---

Controle ln SItu 00 C.UfJULIUU"J'V' .....__ ..._.~_

po), face s mudanas das caractersticas de resistncia do solo provocadas pelos deslocamentos impostos pelas estacas ao mesmo. Os controles tero que ser feitos seguindo-se as recomendaes da norma NBR 6122 (tens 7.4.4 e 7.4.5).

Captulo

"'"

...

6 Dentre as estacas. as cravadas por prensagem (tipo Mega), so as que melhor ---------------'----

permitem controlar a capacidade de carga, durante sua instalao, pois as mes-CONTAOLE "lN SITU" DA CAPACIDADE mas permitem medir, individualmente, as cargas a elas aplicadas. DE CARGA

6.2 - Provas de carga est6ticos 6.1 - Introdu~ao As provas de carga estticas so realizadas aplicando-se cargas fundao (ou

ao prottipo, como acontece nos ensaios de placa para se estimar a presso adConforme se exps no Captulo 4. a capacidade de carga contra a rllptura de missvel de sapatas), concomitantemente com a medida dos recalques corresponuma fundao corresponde ao menor dos dois valores abaixo: dentes. Para a aplicao da carga, utiliza-se um sistema de reao como j se mostrou na Fig. 4.2 do Captulo 4. Esse procedimento de controle da capacidade a) resistncia do elemento estrutural da pea que compe a fundao. de carga ainda a melhor maneira de se comprovar a resistncia limite de uma fundao isolada, principalmente se a mesma for profunda (estaca ou tubulo). b] resistncia do solo adjacente ao elemento estrutural e que lhe d suporte.

" Entretanto. face ao custo e ao tempo necessrios para sua realizao, raramen. " , te permitem abranger um nmero significativo de elementos que possa ser consiDessa forma, o controle da capacidade de carga de uma fundao engloba a derado representativo, estatisticamente, de toda a fundao. Alm disso, se as

anlise da qualidade e integridade dos materiais que comporo seus elementos fundaes forem do tipo moldadas "in loco", essas provas de carga somente poestruturais. verificao das profundidades por estes atingidos, garantia da SUa dero ser realizadas aps a cura do concreto. Esse tempo poder ser reduzidocontinuidade estrutural. bem como aferio da interao destes elementos estruturais com o solo. usando-se aditivos aceleradores de resistncia,

Normalmente, as provas de carga so realizadas individualmente sobre cadaPara se efetuar esse controle, dividem-se as fundaes em dois grandes grupos: elemento isolado da fundao. Porm, o ideal seria testar o grupo de elementos

aquelas que impem deslocamentos da massa de solo durante Sua instalao e aquelas que np impem. que compe cada bloco. Isso, porm, s6 feito em alguns casos especiais.

No primeiro grupo incluem-se. por exemplo, as estacas cravadas por percusso e por prensagem, utilizando peas macias, peas vazadas com a ponta fechada 6.3 - Controle pela "nega" ou mesmo peas vazadas com a ponta aberta, se o solo "embuchar" durante Sua No Caso de estacas cravadas percusso (pr-moldadas, metlicas, tipo Franki

etc.), costuma-se fazer o controle da capacidade de carga, durante a cravao, pela "nega". A nega uma medida tradicional, embora, hoje em dia, outros pro

instalao.

Exemplos de fundaes do segundo grupo so as sapatas, as estacas escavadas cedimentos de controle da capacidade de carga esteiam, tambm, fazendo parte de procedimentos rotineiros de obra. A "nega" corresponde penetrao permanente da estaca, quando sobre a mesma se aplica um golpe do pilo. Emgeral

e os tubules.

Cabe ainda lembrar que para esse controle da capacidade de carga das funda. obtida como um dcimo de penetrao para dez golpes. es profundas constittdas por estacas, a claSSificao tradicional que as agrupa em fusta pr-fabricado e fuste moldado "m loco", no a mais adequada, No caso de estacas tipo Frank, a "nega" obtida ao final da cravao do tubo. pois ao se controlar a capacidade de carga das estacas que provocam desloca Por essa razo, no propriamente um controle da capacidade de carga da estamentos de solo durante sua instalao, sejam elas de fuste pr-fabricado ou mal. ca, visto que a mesma s ficar concluda aps a execuo da base alargada e dado "in loco". h que se controlar, alm da capacidade de carga, tambm a da remoo do tubo, concomitantemente com a concretagem do Iuste. Nesse tipo ocorrncia ou no de levantamento das estacas j instaladas, para no deixar de estaca, tambm se controla a energia empregada na introduo de volumes que os problemas mencionados na Fig. 3.22 do Captulo 3 ocorram. Alm disso, prexados, de concreto seco, durante a confeco de sua base alargada, conforh que controlar, ainda, os fenmenos de relaxao (perda de capacidade de ma prescrio da norma NBR 6122! em seu item 7.4.1.7. carga com o tempo) e de cicatrizao (ganho de capacidade de carga com o tem

109

YuriSticky NoteLivro: Previso e controle das fundaesAutor: U. R. AlonsoEditora: Blucher

Previso e Controle dos f'undo

Prcvrsoo e Controle dos Fundooes

Exemplo 6.1: Calcular a nega para 10 golpes de um pilo com 30kN de peso, caindo de uma al

tura constante de 90cm sobre uma estaca de' concreto armado, vazada, com 42 cm de dimetro externo, 26cm de dimetro interno, 15m de comprimento e carga admissvel de 1000kN.

