Blog Ecopontes  |  Série Pontes Mistas  |  Autor: Eng. Fabrício Ripari – Engenheiro Civil e de Segurança do Trabalho · Coordenador de Obras · Ecopontes

À primeira vista, um relatório de sondagem pode parecer apenas uma sequência de números, faixas de solo, símbolos e profundidades. Para o projetista de fundações, porém, cada linha representa uma parte do terreno que receberá as cargas da estrutura. O trabalho de engenharia começa justamente aí: transformar esse “retrato vertical” do subsolo em uma solução segura, executável e economicamente adequada.

A fundação é a ligação entre a estrutura e o terreno

A fundação é a parte da obra responsável por receber os esforços da estrutura e transmiti-los ao solo ou à rocha sem provocar ruptura, recalques incompatíveis ou deformações que prejudiquem o funcionamento da construção. Embora permaneça quase sempre escondida depois da obra concluída, ela condiciona a estabilidade de tudo o que fica acima dela.

De forma simplificada, as fundações podem ser reunidas em duas grandes famílias. As fundações superficiais, como sapatas, blocos e radiers, transferem as cargas principalmente pela base e são utilizadas quando há camadas competentes próximas da superfície. As fundações profundas, como estacas e tubulões, alcançam maiores profundidades e mobilizam a resistência do terreno pela ponta, pelo contato lateral ao longo do fuste ou pela combinação dessas duas parcelas.

Essa classificação, por si só, ainda não define a solução. O projetista precisa compatibilizar as cargas da estrutura, o perfil geotécnico, o nível d’água, as condições de acesso, os equipamentos disponíveis, as interferências no entorno, os efeitos executivos e o custo global da obra. Em pontes, acrescentam-se fatores como erosão do leito, variação do nível do curso d’água, ações horizontais e a posição específica de cada apoio.

Em termos simples: o relatório de sondagem não escolhe sozinho a fundação, ele fornece os dados do terreno. A decisão surge da combinação desses dados com as cargas, a geometria da obra e as condições de execução.

O que o relatório SPT realmente mostra

A sondagem de simples reconhecimento com SPT, o Standard Penetration Test, é a investigação geotécnica mais difundida no Brasil. Em cada metro de avanço, o ensaio registra a resistência oferecida pelo terreno à cravação de um amostrador-padrão. O índice N-SPT corresponde ao número de golpes necessários para cravar os 30 centímetros finais, depois de uma penetração inicial de 15 centímetros.

No boletim, o projetista encontra a descrição das camadas atravessadas (areia, silte, argila e suas combinações), a profundidade em que cada material aparece, os valores de N-SPT ao longo do furo, as amostras recuperadas, a posição do nível d’água e as ocorrências que levaram ao encerramento da sondagem. O desenho que acompanha esses dados não é apenas um “gráfico”: é um perfil estratigráfico do subsolo.

Um valor elevado de N-SPT indica, em geral, maior resistência à penetração, e um valor baixo indica material menos resistente ou mais deformável. Entretanto, o mesmo número não possui significado idêntico em todos os solos. Uma areia e uma argila com valores semelhantes podem apresentar comportamentos diferentes. Por isso, a leitura deve considerar simultaneamente a classificação da camada, sua espessura, a sequência do perfil e as condições de água.

Também é importante observar a distribuição espacial das sondagens. Em uma ponte, o solo encontrado em uma margem pode ser diferente daquele existente no centro do canal ou na margem oposta. Por essa razão, o programa de investigação deve representar adequadamente os locais dos encontros e pilares, podendo exigir sondagens próximas a cada apoio e ensaios complementares quando o terreno for muito variável, houver rocha, solos moles, camadas compressíveis ou condições hidráulicas relevantes.

Ensaio de sondagem à percussão (SPT) em campo: é daqui que sai o N-SPT que alimenta o projeto.

As normas que orientam a investigação e o projeto

A ABNT NBR 6484:2020 estabelece o procedimento para a execução da sondagem de simples reconhecimento com SPT, incluindo equipamentos, sistemas manual e mecanizado, registros de campo e conteúdo do relatório definitivo. É ela que padroniza a obtenção do N-SPT, permitindo que o resultado seja interpretado de forma tecnicamente consistente.

A ABNT NBR 6122:2022, por sua vez, estabelece os requisitos para o projeto e a execução de fundações. A norma trata da investigação geotécnica, das verificações de segurança, dos tipos de fundação, do controle executivo e dos ensaios necessários para confirmar o desempenho. A ABNT NBR 6502:2022 uniformiza a terminologia de solos e rochas. Para fundações de edifícios, a ABNT NBR 8036 orienta a programação das sondagens. Em obras de arte especiais, o plano de investigação deve ser adaptado à geometria da travessia e à posição dos apoios.

As normas formam o ponto de partida, mas não substituem o julgamento do engenheiro. Quando o SPT não fornece todas as respostas, podem ser necessários ensaios como CPT/CPTu, SPT com medida de torque, sondagem rotativa, ensaios de laboratório, provas de carga ou investigações geofísicas, conforme a complexidade do terreno e da obra.

Como os números viram capacidade de carga

Depois de interpretar o perfil do solo, o projetista testa alternativas. Para uma estaca, por exemplo, são definidos preliminarmente o tipo executivo, a seção e a cota de ponta. Em seguida, estima-se quanto aquele elemento consegue resistir geotecnicamente. O raciocínio básico pode ser resumido pela soma de duas contribuições: a resistência de ponta e a resistência lateral.

