Ensaios complementares

Os ensaios complementares são métodos de exploração do subsolo que substituem ou complementam os tradicionais ensaios SPT, fornecendo informações específicas e parâmetros importantes ao desenvolvimento do projeto de fundações. Podem ser de campo ou de laboratório, de modo que a ABNT NBR 6122:2019 faz referência a alguns deles. Contudo, cabe ao projetista de fundações solicitar aqueles que melhor se apliquem à determinação dos parâmetros de sua necessidade.

Ensaios de campo

São ensaios realizados no próprio terreno da obra, a partir dos quais podem ser retiradas as amostras que posteriormente serão levadas ao laboratório. Os mais comuns são:

1. Sondagem SPT com torque (SPT-T): Obtém-se o valor do atrito lateral amostrador-solo que correlaciona parâmetros geotécnicos, permite a correção do N_SPT e estima o valor do atrito lateral em estacas. De acordo com REBELLO, 2008, o índice de torque auxilia na identificação de solos colapsíveis.
2. Sondagem rotativa (SR): Utilizado para perfuração e análise de rochas ou camadas de solo com material de grandes dimensões e muita resistência, a partir de um conjunto motomecanizado. Em função da qualidade da amostra retirada, determina-se a qualidade do maciço rochoso, conforme VELLOSO, 2011. No Brasil, como a ABNT ainda não regulamentou uma norma específica, o ensaio segue a padronização estabelecida em procedimentos técnicos de órgãos interessados em seu uso, como o DNIT.
3. Ensaio de cone (CPT): A partir da penetração estática (prensagem) de uma ponteira cônica, estimam-se as resistências de ponta e o atrito lateral da camada, além de permitir correlações com a razão de atrito. De acordo com a ABNT NBR 6122:2019, o ensaio deve ser executado conforme as normas americanas ASTM D2435/D2435M e ASTM D5758. Por outro lado, a ABNT NBR 12069:1991 foi cancelada em 2015 com a justificativa de desuso por parte do meio técnico. Possui uma variação conhecida como Piezocone (CPTU) que permite a medida da poropressão gerada durante o processo de cravação e sua eventual dissipação.
4. Ensaio de palheta – Vane Test (EP): Estima a resistência ao cisalhamento de argilas moles saturadas, submetidas à condição de carregamento não drenado. Aplicável quando se quer assentar uma carga, direta ou indiretamente, sobre uma camada de argila em tal condição, de acordo com as orientações da ABNT NBR 10905:1989.
5. Ensaio de placa: É o principal e mais antigo ensaio de compressão in situ. Constituído como um ensaio de compressão com confinamento parcial, é aplicado para determinação da pressão admissível de fundações diretas, como forma de prova de carga, conforme ABNT NBR 6489:2019.
6. Ensaio pressiométrico: Permite a obtenção da resistência e parâmetros para avaliação da relação tensão x deformação do solo, a partir da expansão de uma sonda cilíndrica no interior do terreno, em profundidades preestabelecidas, conforme descrito na ABNT NBR 6122:2019. De acordo com SCHNAID e ODEBRECHT, 2012, diferentes procedimentos podem ser utilizados na instalação da sonda pressiométrica, com o objetivo de reduzir ou eliminar os possíveis efeitos do amolgamento gerado pela inserção da sonda no terreno e adaptar melhor essa técnica de ensaio às diferentes condições de subsolo.
7. Ensaio dilatométrico (DMT): Serve para analisar as propriedades tanto de areias quanto argilas, além de permitir a estimativa dos parâmetros constitutivos do solo a partir de correlações semiempíricas. Consiste na cravação da lâmina dilatométrica no terreno, medindo-se a força necessária para a sua penetração e a pressão de ar comprimido que provoca a expansão de uma membrana circular de aço no interior do solo. Criado na Itália, em meados da década de 1970, e mundialmente reconhecido, no Brasil, apesar de aceito, ainda não está normalizado.
8. Ensaios sísmicos: São realizados em profundidades preestabelecidas e fornecem, basicamente, dados relativos à velocidade de propagação da onda cisalhante, a partir dos quais se estima o módulo de elasticidade transversal do solo. Dentre os exemplos mais utilizados destacam-se as variações sísmicas do ensaio de cone (CPT) e do ensaio dilatométrico (DMT).
9. Ensaios de permeabilidade in situ: Permite a avaliação do coeficiente de permeabilidade do solo em sua condição natural.
10. Ensaio de perda d´água em rocha: De acordo com a ABNT NBR 6122:2019, este ensaio permite obter informações sobre a capacidade de condução de água do maciço rochoso, além de fornecer indicações sobre grau de fraturamento da rocha.

