Para exemplificar a aplicação da planilha, foram inseridas 3 (três) sondagens reais, oriundas de uma obra no centro da cidade de Santo Ângelo.
A Figura 26 apresenta a sondagem já inserida na aba “Dados_SPT”.
A título de exercício, será considerado que o objetivo é suportar uma carga de 1000kN para o solo apresentado.
Figura 25: Resultado detalhado para o método Décourt e Quaresma.
A quarta e quinta sondagem (inexistentes) devem ser marcadas como “Desconsiderar” para que não haja erro de cálculo na planilha, pois elas não serão utilizadas. A cota 16 (dezesseis) metros da “Sondagem 1” e da “Sondagem 2” é a última antes do Impenetrável à percussão acusado pelas sondagens. Analogamente para a “Sondagem 3” na cota 19 (dezenove) metros.
Fazendo uso do botão “Gráfico geral”, a planilha já alerta que há trechos decrescentes após as profundidades 6 (seis) e 7 (sete) metros, conforme pode ser observado pela Figura 27.
Figura 26: Sondagem utilizada para um exemplo prático de uso da planilha.
Fonte: O autor.
Figura 27: Análise das sondagens pelo botão “Gráfico geral”.
Esses trechos decrescentes, podem ser isoladamente observados através dos botões de gráficos específicos para as sondagens, inclusive, a própria planilha já alerta em quais sondagens há trechos decrescentes, neste caso, na “Sondagem 1”.
Após analisar os trechos decrescentes acessando o botão “Gráfico 1”, da aba “Dados_SPT” confirma-se o ocorrido e esses trechos devem ser levados em consideração para a escolha da cota de assentamento de projeto da estaca (abaixo do trecho decrescente).
Os fatores empregados nos cálculos, são os mesmos já mencionados no transcorrer deste trabalho inclusive os preenchidos pelos critérios descritos no Apêndice A e no Apêndice B.
Basta agora “Ativar” os métodos desejados e inserir o tipo de estaca, diâmetro e fator de segurança global na aba “Configurações”, aos quais são, neste caso, “Hélice contínua” com fator de segurança global 2 (dois).
Já para o diâmetro, será utilizado inicialmente com 80 (oitenta) centímetros para posteriormente substituir por outros valores e verificar qual fica mais a favor da economia.
A visualização pode ser observada na Figura 28.
A “Cota de assentamento da estaca”, não foi definida ainda, pois ainda não foi realizada a análise dos resultados, mas como esta não exerce influência na planilha e serve apenas para aparecer escrito no relatório da aba “Resultados” (parte superior), por hora, será mantida na cota 16 metros, que corresponde, de acordo com as sondagens 1 e 2, à rocha.
A Figura 29 mostra os resultados apresentados para as sondagens inseridas, sendo direcionado para lá na planilha através do botão “Resultados”.
Figura 28: Exemplo de preenchimento da aba “Configurações” da planilha.
Observando a Figura 29, percebe-se que a carga de 1000 kN seria satisfeita na cota 12 metros utilizando o parâmetro “Média”, porém, o método UFRGS está apresentando valores destoantes dos outros métodos ao longo de todo o perfil para esse solo com a estaca escolhida. Na cota 12 metros (onde é satisfeita a carga de 1000kN), o método de Aoki e Velloso, também está apresentando valor destoante. Então, o indicado a fazer é retornar à aba “Configurações” e deixar esses métodos marcados como “Desativado” para esta análise. Assim, ao utilizar o parâmetro “Média” entre os métodos, o resultado terá um respaldo consideravelmente maior, pois os métodos que destoam dos outros métodos (para mais ou para menos) não precisam ser utilizados.
Salienta-se que os métodos que destoaram dos outros métodos, não são sempre os mesmos, costumam variar de perfil em perfil de solo combinado à estaca escolhida. Portanto, somente para o perfil aqui explicitado é que apresentou a citada variação.
O usuário é livre para escolher o parâmetro que julgar mais adequado, como a “Mínima resistência” por exemplo, mas como o solo utilizado na aba de “Dados_SPT” já foi o de parâmetro “Mínimo” e o SPT empregado nesta mesma aba também foi o de parâmetro “Mínimo” (entre as sondagens inseridas), já deixando os dados consideravelmente em favor da segurança, como resistência o parâmetro empregado será a “Média”.
Com apenas os métodos que aproximaram-se mais da resistência “Média” calculada marcados como “Ativados” e os outros “Desativados”, usando o parâmetro “Média” como
Figura 29: Exemplo de utilização da planilha.
resultado, observa-se que a carga de 1000 kN ainda pode ser suportada na cota 12 metros pela estaca “Hélice contínua” de 80 (oitenta) centímetros, o que pode ser visualizado pela Figura 30.
Para verificar o que seria mais econômico, poderia ainda a título de exercício, ser consideradas as seguintes opções:
1. Assentar apenas uma estaca para suportar a carga de 1000 kN (como já calculado e demonstrado na Figura 30 ou com um diâmetro menor).
2. Assentar duas estacas com menor diâmetro do que o demonstrado pela Figura 30 para suportar 500 kN cada (já que o objetivo é suportar 1000kN).
3. Assentar três estacas de menor diâmetro para suportar 334 kN cada (e assim satisfazer o objetivo de suportar 1000kN).
É claro que as citadas opções dependeriam dos custos da perfuração, do metro cúbico do concreto, do aço e do bloco, mas apenas a título de exercício será aqui considerado a opção que utiliza menos volume de concreto sem considerar o bloco na estaca.