Soluo:

P = ~ (0,422 - 0,26 2 ) 25 . 15 = 32kN

h = 10 golpes de 90cm = 900mm

Brix: R = 5 x 1 000 = 5 000 kN

30 x 32 x 900 s = = 1.35cm ou 13,5mm/(10 golpes) 5000 x (30 + 32]2

Holandeses: R = 10 x 1 000 = 10000kN

302 X 900 lU uuu x (30 + 32)

6.4 - Controle por instrumento~o A partir de 1983 iniciou-se, nas obras comuns de fundaes, uma nova rotina de controle da carga mobilizada das estacas cravadas, monitorando-se as mesmas. Esse novo controle de campo est calcado na experincia adquirida na cravao de estacas para plataformas martimas (estruturas "off-shore"]. Porm. como a magnitude das cargas utilizadas neste tipo de estacas, seu dimetro e comprimento so significativamente maiores do que os normalmente usados em obras comuns de Iundaes, houve necessidade de adaptar todo o conhecimento at ento existente. isso que Io feito a partir de 1983. A monitorao consiste em acoplar estaca um par de transdutores de deformao especfica e um par de acelermetros, posicionados diametralmente, para compensar eventuais efeitos de flexo devidos ao golpe do pilo sobre a estaca (Fig. 6.1). Esses instrumentos so ligados a um analisador PDA (Pile Driving Analyser) que est acoplado a um gravador de fita magntica e a um osciloscpio. O PDA um circuito eletrnico especial onde um microcomputador processa uma srie de clculos "on line" durante cada golpe do pilo. Os sinais da acelerao e da deformao especfica so processados como dados de entrada Cornecendo, sada, sinais de velocidade (integrao da acelerao medida nos acelermetros) e de Cora (aplicao da lei de Hooke ao sinal de deorrnao especfica, medida nos transdutores). Um sinal tpico mostrado na Fig. 6.2. 110

Controle "ln Situ' do capacidade de cargo

00= 00 ~:: mEHE 00

L--.o-V MICRO-COMPUTADOR OSCILOSCOPIO r

GRAVADOO OE FITA

IEE

J

TRANSDUTOR DE.. / 1/OORMACO . - - / -.---!'~~!-~R~

ESTACA

figura 6.1 - Esquema bsico de instrumentao no campo

MN

1,0

0,5

T ENPO '-

....... I .-- (moI I)

1 nevrc,oo e Controle dos Fundaes 6.5 - Controle pelo repique

O repique representa a parcela elstica do deslocamento mximo de uma seo da estaca. decorrente da aplicao de um golpe do pilo. Este valor pode ser obtido, por exemplo, atravs de registro grfico em folha de papel fixada na seo considerada. movendo-se um lpis, apoiado em rgua fixa, lenta e contnuarnon,te durante o golpe (Fig. 6.6).

O repique devidamente interpretado. permite estimar. no instante da cravao, a carga mobilizada (Aoki 1986). Umestudo Comparativo entre essas cargas mobilizadas e aquelas extrapoladas. at a ruptura, a partir da curva carga-recalque de prova de carga esttica, realizada nas mesmas estacas onde se mediu o repi. que, pode ser obtido em Aoki e Alonso (1989). O repique, mostrado no detalhe A da Fig. 6.8, composto de duas parcelas:

K = C2 + C3 (6.16)

OETALHE "A" ,I I

rII" .~ ~ I I I ,; I I "I I

I I ,r "- VER I D~A" I I r , I CI ' Deforlllll4o .llhca da tClC pento da toco\:-_ J

.-

I

.:., I

I I ~,_.) v

VISTA LATERAL

Figura 6.8 - Registro do repique

A parcela C2 corresponde deformao elstica do fusta da estaca. sujeita ao diagrama de carga axial N, conforme se mostrou na Fig. 4.11 do Captulo 4. Esse 122

I I ~.__ J ( ..-.,'1 ~-) '" VISTA FRONTAL

Controle 'flSltU docopocldodedecorgo

diagrama de carga axial obtido descontando-se da carga P, aplicada ao top da estaca, a carga transferida, por atrito lateral, ao solo. A Fig. 6.9 reproduz esse diagrama. Aplicando-se a lei de Hooke ao mesmo, tem-se:

1 1C2 = A.E jNz dz~ ~ r Ni..l.i (6.17) CARGA

AlClAL DA

~ N, I ~ e-- \

\ Nz ~ ~-\

1"TeVT500 e .... OTm"01~ 005 ~U~S

PROTIlo_ 01 ~.o"o. ..,UIA _~~ ~~

PItAHCHA MOViE:lT ueo 01 AO ,- -------_.

'U'V~L

-, ~/

ISTACA

["'~ figuro 6.10 - Registro do valor de C]

Na realidade, a expresso 6.16 aproximada, visto que os deslocamentos mximos do topo e do p no ocorrem ao mesmo tempo, conforme se mostra, esquematicamente, na Fig, 6.4. Entretanto, essa maneira de se estimar a carga mobilizada das estacas apresenta resultados satisfatrios, do ponto de vista da Engenharia de Fundaes. como comprovam os diversos trabalhos escritos sobre o 'assunto. A explicao do porqu desses resultedos satisfatrios ainda no est totalmente esclarecido para o Autor. que continua estudando o assunto.

Exemplo 6.3

Estimar a carga mobilizada de uma estaca de concreto com seo transversal A = 855cm2 , m6dulo de elasticidade E = 2.500kN/cm 2 , comprimento de 15 metros e repique K = C2 + C3 = 14mm. Admitir que a ponta da estaca esteja em solo que apresenta C3 = 3 mm.

Soluo:

C2 = 14 3 = 11mm "1 i

Usando a expresso 6.17a, tem-se:

1,1 x 855 x 2 500 p = = 2239kN0,7 x 1500

124