O documento discute recalques em solos, especificamente em solos argilosos moles e solos colapsíveis. Apresenta as causas e tipos de recalque e seus efeitos em estruturas. Também fornece exemplos como a Torre de Pisa e prédios em Santos que sofreram danos devido a recalques diferenciais.
1. Gabriela C. de Paula
Julia A. Nishikawa
Lucas C. G. Costa
Samir H. Cabral
Thayris M. da Cruz
Centro Universitário Módulo
Arquitetura e Urbanismo
Fundações
Prof. Ms. Rosana Buogo
2. • É um desnivelamento de
uma estrutura, piso ou
terrapleno, devido à
deformação do solo.
Recalque
(assentamento)
Deslocamentos verticais do terreno
3. • Quando uma edificação
sofre um rebaixamento
devido ao adensamento do
solo (diminuição dos seus
vazios) sob sua fundação.
4. Solos
• Todos os tipos de solos submetido a uma
carga, sofrem recalques.
• Em maior ou menor grau, dependendo das
propriedades de cada solo e da intensidade do
carregamento.
• Cessa ou estabiliza após um certo período de
tempo, dependendo das peculiaridades
geotécnicas dos solos.
5. Tipos de solo
• Exemplos de recalque em solos:
• Arenosos: podem se estabilizar em poucas
horas ou dias
• Argilosos moles: tendem a cessar ou
estabilizar somente após algumas décadas.
6. Solos argilosos moles ou solos
compressíveis
• São solos que não apresentam resistência suficiente para suportar as
cargas do sistema estrutural das edificações (lajes, vigas e pilares) e
que são transmitidas através de elementos estruturais de fundação
(sapatas, radiers, brocas, estacas, tubulões, etc.).
• As fundações diretas ou rasas (sapatas e radiers) não apresentam
comportamento satisfatório, em termos de segurança principalmente,
quando construídos sobre solos argilosos moles devido à possibilidade
de recalques diferenciais excessivos. Além disso, não recomenda-se
construir fundações rasas em terrenos mais resistentes que se
encontram apoiados em camadas mais baixas de solos argilosos moles.
Nestes casos, recomenda-se adotar fundações profundas que
atravessem a camada de solos argiloso mole e fiquem ‘cravadas‘ em
solos mais resistentes.
7. • Alguns casos típicos de fundações rasas construídas em terrenos
constituídos por solos argilosos moles são as edificações situadas ao longo
da orla de Santos-SP, construídas na década de 70, quando ainda não
havia a prática das fundações profundas. As fundações rasas foram
construídas sobre uma camada de areia compacta com profundidade de
aproximadamente 10 metros, mas que estava apoiada sobre uma camada
espessa de argila mole altamente compressível.
• Deste modo, na presença de terrenos formados por solos argilosos moles
não é prudente a adoção de fundações rasas ou diretas para a construção
de edificações, principalmente quando existirem cargas elevadas como as
de grandes edifícios, por exemplo. Nesses casos recomenda-se
a utilização de fundações profundas, visando atingir profundidades
adequadas com as solicitações, onde camadas de solos suficientemente
resistentes permitam garantir um bom desempenho dos elementos de
fundações.
Solos argilosos moles ou solos
compressíveis
8. • Os recalques podem ocorrer tanto em solos que
suportam edificações com fundações rasas (sapata,
radiers, etc) quanto com fundações profundas (estaca,
broca, tubulões, etc), a depender das condições do
terreno onde as fundações serão implantadas.
• No Estado de São Paulo, há certos tipos de solos com
características geotécnicas peculiares que merecem
atenção especial em relação à ocorrência de recalques
diferenciais das fundações, podendo se tornar um
grave problema para o sistema estrutural das
edificações (pilares, vigas, lajes e alvenaria),
principalmente para as moradias construídas com
fundações rasas.
9. • Existe uma grande ocorrência de recalques
em solos colapsíveis e argilosos moles
• perdas materiais e transtorno social
• 31/01/1995 no interior do Estado de São
Paulo, na cidade de Araraquara, a Defesa
Civil catalogou danos estruturais provocados
por recalques em solos colapsíveis em cerca
de quatro mil edificações.
10. • O aparecimento de trincas e fissuras generalizadas nas
alvenarias das construções, decorrentes de recalques
diferenciais em solos colapsíveis, exige reparações
muitas vezes incompatíveis com o baixo custo dessas
moradias, inviabilizando economicamente sua
recuperação estrutural.
• Em solos argilosos moles, a exemplo dos edifícios de
Santos-SP, o fator econômico também se torna um
obstáculo para a recuperação total ou parcial dos
edifícios para a garantir as mesmas condições de
funcionalidade e desempenho estrutural antes da
ocorrência dos recalques.
11. Regiões tropicais• As regiões tropicais
apresentam condições
ideais para o
desenvolvimento de
solos colapsíveis,
principalmente em
locais onde tem
estações de relativa
seca e de chuvas
intensas ou em
regiões áridas e
semiáridas. Os solos
colapsíveis ocorrem
em algumas regiões
do território brasileiro
(particularmente na
região centro-sul do
país) e em grande
parte do Estado de
São Paulo.
12. Recalques repentinos e de grandes
proporções em solos colapsíveis
• Solos colapsíveis : solos que, quando submetidos
a um determinado tipo de carregamento (por
exemplo, peso de uma construção) e umedecidos
por infiltração de água de
chuva, vazamentos, sofrem uma espécie de
colapso da sua estrutura.
• Este tipo de recalque é chamado de “colapso” e o
solo é classificado como “colapsível“.
