Relatório Recalques e distorções

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ENGENHARIA CIVIL DE INFRAESTRUTURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório 03 
Experimento de recalques diferenciais e distorção angular frente a elevação do nível de 
água 
 
 
 Docente: Prof. Julio Bizarreta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FOZ DO IGUAÇU - PR 
2018 
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ENGENHARIA CIVIL DE INFRAESTRUTURA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório 03 
Experimento de recalques diferenciais e distorção angular frente a elevação do nível de 
água 
 
 
 
 
Trabalho apresentado à Universidade Federal da 
Integração Latino Americana como componente parcial 
da nota da disciplina de fundações referente as atividades 
realizadas em laboratório no dia 20/09/2018. 
 
Alunos presentes no dia 20/09/2018: 
-Joao Pedro Bonfim 
-Gabriel Werner Simoneto 
 -Gabriel Smaniotto 
 
 
 
 
 
 
FOZ DO IGUAÇU - PR 
2018 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................. 2 
2. TEORIA ......................................................................................................................................................... 2 
2.1 RECALQUE TOTAL E RECALQUE DIFERENCIAL........................................................................................ 2 
2.2 DISTORÇÃO ANGULAR ........................................................................................................................... 3 
2.3 ELEVAÇÃO DO NÍVEL FREÁTICO DAS FUNDAÇÕES .................................................................................. 4 
3. MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................................................... 4 
3.1 MATERIAIS ............................................................................................................................................ 4 
3.2 METODOLOGIA ...................................................................................................................................... 4 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................................................... 7 
4.1 MEDIÇÕES DE RECALQUE TOTAL, RECALQUE DIFERENCIAL E DISTORÇÃO ANGULAR DOS SOLOS NÃO 
SATURADOS ....................................................................................................................................................... 7 
4.2 MEDIÇÕES DE RECALQUE TOTAL, RECALQUE DIFERENCIAL E DISTORÇÃO ANGULAR DOS SOLOS BAIXO A 
INFLUÊNCIA DA ELEVAÇÃO DO NÍVEL FREÁTICO (SATURAÇÃO POR CAPILARIDADE E INUNDAÇÃO) ................... 9 
5. CONCLUSÕES ............................................................................................................................................. 9 
6. REFERÊNCIAS ........................................................................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
No ensaio realizado foi possível analisar o fenômeno dos recalques total e diferencial 
que são de fundamental estudo na engenharia de fundações, pois segundo Cintra (2011) a quase 
totalidade dos edifícios sofre recalque de poucas dezenas de milímetros, normalmente invisíveis 
a olho nu, o que transmite a falsa sensação de não haver recalque. Na realidade, todos os 
edifícios recalcam. Por isso deve-se considerar nos projetos a estimativa dos recalques e que 
sejam inferiores aos valores admissíveis. 
 
 
2. TEORIA 
 
2.1 RECALQUE TOTAL E RECALQUE DIFERENCIAL 
 
De acordo com a NBR 6122 (1996) o recalque é definido pelo movimento vertical 
descendente de um elemento estrutural, por exemplo uma sapata. Define também o recalque 
diferencial específico como sendo a relação entre as diferenças dos recalques de dois apoios e 
a distância entre eles. 
Segundo Cintra (2011) se o maciço de solo fosse homogêneo todas as sapatas de mesmas 
dimensões e submetidas às mesmas cargas, os recalques seriam praticamente uniformes, mas a 
variabilidade do solo gera recalques distintos. Além disso, a dimensão das sapatas varia num 
mesmo edifício, causando o recalque diferencial. 
Podem ser calculados pela equação: 
𝛥𝐻 =
𝐻0
1+𝑒0
 Δⅇ (1) 
Sendo: 
𝐻0 – Altura inicial da camada 
𝑒0 − Índice de vazios inicial 
Δⅇ - Variação do índice de vazios 
 
