PROVA DE CARGA ESTÁTICA EM FUNDAÇÕES PROFUNDAS - FINAL

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PROVA DE CARGA ESTÁTICA EM FUNDAÇÕES PROFUNDAS:
PROCEDIMENTOS, MÉTODOS DE AVALIAÇÃO E NORMALIZAÇÃO
Laura Mazzei Leite Teza*
RESUMO
O objetivo desse trabalho é desenvolver um estudo a respeito do ensaio de prova de carga estática em fundações profundas; buscando um conhecimento aprofundado a respeito de como ele funciona, entendendo os fundamentos no qual ele se baseia, descrevendo seu processo executivo, identificando suas etapas e estudando alguns métodos de interpretação de análise da curva “carga x recalque” obtida através do ensaio; buscar um entendimento quanto a interpretação dos resultados obtidos, além de discutir a respeito da confiabilidade dos dados. São analisados vários métodos consagrados na literatura a respeito da interpretação de carga em estacas, além de estudar os preceitos normativos (NBR 6122/2019) para a execução destas investigações de controle de qualidade de estacas. 
Palavras-chaves: Viabilidade. Ensaio estático. Teste de carga. 
ABSTRACT
The objective of this work is to develop a study on the static load test in deep foundations, seeking in-depth knowledge of how it functions, understanding the underlying principles, describing its execution process, identifying its stages, and studying some methods of interpreting the "load x settlement" curve obtained through the test. It also aims to understand the interpretation of the obtained results and discuss the reliability of the data. Several established methods in the literature for interpreting load in piles are analyzed, as well as studying the normative principles (NBR 6122/2019) for conducting these quality control investigations on piles.
1. Introdução
	Em qualquer obra, a fundação é o item de projeto que suporta toda a carga estrutural da edificação e a transmite ao terreno. Erros na escolha, no dimensionamento ou na execução das fundações acarretam problemas, gerando transtornos e riscos, além dos altos custos de reforços e reparos. 
	O crescente interesse pelo controle de qualidade das fundações tem levado um número apreciável de países a implantação de normas e critérios específicos para a realização de ensaios de campo visando a garantia a qualidade. 
	Alonso (1991) destaca que uma boa fundação é aquela que possui fases de projeto, controle e execução. O projeto e a execução de fundações são atividades dinâmicas e o controle de qualidade caracteriza-se pelo constante registro e troca de informações entre as equipes de campo e projeto. 
	Segundo o autor, as fundações devem ser projetadas e executadas, a fim de garantir as condições mínimas de segurança, funcionabilidade e durabilidade, sob a ação das cargas de serviço. Para isso, o controle deve ser exercido em três frentes: controle dos matérias, da capacidade de carga e dos recalques. Garantida as três frentes é possível conhecer o grau de confiabilidade dos serviços executados e emitir documentos técnicos da qualidade da fundação. 
	A prova de carga estática é a técnica mais tradicional de ensaio para a determinação da capacidade de carga em estacas. Este ensaio consiste, basicamente, em aplicar esforços estáticos crescentes à estaca e registrar os deslocamentos correspondentes. 
	Comprovação da importância dada a este ensaio consta na norma técnica brasileira NBR 6122 (ABNT, 2019), recentemente revisada. Em seu novo texto, a norma admite uma significativa redução dos coeficientes de segurança a serem adotados em projetos, utilizados no cálculo de cargas admissíveis, desde que tenham sido realizados provas de cargas em quantidades adequadas antes. 
2. Fundações profundas 
	Melo (2009) ressalta que para definir e analisar o funcionamento de uma fundação, é necessário entender a estrutura da obra civil que pode ser dividida em duas partes: 
· Superestrutura: Formada por elementos estruturais (vigas, pilares, lajes, paredes etc.), situados acima da superfície do terreno. 
· Subestrutura: Constituída por elementos estruturais de fundação, com a finalidade de transmitir as cargas da estrutura (superestrutura) ao maciço de solo.
	De acordo com a NBR 6122 (ABNT, 2019), fundação profunda é um elemento que transfere a carga ao terreno ou pela base (resistência de ponta) ou por sua superfície lateral (resistência de fuste), ou por uma combinação das duas, devendo sua ponta ou base estar assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no mínimo 3,0 m. Incluem-se, neste tipo de fundação, as estacas e os tubulões.
2.2 Tipos de fundação profunda 
	Pela NBR 6122 (ABNT, 2019), nesse tipo de fundação incluem-se as estacas e tubulões, sendo; 
	Estacas: Consideradas como elementos de fundação profunda executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de execução, haja descida de pessoas. Podem ser empregados materiais como madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco ou pela combinação dos anteriores.
	Tubulão: Elemento de fundação profunda, escavado no terreno em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de pessoas, que se faz necessário para executar o alargamento de base ou pelo menos a limpeza do fundo da escavação, uma vez que neste tipo de fundação as cargas são transmitidas essencialmente pela ponta. 
2.3 Classificação das estacas 
	Segundo Velloso e Lopes (2002) os principais processos de execução de estacas são: cravação, escavação e misto. As estacas cravadas em geral, sejam pré-moldadas ou moldadas in-situ após a cravação de um tubo de ponta fechada, são classificadas como de grande deslocamento. No outro extremo estariam as estacas escavadas, em que não há deslocamento do terreno ou mesmo quando há um pequeno deslocamento para o interior da escavação, acarretando uma redução nas tensões no solo. 
	Décourt et al. (1998) explica que as estacas cravadas são aquelas introduzidas no terreno através de algum processo que não promova a retirada de solo. No Brasil, o exemplo mais característico desse tipo de estaca é o das pré-moldadas de concreto armado. Também se enquadram nessa categoria as estacas metálicas, as estacas de madeira, as estacas apiloadas de concreto e também as estacas de concreto fundido no terreno dentro de um tubo de revestimento de aço cravado com ponta fechada, sendo o exemplo mais característico dessas últimas as estacas tipo Franki.
	Já as estacas escavadas são aquelas executadas "in situ" através da perfuração do terreno por um processo qualquer, com remoção de material, com ou sem revestimento, com ou sem a utilização de fluido estabilizante. Nessa categoria enquadram-se as estacas tipo broca, executadas manual ou mecanicamente, as tipo "Strauss", as barretes, os estacões, as hélices contínuas, as estacas injetadas e etc (DÉCOURT et al. 1998). A figura 01 mostra um par de estacas, escavada e sendo do tipo hélice contínua monitorada.
	O estudo do comportamento das estacas deve envolver a capacidade de carga de estacas isoladas, recalques de estacas isoladas e estes mesmos fenômenos em grupo de estacas (VARGAS, 1990).
	Segundo Melo (2009), a qualidade de uma fundação em estacas depende da integridade da estaca, assim como sua resistência estrutural e da resistência do sistema solo-estaca.
Figura 01 - Par de estacas hélice continua
Fonte: OBRA “Empresa A”, JUIZ DE FORA. 2022
		Neste trabalho foram apresentados apenas os conceitos básicos sobre fundações profundas, por não ser objeto principal do mesmo.
2.4 Provas de cargas em fundações 
	As provas de carga destacam-se por garantir o desempenho dos elementos de fundação, conforme previsto em projeto, já que, está confirmação, segundo Niyama et al. (1998), é mais difícil do que em qualquer outra fase da obra, pois não é possível visualizar os elementos de fundação após a execução.
	Entre os métodos de previsão existentes (estáticos, dinâmicos e provas de carga), os estáticos semi-empíricos são os mais utilizados pelos projetistas de fundação no Brasil, entretanto a melhor forma de analisar o comportamento de fundações profundas carregadas é o ensaio de prova de carga (ALONSO, 1991).
	Melo (2009) explica que osprincipais motivos de execução de provas de carga são:
· Segurança contra a ruptura para certa carga de trabalho;
· Análise da integridade estrutural do elemento de fundação;
· Definição da carga de ruptura;
· Obtenção do comportamento da curva carga x recalque.
	As provas de carga devem reproduzir as condições reais da fundação, nos aspectos referentes à geometria, à técnica construtiva, ao tipo de carregamento entre outros. Deste modo, podem prever o comportamento do elemento de fundação, após ser executado na obra MILITITSKY (1991).
	De acordo com a NBR 16903 (ABNT, 2020) as provas de carga estáticas consistem basicamente em aplicar esforços crescentes à estaca e registrar os deslocamentos correspondentes. Nela, o elemento da fundação é solicitado por um ou mais macacos hidráulicos, empregando-se um sistema de reação estável. Os esforços podem ser de tração, compressão ou transversais, nas direções vertical, horizontal ou inclinada.
	As provas de carga dinâmicas consistem em um carregamento dinâmico axial com o objetivo de obter principalmente uma avaliação de sua capacidade de carga, com a utilização de uma instrumentação adequada e da aplicação da teoria de equação de onda. A norma que detalha o ensaio é a NBR 13208 (ABNT, 2007) "Estacas - Ensaios de carregamento dinâmico"
	3. Metodologia
	A metodologia aplicada a este estudo aborda uma pesquisa bibliográfica detalhada sobre a interpretação das provas de carga estáticas em fundações profundas, utilizando quatro métodos, sendo eles; NBR 6122 (ABNT, 2019); Brinch- Hansen (1953); Van Der Veen (1953); De Beer (1968); detalhando o princípio de funcionamento e os métodos para determinar a carga de ruptura através da interpretação da curva carga-recalque. É evidente que a condição ideal é levar qualquer prova de carga, independentemente do tipo e suas características, ate a ruptura ou até a ocorrência de grandes recalques. Quanto mais próximo da ruptura, melhores ou mais confiáveis serão os resultados. 
	É importante registrar que os métodos apresentados trabalham com simulação de extrapolação logarítmica e linear da curva carga-recalque, ou do gráfico pertencente a cada método. Na prática, esta extrapolação pode ser diferenciada tanto para resultados positivos quanto para resultados negativos. A experiência, utilização de vários métodos e análise estatística são importantes para a tomada de decisão quanto à previsão de carga de ruptura da estaca. 
	No intuito de se realizar uma comparação entre os métodos abordados, tomamos como base algumas características que influenciam diretamente na obtenção de um resultado sem erros, seja ele de dimensionamento, de execução, preparação e cuidado. 
	Niyama, et al. (1998) destaca que dentre os ensaios de campo utilizados na engenharia de fundações, destacam-se as provas de carga estática como um dos mais importantes. Seu emprego no Brasil data provavelmente de 1928, quando foi realizado o estudo das fundações do Edifício Martinelli em São Paulo. Porém, de acordo com os registros do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas), a primeira prova de carga documentada foi em fevereiro de 1936, adotada nas fundações da estação da estrada de ferro Noroeste do Brasil em Bauru. A estaca ensaiada era do "tipo Franki" e introduzida pela Companhia Internacional de Estacas Armadas Franki-Ghoul e executada pelo IPT. Este fato deve-se à confiabilidade dos resultados quanto às informações sobre capacidade de carga e deformações dos solos ou do conjunto "solo-elemento estrutural de fundação".
	Com base neste breve histórico, pode-se afirmar que as técnicas deste ensaio são executadas há quase 80 anos no Brasil. Atualmente, a metodologia está normatizada pela NBR 16903 (ABNT, 2020) "Solo – Prova de carga estática em fundações profundas”, edição que cancelou e substituiu a NBR 12131 (ABNT, 2006) "Estacas - Prova de Carga Estática". A norma atual pode ser aplicada a todos os tipos de estacas, verticais ou inclinadas, independentemente do processo de execução e instalação no terreno. Segundo Milititsky (1991), é fundamental que a execução dos ensaios siga rigorosamente as orientações da norma, para permitir análises comparativas entre os resultados.
	A prova de carga estática é um ensaio do tipo "tensão x deformação" realizado no solo estudado para receber solicitações, ou em elemento estrutural de fundação, visando a verificação de desempenho quanto à ruptura e recalques (NYAMA et al, 1998).
	Além de dados importantes, como a previsão do comportamento da capacidade de carga, da curva "carga x recalque", do recalque associado à carga de trabalho e o coeficiente de segurança do estaqueamento, outros dados importantes como a distribuição do atrito ao longo do fuste e a resistência de ponta podem ser identificadas através de provas de carga estáticas instrumentadas.
	Uma grande vantagem desse método é que se trata de um ensaio onde se repercute o complexo comportamento do conjunto solo-fundação; influenciado pela modificação provocada no solo pelos trabalhos de infra- estrutura da obra e execução das fundações e pelas incertezas 
	De acordo com a NBR 12131 (ABNT, 2006), o dispositivo de aplicação de carga é constituído por um ou mais macacos hidráulicos alimentados por bombas elétricas ou manuais, atuando contra um sistema de reação estável.
Figura 02 – A esquerda, distribuição dos sensores usados e a direita sua distribuição no topo da estaca de prova.
Fonte: Relatório de campo ‘Empresa A”, 2022
	O sistema de reação deve ser projetado, montado e utilizado de forma que a carga aplicada atue na direção desejada, sem produzir choques ou vibrações. Quando se utilizar mais de um macaco hidráulico, deve ser feita uma programação de carregamento, de modo a garantir a direção e o ponto de aplicação de carga. Como citado na imagem acima, O topo da estaca de prova de carga estática instrumentado com os sensores Def_1 à Def_4, que mediram o seu deslocamento vertical.
	O macaco ou macacos utilizados devem ter capacidade ao menos 20% maior que o máximo carregamento previsto para o ensaio e curso de êmbolo compatível com os deslocamentos máximos esperados entre o topo da estaca e o sistema de reação, sendo no mínimo igual a 10% do diâmetro da estaca.
	A NBR 16903 (ABNT, 2020) especifica que o sistema de reação para provas de carga à compressão pode ser; plataformas carregadas, desde que sustentadas por cavaletes, projetadas de forma a garantir condições adequadas de segurança, e que seja carregada com material cuia massa total permita superar a carga máxima prevista para a prova de carga em pelo menos 20%.; estruturas fixadas ao terreno através de elementos tracionados, projetados e executados em número suficiente para que o conjunto permaneça estável sob as cargas máximas do ensaio.
	 Esses elementos tracionados podem ser constituídos de estacas definitivas ou executadas apenas para atender a realização do ensaio, conjunto de tirantes ancorados no terreno ou a própria estrutura, desde que devidamente verificada para todas as solicitações impostas pela prova de carga. 
	Nas provas de carga com carregamentos transversais ou axiais à tração, a reação pode ser obtida por apoio no terreno, nas estruturas existentes ou em outros elementos estruturais. O sistema deve ser projetado de modo a garantir o coeficiente de segurança mínimo de 1,5 em relação a carga máxima do ensaio. 
	No caso de provas de carga com esforços simultâneos, em estacas inclinadas e/ou em obras dentro d'água, exige-se projeto específico e memorial justificativo.
	Entre o sistema de reação e à estaca ensaiada, quando esta tiver seção transversal circular, deve haver uma distância mínima de três vezes o diâmetro da maior seção da estaca ou ao menos 1,5 m, medida do eixo da estaca ao ponto mais próximo do eixo do bulbo dos tirantes, ou das estacas de reação ou, no caso de reação contra a estrutura ou cargueiras, do eixo da estaca até o ponto mais próximo do apoio do sistema de reação.
	No caso de estacas de seção transversal não circular, deve ser considerado o diâmetro de uma seçãocircular de área equivalente, mantida as observações acima. No caso de perfis metálicos deve-se considerar como área equivalente a área do menor quadrilátero que circunscreve a seção. A distância mínima especificada no item anterior deve ser majorada, em pelo menos 20%, nos seguintes casos, quando o processo executivo do sistema de reação e a natureza do terreno puderem influenciar o comportamento da estaca a ser ensaiada; quando as estacas tiverem comprimentos superiores a 25 m; quando forem empregados tirantes injetados e o topo do seu bulbo de ancoragem situar-se acima da cota de ponto da estaca a ensaiar. A figura a seguir exemplifica uma prova de carga sendo executada.
Figura 03 – Vista geral da prova de carga estática em uma obra na cidade de Juiz de fora – MG
Fonte: “Empresa A”, 2022
	As cargas aplicadas no topo da estaca são medidas através de célula de carga ou com manômetro instalado no sistema de alimentação do macaco hidráulico. Os manômetros com leitura máxima superior a 80 MPa (800 kgf/cm2) devem ser dotados de escala com leituras máximas de 1 MPa (10 kgf/cm7), e aqueles com leitura máxima abaixo de 80 Mpa, de escala com leitura máxima de 0,5 MPa (5 kgf/cm7).