• As causas do colapso são: trincas e
fissuras, podendo causar sérios danos e o
comprometimento estrutural nas
edificações e sua posterior interdição.
13. Fenômeno do colapso.
Como ocorre?
São dois os requisitos básicos para o
desenvolvimento do colapso (recalque) em
solos naturais:
1. estrutura porosa (alto índice de vazios )
2. condição não saturada (baixo teor de
umidade ou grau de saturação ).
Mas para um solo entrar efetivamente em colapso,
duas condições básicas devem ser atendidas:
1. a elevação do teor de umidade (que ocorre a
partir de chuva, vazamento, etc.)
2. atuação de um estado de solicitações externas
(uma construção residencial, por exemplo)
Portanto, os solos colapsíveis apresentam uma grande
sensibilidade à ação da água, ou seja, o aumento do
teor de umidade ou grau de saturação do solo é o
mecanismo deflagrador do colapso.
14. Indicativos da presença de solos
colapsíveis
• baixos valores do índice de resistência a
penetração¹(geralmente NSPT menor de 4
golpes)
• granulometria aberta (ausência da fração de
silte)
• baixo grau de saturação (menor de 60%)
• grande porosidade (geralmente maior que
40%)
15. NSPT
• 1 O NSPT ou índice de resistência à
penetração é obtido a partir da
cravação de um mostrador de
padronização internacional, onde, a
cada metro, é cravado no terreno
através do impacto de uma massa
metálica de 65 kg caindo em queda
livre de 75 cm de altura. Desta
forma, o valor do NSPT será a
quantidade de golpes necessários
para fazer penetrar os últimos 30 cm
do mostrador no fundo do furo.
16. Desenho
esquemático
do sistema
As diretrizes para a
execução de sondagens
SPT são regidas pela NBR
6484, a qual recomenda
que em cada metro do
ensaio SPT, deve ser feita
a penetração total dos 45
cm do mostrador ou até
que a penetração seja
inferior a 5 cm de cada 10
golpes sucessivos. A cada
ensaio SPT prossegue-se
a perfuração até a
profundidade do novo
ensaio.
NSPT
19. Observação:
• Apenas o peso próprio do terreno não é
suficiente para promover o colapso. Isso
ocorre porque a permeabilidade do solo é
suficientemente alta para que a água infiltre e
promova o aumento do teor de umidade, mas
sem dissolver ou destruir a cimentação de
seus contatos. Essa é a explicação porque
esses solos não sofrem colapso nas condições
naturais, apesar de receberem chuvas desde
sua formação.
20. Causas de Recalque
• Rebaixamento do Lençol Freático
• Solos Colapsíveis quando entram em contato com a água (destruição
da cimentação intergranular)
• Escavações em áreas próximas à fundação mesmo com paredes
ancoradas, podem ocorrer movimentos, ocasionando recalques nas
edificações vizinhas
•Vibrações da operação de equipamentos como: bate-estacas, tráfego
viário etc.
•Escavação de Túneis – qualquer que seja o método de execução,
ocorrerão recalques da superfície do terreno.
21. Tipos de Recalque
• Recalque
diferencial por
desaprumo –
Torre de Pisa;
• Recalque por
distorção
angular.
• Recalque total – Catedral do
México: deformou sem problemas
para a estrutura porque os
recalques não foram diferenciais;
22. Recalque diferencial
• Diferença entre os recalques de dois elementos de uma fundação.
• É o problema mais comum nas fundações;
• As fundações são calculadas como se as cargas e a resistência do
terreno fossem uniformes, quando na realidade isso raramente
acontece;
• O recalque diferencial impõe distorções aos elementos
que, dependendo de sua magnitude, poderão gerar fissuras ou
trincas na estrutura.
23. Exemplos
• A Torre de Pisa, é
um exemplo
clássico de obra
que promoveu um
grande
adensamento do
solo sob suas
fundações gerando
um elevado nível
de recalque
diferencial. Outro
exemplo bastante
citado no Brasil são
os prédios na orla
da cidade de
Santos.
• Recalques diferenciais na Torre de Pisa, e em edificações construídas sobre
sedimentos de argilas moles na orla de Santos (Fonte: Hachich, 1997).
26. Edifícios de
Santos - SP
• Camada de areia, entre 6 e 10
m, compacta, boa.
• Abaixo dela há uma camada
de argila marinha do 10 ao 30
m de profundidade, um solo
muito mole.
• Um prédio com carga maior
atritando sobre a areia,
comprime essa argila, gerando
recalques diferenciais.
Argila marinha
Areia pouco argilosa
27.
28. Efeito de recalques em estruturas
Podem ser classificados em três grupos:
a) Danos estruturais - são os danos causados à
estrutura propriamente dita (pilares, vigas e lajes).
b) Danos arquitetônicos - são os danos causados à
estética da construção, tais como trincas em
paredes e acabamentos, rupturas de painéis de
vidro ou mármore, etc.
c) Danos funcionais - são os causados à utilização
da estrutura com refluxo ou ruptura de esgotos e
galerias, emperramento das portas e janelas,
desgaste excessivo de elevadores (desaprumo da
estrutura), etc.
29. Prevenção de recalques diferenciais
Os objetivos principais dos métodos preventivos de
compactação e adensamento prévio das camadas
de solos menos resistentes são:
• Diminuir a porosidade
• Elevar a resistência
• Minimizar os recalques primários (no caso de
solos colapsíveis).
• Diminuir os efeitos prejudiciais de recalques
secundários aos sistemas estruturais das
edificações (no caso de solos argilosos moles)
• Uso de fundações profundas em ambos os casos.