Geotecnia de Fundações TC 041 - dcc.ufpr.br · ... eventuais efeitos de flexão gerados por...

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1 Geotecnia de Fundações TC 041 Setembro 2015 Curso de Engenharia Civil – 8º Semestre Vítor Pereira Faro [email protected] Ensaio de Carregamento Dinâmico
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    GeotecniadeFundaesTC041

    Setembro 2015

    Curso deEngenharia Civil 8Semestre

    [email protected]

    Ensaio de Carregamento Dinmico

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    Ensaio de Carregamento Dinmico A partir de 1983 iniciou-se, nas obras comuns de

    fundaes, uma rotina de controle de carga mobilizada das estacas cravadas, monitorando-se as mesmas com o uso de transdutores de deformao e acelermetros posicionados diametralmente opostos junto a cabea da estaca.

    O uso da instrumentao dupla posicionada diametralmente oposta visa corrigir eventuais efeitos de flexo gerados por golpes excntricos.

    O sinal de deformao e acelerao so registrados em um micro computador para anlise e determinao da capacidade de carga da estaca.

    Instrumentao

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    Instrumentao

    EAFA velocidade da onda que percorre a haste devido a aplicao de um golpe obtida pela integrao do sinal de acelerao

    Sinal Tpico obtido com a instrumentao

    estaca. da material no onda da propagao de e velocidad c

    estaca da seo da rea A estaca da elstidade de mdulo E

    estaca da impedncia

    partcula da e velocidad V

    cEAZ

    VZF

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    Mtodos de Anlise do registro Mtodo CASE

    O mtodo case consiste em uma soluo fechada, baseada em hipteses simplificadoras, tais como: Comportamento plstico ideal do solo; Estaca idealmente elstica e uniforme.

    Mtodo CAPWAP O mtodo CAPWAP (Case Pile Wave Analysis

    Program) um programa que simula numericamente os registros de fora e velocidade e os compara com os registros de campo. Quando tem-se uma boa aproximao dos registros gerados numericamente com os obtidos em campo tem-se determinado pelo programa a capacidade de carga da estaca.

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    Consiste numa soluo matemtica fechada, baseada em hipteses simplificadoras, tais como a homogeneidade e uniformidade da estaca

    Para cada golpe: Carga mobilizada na interface solo-estaca Integridade estrutural Tenses dinmicas mximas compressivas e de

    trao Deslocamento mximo Mxima energia transferida

    MTODO CASE

    Consideraes: Comportamento estaca elstico linear Apenas so transmitidas estaca tenses

    axiais Resistncia do solo, mobilizada

    simultaneamente ao longo da estaca, do tipo rgido plstico

    MTODO CASE

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    Resistncia total (Rt)

    Resistncia dinmica (Rd)

    Resistncia esttica (Rs)

    MTODO CASE

    Rt 12

    (F1 F2 ) EA2c

    (V1 V2)

    Rt Rs Rd

    Rs Rt Jc (2F1 Rt )

    Rd Jc .EAc

    .Vp

    Possibilidades de erro: Capacidade de carga e resistncia de ponta no so

    totalmente mobilizadas (em determinado instante) A energia de impacto no ser suficiente para ativar

    todas as foras resistentes do solo a onda de tenso ser curta relativamente ao

    comprimento da estaca sobre a qual as foras resistente atuam, com isto as foras resistentes no so mantidas no seu valor total durante o tempo considerado

    Valor da capacidade de carga varia com o tempo, por efeito de set-up ou relaxao

    MTODO CASE

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    consiste em um mtodo matemtico que tem como objetivo o processamento (com base na equao da onda) dos registros de fora e velocidade multiplicada pela impedncia, comparando-os com os registros de campo

    Considera o sinal de velocidade de um determinado golpe especfico com base num modelo do solo e da estaca, permitindo calcular a curva de fora em funo do tempo

    O modelo do solo ento iterativamente aprimorado at que se obtenha o melhor ajuste entre as curvas medida e a calculada

    MTODO CAPWAP (Case Pile Wave Analysis)

    Consideraes: Foras de reao do solo consideradas como

    passivas e expressas como funo do movimento da estaca

    Reao do solo representada por componentes elasto-plsticas e visco-lineares

    modelo admitido para o solo possui, para cada ponto, trs incgnitas: resistncia elstica limite deformao elstica mxima (quake) constantes de amortecimento (damping),

    MTODO CAPWAP (Case Pile Wave Analysis)

  • 8

    Vantagens: Boa estimativa da capacidade de carga

    esttica da estaca Mtodo complexo pois permite que se defina

    a distribuio do atrito lateral e resistncia de ponta

    MTODO CAPWAP (Case Pile Wave Analysis)

    Mtodo CAPWAPMedida de

    Fm e a

    CalcularFc = Fc(a,Ri)

    CompararFm/Fc

    CorrigirRi

    Sim

    No

    Sim

    Fm = fora medida

    Fc = fora calculada

    a = acelerao medida

    Ri= resistncia total inicial

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    Mtodo CAPWAP Para cada camada de solo deve-se informa para o

    programa Resistncia ltima (Ru) Damping (Jc) Quake (Q) Alm de informaes das caractersticas da estaca, do

    martelo, capacete, etc. Como reposta temos:

    Capacidade de carga da estaca; Eficincia do golpe; Fora de compresso mxima; Deslocamento mximo (nega); Etc.

    Energia de cravao Deve ser suficiente para mobilizar toda a resistncia

    disponvel no sistema interativo estaca-solo

    Tempo de repouso da estaca aps a cravao

    Fenmenos de relaxao e set-up

    Variao entre os resultados das anlises CAPWAP

    Anlise efectuada sobre um golpe em particular

    FATORES QUE INFLUENCIAM AS ANLISES

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    Segundo a ABNT NBR 13208: os procedimentos do ensaio de carregamento dinmico aplicam-

    se tambm s estacas moldadas in loco, independentemente do seu processo construtivo. Os ensaios apenas podem ser realizados 7 dias apos a concretagem da estaca.

    alm dos sistemas de amortecimento convencionais necessrios, deve-se atender a um dos seguintes procedimentos: execuo de bloco de concreto armado com resistncia superior ao

    concreto aplicado s estacas a ensaiar armadura de fretagem prxima ao topo associada armao principal

    de fuste cintamento perifrico atravs de camisa de ao

    Necessidade em selecionar tipo de sistema de cravao

    APLICAO EM ESTACAS MOLDADAS IN LOCO

    Prova de Carga Dinmica Principais Informaes

    Fora mxima do impacto Energia do golpe Eficincia do sistema de cravao Tenses de cravao Danos estruturais e sua localizao Capacidade de carga -> mtodo CASE e

    CAPWAP

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    Prova de Carga Dinmica Vantagens

    Ensaio rpido e fcil de executar Custo reduzido Pode ser obtido significativo universo

    amostral Utilidade na execuo de problemas

    durante a execuo do estaqueamento til para controle de qualidade

    Prova de Carga Dinmica Desvantagens

    Mtodo indireto Interpretao complexa

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    Link para vdeo Prova de Carga Dinmica

    https://www.youtube.com/watch?v=ojDvp3OPFsg