	A célula de carga ou o conjunto macaco hidráulico-bomba-manômetro devem estar calibrados por entidade reconhecida e autorizada pelo INMETRO (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial) e ter certificado de calibração com prazo de vigência não superior a seis meses.
	Os deslocamentos verticais do topo da estaca (ou do bloco de coroamento) devem ser medidos simultaneamente através de quatro deflectômetros mecânicos instalados em dois eixos ortogonais.
	Os deflectômetros devem permitir leituras diretas de 0,01 mm. Por segurança, em ensaios com carregamento axial, os movimentos laterais da estaca devem ser continuamente acompanhados para identificar a introdução de esforços adicionais (por exemplo, comparando as leituras individuais dos quatro deflectômetros).
	Os deflectômetros ficam fixados em vigas de referência com as seguintes características rigidez compatível com a sensibilidade das medidas, independente de eventuais movimentos do terreno. Para tanto, essas vigas são simplesmente apoiadas em ambas as extremidades, em peças fixadas ao solo, distantes (quando as estacas forem de seção transversal circular) em pelo menos cinco diâmetros da maior seção transversal, ou 1,5m, no mínimo, do eixo da estaca ensaiada e, também, do eixo dos tirantes ou das estacas de reação, ou do ponto mais próximo do apoio do sistema de reação. No caso de estacas de seção transversal não circular, deve ser considerada a seção circular de área equivalente, mantida as observações acima (no caso de perfis metálicos deve-se considerar como área equivalente a área do menor quadrilátero que circunscreve a seção); 
	A prova de carga deve ser protegida de modo a evitar a influência do vento e minimizar os efeitos de variação de temperatura. Nos casos em que houver dúvidas quanto à imobilidade do sistema de referência, deve haver controle através de instrumento ótico de precisão e referencial de nível profundo situado a uma distância mínima de 30 diâmetros, ou 10 m do eixo da estaca ensaiada. No caso de estacas de seção transversal não circular, deve ser considerada a seção circular de área equivalente. No caso de perfis metálicos deve-se considerar como área equivalente a área do menor quadrilátero que circunscreve a seção.
	Os dispositivos de medida (aparelhos e vigas de referência) devem estar convenientemente abrigados de intempéries. Outras interferências, tais como vibrações, devem ser evitadas durante todo o transcorrer da prova NBR 12131 (ABNT, 2006). 
A figura 04 ilustra a distribuição da instrumentação no topo da estaca de prova de carga estática. 
Figura 04 – Distribuição da instrumentação no topo da estaca
	FONTE: Obra “Empresa A”, 2022
	A realização da prova de carga deve ser comunicada ao executante da estaca, ao solicitante dos ensaios e ao projetista, devendo ser garantido seu acesso em todas as fases de execução do ensaio.
	A estaca a ser ensaiada deve estar suficientemente documentada. Estes registros devem incluir, detalhadamente, sua geometria, seu método de execução, as propriedades dos materiais constitutivos e os controles realizados durante sua execução. Quando for o caso, devem ser fornecidos parâmetros de cravação, de escavação, ou de injeção, e a descrição de incidentes de qualquer natureza.
	O subsolo, onde estiver instalada a estaca submetida à prova de carga, deve estar caracterizado através de sondagens de simples reconhecimento, no mínimo com medidas dos valores da resistência a penetração do SPT, conforme NBR 6484. 	
	A estaca deve estar situada dentro da área de abrangência da sondagem mais próxima, definida por um círculo com centro no eixo da estaca e raio de 10 vezes seu diâmetro e, no máximo, de 5,0m. A profundidade atingida pela sondagem deve ser superior à atingida pela ponta da estaca. Quando necessário, a critério do projetista, as sondagens devem ser complementadas por novas sondagens ou outros ensaios geotécnicos de campo ou de laboratório. Para a realização da prova de carga, o topo da estaca deve ser convenientemente preparado, de tal maneira que os esforços aplicados não comprometam sua integridade estrutural.
	Nessa preparação deve-se remover o trecho do topo da estaca eventualmente danificado ou com material de má qualidade, refazendo-o de modo a adequá-lo às condições do ensaio.
3.1 Execução da prova de carga estática em estacas 
	De acordo com a NBR 16903 (ABNT, 2020), na execução da prova de carga, à estaca é carregada até a carga definida pelo projetista, atendendo aos requisitos de segurança da NBR 6122 (ABNT, 2019). O ensaio pode ser realizado com carregamento lento, rápido, misto ou cíclico, sendo o último para estacas submetidas a esforços axiais de compressão. Os deslocamentos correspondentes a estes quatro tipos de ensaios podem ser diferentes e sua interpretação deve considerar o tipo de carregamento empregado.
	Melo (2009) considera que, apesar do ensaio lento possuir um processo executivo longo, ele demonstra, de forma mais adequada, o comportamento da fundação em determinada etapa do carregamento, através da curva "carga x recalque".
	De acordo com Fellenius (2006), o ensaio com carregamento a uma velocidade de recalque constante determina melhor a curva "carga x recalque" do que o ensaio rápido. Além disso, ele considera o ensaio rápido mais vantajoso no aspecto técnico, prático e econômico do que o ensaio lento. Nogueira (2004) também destaca a vantagem do ensaio rápido com relação à economia de tempo, mas ressalta que ele proporciona pontos não estabilizados na curva "carga x recalque".
A figura 05 mostra a influência da velocidade do carregamento nas deformações e na resistência dos elementos ensaiados.
