Ensaios estáticos e dinâmicos – Entrevista

A série Fundações da Editora Oficina de Textos agora conta com mais um lançamento Fundações ensaios estáticos e dinâmicos. Esta publicação, em conjunto com os livros Fundações Diretas e Fundações por estacas, formam a tríade dos livros-texto que abrangem praticamente todas as aulas de uma disciplina de fundações na graduação.

Convidamos os autores da obra José Carlos Cintra, Nelson Aoki, Cristina Tsuha e Heraldo Luiz Giacheti para falar um pouco mais sobre este importante livro. Confira!

ComuniTexto: Foi lançado recentemente mais um volume da série Fundações, com o título Fundações ensaios estáticos e dinâmicos, qual é o objetivo desta obra?

Autores: O objetivo é apresentar ao estudante de engenharia civil um texto didático, objetivo e de leitura fácil, sobre o tema dos ensaios estáticos e dinâmicos em engenharia de fundações, incluindo os da etapa de projeto (SPT e CPT) e os ensaios da fase execução e verificação de desempenho de fundações por estacas (provas de carga estática e dinâmica).

CT: Qual a importância desta obra para o meio acadêmico da Engenharia Civil?

AT: Com esta obra, mais as duas anteriores sobre projeto geotécnico de fundações diretas e por estacas, formamos uma tríade de livros-texto de fundações. Professores da disciplina fundações dos inúmeros cursos de engenharia civil do Brasil poderão adotar esse material de estudo, concebido exatamente com a finalidade de uma iniciação à engenharia de fundações, compatível com o que se ensina na graduação. Sobretudo os conceitos fundamentais de fundações são explicados de uma forma tal que o leitor adquira uma base conceitual sólida dessa disciplina.

CT: Os autores citam logo no prefácio do livro que existe uma certa relutância no meio técnico brasileiro na aceitação sobre o ensaio de prova de carga dinâmica. Poderia falar um pouco mais sobre o assunto?

AT: Essa relutância seria justificável no caso da prova de carga com impacto de energia constante porque a resistência assim obtida não caracteriza, com precisão suficiente, a carga de ruptura do sistema estaca-solo. Esse fato é reconhecido pelo Eurocode EC7 que atribui maiores valores ao fator x de variabilidade da prova de carga dinâmica de altura constante quando comparado aos mesmos fatores de variabilidade atribuídos à prova de carga estática.

Mas o aperfeiçoamento desse ensaio promovido por Aoki (1989), resultando na prova de carga dinâmica com altura de queda crescente (Dynamic Increasing Energy Test – DIET), possibilita obter uma curva resistência mobilizada x deslocamento, à semelhança do gráfico resultante de uma prova de carga estática. Assim, em vez de um único ponto da curva (caso da energia constante), o que geralmente é inconclusivo para a capacidade de carga, tem-se a curva passando por vários pontos (energia crescente), cuja interpretação resulta no valor de capacidade de carga do sistema estaca-solo.

A NBR 13208 (ABNT, 2007) aceita os dois procedimentos para a prova de carga dinâmica, mas lamentavelmente não alerta para a ampla vantagem da energia crescente em relação à energia constante.

CT: No Brasil, o ensaio mais utilizado (e muitas vezes o único) para o projeto de fundações é o SPT (Standard Penetration Test), comumente designado como sondagem. No livro vocês citam que a sondagem deve ser modernizada para acompanhar o desenvolvimento de outros ensaios. Poderia falar um pouco mais sobre o assunto?

A modernização dos ensaios SPT passa pelo emprego de sistemas mecanizados, em que é possível um maior controle do processo e uma menor dependência do operador. Nesse caso, merecem destaque os martelos automáticos, com o quais se tem um melhor controle e conhecimento da energia aplicada. Destaca-se ainda a importância de se conhecer qual é o valor energia que chega ao amostrador, de modo que a interpretação dos resultados desse ensaio seja mais racional e confiável.

Um dos capítulos do livro mostra uma forma inovadora de interpretar esse ensaio, com destaque para a prova de carga estática após a medida de Nspt, para medir a eficiência do impacto. Além disso, nesse capítulo tem-se uma forma de medir o embuchamento do solo no amostrador e como usar essa informação na prática. Essa proposição de como interpretar “o comprimento da amostra recuperada” constitui uma modernização brasileira de baixíssimo custo, que tenta acompanhar o desenvolvimento de outros ensaios originados no exterior que são desejáveis, extremamente importantes e mais sofisticados, porém ainda de difícil aplicação prática à nossa realidade.

CT: No livro algumas disposições normativas foram criticadas como, por exemplo, a obrigatoriedade de ensaio em 1% das estacas instituída na edição de 2010 da NBR 6122, acompanhada da exigência controversa de que as provas de carga sejam realizadas sempre no início da obra. É citado no livro que esta normativa poderia constituir um duplo problema, pois iria reduzir o fator de segurança global e desobrigar a avaliação de desempenho. Poderia falar um pouco mais sobre o assunto?

AT: É bem-vinda a obrigatoriedade de ensaios para obtenção de valores experimentais de capacidade de carga de sistemas estaca-solo. Uma quantidade maior que 1% seria desejável, para se ter uma melhor representatividade estatística desses valores de resistência. A controvérsia se estabelece na exigência de que as provas de carga sejam realizadas no início do estaqueamento. Primeiro, porque a definição de quais estacas serão ensaiadas deixa de ser totalmente aleatória, mas atendendo a critérios de locação e de cronograma. Segundo, porque previamente à execução das estacas poderá haver a informação de quais serão as ensaiadas. Terceiro, o bônus de poder reduzir o fator de segurança de 2,0 para 1,6. E quarto, desobrigar a realização de provas de carga após a execução do estaqueamento.  Como demonstrado no livro, a mera antecipação da prova de carga para o início do estaqueamento não pode implicar a redução do fator de segurança global – é um equívoco do pensamento determinístico que poderia ser revelado com provas de carga de verificação de desempenho. Por isso entendemos que reduzir fator de segurança e não realizar ensaio ao final do estaqueamento constituem um duplo problema.

CT: Qual a contribuição de Nelson Aoki, para a evolução e aperfeiçoamento da prova de carga dinâmica?

AT: Sem dúvida alguma a contribuição de Nelson no aperfeiçoamento da prova de carga dinâmica, foi a inclusão dos impactos de energia crescente, substituindo os impactos com energia constante. Quando se analisa a forma da curva carga x recalque de uma prova de carga estática, constata-se que raramente ela apresenta o padrão de ruptura nítida, em que a curva se verticaliza a partir de um determinado valor de carga (recalques crescentes, mantido esse valor de carga). Na grande maioria dos casos, a curva é aberta, isto é, a resistência mobilizada aumenta com os recalques e vice-versa.

Quando se realiza a prova de carga dinâmica com energia constante, o modelo de interpretação impõe a ruptura nítida, com a resistência mobilizada para aquela energia caracterizando a capacidade de carga do sistema estaca-solo. Já com a energia crescente, cada valor de energia implica um novo valor de resistência mobilizada, o que resulta uma curva de resistência mobilizada x deslocamento, geralmente uma curva do tipo aberta, que pode ser extrapolada e interpretada à semelhança do que se faz na curva da prova de carga estática.

É ilusória a expectativa de realizar a prova de carga dinâmica de energia constante com um martelo suficientemente pesado para mobilizar a máxima resistência estática do sistema estaca-solo – isso só pode ser obtido nos poucos casos de ruptura nítida. Também não se deve esperar atingir essa máxima resistência estática com a energia crescente, pois na maioria dos casos, em que a curva é do tipo aberta, a resistência é crescente, sem definir um valor máximo. O limite passa a ser a resistência estrutural da estaca.

Sobre os autores:

José Carlos A. Cintra: é engenheiro civil pela Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, onde também obteve os títulos de mestre e doutor em Geotecnia e livre-docente. É professor titular do Departamento de Geotecnia da EESC e atua na linha de pesquisa Engenharia de Fundações, com destaque para o tema Fundações em Solos Colapsíveis

Nelson Aoki: é engenheiro civil pela Escola Nacional de Engenharia da Universidade do Brasil e doutor em Geotecnia pela Escola de Engenharia de São Carlos da USP. É consultor de fundações em obras de engenharia civil e co-autor de outros livros de fundações. Atua na linha de pesquisa Engenharia de Fundações, com destaque para os temas: segurança e probabilidade de ruína de fundações, fundações em estacas helicoidais, fundações submetidas a carregamento cíclico e modelagem física de estacas em centrífuga e em câmara de calibração.

Cristina de H. C. Tsuha: é engenheira civil pelo Instituto Mauá de Tecnologia e trabalhou em projetos e obras de fundações na Godoy & Maia. Cursou mestrado e doutorado em Geotecnia na Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo. Fez estágio de pós-doutorado na Technical University of Grenoble (INPG) na área de fundações. Atualmente é professora na graduação e na pós-graduação na EESC-USP.

Heraldo L. Giacheti: é engenheiro civil pela Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira da UNESP, mestre e doutor em Geotecnia pela Escola de Engenharia de São Carlos da USP e livre-docente pela Faculdade de Engenharia de Bauru da UNESP. Na EESC-USP é professor colaborador da pós-graduação em Geotecnia, onde ministra a disciplina de ensaios in situ e instrumentação para fundações e orienta alunos de mestrado e doutorado.

Fundações: ensaios estáticos e dinâmicos teve  o patrocínio de:

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