10-Cravação de Estacas em Solo Mole Setup Relaxação - CTF 2016

8/18/2019 10-Cravação de Estacas em Solo Mole Setup Relaxação - CTF 2016

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Cravação de Estacas em Solo Mole

Set-upRelaxação

Bernadete Ragoni DanzigerUniversidade do Estado do Rio de Janeiro


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Cravação de estaca em maciço de solo argiloso

Antes da cravação:σ, u, σ’ = (σ – u) tan

Logo após cravação: u

σ, u + u , σ’ = (σ – u - u) tan

Muito tempo após a cravação:σ, u, σ’ = (σ – u) tan

Set up: aumento da capacidade de carga com t

Vesic, 1977


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Cravação, u e amolgamento

Argila pouco sensívelGanho de resistência

Argila muito sensívelPerda de resistência

A antes da cravação

A antes da cravaçãoC logo após a cravaçãoE muito tempo após

Recuperação tixotrópica é a recuperação parcial da estrutura do solo.


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Como, em geral, as estacas atravessam a camada de argila de baixa consistência e sãoassentes em solo resistente, a parcela de atrito lateral é a mais sujeita ao aumento daresistência após a cravação.

Por este motivo, o set-up é predominantemente associado com o aumento da resistência

por atrito.

Set-up relacionado ao atrito lateral

Taylor (1948) destaca diferentes curvas deresistências

I - Inicial, Res BCII - Logo após a cravação (A para O, de O para F)Res = OE

III - Algum tempo após a cravação (1 dia)

IV - Algumas semanas após (estacas daquela época)


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Set-up relacionado ao atrito lateralAumento de resistência com tempo

Vesic (1977)

Randolph (2012)

Soderberg (1962)


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O conhecimento da variação da capacidade de carga com otempo é importante para a otimização do custo da obra.

i) Redução da profundidade da estaca, quando de suacravação contínua.

ii) Escolha do tempo adequado para o ensaio derecravação para o ensaio dinâmico ou realização da

PCE.iii) Escolha do tempo o carregamento da estaca.

Importância do Set-up


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Influência do tipo de solo

O set-up observado em:

Argilas saturadasAreias siltosas, siltes arenososAreias finas, fofas a médias

Fase 3Esta fase independe da tensão efetiva, mas oset-up continua,

Envelhecimento.

Fase 1

Fase 2

Fase 1 (argilas, estacas comgrande deslocamento).

Em argilas, tixotropia.

Fase 2

Solo experimenta aumento natensão efetiva, consolida e ganharesistência. Quanto < k, > desl, > D, > duração fase 2.

Fase 1 Fase 2 Fase 3

Duração das fases dependedo tipo de solo e de estaca


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Set-up x Relaxação

Para um dado solo e z do fuste, há superposição entre asdiferentes fases.

Aging pode iniciar antes da completa dissipação u.

Em siltes e areias finas as poro pressões geradas pelacravação dissipam rapidamente, sendo a maior parte do set-up associado ao aging.

A relaxação costuma afetar mais a resistência de ponta do

que o atrito lateral. Rochas brandas laminadas podemapresentar relaxação da resistência de ponta


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Medição do Set-up x Relaxação

Recravação sem instrumentação

Redução da nega e aumento do repique Set-up

Aumento da nega e redução do repique Relaxação

Incertezas, mudança desempenho martelo, além da variação daresistência.

Provas de carga múltiplas, em vários intervalos detempo

Demorado

Alto custo


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Medição do Set-up x Relaxação

Ensaios dinâmicos de recravação emdiferentes intervalos de tempo

Custo reduzidoCapaz de verificar set-up e relaxação

Recravações a curto prazo podem estabelecer a tendência de

comportamento

Recravações a longo prazo podem comprovar as estimativasde projeto


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Quantificação dos Efeitos do Tempo,quando testar?

Instrumentação dinâmica de Recravações

Baixo custo

Útil tanto para verificação de set-up como relaxacão

Recravação a curto prazo, indica tendência de set up(relaxação)

Recravação a mais longo prazo, capaz de verificar odesempenho em relação às previsões de projeto

Log tempo

Quando Recravar ?

Tecnicamente

Desejável

EconomicamenteDesejável


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Quantificação dos Efeitos do Tempo,quando testar?

Mín 2 medições são necessárias.

EOD e recravação, com o maior intervalo do EOD.

Face às diversas fases e mecanismos envolvidos

(tixotropia, dissipação de u e envelhecimento) deve seter cuidado com os parâmetros retro-analisados dasmedições visando extrapolação dos valores de set-up.


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Importância das parcelas e resistência

Algumas determinações de set-up associadas apenas aresistência global.Menor significância na avaliação do set-up.