Figura 05 - Curvas "carga x recalque" com diferentes velocidades de tempo;
Fonte: MELO, 2009
	Os resultados da prova de carga devem ser apresentados em relatório contendo no mínimo as seguintes informações, de acordo com item 4.1 da NBR 16903 (ABNT, 2020):
· Descrição geral do ensaio realizado, incluindo: identificação do ensaio e sua localização; data e hora do início e do fim da prova; planta de locação, indicando a estaca ensaiada e os pontos de realização dos ensaios de campo para a caracterização do solo; apresentação das características dos terrenos através das sondagens mais próximas; planta e corte da montagem da prova de carga, mostrando os sistemas de reação, de aplicação de carga e os dispositivos de leitura e referência;
· Tipo de características da estaca ensaiada, tais como: cotas do topo e da ponta da estaca; data de execução, moldagem ou cravação; características estruturais da estaca (armadura, concreto etc.);
· Deformações excessivas dos tirantes; dados de instalação da estaca, tais como: dados do equipamento de execução e dos controles executivos, conforme o tipo de estaca; informações referentes a eventuais ocorrências anormais durante a execução;· Referência aos dispositivos de aplicação de carga e de medição dos deslocamentos, inclusive o número e localização dos deflectômetros e dados de aferição do conjunto macaco-bomba-manômetro;
· Ocorrências excepcionais durante o ensaio, tais como: perturbações dos dispositivos de carga e de medição; variações da temperatura ambiente, no decorrer do ensaio (máxima e mínima diárias); eventuais inobservâncias da Norma devidas a contingências locais;
· Tabelas das leituras tempo-recalque e carga-recalque de todos os estágios;
· Curva carga x deslocamento, salientando os tempos de início e do fim de cada estágio, adotando-se uma escala tal que a reta ligando a origem e o ponto da curva correspondente à carga estimada de trabalho resulte numa inclinação de 20° ‡ 5° com o eixo das cargas.;
· Referência a norma.
	Adicionalmente, em provas de carga com instrumentação ao longo do comprimento da estaca, devem ser apresentadas as descrições detalhadas dos instrumentos utilizados, sua locação e os resultados obtidos, em forma de tabela, com leituras, a formulação usada para a interpretação dos dados e a interpretação gráfica da análise da NBR 16903 (ABNT, 2020):
	Caso se pretenda estabelecer correlações entre os resultados fornecidos pela prova de carga e outros ensaios in situ, esses ensaios devem ser em número não inferior a três e estar a uma distância não superior a 2,0 m do eixo da estaca (NBR 16903 (ABNT, 2020)).
3.2 Prescrições normativas 
	De acordo com NBR 6122 (ABNT, 2019), é obrigatória a execução de provas de carga estática em obras que tiverem um número de estacas superior ao valor especificado na coluna (B) da Fifura 6 a seguir, deve ser executado um número de provas de carga igual a no mínimo 1% da quantidade total de estacas, arredondando-se sempre para mais. Incluem-se nesse 1% as provas de carga executadas conforme 6.2.1.2.2 da NBR 6122 (ABNT, 2019).
	Este sub-item propõe que, para que se obtenha a carga admissível de estacas, a partir de provas de carga, é necessário que: a) a(s) prova(s) de carga seja(m) estáticas; 
b) a(s) prova(s) de carga seja(m) especificada(s) na fase de projeto e executadas no início da obra, de modo que o projeto possa ser adequado para as demais estacas;
c) a(s) prova(s) de carga seja(m) levada(s) até uma carga no mínimo duas vezes a carga admissível prevista em projeto.
	É necessária a execução de prova de carga, qualquer que seja o número de estacas da obra, se elas forem empregadas para tensões médias (em termos de valores admissíveis) superiores aos indicados na coluna (A) da Figura 6.
Figura 06 – Quantidade de prova de carga
Fonte: NBR 6122 (ABNT, 2019)
	Para comprovação de desempenho as provas de carga estáticas podem ser substituídas por ensaios dinâmicos na proporção de cinco ensaios dinâmicos para cada prova de carga estática em cada obra que tenha um número de estacas entre os valores da coluna B (Figura 6) e duas vezes esse valor. Acima deste número de estaca será obrigatória pelo menos uma prova de carga estática, conforme NBR 16903 (ABNT, 2020).
	A Tabela 1 da figura 6 se aplica às obras de até 500 estacas e em uma mesma região representativa do subsolo. Acima desta quantidade, o número de provas de cargas adicionais fica a critério do projetista.
3.3 Capacidade de carga 
	Segundo Reese et al. (2006), as estacas são empregadas com duas finalidades: aumentar a capacidade de carga do solo e reduzir os recalques da fundação. A capacidade de carga de uma estaca varia de acordo com a sua seção/perímetro e comprimento. As cargas admissíveis estruturais, fornecidas geralmente em tabelas, são valores máximos de cargas resistivas (tensão de escoamento), calculadas em função do material. Portanto, pode-se ter perfis com seção/perímetro iguais e comprimentos diferentes (ou vice-versa) com capacidades de cargas distintas.
	A capacidade de carga de um elemento isolado (Pu) é o principal objetivo da prova de carga e, de acordo com a figura 07, é composta por duas parcelas de resistência, a resistência da ponta (Rp) e o atrito lateral (Rl).
Figura 07 – Capacidade de carga
Fonte: Núcleo do conhecimento, 2023
	De acordo com a NBR 6122 (ABN1, 2019), a capacidade de carga de um elemento de fundação deve ser definida quando houver ruptura nítida, também conhecida como ruptura física ou carga última (Pu= PR = Qr).
