios para a inclusão: artigos originais; grau de relevância das revistas, livros e/ou jornais da publicação; dissertações e/ou monografia; pesquisas com ensaios para os variados tipos de solo.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Projetos geotécnicos de fundações necessitam de um prévio conhecimento do solo. A identificação e classificação das camadas e componentes do substrato procedem importantes para à avaliação dos elementos básicos para a engenharia (FALCONI et al., 2019). Uma vez que o solo tem a função de receber todas as cargas da estrutura é indispensável a sua identificação e caracterização do seu comportamento. Os ensaios que exibem uma boa analise do comportamento de fundações superficiais (VENDRUSCOLO, 1996).

Os ensaios ‘in situ’ objetiva-se conhecer: o solo por meio de uma amostra deformada, a resistência do solo à cravação do amostrador e o nível d’água (FALCONI et al., 2019). Dessa forma a análise mais intensa dos resultados no caso dos ensaios laboratoriais tornam-se necessários para compreender suas características exibindo a necessidade de alterar o projeto para execução do empreendimento (LEAL e CHINI, 2020).

A investigação geotécnica pode ser uma diretriz para o projetista amparando-o em suas tomadas de decisões sendo eles 3 etapas: observar o perfil geológico do local, ensaios de campos e por fim resultados dos ensaios laboratoriais (HOROCHOSKI E KORMANN, 2014).  Embora a normatização do ensaio tenha como objetivo a padronização de equipamentos e procedimentos, é normal encontrar tipos diferentes de equipamentos sendo utilizados, assim como também é comum encontrar alterações e adaptações nos procedimentos em campo com o intuito de melhorar a produtividade durante o processo. (JARDIM; MACHADO; JORGE, 2017).

Conforme citado por Horochoski e Kormann (2014) a primeira etapa consiste em uma investigação de mapas geológicos da região de estudo. Já para a segunda etapa por meio da regulamentação da Norma da ABNT permitiram característica do solo tais como: profundidade da camada de rocha, a existência de matacão, a existência de descontinuidades na rocha ou no solo. Por fim a terceira etapa fornece mais propriedades do solo em estudo sendo eles: resistência do solo ou também noção de sua estratigrafia.

Patologias em fundações e suas correlações com a sondagem

A grande problemática presente nos projetos de fundações pode ser dividida em: ausência de investigação, investigação insuficiente ou com falhas e da má interpretação dos resultados da investigação (KOGA, 2017).

Ausência de investigação no subsolo

A ausência de investigação geralmente está relacionada a motivos econômicos. Obras de médio e pequeno porte tende a ser planejadas sem qualquer investigação, baseando-se na semelhança de empreendimento vizinhou similares e, portanto, aumentam as possibilidades de riscos estruturais. A falta de experiências dos responsáveis pela a obra em geral não correlacionam o custo inerente ao risco da não realização dos estudos de sondagem e/ou o risco de se obter um sub ou superdimensionamento das fundações do edifício (CARVALHO, 2010).

Carvalho (2010) afirma que em mais de 80% dos casos que observa um mau desempenho das fundações, obras de pequeno ou médio porte, deve-se falta de investigação do subsolo. O quadro 1 demonstra os problemas típicos decorrentes de ausência de investigação para os diferentes tipos de fundações.

Quadro 1- Problemas típicos decorrentes da ausência de investigação

Fonte: Carvalho (2010), Adaptado.

Investigação insuficiente

A coleta de materiais para os ensaios laboratoriais algumas vezes exibe-se insuficiente para a características essenciais de concepção do projeto e execução das fundações, principalmente devido ao número insuficiente de sondagens e profundidade de investigação inadequada (KOGA, 2017).

Schnaid e Odebrecht (2012) e monstra um exemplo de sondagem com números de furos insuficiente, ocorrendo uma área do terreno não investigada.

É constatado que as camadas de solo possuem uma continuidade, contudo, na área não investigada, ocorre de maneira contraria, acontecendo uma variação nas camadas, sendo a camada de solo firme encontranda muito abaixo em comparação aos outros furos. Portando se houver continuidade na execução do projeto da fundação com essa sondagem possivelmente apresentará problema (SCHNAID e ODEBRECHT, 2012).