EOD 50100150

Re 100100

200

Fator Set up200/150 = 1,33

EOD 502575

Re 10025

125

Fator Set up125/75 =1,67

No entanto, o set-up foi o mesmo, em ambos os casos = 2.


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Distribuição do atrito lateral eresistência de ponta mobilizada

CAPWAP mais adequado.A determinação da distribuição do atrito e resistência de ponta permitecorrelacionar o set-up ao tipo de solo, tensão efetiva, parâmetros geotécnicos,etc.

Ao avaliar o set-up ao final da cravação EOD e em recravações sucessivas,obtem-se a distribuição do set-up ao longo do fuste, para as diferentes camadasdo solo.

Maior flexibilidade ao desenvolvimento empírico de correlações entre o set-up e otipo de solo.

Prova de carga bidirecional, com ruptura da resistência do fuste pode proverdeterminações da resistência do fuste em vários intervalos após a execução.


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EOD

Recravação após 8 dias

Set-up de 3 na resistência por atrito


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EOD

Recravação após 24horas

Relaxação de 0,5 na resistência de ponta


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Valores diferenciados deSet-up atrito, ponta, total


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Estimativa (Previsão) do Set-up

Q = Q o (1 + A log [ t / to ])

Scov e Denver (1988), o mais conhecido

t0 Log t

Fase 2

t0 na prática, obtidopor determinaçõesmúltiplas em ensaioscom pequenosintervalos

Desenvolvido para Qtotal.


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Estimativa (Previsão) do Set-up

Para uma investigação mais valiosa na avaliação do set-up, a estaca deve ter

uma componente significativa de atrito e dispor da separação das parcelas deatrito e ponta.

Bullock et al. (2005) Set up Atrito Lat. (Resultados ensaios Flórida)

A (fator set-up); Qso e Qs (resist. atrito em t e to); f,fo (rests.atritunit em t e to); t (tempo desde EOD), to, (tempo referência,1dia

ms (tg à reta de Qs x log t).


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Fatores de Set-up (Rausche et al. 1996)

Recomenda-se confirmar com Experiência Local


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Pesquisas Realizadas no Brasil

Alves (2004)

Ensaios estaca modelo instrumentada cravada no depósito argiloso Sarapuí,RJ. ECD aolongo de 15 dias. Final, PCE. D ext 11,4cm, D int 10,1cm, pta fech., l = 6,2 m, 4,5 em solo.

Estaca instrumentada:

A- acelerômetro,B- defôrmetro

Estaca instrumentadae martelo de cravação

Ensaios realizados em6min, 30min, 1h, 2,5h, 6,5h,20,5h, 30h, 2 dias, 6 dias,15 dias.

Em cada t, h= 15, 30, 45cm


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Pesquisas Realizadas no Brasil, Alves (2004)

Resultados

Dissipação de u com log tempo prevista peloMétodo de Randoph e Wroth (1976) análogaao comportamento da curva de aumento daresistência Lateral com o tempo (set-up).Fase 2 preponderante.


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Pesquisas Realizadas no Brasil,

Estaca torpedo prensada Sarapuí, Freitas (2014)


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Estaca torpedo prensada Sarapuí, Freitas (2014)


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Estaca torpedo prensada Sarapuí, Freitas(2014)


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Estaca torpedo prensada Sarapuí, Freitas(2014)


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Obra Fundações Offshore do Porto de Açu

Alguns ResultadosArranjo Geral


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Obra Fundações Offshore do Porto de

AçuTravel Construction Method(Cantitravel)

Martelo Bruce SGH 2015, Hd, W 200 kN, E=300 kNm


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Obra Fundações Offshore do

Porto de AçuAlguns Resultados

Martelo Pileco D46, W=46kN, E 148,6 kNm

PaPlanejamento EPM, atéCapacidade içamentoGuindaste, ~ 40m.

T1 Quando > 40mT2 aço, 16mm, reforço 32

mm, 30cmT3 38m EPM + 20m açoT4 = T2, c arruela,12m

T5 = T3, c arruela,12mT6 aço c arruela, D >


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Dados gerais:

Ponte de acesso: 2,9 km; 26,5m largura

Pier de rebocadores: 168m

Pier de minério: 442m

Quebra Mar em L: 2,4 km

Prof. inicial = 21m; previsão 26m,

permitindo atracação do maior navio do

mundo Chinamax, calado de 23m,

comp. 360m.


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Porto de AçuResultados Vale de Argila


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Decourt e Quaresma Pl = 12770 kNAoki e Velloso Pl = 10450 kN

Set-up, da EOD até última recravação, 5dias = 2,3.

Considerando da EOD até valor final de

Decourt e Quaresma, > 100 dias = 5,3.


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Bernadete Ragoni Danziger

Programa de Pós Graduação emEngenharia Civil, PGECIV

Universidade do Estado do Rio de

Janeiro, UERJ

[email protected]

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