Mini-curso (3h): Ronaldo da Silva Ferreira, Eng.Civil Ph.D. UFSC - Departamento de Engenharia Civil...
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Mini-curso (3h):
Ronaldo da Silva Ferreira, Eng.Civil Ph.D. UFSC - Departamento de Engenharia Civil
<http://geotecnia.ufsc.br>
<[email protected]> Fone: (48) 331-7706
ATUALIZAÇÃO EM GEOTECNIADE FUNDAÇÕES DE ESTRUTURAS
Transparência 01
Organização de realização ACE-SC<[email protected]> (48) 248-3553
Apoio e patrocínio CREA-SC<[email protected]> (48) 3027-2006
Março - 2005
Preliminares - Definição de FUNDAÇÃO 1.1 Ano 2004 - Dois eventos importantes
ISC’2 SEFE V / BIC 2004
1.2 Amplitude “Engenharia de Fundações” 1.3 Projeto de fundações de estruturas 1.4 Programa de qualidade (Produto)
SUMÁRIOTransparência 02
BLOCO 1Apresentação do tema e nivelamento de informações
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes desenvolvimentos
Preliminares - Abrangência do evento 2.1 Breve histórico 2.2 Investigação de campo 2.3 Mecânica dos solos 2.4 Elementos estruturais de fundação 2.5 Verificação de desempenho e qualidade 2.6 Metodologia de projeto 2.7 Questões nacionais para debate (Brasil)
Preliminares - Abrangência do evento 3.1 Breve histórico 3.2 Investigação de campo e de laboratório 3.3 Mecânica dos solos e das rochas 3.4 Questões internacionais para debate
(Mundo)
SUMÁRIO (Cont.)
Transparência 03
BLOCO 3ISC’2 - Recentes desenvolvimentos
Preliminares - Definição de FUNDAÇÃO
BLOCO 1Apresentação do tema e nivelamento de informações
Transparência 04
“FUNDAÇÃO de uma estrutura é a parte da obra civil na qual as cargas da super-estrutura são transferidas para o substrato de suporte - solo ou rocha, através do elemento estrutural.”
Elemento Geotécnico (Solo / Rocha) Elemento Estrutural (Aço / Concreto etc.)
1.1 Dois eventos importantes
BLOCO 1Apresentação do tema e nivelamento de informações
Transparência 05
ISC’2Geotechnical and Geophysical Site Characterization
<http://www.millpress.nl/shop/index.php?isbn90-5966-009-9>
Setembro 2004 2000 páginas de anais Aproximadamente 300 comunicações Participação de mais de 50 países 25 Comunicações brasileiras
SEFE V / BIC 2004V Seminário de Eng. de Fundações Especiais e GeotecniaSimpósio Brasileiro de Investigação de Campo - 2004
<http://www.acquacon.com.br/eventos/sefev/tema.htm>
Novembro 2004 1100 páginas de anais Aproximadamente 110 comunicações Participação de mais de 20 Estados
1.2 Amplitude “Engenharia de Fundações”
BLOCO 1Apresentação do tema e nivelamento de informações
Transparência 06
GEOTECNIA DE FUNDAÇÕES
Investigação de campo e de laboratório Projeto geotécnico de fundações Ex.:Sondagens SPT, CPT, DMT, PMT, etc.
Capacidade de cargaRecalquesProvas de carga (estáticas,
dinâmicas)Etc.
ESTRUTURA DE FUNDAÇÕES
Projeto estrutural de fundações Ex.:Sapatas
EstacasBlocos de coroamentoColarinhos (pilaretes)TubulõesEtc.
