Mini-curso (3h): Ronaldo da Silva Ferreira, Eng.Civil Ph.D. UFSC - Departamento de Engenharia Civil...

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


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


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”


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


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.)


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)


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


Transparência 11

SEFE I (1985)

SEFE II (1991)

SEFE III (1996)

SEFE IV / BIC 2000

SEFE V / BIC 2004

2.2 Investigação de campo


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.)


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.)


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


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


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


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


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)


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


Transparência 21

ISC’1 (1998)

ISC’2 (2004)

3.2 Investigação de campo e de laboratório


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


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)


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)?

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