A resistência de ponta depende da camada situada na região da base e da área da ponta. A resistência lateral resulta da soma da contribuição das camadas em contato com o fuste, considerando o perímetro da estaca e o comprimento atravessado em cada material. Assim, os valores do SPT deixam de ser apenas uma coluna de golpes e passam a alimentar correlações que estimam tensões resistentes ao longo da profundidade.

O resultado obtido ainda passa pelos critérios de segurança previstos no método de cálculo e na norma, originando a resistência geotécnica de projeto ou a carga admissível, conforme a abordagem adotada. Depois, esse valor é comparado com a capacidade estrutural da própria estaca e com as solicitações transmitidas pelo apoio.

Amostra recuperada pelo amostrador-padrão: a classificação da camada vale tanto quanto o número de golpes.

Os principais métodos semiempíricos usados no Brasil

Os métodos semiempíricos foram desenvolvidos pela comparação entre resultados de ensaios de campo e o comportamento real de estacas, observado principalmente em provas de carga. Eles utilizam correlações e coeficientes ajustados ao tipo de solo e ao processo executivo. Por isso, métodos diferentes podem produzir resultados diferentes para a mesma sondagem, e essa diferença faz parte da análise, não representa necessariamente um erro. Os principais são:

• Aoki e Velloso
• Décourt e Quaresma
• Pedro Paulo Velloso
• Alberto Henriques Teixeira
• Urbano Rodriguez Alonso

O projetista não deve escolher automaticamente o método que fornece a maior capacidade. O resultado precisa ser compatível com o tipo de estaca, o solo, a experiência regional, os limites da formulação e os ensaios de confirmação previstos para a obra.

Do cálculo de uma estaca ao projeto da fundação da ponte

Em uma obra de arte especial, o processo começa no modelo estrutural. O cálculo da ponte fornece, para cada encontro ou pilar, as reações verticais, os esforços horizontais e os momentos resultantes do peso próprio, do tráfego, da frenagem, do vento, da temperatura e de outras ações previstas no projeto. Esses esforços são a “demanda” que a fundação precisa atender.

Na sequência, o projetista cruza essa demanda com o modelo geotécnico obtido das sondagens. A partir daí, o caminho de decisão costuma seguir seis etapas:

• Interpretar o subsolo: organizar as camadas, os valores de N-SPT, o nível d’água, a presença de rocha e as diferenças entre os pontos investigados.
• Definir alternativas executáveis: comparar fundação superficial, estacas cravadas, escavadas, hélice contínua, raiz, metálicas ou outras soluções compatíveis com o local.
• Estimar a resistência: aplicar métodos adequados ao tipo de estaca e ao ensaio disponível, calculando ponta e fuste em diferentes cotas.
• Dimensionar o conjunto: definir seção, comprimento, número de estacas, espaçamento, bloco de coroamento e ligação com o pilar ou encontro.
• Verificar o comportamento: analisar recalques, efeito de grupo, ações horizontais, estabilidade, capacidade estrutural, durabilidade e efeitos de erosão.
• Confirmar em campo: planejar controle executivo, provas de carga estáticas ou dinâmicas e critérios de aceitação durante a obra.

Em pontes, a leitura precisa incluir a água e a erosão

Para fundações próximas ou dentro de cursos d’água, a cota atual do terreno não é necessariamente a condição mais desfavorável. A erosão geral do leito, a erosão localizada junto aos elementos e as alterações do fluxo podem remover parte do solo que contribuía para o confinamento e para a resistência lateral. Por isso, a cota de erosão prevista deve participar do modelo de cálculo e da definição do comprimento efetivo das fundações, na linha do que o estudo hidrológico define, como mostramos no artigo nº 13 desta série.

A escolha da superestrutura também influencia o problema. Uma ponte mais leve tende a transmitir menores reações permanentes aos apoios, o que pode reduzir dimensões, quantidades ou comprimentos de elementos de fundação, como vimos no artigo nº 15. Essa vantagem, contudo, precisa ser demonstrada no cálculo integrado: a solução mais econômica é aquela que equilibra superestrutura, infraestrutura, execução e manutenção, e não apenas o menor custo de um componente isolado.

Fileira de pilares dentro do curso d’água: a cota de erosão prevista participa do cálculo do comprimento das fundações.

Da folha de sondagem à decisão de engenharia

A transformação do relatório em projeto não acontece por uma leitura automática do maior valor de N-SPT nem pela simples identificação de uma camada “dura”. O projetista constrói um modelo do terreno, recebe as cargas da estrutura, compara alternativas, aplica métodos compatíveis, verifica segurança e deformações e define como o desempenho será confirmado durante a execução.

É assim que aquelas folhas de sondagem se transformam em diâmetros, comprimentos, quantidades de estacas, cotas de apoio, blocos de coroamento e procedimentos de controle. Sondar antes de projetar não é apenas cumprir uma etapa documental: é substituir suposições por informação e permitir que a fundação seja dimensionada para o terreno que realmente existe.

Conhecer o solo é o primeiro passo. Transformar esse conhecimento em uma fundação segura é o trabalho do projeto geotécnico.

Sobre a Ecopontes

A Ecopontes fabrica pontes metálicas e mistas em Presidente Prudente (SP), com estruturas entregues em mais de 20 estados. Todo projeto é dimensionado pela nossa equipe de engenharia considerando o terreno real de cada travessia, com a investigação geotécnica como dado de partida. Para falar com a nossa equipe: (18) 99821-6674 ou ecopontes.com.br.

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