Recalque – Cálculo de Recalquee Evolução dos recalques com o

tempo

Anderson Donato Araujo NunesCleverton Felipe De Oliveria Ramos

Eduardo de Oliveira CostaEwerton Rodrigo de Medeiros Silva

Guilherme Mota Marinho LemosIsaque Da Silva Alves

Recalque

Recalque, na área da Engenharia Civil, significa um fato que ocorre quando uma edificação sofre um rebaixamento devido ao adensamento do solo(diminuição dos seus vazios) sob sua fundação. É um desnivelamento de uma estrutura, piso ou terrapleno, devido à deformação do solo.

Todos os tipos de solos, quando submetido a uma carga, sofrem recalques, inevitavelmente, em maior ou menor grau, dependendo das propriedades de cada solo

e da intensidade do carregamento.

O recalque é a principal causa de trincas e rachaduras em edificações, principal-mente quando ocorre o recalque diferencial, ou seja, uma parte da obra rebaixa mais que outra gerando esforços estruturais não previstos e podendo até levar a obra à ruína.

A Torre de Pisa é um exemplo típico de recalque diferencial, a qual permanece de pé devido às constantes intervenções de especialistas em Geotecnia, visando o reforço do solo em sua base.

Pisa, Itália, setembro de 2011

Outro exemplo bastante citado no Brasil são os prédios na orla da cidade de Santos.

1.ª etapa: execução de oito estacas de cada lado do edifício, com diâmetro variando de 1,0 a 1,4 m, e profundidade média de 57 m, atingindo um solo residual resistente e seguro situado abaixo da camada de argila mole.

2.ª etapa: foram executadas 8 vigas de transição com cerca de 4,5 m de altura para receber os esforços dos pilares e transmiti-los às novas fundações.

3.ª etapa: 14 macacos hidráulicos acionados por seis bombas, instalados entre as vigas de transição e os novos blocos de fundação, foram utilizados para reaprumar o edifício.Os vãos em que estavam os macacos foram preenchidos com calços metálicos e, após, concretados

Solução adotada

RECALQUESTipos: - Imediatos: por deformação elástica (solos arenosos ou solos

argilosos não saturados); - Por adensamento: devido à saída de água do solo (solos argilosos); - Por escoamento lateral: deslocamento das partículas do solo das

zonas mais carregadas para as menos solicitadas (solos não coesivos).

Causas: - Cargas estáticas (pressão transmitida pelas estruturas, peso próprio

do solo, etc.); - Cargas dinâmicas (cravação de estacas, terremotos, etc.); - Erosão do subsolo; - Variações do nível d’água (rebaixamento).

Efeitos: Danos à estrutura (Aparência; Funcionalidade; Estabilidade).

Recalque diferencialA diferença entre os recalques de dois elementos de uma fundação denomina-se recalque diferencial. O recalque diferencial impõe distorções aos elementos estruturais das edificações de tal forma que, dependendo de sua magnitude, poderão gerar fissuras ou trincas na mesma.

Cálculo de Recalques

Na prática, interessa-nos avaliar o recalque total a que estará sujeita uma construção, assim como a evolução desse recalque com o tempo.

O cálculo do recalque total, como mostraremos a seguir, é feito de maneira muito simples a partir dos resultados do ensaio de adensamento, e a sua evolução, como tempo, faz-se tendo em vista a teoria do adensamento.

O fato de uma fundação ter um coeficiente de segurança contra a ruptura razoável (2 a 3), não significa que a mesma terá um bom desempenho quanto aos recalques.

Desta forma, para um melhor entendimento dos tipos de movimentos que ocorrem nas edificações, são conceituadas as três maneiras de recalque numa fundação:

a) recalque absoluto (ρ): é o movimento vertical descendente de um elemento de fundação.

b) recalque diferencial (Δρ): é a diferença entre os recalques absolutos de dois pontos quaisquer da fundação. Δρ = ρ2 – ρ1

c) distorção angular (γ): é a relação entre o recalque diferencial e a distância entre os elementos de fundação. γ ≅ θ ≅ tgθ = Δρ / ΔL

DETERMINAÇÃO DO RECALQUE TOTAL

Quando uma camada de solo sofre o efeito de uma sobrecarga ela se deforma, em conseqüência da diminuição do valor de seu índice de vazios inicial( )para um valor final ( ), motivada pela sua compressibilidade. Sua espessura passa, portanto, de um valor inicial ( ) para um valor final ( ), cuja diferença corresponde ao recalque total sofrido.

RECALQUES ADMISSÍVEIS O recalque admissível de uma estrutura é a quantidade

de recalque que a estrutura pode tolerar. Depende de vários fatores, principalmente: - Funcionalidade da obra; - “Cultura local”; - Tipo de solo.

Skempton e MacDonald (1955) sugeriram como limites de projeto os recalques máximos a seguir:

Fundações isoladas em argila 65mm Fundações isoladas em areia 40mm Fundações em radier em argila 65 a 100mm Fundações em radier em areia 40 a 65mm

Burland et al. (1977) propuseram os seguintes valores para casos de estruturas usuais com fundações apoiadas em areias e em argilas:

Areias: ρmáx = 25mm ρmáx = 40mm para sapatas isoladas ρmáx = 65mm para radier Argilas: ρmáx = 40mm ρmáx = 65mm para sapatas isoladas ρmáx = 65 a 100mm para radier

O trabalho mais famoso e utilizado é o de Bjerrum (1963), que estabeleceu uma tabela com os limites de distorção angular, onde se cita os danos prováveis e a aceitabilidade em função do uso da obra. Para edifícios residenciais, usualmente adota-se (1/500) como valor limite da distorção angular aceitável. Para edifícios residenciais não estruturados considera uma distorção angular menor ou igual a 1/3000. Desta forma, para cada projeto deve-se estimar o recalque em todas as fundações e avaliar se o recalque absoluto é aceitável, assim como, calcular a distorção angular entre pilares vizinhos analisando se está na faixa de aceitabilidade.

BULBO DE TENSÕESAo se apoiar uma fundação sobre o solo,

irá se transmitir pressão para o solo. O lugar geométrico dos pontos submetidos ao mesmo acréscimo de tensões forma a isóbara.

Denomina-se de “bulbo de pressão” a isóbara correspondente a um acréscimo de 10% da carga aplicada.

O “bulbo de tensão” dá uma noção da extensão do solo afetado pela carga. Para fundações quadradas, circulares ou “levemente” retangulares, o bulbo de tensão atinge umaprofundidade de duas a três vezes a base (2 a 3B).

RECALQUES DE FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS

Costuma-se dividir os recalques em três parcelas:

ρT = ρi + ρa + ρsOnde: ρT = recalque totalρi = recalque inicial ou imediatoρa = recalque por adensamentoρs = recalque por compressão secundária

Areias => ρT = ρiArgilas => ρT = ρi + ρa + ρs

Recalque em função do tempo

A teoria de Terzaghi de adensamento permite, além do cálculo de recalque, estimar a evolução do recalque com o tempo.

ρa (t) = U.ρa

Onde: ρa = recalque final por adensamentoρa (t) = recalque no tempo “t”U = porcentagem média de adensamento (em função T)T = fator tempo adimensional

cv = coeficiente de adensamento (ensaio em laboratório)Hd = distância de drenagem => Hd = H (uma face de drenagem)Hd= H/2 (duas faces de drenagem)