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2.2 DISTORÇÃO ANGULAR 
 
De acordo com FALCONI (1998), distorção angular é a rotação da linha ligando dois 
pontos, depois de descontado o desaprumo. Sendo causado principalmente por recalques 
diferencias. 
Causa cisalhamento em paredes e provoca desnivelamentos em piso. Geralmente mais 
crítico em estruturas de alvenaria estrutural. 
Na Figura 1, é possível analisar os limites segundo Vargas e Silva e Bjerrum para 
distorção angular. 
𝛽 =
𝛿
𝐿
 
 
 
 Figura 1: Limites de distorção. Fonte: (FALCONI, 1998) 
 
 
 
 
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2.3 ELEVAÇÃO DO NÍVEL FREÁTICO DAS FUNDAÇÕES 
 
A principal consequência deste fenômeno segundo (ALBUQUERQUE FILHO (2002) 
é o adensamento volumétrico de solos anteriormente com baixos teores de umidade e com 
estruturação interna instável, com consequente diminuição na sua capacidade de suporte de 
carga e modificação na estabilidade geotécnica, podendo resultar em movimentações nas 
fundações ou outras cargas neles assentes e, por conseguinte, potencializar danificações 
estruturais nas edificações existentes. Assim sendo, os equipamentos urbanos públicos e 
particulares, ou mesmo instalações isoladas, construídos às margens e época anterior ao 
enchimento do reservatório, poderão sofrer as consequências do alteamento induzido no lençol 
freático. 
 
 
3. MATERIAIS E MÉTODOS 
3.1 MATERIAIS 
 
Os materiais utilizados para execução do experimento foram os seguintes: 
- Aquário de vidro retangular; 
- Estrutura de madeira com dois pilares; 
- Solo argiloso e cascalho; 
- Nível de bolha; 
- Pesos variados; 
- Papel poroso; 
- Concha; 
- Forma de metal; 
- Compactador; 
- Régua 
3.2 METODOLOGIA 
 
Inicialmente, preparou-se a argila que seria utilizada no experimento em uma forma de 
metal. Os torrões foram desfeitos e foi adicionado água para chegar na máxima densidade seca 
da argila: 
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Figura 2: Preparação da argila. 
Com o aquário preenchido pela metade com pedra brita, colocou-se o solo argiloso do 
outro lado, separado por um papel poroso, e foi feita a compactação com auxilio de uma 
marreta. Esse procedimento teve o objetivo de simular um aterro composto por argila e cascalho 
com ambos no mesmo nível, como mostra a imagem: 
 
 
Figura 3: Preenchimento e compactação da camada de argila. 
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Em seguida colocou-se a estrutura com dois pilares de madeira, com um dos pilares 
sobre a camada de argila e o outro sobre o cascalho, dentro do aquário. Então aferiu-se o nível 
da estrutura com o nível de bolha, para garantir que os dois pilares estivessem em alturas iguais. 
 
Figura 4: Medição do nível da estrutura de madeira. 
Com o esquema do experimento pronto, foram colocados pesos no centro da estrutura 
para medir os recalques, sendo eles acrescentados gradativamente. Para medir os recalques 
foram feitas marcações no vidro, assim, conforme a estrutura recalcava-se eram feitas medições 
através de comparações. As medidas foram feitas em ambos os pilares e em ambos os lados do 
vidro, para ter uma noção do erro. 
No início, colocou-seum peso de 1kg, que não causou nenhum recalque na estrutura. 
Com os pesos aumentando, mediram-se recalques da ordem de 10mm no pilar assentado sobre 
a argila, enquanto o pilar assentado sobre o cascalho não se movia. Então progrediu-se até 12kg, 
onde ocorreu o primeiro sinal de recalque do lado do cascalho. 
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Figura 5: Acrescentando pesos na estrutura. 
 
