326) ENSAIO DE PALHETA VANE - TEST

A importância dos ensaios de palheta

Em projetos de aterro sobre argilas moles é necessário saber os parâmetros da resistência não drenada.

E para definir essa resistência ao cisalhamento em depósitos de argilas moles é utilizado o ensaio de palheta, que funciona como uma referência para outras técnicas comparando seus resultados.

Este ensaio consiste basicamente na cravação estática de palheta de aço, com secção transversal em formato de cruz, de dimensões padronizadas, inserida até a posição desejada para a execução do teste.

Na obra Ensaios de Campo e suas Aplicações à Engenharia de Fundações, é mencionado que os ensaios de palheta só foram introduzidos no Brasil em 1949 pelo IPT.

O ensaio de Palheta é para caracterizar a resistência não drenada  de argilas moles ou muito moles. 

No passado a execução de obras em solos moles era evitada, já que haviam locais disponíveis onde se podia construir fugindo ou evitando solos moles.

O traçando das rodovias procurava contornar estes locais. 

Contudo, hoje com a falta de áreas tem buscado estes terrenos de solos muito mole o que trás a necessidade deste tipo de investigação.

O principal motivos para realização do ensaio é determinar a resistência não drenada das argilas.

 O ensaio é muito atraente, pois, devido a sua forma (geometria) e seu procedimento (velocidade de rotação da palheta) permite a interpretação do resultado com base em formulação matemática fechada não necessitando de considerações adicionais e hipóteses simplificadoras. 

Por este motivo o ensaio de Palheta é tido no meio técnico como um ensaio de referência e tem sido largamente utilizado como calibrador de outros ensaios como, por exemplo, o Piezocone.

Existem alguns fatores que podem comprometer a qualidade do ensaio. Quais são eles e como evitar que isso aconteça?

Alguns fatores podem comprometer o resultado do ensaio, o sistema deve estar calibrado para que se tenha confiabilidade no resultado e o procedimento deve ser cuidados e atender as recomendações constantes em norma. 

Deve se tomar muito cuidado para não alongar o solo antes do ensaio e assim obter um resultado inapropriado.

O ensaio de palheta só pode ser utilizada em solos moles ou muito moles. 

Em solos um pouco mais resistentes ou com uma camada resistente a ser ultrapassada antes de atingir a camada de argila muito mole utiliza-se também o ensaio do Piezocone e o Dilatômetro de Marchetti, porém, estes ensaios o valor da resistência não drenada é obtido a partir de considerações empíricas.

A condição não drenada de ensaio depende da velocidade de rotação da palheta utilizada na sua execução, que possui um padrão determinado pelas normas gerais. A velocidade para o ensaio de paleta é de 6°/min.

A escolha de 6º / minuto foi definida com base em extensas pesquisas realizadas no passado que comparavam a velocidade de rotação com o resultado do ensaio e foi assim verificado que velocidades acima de 6º /minuto o ensaio para argilas é sempre não drenado, foi um processo empirico deduzido em campo com base em estudos de vários ensaios onde se pode chegar a esta velocidade de rotação

Segundo o livro, o histórico de tensões também é importante para definir os resultados como um subproduto da interpretação dos resultados o ensaio de palheta, a História de tensões, indica para o engenheiro projetista se os recalques decorrentes da aplicação de uma sobre carga serão mais ou menos pronunciados. 

Não temos que prever o valor dos recalques com o ensaio de palheta, mas podermos saber se a argila é pré-adensada ou normalmente adensada.

Recomentdo estudar no livro de  Ensaios de Campo e suas Aplicações à Engenharia de Fundações já está na segunda edição e traz informações totalmente atualizadas, com dados brasileiros. Além disso, conta com conteúdos que acompanham a elevação na qualidade dos resultados das investigações de campo ocorrida nos últimos 15 anos graças à padronização e automatização dos equipamentos e à adoção de rígidos procedimentos para a realização dos ensaios.