	A curva (a) da figura 08 exemplifica uma ruptura nítida, onde a partir de uma carga PR o recalque se torna continuo, enquanto na curva (o) não há uma definição clara da carga de ruptura, ou seja, trata-se de uma ruptura convencional (ALONSO 1991).
Figura 08 – Exemplo de ruptura nítida e convencional.
Fonte: Alonso, 1991
4. Resultados e discussões 
	A curva "carga x recalque" precisa ser interpretada para se definir a carga admissível no elemento de fundação. Um item a ser interpretado é a carga de ruptura ou capacidade de carga da estaca.
	Entretanto, existem situações onde está ruptura não fica evidenciada, dentre elas, quando não houver pretensão de se romper a estaca, quando estaca resistir a uma carga maior do que a que foi aplicada na prova, e, por fim, a curva "carga x recalque" não apresentar uma carga de ruptura, e sim um crescimento contínuo do recalque com a carga. Para estes casos, são utilizados métodos de interpretação que serão estudados na sequencia deste trabalho.
	Niyama et al (1998) dividem a curva "carga x recalque" obtida em prova de carga em estacas isoladas em três regiões, representadas na figura 9:
· A primeira região (I) é de quase proporcionalidade entre as cargas e os recalques, sendo denominada de região de deformação elástica e é utilizada para determinar o coeficiente de recalque;
· A segunda (II) é a de deformação viscoplástica. Nesta região, a velocidade de carregamento influi muito sobre os recalques;
· A terceira (III) corresponde à região de ruptura; é a parte da curva que define a carga de ruptura (Qr), quando o recalque aumenta indefinidamente com pequenos ou nenhum acréscimo de carga.
Figura 09 – Exemplo de curva “carga x recalque”
	Caso uma prova de carga tenha apresentado resultado insatisfatório, deve-se elaborar um programa de provas de carga adicionais que permita o reexame dos valores de cargas admissíveis (ou resistentes de projeto), visando a aceitação dos serviços sob condições especiais previamente definidas ou a readequação da fundação e seu eventual reforço.
	O desempenho de uma boa prova de carga estática é considerado satisfatório quando forem simultaneamente verificadas as seguintes condições: fator de segurança no mínimo igual a 2,0 com relação à carga de ruptura obtida na prova de carga ou por sua extrapolação. Se esse valor não for obtido, a interpretação dos resultados da(s) prova(s) de carga deve ser feito pelo projetista, de acordo com a NBR 6122 (ABNT, 2010) e quando o recalque na carga de trabalho for admissível pela estrutura.
	Há uma variada lista na bibliografia de processos para determinação da carga de ruptura através da interpretação da curva "carga x recalque". Por este motivo, é indispensável a referência do método utilizado, visto que a análise de uma curva "carga × recalque” oferece valores diferentes em cada procedimento. De acordo com Campos (2005), estes métodos extrapolam ou convencionam a carga de ruptura, nos casos onde não há ruptura nítida.
	No presente trabalho, são enfatizados os seguintes métodos:
· NBR 6122 (ABNT, 2019)
· BRINCH-HANSEN (1953)
· VAN DER VEEN (1953)
· DE BEER (1968)
	Os métodos citados acima podem ser divididos em quatro grupos, onde para cada grupo será utilizado um método. A razão para tal, é classificar qual método será mais eficaz na interpretação dos resultados obtidos nos testes das estacas.
· Do recalque limite: nestes métodos, fixa-se a carga de ruptura em função de um valor de recalque máximo, recomendado nos casos quando não há uma clara identificação da ruptura durante a execução da prova de carga. Exemplo: Métodos NBR 6122 (ABNT, 2010) e Brinch-Hansen (1953).
· Da deformabilidade limite: a carga de ruptura corresponde a um módulo de deformabilidadelimite da estaca. Um método recomendado para ser utilizado neste caso seria o método Método de Fuller & Hoy (1970).
· Da interseção das fases pseudo-elástica e pseudo-plástica: os métodos deste grupo definem duas retas na curva "carga x recalque", cada reta corresponde a uma das fases. A carga de ruptura define-se na interseção das retas. Exemplo: Método de De Beer (1968).
· Da forma matemática - que interpreta a curva "carga x recalque" através de uma equação matemática ajustada como função no trecho que dispõe a curva “carga x recalque”. É o método mais utilizado no Brasil e recomendado, mesmo dependendo da interpretação pessoal. Exemplo: Método de Van der Veen (1953).
	
	A seguir será descrito melhor cada método citado anteriormente e sua representação gráfica. 
4.1 Método da norma NBR 6122 (ABNT, 2019)
	A norma brasileira de fundações NBR 6122 (ABNT, 2019) recomenda que nos casos em que não há uma clara identificação da ruptura durante a execução da prova de carga, o procedimento a seguir, no qual a carga de ruptura pode ser convencionada como aquela que corresponde ao recalque calculado pela seguinte equação: 
Onde:
Δr é o recalque de ruptura convencional;
P é a carga de ruptura convencional;
L é o comprimento da estaca;
A é a área da seção transversal da estaca (estrutural);
E é o módulo de elasticidade do material da estaca;
D é o diâmetro do círculo circunscrito à estaca ou, no caso de barretes, o diâmetro do círculo de área equivalente ao da seção transversal desta.
	Com todos os parâmetros em unidades compatíveis, e, a partir de um valor arbitrário de carga (P), por exemplo, a carga nominal da estaca, calcula-se o recalque correspondente, obtendo um ponto (P; r). Por este ponto, plota-se a reta que corta o eixo dos recalques em D/30. O ponto de interseção entre essa reta e a curva "carga x recalque’ corresponde à carga de ruptura convencional, como mostrado na figura 10.