Acrescentaram-se pesos até 44kg, então foi adicionado água do lado do cascalho para 
que subisse por capilaridade pela argila, causando assim uma diferença na compressibilidade. 
Nesse momento a ascensão capilar causou poropressões negativas na argila, fazendo-a entrar 
em colapso e derrubar a estrutura. 
Os pesos foram retirados até a marca de 12kg novamente e a estrutura foi recomposta. 
Então adicionou-se mais água, até chegar a condição de inundação, onde a poropressão se torna 
positiva, no entanto a estrutura não se moveu muito devido a carga. 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
4.1 MEDIÇÕES DE RECALQUE TOTAL, RECALQUE DIFERENCIAL E 
DISTORÇÃO ANGULAR DOS SOLOS NÃO SATURADOS 
 
A medições dos recalques foram feitos nos dois pilares que estavam apoiados sobre o 
cascalho e nos dois que estavam apoiados sobre a argila. A estrutura foi dividida em lado A e 
lado B (figura 6) sendo a distâncias entre pilares de 29,5 centímetros em cada lado onde 
calculou-se as distorções angulares. 
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Figura 6: Divisão da estrutura em lado A e B 
 
O quadro abaixo apresenta os valores dos recalques medidos e das distorções calculas. 
 
Quadro 1 – valores dos recalques e distorções 
CARGA APLICADA 
(kg) 
CASCALHO ARGILA 
Distorção angular 
Recalque (mm) Recalque (mm) 
A B A B A B 
1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,00000 0,00000 
3 0,0 0,0 0,5 0,5 0,00169 0,00169 
5 0,0 0,0 1,0 1,0 0,00339 0,00339 
7 0,0 0,0 1,0 1,0 0,00339 0,00339 
12 0,5 0,6 1,5 1,3 0,00339 0,00237 
20 1,0 0,7 2,2 1,8 0,00407 0,00373 
28 2,0 0,8 3,5 2,2 0,00508 0,00475 
36 2,5 1,0 4,2 2,9 0,00576 0,00644 
44 3,0 1,1 5,0 3,2 0,00678 0,00712 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.2 MEDIÇÕES DE RECALQUE TOTAL, RECALQUE DIFERENCIAL E 
DISTORÇÃO ANGULAR DOS SOLOS BAIXO A INFLUÊNCIA DA ELEVAÇÃO 
DO NÍVEL FREÁTICO (SATURAÇÃO POR CAPILARIDADE E INUNDAÇÃO) 
 
 
Durante a prática acrescentou-se água no solo quando a estrutura ainda estava com a 
carga de 44 kg, quando o correto seria isto acontecer depois que a carga fosse reduzida para 12 
kg. Devido a isto, o recalque na condição capilar foi semelhante ao recalque na condição 
inundada. Portanto o quadro a seguir mostra a distorção e diferença de recalque do solo em 
ambas nas condições inundada e não-saturada. 
 
Quadro 2 – Recalque e distorção nas condições não-saturada e inundada 
CARGA APLICADA (kg) 
CASCALHO ARGILA 
Distorção angular 
Recalque (mm) Recalque (mm) 
A B A B A B 
Cond. Não-saturada 12 3,0 1,1 5,0 3,2 0,00678 0,00712 
Cond. Inundada 12 10 6,5 25 21,5 0,05085 0,05085 
 
 
5. CONCLUSÕES 
 
 
Os recalques e distorções angulares em fundações são os grandes responsáveis por 
patologias na construção como fissuras, rachaduras e outros danos estruturais. Ou seja, os 
efeitos da distorção podem comprometer a funcionalidade da estrutura (estado limite de serviço) 
e a resistência (estado limite último). Portanto é indispensável a análise de recalques e 
distorções de um solo onde se deseja locar uma fundação. 
Os valores de distorções encontrados são valores onde ocorreriam certamente fissuras 
nas estruturas. Sendo assim esta prática mostrou-se extremamente válida e instrutiva para a 
formação dos alunos como futuros engenheiros, além de exemplificar como seria o 
comportamento de uma estrutura com fundações firmadas diferentes tipos de solo. 
 
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6. REFERÊNCIAS 
 
[1] ALBUQUERQUE FILHO, LEITE. Elevações induzidas no lençol freático devido a 
formação de reservatórios e o significado das modificações resultantes. Revista Guarulhos, 
2002. 
[2] ABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (2010). Projeto e 
Execução de Fundações. NBR 6122. Rio de Janeiro, 5p. 
[3] CINTRA, AOKI. Fundações diretas projeto geotécnico. São Paulo. Oficina de textos. 
2011 
[4] FALCONI et al. Fundações teoria e prática. 2ed. ABMS/ABEF. 1998