De todas as especialidades da Engenharia Civil, obras de terra e fundações são as que apresentam maiores riscos de insucesso no projeto. Essa afirmação se baseia especialmente no material em trabalho: o solo. Se comparado com outros materiais, como o aço e o concreto, o solo tem menor previsibilidade do seu comportamento e, de maneira geral, devemos trabalhar com ele na forma como o encontramos. Além da complexidade que a natureza heterogênea do solo traz a todo o processo, as investigações do subsolo quase sempre são insuficientes e incapazes de representar o perfil geotécnico com precisão, bem como os parâmetros (coesão, ângulo de atrito…) necessários para uma análise racional sobre seu comportamento.
Por toda importância que as fundações (e obras de terra) representam à segurança, o comportamento do solo foi e continua sendo objeto de estudo de grandes profissionais. Nomes como Coulomb, Terzaghi e Rankini certamente não parecem estranhos mesmo para aqueles que ainda estão se graduando. Fato é que a engenharia de solos e fundações fez grandes progressos, sobretudo nos séculos XIX e XX, o que tornou possível uma previsão mais realista sobre o comportamento do solo, fator decisivo para a verticalização dos grandes centros urbanos e obras de arte na construção civil cada vez mais arrojadas.
Tratando-se de metodologias de cálculo para previsão da capacidade de carga, há duas vertentes principais: os métodos teóricos (racionais) e os métodos semiempíricos. Vamos analisar a seguir duas soluções sobre dimensionamento de sapatas (fundações superficiais) para que seja possível diferenciá-los:
TEORIA DE TERZAGHI (MÉTODO RACIONAL)
Onde:
c = Coesão
ϒ = Peso específico do solo
D = Profundidade de assentamento da fundação
B = Menor dimensão da sapata
Nc, Nq e Nϒ = Fatores de capacidade, que dependem do ângulo de atrito do solo
O método se baseia em soluções teóricas e parâmetros do solo (coesão, ângulo de atrito, peso específico…) obtidos através dos ensaios de laboratórios.
RECOMENTAÇÕES DE ALBIEIRO E CINTRA (MÉTODO SEMIEMPÍRICO)
Onde:
NSPT = Número de golpes (médio) obtidos através do ensaio SPT para a profundidade de 1,5 a 2 vezes ao provável diâmetro da base.
σadm = Tensão admissível do solo, em kgf/cm²
A questão é: qual método utilizar? Isso vai depender das informações que se tem sobre o solo. No Brasil, por exemplo, o ensaio SPT é mais difundido e acessível, o que explica porque os métodos semiempíricos são mais utilizados, seja para fundações superficiais ou profundas. É possível lançar mão de correlações baseadas nos resultados do ensaio SPT para se obter coesão, ângulo de atrito e peso específico para, a partir disso, trabalhar com métodos teóricos.
No entanto, a acurácia dos parâmetros (não muito precisos) pode induzir a um dimensionamento fora do ideal. Segundo o engenheiro geotécnico Thomas William Lambe, trabalhar com métodos sofisticados utilizando dados de má qualidade pode ser um risco e ter como resultado uma previsão pior que aquela obtida através de métodos mais simples utilizando dados representativos (Fig. 1.2b). Dessa forma, tratando-se de Dados x Método, seria errado pensar como a Fig. 1.2a, onde a sofisticação de um compensa a deficiência do outro.
CONCLUSÃO
A escolha de qual método utilizar depende, essencialmente, dos dados disponíveis sobre a análise do solo. Os métodos teóricos, como o próprio nome diz, são mais elaborados do ponto de vista técnico, por mais que os autores apliquem algumas hipóteses simplificadoras. No entanto, método sofisticado aliado a dados não representativos podem levar a resultados totalmente fora da realidade.
No Brasil, a maior parte das fundações (superficiais e profundas) são calculadas a partir dos métodos semiempíricos baseados nos resultados do ensaio SPT, portanto, existe uma validação prática. Métodos mais simples aliados a dados simples, porém, representativos, fornecem resultados satisfatórios no dimensionamento de fundações.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Fundações: Volume Completo
Fundações em Estacas
