RECALQUE

Gabriela C. de PaulaJulia A. NishikawaLucas C. G. CostaSamir H. Cabral

Thayris M. da Cruz

Centro Universitário Módulo

Arquitetura e UrbanismoFundações

Prof. Ms. Rosana Buogo

O que é?

• É um desnivelamento de uma estrutura, piso ou terrapleno, devido à deformação do solo.

Recalque(assentamento)

Deslocamentos verticais do terreno

Quando ocorre?

• Quando uma edificação sofre um rebaixamento devido ao adensamento do solo (diminuição dos seus vazios) sob sua fundação.

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.

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.

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.

• 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

• 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.

• 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.

• 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.

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.

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.

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.

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%)

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.

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

Transferência de cargas

superfície do terreno

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.

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.

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;

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.

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).

59 m

1174 - 1350 22 m

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

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.

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.