Figura 10 – Método da NBR 6122
Fonte: NBR 6122 (ABNT 2019)
	De acordo com Décourt (1998), a ruptura convencional é definida como sendo a carga correspondente a uma deformação da ponta (ou topo) da estaca de 10% de seu diâmetro, para estacas cravadas, e de 30% para estacas escavadas em solos granulares.
	Melo (2009) cita que o módulo de elasticidade (E) para estacas de concreto pode ser calculado pela NBR 6118 (ABNT, 2014) "Projeto e execução de obras de concreto armado – Procedimento”, em função da resistência característica (fck), ou, na falta de informações, adotam-se valores conservadores de 20000 MPa (para estacas escavadas) e 25000 MPa (para estacas pré-moldadas).
	A eficácia desse método depende da aplicação correta das diretrizes da norma e da consideração adequada dos parâmetros geotécnicos específicos do solo em questão.
 4.2 Método de Brinch-Hansen (1953)
	Brinch Hansen propôs dois critérios para a interpretação de provas de carga. No primeiro, chamado de critério dos 90% de Brinch-Hansen, a carga de ruptura corresponde a duas vezes o recalque calculado para 90% daquela carga.
	Já no critério dos 80%, a carga de ruptura é a que corresponde ao recalque quatro vezes maior que o medido para 80% daquela carga, verificados pela curva x 
" onde "" é o recalque e "Q" a carga. A carga de ruptura é o ponto da curva de coordenadas (Qu; ), onde:
 quando o ponto de coordenadas (0,80.u ; 0,25.) também estiver contido na curva. Nestas expressões, Ca é o coeficiente angular da reta e Cy é onde intercepta o eixo das ordenadas.
Figura 11 – Método de Brinch Hansen/90%
Fonte: MOURA, 1997
Figura 12 – Método de Brinch Hansen/80%
Fonte: MOURA, 1997
	Esse método é mais utilizado para análise da capacidade de carga de fundações em solos coesivos. Embora tenha sido desenvolvido principalmente para solos coesivos, pode fornecer informações úteis na interpretação dos resultados em solos com silte arenoso, que possuem características intermediárias entre solos coesivos e arenosos. A eficácia desse método depende da consideração adequada dos parâmetros geotécnicos do solo silte arenoso e das condições de carga aplicadas.
4.3 Método de Van Der Veen (1953)
	O Método de Van der Veen (1953) é o método de extrapolação da curva "carga x recalque" de provas de carga mais utilizado no Brasil segundo Velloso & Lopes (2002). Neste método a carga última é definida, por tentativas, através de uma equação matemática ajustada como função do trecho que se dispõe da curva "carga x recalque" 
Partindo de um valor de carga "Qu" (carga de ajuste) qualquer adotado, calculam-se os valores correspondentes de ln que são plotados em um gráfico em função do recalque “ . Novas tentativas são realizadas com outros valores de "Qu" até que o gráfico resulte, aproximadamente, em uma linha reta, adotando este valor de "Qu" como o valor da carga de ruptura do elemento (figura 13).
	A expressão que define a curva "carga x recalque", proposta por Van der Veen, é apresentada na equação:
(1-)
Onde:
Q = carga na ponta da estaca;
Qu = carga última
 = recalque nos diversos pontos da curva "carga x recalque";
A = parâmetro determinado por regressão linear que define a forma da curva;
	Aoki (1976, apud Cintra, 1999) propôs uma melhora da regressão, através da observação de que a reta não necessita obrigatoriamente de passar pela origem do gráfico e propõe uma modificação da expressão de Van der Veen para:
(1-) onde b = ponto de interseção da reta procurada no método, com o eixo das abscissas
Figura 13 – Método de Van der Veen
Fonte: NIYAMA et al, 1998
	Para Velloso e Lopes (2002), a utilização do método de Van der Veen pode ser razoável se o recalque máximo atingido na prova de carga for de, pelo menos, 1% do diâmetro da estaca. A aplicabilidade do método se restringe a estacas cravadas e ensaios que tenham atingido, pelo menos, 70% da carga de ruptura.
	O método de Van der Veen é mais indicado para a análise da capacidade de carga de fundações em solos granulares. Embora seja mais aplicável a solos puramente arenosos, pode fornecer orientações úteis na interpretação dos resultados em solos com silte arenoso, que possuem uma quantidade significativa de partículas arenosas. A eficácia desse método depende da consideração adequada dos parâmetros geotécnicos do solo silte arenoso e das condições específicas do local.
4.4 Método De Beer (1968)
	No método de De Beer, a curva "carga x recalque" é traçada em escalas logarítmicas, sendo o logaritmo da carga plotado no eixo das abcissas, e, o logaritmo de recalque, no eixo das ordenadas. Os pontos plotados resultarão dois segmentos de reta com inclinações diferentes. A interceptação das duas retas resultará na carga de ruptura, como mostra a figura 14.
Figura 14 – Método de De Beer
Fonte: NYAMA et al, 1998
	A pressão de fluência, que corresponde ao ponto de interseção das duas retas, geralmente fica bem definida em ensaio sobre placa e indefinida em ensaio sobre sapata. Por isso, alguns autores (Cudnami et al., 1994) consideram-na como a ruptura natural do solo, responsável pelo comportamento do sistema nos estágios iniciais de carregamento, provavelmente destruída pelo amolgamento da camada superficial do solo durante a construção da sapata (NIYAMA et al., 1996).
	O método de De Beer é mais indicado para a análise de estabilidade de taludes em solos coesivos. Portanto, não é diretamente aplicável na interpretação dos resultados em solos com silte arenoso, uma vez que esse método não foi desenvolvido para esse tipo específico de solo.
