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Métodos Práticos de
previsão da carga
admissível
FUNDAÇÕES
SLIDES 09 / AULA 11
Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourtprof.douglas.pucgo@gmail.com
SLIDES 09 / AULA 11 – Métodos Práticos de previsão da carga admissível
FUNDAÇÕES - Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt
Métodos Práticos
São realizados ensaios tipo prova de carga, em
que a fundação ou semelhantes são submetidos a
carregamentos progressivos até a iminência de
“ruptura”
Os ensaios são executados dentro da própria área
de fundação
Prova de carga sobre placa
Prova de carga estática em estacas
Ensaio de carregamento dinâmico
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Prova de carga sobre placa
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Prova de carga sobre placa
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Prova de carga sobre placa
Método executivo ABNT NBR 6489 (1984)
Instalação e aparelhagem
Cota de aplicação da carga igual a da fundação
A placa deve ser rígida ter A ≥ 0,5 m² (Ø = 80cm)
A placa dever ser apoiada no fundo da cava preservando a condição
natural do solo
Relação largura profundidade do poço idêntica
Transmissão vertical de carga em área aplainada
4 Extensômetros opostos com precisão de 0,01mm
Distância das ancoragens ≥ 1,5 Ø
Evitar trepidações no terreno
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Prova de carga sobre placa
Método executivo ABNT NBR 6489 (1984)
Execução da prova de carga
Prova de carga em estágio de 20% da provável carga admissível do solo
Cada estágio de carga recalques em Δt/t = 1 (1,2,4,8,15 min...)
Cada estágio é terminado após estabilização dos recalques (Δr = 5% do
recalque total no estágio, entre leituras sucessivas)
O Ensaio é levado até 2 σadm provável ou recalque total de 25 mm
Carga máxima caso não haja ruptura, deverá ser mantida por 12 horas
Descarga em estágios sucessivos de 25% da carga total, lendo-se os
recalques finais
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Prova de carga sobre placa
Método executivo ABNT NBR 6489 (1984)
Resultados – curva tensão-recalque
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Prova de carga sobre placa
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Prova de carga sobre placa
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Prova de carga sobre placa
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Prova de carga sobre placa
Tensão admissível do solo
11
5,1
2
max
r
adm
Argilas
máximo recalque no tensão
ruptura na tensão
max
r
2
radm
Areias
final) retilíneo (trecho
ruptura na tensãor
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Prova de carga sobre placa
Previsão de recalques
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P
SPs
B
B
Argilas
30,0
30,0
SP
PSPs
BB
BB
Areias
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Prova de carga estática em estacas
ABNT NBR 6122 (2010)
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Prova de carga estática em estacas
Método executivo ABNT NBR 12131(2006)
Identificação da curva carga-recalque
Avaliação da carga admissível da estaca
Aplicação de cargas conhecidas no topo da estaca
Estágios sucessivos e iguais
Monitoração dos recalques
Atingir a carga de ruptura ou pré-definida e descarregar
Sistemas de reação:
Estacas, tirantes ou cargueiras
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Prova de carga estática em estacas
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Estacas de reação
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Prova de carga estática em estacas
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Tirantes
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Prova de carga estática em estacas
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Cargueiras como sistema de reação
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Prova de carga estática em estacas
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Prova de carga estática em estacas
Prova de carga lenta (CML)
Carga Mantida Lenta
Estágios de carga sucessivos e iguais 20% de Padm
Carga máxima (NBR 6122)
2xPadm (início da obra)
1,6xPadm (verificação de desempenho)
Manutenção da carga do estágio até a estabilização dos
recalques e pelo menos 30 minutos
T = 0, 2, 4, 8, 15, 30 e 60min, 2h, 3h, 4h, etc.