Então, ao voltar na aba “Configurações” e variar algumas vezes o diâmetro da estaca “Hélice contínua” de 10 (dez) em 10 (dez) entre 60 (sessenta) e 120 (cento e vinte) centímetros para analisar os resultados, foi calculado também os volumes de concreto consumidos em cada situação.
Figura 30: Resultados obtidos com a planilha.
As informações estão sintetizadas na Tabela 15:
Tabela 15: Volume consumido de concreto obtido através do uso da planilha.
1 Estaca 2 Estacas 3 Estacas
60 cm 14 3,96 1097 12 3,39 677 10 2,83 351 70 cm 13 5,00 1138 11 4,23 556 9 3,46 353 80 cm 12 6,03 1070 10 5,03 550 8 4,02 342 90 cm 12 7,63 1293 9 5,73 522 8 5,09 410 100 cm 12 9,42 1572 9 7,07 644 7 5,50 395 110 cm 11 10,45 1151 8 7,60 582 6 5,70 385 120 cm 10 11,31 1086 7 7,92 525 5 5,65 363 Diâmetro Ø Cota
(m) Volume(m³) Carga(kN) Cota(m) Volume(m³) Carga por estaca(kN) Cota(m) Volume(m³) Carga por estaca(kN)
Fonte: O autor.
Na Tabela 15 o volume de concreto consumido foi obtido pelo produto da cota de assentamento que satisfaz a carga desejada multiplicada pela área da seção transversal da estaca que a planilha já apresenta através do botão “Visualizar cálculos”.
Com as informações da Tabela 15, podem ser feitas as seguintes considerações com relação às três opções já citadas:
• Para solução com uma estaca (Opção 1) para suportar 1000kN o diâmetro pode ser reduzido para 60 (sessenta) centímetros e assentada na cota de 14 (quatorze) metros, com uma economia de aproximadamente 66% com relação à estaca de 80 (oitenta) centímetros apresentada pela Figura 30, pois reduz o volume de concreto de 6,03m³ para 3,96m³.
• Para solução com duas estacas (Opção 2) o volume de concreto para suportar 500 kN cada estaca reduz para 3,39m³ o consumo de concreto, sendo mais viável economicamente a Opção 2 do que a Opção 1, com uma estaca de 60 (sessenta) centímetros assentada na cota de 12 (doze) metros.
• Para solução com três estacas (Opção 3) o volume de concreto para suportar 334 kN cada estaca reduz ainda mais para 2,83m³ e também com uma estaca de 60 (sessenta) centímetros, mas assentada na cota de 10 (dez) metros.
Portanto, o menor volume de concreto consumido, é o da Opção 3, com uma diferença de aproximadamente 71% com relação à Opção 1.
Ou seja, se houvesse mesmo a carga de 1000 kN para ser suportada, a escolha em função do menor volume de concreto empregado, sem considerar o volume do bloco, seria a Opção 3, por ser a mais econômica e dentro da segurança prevista com um diâmetro de 60 (sessenta) centímetros e assentada na cota de 10 (dez) metros.
A situação considerada mais econômica, é ilustrada através da Figura 31.
Para chegar a essa conclusão, graças ao uso da planilha, foram gastos poucos minutos. Mas vale lembrar que a planilha sozinha, não teria programação para chegar a uma conclusão final sem a análise do usuário, mesmo que fossem inseridos os custos nela e programada para apresentar o resultado mais econômico. Porque se o resultado mais econômico fosse, por exemplo, para três estacas, mas com uma diferença pequena de valor, mesmo assim o mais indicado seria executar apenas uma estaca com maior diâmetro devido à maior praticidade da execução e, consequente, menor custo.
É importante observar também, que por apenas poucos metros, a escolha mais acertada, inclusive no exemplo apresentado, poderia ser utilizar o assentamento da estaca na rocha, mesmo custando um pouco mais, pois garante uma grande segurança nas fundações.
Figura 31: Situação mais econômica para o exemplo apresentado.
5 CONCLUSÃO
A planilha desenvolvida no decorrer deste trabalho executa os cálculos programados com precisão, gerando a estimativa da capacidade de carga para fundações profundas a partir de um ou até cinco sondagens inseridas pelos métodos definidos pelo usuário entre os sete disponíveis.
Também é possível analisar as sondagens inseridas dentro da própria planilha, além de obter novos resultados rapidamente simulando considerar ou não uma determinada sondagem, mudança de parâmetro empregado ou outro tipo de estaca.
Ao analisar os resultados gerados pela planilha, o método mais conservador fica evidente por apresentar a menor resistência entre os outros métodos e pode ser selecionado usando o parâmetro “Mínima resistência” da aba “Resultados” (como já descrito no capítulo anterior). Da mesma forma, o método mais econômico, fica evidente por apresentar a maior resistência entre os outros métodos e também pode ser selecionado usando o parâmetro “Máxima resistência” da aba “Resultados”, servindo como análise da carga máxima possível na estaca.
A planilha também permite ao usuário majorar os coeficientes rapidamente, seja o fator de segurança global, seja os fatores que variam com a estaca e/ou solo. Para isso, basta voltar à aba “Configurações” e alterar o valor desejado.