Investigação com falhas e interpretação inadequada de dados

Na realização das sondagens é relativamente comum apresentarem erros na localização do local da obra, adoção de procedimentos indevidos ou ensaios não padronizados, uso de equipamento defeituoso ou fora de validade, equipamento não calibrado, falta de nivelamento dos furos efetuados, má descrição dos solos, entre outros (CARVALHO, 2010).

CONCLUSÃO

Este trabalho teve o intuito de ressaltar a importância dos ensaios do solo para projetos de fundações, a fim de mitigar as incertezas e desta forma reduzir os riscos e custos do empreendimento.

A metodologia mais utilizada no país é a sondagem à percussão, método amplamente conhecido e difundido (LEAL e CHINI, 2020).

Conforme Leal e Chini (2020) em seu trabalho verificou-se que a quantidade de sondagens forma insuficientes para verificar o tipo de solo do empreendimento e também não atender a normativa NBR 8036 referente a quantidade de furos executados. Dessa forma foi possível constatar através de outros autores a importância de estudos preliminares do solo.

Os ensaios laboratoriais permitem determinar a melhor escolha para o projeto de fundação utilizada visando a economia para o empreendimento, vantagens técnicas e também na prevenção de patologias da fundação.

REFERÊNCIAS

CARVALHO, D. M. de C. de. PATOLOGIAS DAS FUNDAÇÕES: FUNDAÇÕES EM DEPÓSITOS DE VERTENTE NA CIDADE DE MACHICO. 2010. 247 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Civil, Universidade da Madeira, Funchal, 2010.

CINTRA, José Carlos A.; AOKI, Nelson; TSUHA, Cristina de H. C.; GIACHETI, Heraldo L. FUNDAÇÕES: ENSAIOS ESTÁTICOS E DINÂMICOS. 1. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2013.

FALCONI, Frederico. Et. al. Fundações: Teoria E Prática. 3. Ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2019

HOROCHOSKI, Lucas; KORMANN, Alessander C. Morales. Uma visão para ensaios de campo focado na obtenção de dados para projetos de fundação de linhas de transmissão. Revista de Engenharia e Tecnologia, Não, v. 8, n. 3, p. 180-185, dez. 2014. Disponível em: http://www.revistaret.com.br/ojs-2.2.3/index.php/ret/article/viewFile/294/305. Acesso em: 31 jul. 2021.

JARDIM, H. C. de O.; MACHADO, R.R.; JORGE, P. A. M. Medição de energia no ensaio SPT em solo tropical do campo experimental da EECA/UFG - Goiânia. REEC - Revista Eletrônica de Engenharia Civil, v. 14, n. 1, 29 dez. 2017.

KOGA, L. M.; MIRANDA, M. de O.; BERTERQUINI, A. B. T. PATOLOGIAS DAS FUNDAÇÕES. Revista Engenharia em Ação, [s. l], v. 2, n. 1, p. 16-31, ago. 2017.

LEAL, Maria Eduarda Sponholz; CHINI, Priscila. A Importância Do Uso Da Sondagem Em Projetos De Fundações. 2020. 1 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Civil, Universidade do Sul de Santa Catarina, Palhoça - Sc, 2020. Disponível em: https://riuni.unisul.br/bitstream/handle/12345/11785/TCC_Maria%20Eduarda%20S.%20Leal_e%20_Priscila%20Chini.pdf?sequence=2&isAllowed=y. Acesso em: 31 jul. 2021.

SCHNAID, F.; ODEBRECHT, E. Ensaios de campo: e suas aplicações à engenharia de fundações. 2. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2012.

VENDRUSCOLO, Márcio Antônio. Análise Numérica e Experimental do Comportamento de Fundações Superficiais Assentos em Solos Melhorado. 1996. 163 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 1996. Disponível em: https://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/1453/000188983.pdf?sequence=1&isAllowed=y. Acesso em: 31 jul. 2021.

Escrito por: Rubens Mauro de Amorim Junior e Sanielen Colombo