1.3 Projeto de fundações de estruturas
BLOCO 1Apresentação do tema e nivelamento de informações
Transparência 07
Fundações - Serviço geotécnico/estrutural Projeto Execução Controle da execução Avaliação do desempenho
Princípios profissionais da engenharia Segurança Economia (funcionalidade / durabilidade) Preservação ambiental
Princípios de uma fundação Não romper Não recalcar excessivamente Não prejudicar vizinhos
1.3 Projeto de fundações de estruturas (Cont.)
BLOCO 1Apresentação do tema e nivelamento de informações
Transparência 08
Projeto geotécnico de fundações
Dados projeto (levantamento informações)
Capacidade de carga fundações (segurança)
Recalque de fundações (segurança)
Especificações / Recomendações técnicas
Fundações diretasB[m] - menor dimensão estruturalD[m] - profundidade de assentamento
Fundações profundasB[m] - menor dimensão estruturalD[m] - profundidade de assentamenton [ ] - número de elementos estruturais por
pilar
Planta final de fundações
1.4 Programa de qualidade (Produto)
BLOCO 1Apresentação do tema e nivelamento de informações
Transparência 09
Realidade Européia Atual (CEN/ISO) ISO/TC 182/SC 1Geotechnical Investigation and Testing
ISO 14688 - 1 to 3Identification, Description, Classification of soil
ISO 14689 - 1 to 2Identification and Classification of rock CEN/TC 341Geotechnical Investigation and Testing
EN ISSO 22475 - 1 to 3Sampling by Drilling, Excavation Groundwater
EN ISSO 22476 - 1 to 16Field Testing (16 different types)
Site Investigation Steering Group - SISG (1993)(ISC’2 page 826 - Vol. 1)
Manual da ABEF (Especificações Técnicas)<http://www.abef.org.br>
Normas Brasileiras - ABNT<http://www.abnt.org.br>
Preliminares - Abrangência do evento
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 10
Fundações e Geotecnia: Responsabilidades(Jurídico / Gerencial)
Fundações: Projetos e Desempenho(Experiência Brasileira)
Fundações: Execução e Patologia(Experiência Brasileira)
Riscos Geotécnicos: Encostas, Ambiental(Identificação e Prevenção)
Intervenções no Sub-solo Urbano(Piscinões, Metrôs, Obras Subterrâneas)
Impacto Investigações Geotécnicas Campo(BIC 2004 - Projeto de Fundações)
2.1 Breve histórico
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 11
SEFE I (1985)
SEFE II (1991)
SEFE III (1996)
SEFE IV / BIC 2000
SEFE V / BIC 2004
2.2 Investigação de campo
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 12
SPT/SPT-T Standard Penetration Test(Sondagem a Percussão)
CPT /CPTU Cone Penetration Test(Ensaio de Cone)
PMT/SBPT/CPMT Pressuremeter Test(Pressiômetro)
DMT Dilatometer(Dilatômetro de Marchetti)
DPL Dynamic Penetrometer Light(Penetrômetro Portátil)
PSOLOTEST Penetrometer Solotest(Penetrômetro Portátil Estático)
PLT Plate Load Test(Ensaio de Placa)
CH Seismic Cross Hole Test(Ensaio Sísmico entre Furos de Sondagem)
DH Seismic Down Hole Test(Ensaio Sísmico no Furo de Sondagem)
2.2 Investigação de campo (Cont.)
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 13
Medida de torque no SPT (SPT-T) Torque T [Kgf x m] [20 - 80] Nspt [golpes] [0 - 45]
(1) T/N Torque Ratio (TR) - Índice de Torque Varia de furo para furo e entre camadas Uso quantitativo (correlações)
TR=1,2 [Kgf x m / golpe](referência apenas) [0 - 10]
Uso qualitativo (recomendado)Previsão comportamento do solo na fundação
(2) Tmax, Tres. - Dimensionamento de Estacas(baseado na experiência local)