Ensaios de laboratório

São ensaios realizados em laboratório com as amostras retiradas do terreno da obra, a partir de algum método de exploração do subsolo. Os mais comuns são:

1. Caracterização: A amostra de solo é avaliada e classificada conforme sua origem, tipologia e granulometria de modo mais sistemático e cuidadoso que a simples análise táctil-visual. Inclui também a determinação de parâmetros como: peso específico do solo e dos sólidos do solo, umidade e limites de liquidez e plasticidade em solos argilosos.
2. Cisalhamento direto: A amostra de solo é submetida ao cisalhamento segundo uma superfície predeterminada e se conhece a carga que atua diretamente sobre essa superfície. Com o resultado do ensaio obtém-se o gráfico de tensão x deformação de cisalhamento, a partir do qual pode se determinar a coesão e o ângulo de atrito interno.
3. Triaxial: A amostra de solo é submetida a um estado triaxial de tensões e a partir das relações de tensão determina-se um plano (que não é principal) em que haverá a ruptura por cisalhamento e seu respectivo par de tensões normal e cisalhante.
4. Adensamento: Busca reproduzir o fenômeno de compressão unidimensional (vertical, mediante condição de confinamento lateral), que ocorre quando um terreno compressível (saturado ou não saturado) é submetido à ação de uma força aplicada sobre uma área muito grande.
5. Expansibilidade: De acordo com a ABNT NBR 6122:2019, existem várias formas de avaliar o aumento exagerado de volume de um solo, decorrentes do acréscimo do teor de umidade, sendo que aquela que utiliza o mesmo equipamento do ensaio de adensamento é a mais comum. Contudo, indica que outros ensaios podem ser úteis, tais como: granulometria para avaliar a porcentagem da fração de argila e difração de raios X para determinar as propriedades de seus argilominerais; índice de plasticidade; adsorção de azul-de-metileno; análise termodiferencial e espectrometria infravermelha.
6. Colapsibilidade: Indicado no caso de solos não saturados que possam apresentar colapso com o aumento da umidade, por causa do rearranjo das partículas internas e rompimento dos agentes cimentantes, provocados pela saturação dos poros, com consequente redução de volume. Consiste em medir a deformação vertical da amostra saturada sob tensão em um ensaio de adensamento e calcular um parâmetro chamado Potencial de colapso (PC), expresso em porcentagem.
7. Permeabilidade: Conhecido como “Teste de Darcy”, produz a medida de um coeficiente k que mede a permeabilidade vertical e horizontal de um solo a partir dos dados de uma amostra desse solo, sendo seu resultado, geralmente, expresso em cm/s.
8. Ensaios químicos: Permitem avaliar a contaminação do solo e da água subterrânea, visando o estudo de sua influência no comportamento das fundações, uma vez que a presença, por exemplo, de matéria orgânica ou mesmo de acidez no solo, combinada com condições inadequadas de dosagem, execução e projeto podem comprometer a durabilidade dos elementos de fundação, com destaque especial para a corrosão das armaduras.

Conclusão

Conforme visto, existem outros ensaios complementares, ou até mesmo alternativos, em relação ao tradicional SPT, os quais podem ser solicitados sempre que houver necessidade de informações mais precisas acerca das propriedades e comportamento do solo. SCHNAID e ODEBRECHT, 2012, dizem que: “A informação solicitada nem sempre é a informação necessária. A informação necessária nem sempre pode ser obtida. A informação obtida nem sempre é suficiente. A informação suficiente nem sempre é economicamente viável”. Portanto, cabe ao profissional responsável pelo projeto geotécnico identificar quais as informações necessárias ao melhor desenvolvimento do projeto e o melhor custo x benefício para obtê-las da forma mais eficiente possível.

Bibliografia

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Eng. Me. André Luís L Velame Branco
Projetista, Professor e Consultor de Cálculo Estrutural

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