Nem só de sondagens SPT e rotativas vive o engenheiro geotécnico, afinal, existem métodos diretos de conhecer a resistência do solo. O ensaio de placa em solo é um deles.

Esse ensaio é considerado por especialistas como a maneira mais adequada para estabelecer características relacionadas à carga e recalque em fundações superficiais, também denominadas diretas — aquelas em que a carga é transmitida pela base da fundação e que apresentam profundidade inferior a 3 metros.

Ele permite conhecer e compreender o comportamento real do terreno quando é submetido à cargas, verificando o suporte e estabilidade da interação entre o solo e o substrato da fundação — porém, não é valido para fundações profundas.

Para ajudar você a entender mais sobre esse ensaio, sua importância, as recomendações normativas e método executivo correto, escrevemos este artigo para explicar como tudo funciona. Vamos lá?

O que é ensaio de placa em solo?

É um ensaio que verifica a capacidade e estabilidade dos solos no que diz respeito ao suporte de cargas de determinada fundação.

Para que essas informações sejam obtidas e conhecidas, são aplicadas cargas sobre determinada superfície do terreno — que consistem em placas rígidas especializadas — e é realizado o assentamento vertical resultante, ou seja, a penetração é medida, possibilitando a determinação de diversos aspectos, como grau de compactação do aterro, subfundação ou solo.

Esse ensaio nada mais é que uma prova de carga feita com um modelo reduzido da fundação superficial desejada. Ele teve início antes de que a Mecânica dos Solos se conceituasse, sendo uma das primeiras aplicações de ensaio in situ e empírica, visando a obtenção de informações de comportamento e determinando as propriedades relacionadas à deformação e ruptura do solo.

Além disso, a realização do ensaio é necessária para definir a tensão de ruptura, levando em consideração a curva carga-recalque. Entretanto, em muitos casos, esta não se caracteriza de forma clara. Por isso, muitas vezes, é necessário extrapolar os resultados.

Qual sua importância para as construções?

O ensaio de placa é um método utilizado quando deseja-se estimar as tensões admissíveis em determinado solo. Os resultados são apresentados em forma de gráfico com eixos de tensão e recalque, somado a outros dados que são relativos à montagem da prova, como locação em planta e elevação do terreno.

O processo executivo consiste na aplicação de uma carga vertical, utilizando um macaco hidráulico e um contrapeso para posterior cálculo da deflexão ou penetração da placa na superfície, após a estabilização dela. A partir dessas informações é possível determinar o módulo de compressão, a constante de mola e o módulo de reação.

Os ensaios de placa podem ser usados também em conjunto com outros ensaios geotécnicos na obtenção de imagens precisas de propriedades do solo. No caso de fundações superficiais, o ensaio de placas possibilita avaliar qual a maior pressão que pode ser aplicada ao solo sem que ele atinja a ruptura ou sofra recalques excessivos.

O ensaio de placa também pode ser utilizado em estudos geotécnicos relacionados ao projeto de fundação e, também, ao comportamento do solo diante das cargas que serão suportadas — uma vez que o solo é submetido ao mesmo tipo de carregamento, os ensaios de placa também são úteis no estudo do comportamento de pavimentos.

Somado a isso, existe um outro fator interessante: as provas de carga em placas são mais econômicas que as provas em verdadeira grandeza.

Como deve ser feito e quais as recomendações para o ensaio?

O ensaio de placas consiste em instalar uma placa rígida com área igual ou superior a 0,5 m² sobre o solo natural na mesma cota que a fundação superficial está prevista em projeto. Posteriormente, são aplicadas, em estágios, cargas verticais no centro da placa. Após isso, são medidas as deformações para posterior apresentação em um gráfico de pressão e recalque.

Esse é um ensaio muito aplicável em terrenos cuja deformabilidade é praticamente imediata quando cargas são aplicadas, podendo dividir a ordem de aplicabilidade nos terrenos em duas categorias, veja:

  • terrenos em qualquer grau de saturação — pedregulhosos, arenosos e silto-arenosos;
  • terrenos em baixo grau de saturação — argilosos e silto-argilosos.

Já a relação de definição da largura e profundidade do poço para prova de carga, deve ser semelhante à proporção entre ambas as medidas da futura fundação. É importante destacar que o tamanho da placa e sua densidade não é dependente do tipo de solo ou do material que será utilizado, uma vez que o ensaio realizado é o mesmo em qualquer tipo de solo.

Os resultados obtidos na prova de carga podem ser interpretados por meio de duas metodologias. A primeira é denominada critério de recalque, na qual a tensão admissível deve ser menor ou igual à tensão correspondente ao recalque que foi determinado como admissível.

Já no critério de ruptura, a tensão admissível deve ser menor ou igual à tensão de ruptura que foi atingida pelo ensaio, dividido por um fator de segurança.

Qual o passo a passo desse ensaio?

As recomendações a serem seguidas são as vigentes na NBR 6489 — Prova de carga direta sobre terreno de fundação. Essa norma expõe que a placa — cujas cargas serão aplicadas ao solo — deve ser rígida e colocada sobre o solo devidamente nivelado em seu estado natural.

É interessante que seja realizada uma distribuição exata dos pontos em que serão executados os ensaios de placa, assim como também da localização dos pontos de sondagem, uma vez que são ensaios complementares.

A sondagem a percussão, por exemplo, fornecerá várias informações, como tipo de solo, estratigrafia, posição do nível d’água e índice de resistência à penetração Nspt.

Em geral, é utilizado um conjunto de equipamentos composto pelos seguintes sistemas básicos:

  • sistema de reação;
  • sistema de transmissão de cargas;
  • sistema de leitura.

Após a instalação dos equipamentos, deve-se observar para que a carga seja aplicada na placa em estágios sucessivos de no máximo 20% da taxa admissível provável do solo.

Além disso, em cada estágio de carga, deve-se ler imediatamente os recalques após a aplicação de cada carga em intervalos sucessivamente dobrados, como 1, 2, 4, 8 minutos etc. Vale destacar que só deve ocorrer acréscimo de carga após a estabilização dos recalques.

A norma também salienta que ao alcançar a carga máxima no ensaio, caso não ocorra a ruptura, ela deverá ser mantida por no mínimo 12 horas.

Já quanto à descarga, também deve ser feita em estágios sucessivos, desde que não sejam superiores a 25% da carga total. Nessa etapa também devem ser lidos os recalques — semelhantemente à fase de carregamento, mantendo cada estágio até que os recalques se estabilizem, sempre de acordo com a precisão admitida. Após isso, com os resultados do ensaio, é realizada a curva de pressão-recalque.

O ensaio de placa em solo objetiva fornecer, de forma direta, as características e resistência do solo em relação à deformação dele a uma determinada profundidade. Essas informações são fornecidas por meio do carregamento de placas distribuídas sobre o terreno, que geram gráficos que relacionam a carga aplicada com a deformação apresentada no solo.

Por isso, para colher os benefícios do ensaio de placa em solo e ter a segurança de uma realização correta, entre em contato conosco.