	Em resumo, a curva carga x recalque é uma representação gráfica da relação entre a carga aplicada em um solo e o recalque resultante. Essa curva é útil para compreender o comportamento do solo sob diferentes condições de carga e como vimos, há uma melhor indicação para cada tipo de solo e os métodos só devem ser adotados em curvas “carga x recalque” que resultam valores próximos a carga de ruptura, para evitar resultados discrepantes. 
5. Considerações finais 
	A curva “carga x recalque” é uma representação gráfica da relação entre a carga aplicada em um solo e o correspondenterecalque que ocorre como resultado dessa carga. Essa curva é uma ferramenta importante para entender o comportamento de um solo quando submetido a carregamentos e é comumente usada na análise e no projeto de estruturas e fundações.
	Os ensaios de provas de carga estática são essenciais para a boa prática da engenharia de fundações, por demonstrar os reais parâmetros da interação estaca-solo, fundamentais para se chegar a acurácia do projeto, e, consequentemente, minimizar as incertezas e riscos inerentes ao processo. Devem ser encaradas como um investimento e não como custo, por serem fundamentais para o entendimento do comportamento das fundações, além dos comprimentos e custos do estaqueamento, de acordo com NBR 6122 (ABNT, 2019), desde que sejam realizadas no início da obra. A economia gerada geralmente supera o capital investido. 
	Devido à importância do ensaio para o pleno conhecimento do comportamento das fundações, é fundamental que sejam contratadas empresas com experiência e boa pratica para a execução dos ensaios. O barato pode sair caro. Cabem as empresas executoras a competição pela melhor técnica que produza os parâmetros mais eficientes, confiáveis e com segurança. O bom estado de conservação dos equipamentos e certificados de calibração dos medidores de força e deformação devem ser verificados e exigidos a cada ensaio, de forma a garantir a qualidade das provas de carga. 
	Com relação aos métodos de interpretação estudados, após analisar suas diferenças e recomendações em cada caso, o de De Beer se apresenta como o mais simples de se utilizar dentre os quatro pelo seu resultado ser de fácil interpretação através do seu gráfico ser traçado em duas retas e a ruptura definir-se pela interseção de tal, porém, não é indicado para todos os tipos de solo, enquanto o de Van der Veen, embora seja o mais utilizado pelos profissionais brasileiros, possui diversas limitações quanto a sua aplicabilidade, podendo, em muitos casos, não proporcionar uma boa extrapolação da curva "carga x recalque". 
	A conclusão é que a indicação do método de intepretação mais adequado não é uma tarefa fácil, visto que todos possuem aspectos positivos e negativos. A utilização indiscriminada dos métodos pode gerar grandes erros na interpretação dos resultados. O ideal é uma comparação entre eles e bom senso na escolha do valor a ser adotado.
	É importante ressaltar que a eficácia de cada método na interpretação dos resultados pode variar dependendo da precisão dos parâmetros geotécnicos utilizados, das características específicas do solo e da experiência do engenheiro geotécnico responsável pela interpretação. É recomendável realizar uma análise abrangente e personalizada, levando em consideração as particularidades do solo, para determinar a melhor abordagem de interpretação nesse contexto.
6. Referências 
ALONSO, U. R. Previsão e Controle das Fundações. São Paulo: Edgard Blucher, 1991. 
ABNT (2001). Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 6484/2001: Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT - Método de ensaio. Rio de Janeiro.
ABNT (2006). Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 12131/2006: Estacas - Prova de carga estática - Método de ensaio. Rio de Janeiro.
ABNT (2010). Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT NBR 6122/2010: Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro.
CAMPOS, G. G. G. (2005). Análise experimental e numérica do comportamento de estacas apiloadas em solo laterítico de Londrina/PR. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Estadual de Londrina, Londrina.
CINTRA, J. C. A.; AOKI, N. (1999). Carga admissível em fundações profundas. EESC-USP, São Carlos.
Cintra, J., C., A.; Aoki, N.; Tsuha, C., H.; Giacheti, H., L. (2009). Fundações: Ensaios estáticos e dinâmicos. 1. ed. São Paulo, SP.
DÉCOURT, L.; ALBIERO, J. H.; CINTRA, J. C. A. (1998). Fundações Teoria e Pratica. Capítulo 8 - Análise e projeto de fundações profundas. Editora Pini, São Paulo.
AOKI, Nelson e CINTRA, José Carlos A. Carga admissível e carga característica de fundações por estacas. Solos e Rochas, v. 23, n. 2, p. 137-142, 2000 Tradução. Disponível em: https://repositorio.usp.br/directbitstream/dd4f5348-da0d-4b03-8ac9-23c862e80eb1/prod_0000393_sysno_1193464.pdf. Acesso em: 04 jun. 2023.
DADA, T. Provas de Carga: Problemas na Interpretação de Diferentes Métodos de Ensaios na Mesma Estaca. In: Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia 3ª Feira da Industria de Fundações e Geotecnia SEFE 9 – 4 a 6 de junho de 2019, São Paulo, Brasil ABEF.
SANTINI, I. B. et al. Análise do Comportamento de Cinco Provas de Carga Estáticas em Estacas Tipo Hélice Contínua – Previsão x Comportamento. 16º Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. Porto de Galinhas. 
CAMPOS, G. Análise de Provas de Carga Estática de Estacas do Complexo Industrial e Portuário de Suape, Ipojuca-PE. XII Simpósio de Práticas de Engenharia Geotécnica da Região Sul GEOSUL 2019 – 17 a 19 de Outubro, Joinville, Santa Catarina, Brasil ©ABMS, 2019