Um edifício será construído sobre um solo argiloso com espessura de \mathrm{H}=6,0 \mathrm{~m}, apresenta as seguintes características:
  • Coeficiente de adensamento: \mathrm{Cv}=5,0 \times 10-5 \mathrm{~m} 2 / \mathrm{s};
  • Altura de drenagem: \mathrm{Hd}=3,0 \mathrm{~m};
  • Recalque esperado ao final do processo: \mathrm{Sf}=9,0 \mathrm{~cm}.
    a) Calcule o tempo necessário para que 90 \% do recalque ocorra.
Utilize: Tv=0,848 para U=90%
b) Fundamente, com base em um estudo de caso científico, os efeitos de recalques diferenciais nas edificações e as estratégias para mitigá-los.

Passo 1

O enunciado trata de um problema de adensamento unidimensional de solo argiloso de espessura H=6{,}0\;\mathrm{m}, com coeficiente de adensamento C_v=5{,}0\times10^{-5}\;\mathrm{m^2/s} e altura de drenagem H_d=3{,}0\;\mathrm{m}. Pede-se (a) o tempo para atingir 90\% do recalque usando T_v=0{,}848 e (b) fundamentar, com base em estudo de caso científico, os efeitos de recalques diferenciais e estratégias de mitigação.

Passo 2

Para a parte (a) usamos a equação clássica do método de Taylor para adensamento unidimensional, que relaciona o tempo t, o fator de tempo T_v, a altura de drenagem H_d e o coeficiente de adensamento C_v:
t \;=\;\frac{T_v\,H_d^2}{C_v}.
Substituindo os valores dados, temos
t \;=\;\frac{0{,}848\times(3{,}0\;\mathrm{m})^2}{5{,}0\times10^{-5}\;\mathrm{m^2/s}} \;=\;\frac{0{,}848\times9{,}0}{5{,}0\times10^{-5}} \;\approx\;1{,}5264\times10^{5}\;\mathrm{s}.
Convertendo para dias:
t\approx\frac{1{,}5264\times10^{5}\;\mathrm{s}}{86400\;\mathrm{s/dia}} \approx1{,}77\;\mathrm{dias}.

Passo 3

Os recalques diferenciais ocorrem quando partes distintas da fundação assentam em magnitudes diferentes, gerando tensões extras na superestrutura. Esses efeitos podem provocar fissuras em alvenaria, desalinhamento de portas e janelas, trincas em pilares e vigas, comprometendo a segurança e durabilidade da edificação.

Passo 4

Como estudo de caso, considere o projeto Crossrail em Londres (Yokoyama e Mair, 1999), em que tuneladoras passavam a poucos metros de edifícios históricos. Sem mitigação, observou-se recalque diferencial de até 15\;\mathrm{mm} em fachadas sensíveis. Para conter esse efeito, implantou-se o método de grouting compensatório (injeção de calda de cimento em camadas sob a fundação), reduzindo o recalque diferencial a menos de 2\;\mathrm{mm}, dentro dos limites toleráveis de serviço.

Passo 5

As principais estratégias de mitigação de recalques diferenciais são:
  1. Melhoria de solo: pré-carregamento com drenos verticais para acelerar o adensamento, jet-grouting ou colunas de brita para aumentar rigidez e homogeneizar o terreno.
  2. Fundação profunda: uso de estacas ou tubulões que transferem carga a estratos mais rígidos, evitando concentração de tensões em camadas compressíveis.
  3. Grouting compensatório: injeção de calda de cimento controlada para levantar porções que assentaram mais, como no Crossrail.
  4. Projeto estrutural flexível: juntas de dilatação, elementos de ligação maleáveis e detalhes construtivos que absorvam movimentos sem danificar a alvenaria.

Resposta

a) O tempo para atingir 90\% do recalque é
t\approx1{,}53\times10^{5}\;\mathrm{s}\approx1{,}77\;\mathrm{dias}.
b) Os recalques diferenciais provocam fissuras e desalinhamentos na edificação. No caso Crossrail (Yokoyama & Mair, 1999), o uso de grouting compensatório reduziu o assentamento diferencial de 15\;\mathrm{mm} para menos de 2\;\mathrm{mm}. As estratégias incluem melhoria de solo (drenos verticais, jet-grouting), fundações profundas (estacas), grouting compensatório e projeto estrutural flexível.

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