fs [KN/m2] Contribuição por atrito lateral qp [KN/m2] Contribuição da ponta
2.2 Investigação de campo (Cont.)
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 14
Medida da Eficiência do Golpe no SPT
Energia Potencial Nominal 474 J (65 Kgf, 75 cm)
Energia Potencial Teórica(65 Kgf + Peso Hastes, 75 cm + Penetração)
Energia Potencial Medida Instrumentação(Strain Gauges e Acelerômetros)
Eficiência de Referência Mundial [60%]E1 x N1 = E2 x N2
2.3 Mecânica dos solos
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 15
Solos não saturados (Sucção matricial)
Aumenta capacidade de carga da fundação
Inundação (sucção nula)
Medida da sucção (tensiômetros)
Solos colapsíveis
Estrutura colapsívelPorosa (alto índice de vazios)Grau de saturação bem abaixo de 100% Estrutura metaestável (pseudo-estável)
Recalques repentinos sob carga de trabalho(Umidecimento, inundação)
2.4 Elementos estruturais de fundação
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 16
Fundações Diretas Sapatas (concreto armado) Blocos (concreto ciclópico, pedra) Radier
Fundações Profundas Estacas pré-moldadas de concreto Estacas apiloadas Estacas escavadas Estacas torpedo (off shore) Estacas hélice contínua (hélice segmentada) Estacas ômega Estacas mega injetadas Estacas raiz Tubulões Estacas metálicas
Fundações Mistas Sapatas estaqueadas Radier estaqueado
2.5 Verificação: desempenho e qualidade
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 17
Prova de carga vertical estática
Prova de carga horizontal estática
Ensaio de carregamento dinâmico (PDA)
Teste de integridade (PIT)
Medição de recalque (monitoramento)
Prova de carga a tração
2.6 Metodologia de projeto
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 18
Parâmetros do solo para o projeto de fundações
Resistência ( c [KN/m2], Phi [ º ] ) Deformabilidade ( E [MPa] ou G [MPa] ) Compressibilidade (Sigma’p [KN/m2], Cc ) Físico ( gama [KN/m3] )
Cargas na fundação
Compressão (Vertical) Tração (Vertical) Horizontal Momento
Parâmetros de prova de carga no projeto
Grupos de estacas (comprimentos diferentes)
Reforço de fundações
2.7 Questões nacionais para debate (Brasil)
BLOCO 2SEFE V / BIC 2004 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 19
Questão 1Pesquisa tecnológica (parceria público-privada)
Questão 2Soluções práticas desprovidas de confirmação científica.
Questão 3Obras públicas: orçamento, prazos, fiscalização
Questão 4Obras públicas: decisão política sobre a técnica
Preliminares - Abrangência do evento
BLOCO 3ISC’2 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 20
Ensaios de Campo Mecanizados
Ensaios Geofísicos Aplicados à Geotecnia
Novidades em Equipamentos e Tecnologia
Novos Desenvolvimentos na Interpretação
Casos de Obras
Materiais Naturais e Materiais Manuseados
Aplicações em Estruturas Geotécnicas
Ensaios de Campo Combinados
Comparações entre Campo e Laboratório
3.1 Breve histórico
BLOCO 3ISC’2 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 21
ISC’1 (1998)
ISC’2 (2004)
3.2 Investigação de campo e de laboratório
BLOCO 3ISC’2 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 22
Abrangência do termo “Investigação Geotécnica de Campo”
Sondagens geotécnicas (coleta amostra) Ensaios de campo (parâmetros do maciço) Instrumentação campo (medição / registro)
Potencialidades da investigação de campo(Lunne et al, 1997) ISC’2 page 254 - Vol. 1
Confrontação campo x laboratório(complementariedade deve ser o objetivo)
3.3 Mecânica dos solos e das rochas
BLOCO 3ISC’2 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 23
Materiais naturais e manuseados (‘man made’)
X Materias idealizados (areia e argila)
Características materiais naturais, ‘man made’ISC’2 page 51 - Vol. 1
3.4 Questões internacionais para debate(Mundo)
BLOCO 3ISC’2 - Recentes Desenvolvimentos
Transparência 24
Desafio 1O Engenheiro Civil consegue entender os possíveis comportamentos que podem ser esperados do material que está sendo investigado no campo?
Desafio 3O Engenheiro Civil sabe como abordar o desenvolvimento de correlações entre as propriedades desta camada problemática e as medições resultantes da investigação de campo?
Desafio 2O Engenheiro Civil consegue identificar com confiança qual a camada no subsolo que exibirá este possível comportamento (camada problemática)?