A obra, desenvolvida por Fernando Schnaid, Pós-Doutorado em Ciência de Engenharia pela Universidade de Western Australia e Professor Associado da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), e Edgar Odebrecht, em Engenharia pela UFRGS e professor da Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc), também aborda os cuidados na programação e execução das principais investigações de campo – SPT, cone, piezocone, palheta, pressiômetro e dilatômetro – enfatizando os aspectos que exigem normalização; critérios e procedimentos; e a interpretação dos dados obtidos à luz de modelos teóricos. Avalia-se também a melhor ou pior adequação de cada ensaio ao tipo de solo e do problema de Engenharia enfrentado. Estudos de casos bem documentados ilustram e enriquecem o livro, consolidando o conhecimento geotécnico nacional.

Os Vane Tests, ou ensaios de palheta, tem por finalidade a determinação da resistência ao cisalhamento de argilas moles saturadas, submetidas à condição de carregamento não drenado (Su).

Este teste, normatizado pela ABNT NBR 10905/89  e ASTM D2573, consiste na cravação estática de palheta de aço, com secção transversal em formato de cruz com dimensões padronizadas, inserida até a posição desejada para a execução do ensaio.

Normalmente o ensaio é realizado em pré-furos, idealmente realizados por meio do sistema “hollow-auger”, que garante estabilidade da perfuração além de capacidade de realizar o ensaio em profundidades maiores. 

Uma vez posicionada a ponteira, aplica-se torque por meio de unidade de medição com velocidade de 6 graus / minuto. O torque máximo permite a obtenção do valor de resistência não drenada do terreno, nas condições de solo natural indeformado. 

Posteriormente, para obtenção da resistência não-drenada, representativa de uma condição pós-amolgamento da argila, gira-se a palheta rapidamente por 10 voltas consecutivas, obtendo-se a resistência não drenada do terreno nas condições de solo “amolgado”, permitindo avaliar a sensibilidade da estrutura de formação natural do depósito argiloso. 

Além do equipamento tradicional, em cujas medições de torque são realizadas na superfície, a Damasco Penna conta com equipamento da fabricante AP Vd Berg, desenvolvido inicialmente para obras “offshore”, em que o torque é medido na própria palheta, eliminando interferências das hastes do equipamento

CLASSIFICAÇÃO DOS ENSAIOS DE PALHETA

Ensaio de Palheta Vane - Test consiste na medição do torque necessário à rotação de um molinete ou uma palheta cravada no solo, sob velocidade constante. Este ensaio tem como objetivo indicar o valor da resistência ao cisalhamento de materiais argilosos, sob condições não drenadas. 

É executado em geral no interior de furos de sondagens ou perfurações. 

Método utilizado na Suécia desde 1919, o ensaio Vane Test tem sido amplamente aplicado para a obtenção da resistência não drenada Su, de solos moles/médios. 

É utilizada, sobretudo, em projetos de aterros sobre solos moles. 

Traz como vantagens: 

O principal objetivo  é a determinação, em campo, da resistência ao cisalhamento não drenada.

O aparelho é constituído de um torquímetro acoplado a um conjunto de hastes cilíndricas rígidas e tem na outra extremidade uma palheta formada por duas lâminas retangulares, delgadas, dispostas perpendicularmente entre si.

Palheta utilizada no ensaio Vane

Se não for possível cravar o conjunto palheta-hastes no solo, devido à existência de uma camada superficial resistente, realiza-se um pré-furo e utiliza-se um tubo de revestimento.

 Essa inserção do tubo provocará o amolgamento do solo e,  por isso o ensaio deverá ser executado a uma profundidade mínima de 5 vezes o diâmetro do tubo, abaixo da sua ponta.


Exemplo de resultado característico do ensaio da palheta. 

Resultado característico do ensaio da palheta.


exemplo de ensaio em que não houve ruptura do solo, o que impossibilita definir a resistência ao cisalhamento nesse ponto.


Os parâmetros geotécnicos que podem ser determinados em um ensaio da palheta são resistência ao cisalhamento não drenada, a sensibilidade, que é a relação entre a resistência não drenada e a resistência não drenada amolgada, e a razão de sobre adensamento ou OCR.


Norma Brasileira (NBR 10905/1989)

PALHETA ELÉTRICO