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Prova de carga estática em estacas
Prova de carga lenta (CML)
Critério de estabilização dos recalques
A diferença entre duas leituras consecutivas não deve ser
superior a 5% do recalque do estágio
Última fase de carregamento
Manter a carga por mais 12 horas após estabilização
Descarregamento em 4 estágios
Recalques estabilizados e duração mínima de 15 minutos
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Prova de carga estática em estacas
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Prova de carga estática em estacas
Prova de carga rápida (CMR)
Carga Mantida Rápida
Estágios com duração padronizada sem estabilização dos
recalques
20 estágios com 10% de Padm com duração de 10 minutos
Melhor definição da curva carga-recalque
Descarregamento em 4 estágios
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Prova de carga estática em estacas
Prova de carga rápida
(CMR)
Não estabilização dos
recalques acarreta menores
recalques
A capacidade de carga no
CMR é cerca de 10% maior
que no CML
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Prova de carga estática em estacas
Ensaio Misto
Primeira metade com carregamentos lentos
5 estágios com incrementos de 20% de Padm
Segunda metade
10 estágios com incrementos de 10% de Padm
Vantagens
Recalque estabilizado para Padm
Estágio rápido na fase que seria mais demorada
Alonso (1997) propõe a primeira parte para até 1,2xPadm
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Prova de carga estática em estacas
Ensaio Misto
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Modos de “Ruptura” Geotécnica
“Nos modos de ruptura geotécnica em provas de carga, a
palavra ruptura tem um significado semântico especial, sem
qualquer relação com destruição, quebra, ruína ou inutilização.
Reensaios na mesma estaca comprovam que a capacidade
de carga é no mínimo igual ao valor anterior, podendo até
aumentar, mesmo que antes tenha havido ruptura ou sido
atingido um recalque elevado. Assim, a ocorrência de ruptura
geotécnica na prova de carga não condena uma estaca e, por
isso, a prova de carga pode ser conduzida sobre estacas da
obra, além da opção de ensaios em estacas adicionais à parte
do estaqueamento” (Cintra et al, 2013).
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Modos de Ruptura
Ruptura Nítida
Ocorre a verticalização da curva P x ρ antes do último estágio
Os recalques são incessantes
Atinge-se a resistência máxima do
sistema estaca-solo
O valor de R representa a capacidade
de carga da estaca e não requer inter-
pretação para ser determinado
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Modos de Ruptura
Ruptura Física
Curva do tipo aberta
Os pontos na fase de
carregamento constituem parte
de um gráfico assintótico a
uma reta vertical
A capacidade de carga R é
definida pela assíntota vertical
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Modos de Ruptura
Ruptura Física
Critério de Van der Veen (1953)
α é o coeficiente que define a forma da curva (mm-1)
ρ é o recalque (mm)
α e R são constantes determinadas por tentativas, adotando-se
valores para R e desenhando-se os respectivos gráficos de
–ln (1-P/R) contra ρ
O gráfico que mais se aproximar de uma reta indicará o valor
procurado de R
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eRP 1
RP 1ln
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Modos de Ruptura
Ruptura Física
Critério de Van der
Veen (1953)
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Modos de Ruptura
Curva sem ruptura nítida ou
física
Ruptura convencional
Ponto convencionado que
representa a capacidade de
carga
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Modos de Ruptura
Curva sem ruptura nítida ou
física
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Ensaio de carregamento dinâmico
“Prova de carga dinâmica”
Aplicação de golpe de martelo no topo de estacas com
medição de aceleração e de deformação específica
À medida que a onda viaja pela estaca ela perde intensidade,
pois a energia do golpe é utilizada para mobilizar a resistência
por atrito e na ponta, fazendo a estaca penetrar no solo
Os resultados obtidos são lidos pelo PDA (Pile Driver Analyzer)
A partir da “Teoria da Equação de Onda” pode ser calculada a
resistência geotécnica do sistema de fundação
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Ensaio de carregamento dinâmico
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Ensaio de carregamento dinâmico
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Transdutor de deformação
Acelerômetro
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Ensaio de carregamento dinâmico
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Exemplo de sinal obtido depois
de aplicado um golpe de pilão
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Fórmulas dinâmicas
Fórmula de Brix
P = peso do martelo do bate estacas
Q = peso da estaca quando da retirada
do sinal da nega
h = altura de queda do martelo
s = penetração final para o último golpe
do martelo (nega)
FS = Fator de Segurança
4 ≤ FS ≤ 5
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FS
sQP
hQP
Rd
2
2
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Fórmulas dinâmicas
Fórmula dos Holandeses
P = peso do martelo do bate estacas
Q = peso da estaca quando da retirada
do sinal da nega
h = altura de queda do martelo
s = penetração final para o último golpe
do martelo (nega)
FS = Fator de Segurança
6 ≤ FS ≤ 10
39
FS
sQP
hP
Rd
2