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Ensaios em estacas podem proporcionar economia e segurança às obras

Provas de carga indicam a quantidade de estacas e coeficiente de segurança. Ensaios de carregamento dinâmico determinam a capacidade de ruptura da interação estaca-solo

Publicado em: 23/10/2017

Texto: Redação PE


Com o teste, é verificada a necessidade de ajuste ou não na quantidade e dimensões das estacas (foto: shutterstock.com / PHATR)

Aplicável a diferentes tipos de fundações, a prova de carga estática é um dos controles de qualidade previstos na ABNT NBR-6122:2010 - Projeto e Execução de Fundações. O ensaio, cujo objetivo é estimar a carga de ruptura da estaca executada, consiste no monitoramento da deformação do elemento de fundação mediante aplicação de cargas de compressão crescentes.

COMO FUNCIONA?

Para a realização do teste é necessária a montagem de um aparato especial que inclui um sistema de aplicação de carga, normalmente composto de um macaco hidráulico. Sobre a estaca a ser ensaiada é montado um sistema de reação (cargueira, estacas de reação, tirantes etc.) com capacidade de suporte superior às cargas previstas no ensaio. Para medir os deslocamentos, monta-se um sistema de referência, fixado fora da área de influência do ensaio. A carga é aplicada sobre a estaca em estágios, registrando-se os deslocamentos resultantes até verificar a estabilização dos recalques.

PROJETO MAIS RACIONAL

A realização de provas de carga é indicada para qualquer número de estacas quando não se tem experiência prévia na região, assim como em obras especiais, como pontes e viadutos
Alexandre Novaes

“A realização de provas de carga é indicada para qualquer número de estacas quando não se tem experiência prévia na região, assim como em obras especiais, como pontes e viadutos”, explica o engenheiro Alexandre Novaes, diretor da Engestac.

Além de detectar eventuais anomalias nas peças, a realização do teste pode proporcionar economias no projeto. Isso porque, ao permitir verificar in loco o real comportamento da estaca, o ensaio informa se a capacidade de carga está acima da determinada em projeto. Nesses casos, o projeto poderá ser ajustado reduzindo o número de estacas ou especificando seção ou comprimento menores.

Além disso, o ensaio pode viabilizar a redução do coeficiente de segurança. “Sem prova de carga, o coeficiente de segurança deve ser sempre 2. Já com o ensaio, é possível reduzir esse valor para 1,6, a critério do projetista”, comenta Novaes. Para obter tais ganhos é importante, contudo, que o ensaio na estaca teste seja realizado antes do início da execução das fundações.

ENSAIOS DE CARREGAMENTO DINÂMICO

A prova de carga estática pode ser complementada por ensaios de carregamento dinâmicos, também chamados de prova de carga dinâmica. Este teste é realizado para determinar a capacidade de ruptura da interação estaca-solo.


A medição é feita através da instalação de sensores (acelerômetros e transdutores de deformação) no fuste da estaca. Quando uma estaca é atingida por um golpe proferido pelo bate-estaca, é gerada uma onda de tensão que trafega ao longo da peça com velocidade dependente das características do material.

“O ensaio de carregamento dinâmico utiliza deslocamentos provocados pela aplicação de uma carga dinâmica para estimar a curva carga x recalque através da teoria da equação da onda”, explica o engenheiro e consultor em geotecnia Luís Fernando de Seixas Neves. Segundo ele, esses ensaios são usualmente executados sobre estacas cravadas pré-fabricadas, embora também possam ser executados em estacas moldadas in loco.

O ensaio de carregamento dinâmico utiliza deslocamentos provocados pela aplicação de uma carga dinâmica para estimar a curva carga x recalque através da teoria da equação da onda
Luís Fernando de Seixas Neves

Entre as vantagens do carregamento dinâmico está a maior agilidade para a obtenção dos dados e o menor transtorno à obra, em comparação com a prova de carga estática. A produtividade também é maior, sendo possível ensaiar de cinco a seis estacas em um dia. No entanto, esse ensaio não substitui a prova de carga estática totalmente. “Mesmo quando se opta pelo ensaio dinâmico, é recomendável a realização de pelo menos uma prova de carga estática”, comenta Novaes.

ENSAIOS COM ANOMALIA

Quando o teste detecta que há algo errado na estaca, o primeiro passo é analisar a localização do problema. Segundo Novaes, quando a anomalia acontece logo nos primeiros metros, é possível escavar para avaliar melhor. “Mas se o problema estiver em ponto mais profundo, muito provavelmente a estaca estará condenada”, diz o engenheiro da Engestac, lembrando que a prova de carga não fornece a profundidade, somente mostra que a estaca suportou menos esforço que o esperado, diferente da prova de carga dinâmica.

Nesses casos, a solução passa pelo redimensionamento das fundações, alterando a seção, o comprimento, ou mesmo a quantidade de estacas.

Além da ABNT NBR 6122:2010, outra norma que regula as provas de cargas em estacas é a ABNT NBR 12131:2006 - Estacas - Ensaio de carga estática - Método de ensaio.

Colaboração técnica

Alexandre Novaes – Engenheiro civil especializado em Diagnósticos de Patologias da Construção. É diretor da Engestac Reforço de Fundações
Luís Fernando de Seixas Neves – Engenheiro civil com mestrado em geotecnia. Atua como consultor em projetos de fundações e contenções e é tesoureiro da Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS)