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ENSAIO BIDIRECIONAL

Engª. Virgínia Lucchesi Maset ZF & Engenheiros Associados


ENSAIO BIDIRECIONAL

NBR 6122:2010


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NBR 6122:2010


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Prova de carga estรกtica


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Prova de carga estática • Sistema de reação: – Cargueiras – Estacas de reação – Tirantes de reação


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Prova de carga estรกtica

Fonte: Acervo ZF.


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Prova de carga estรกtica

Fonte: Acervo ZF.


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Prova de carga estรกtica

Fonte: Acervo ZF.


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Ensaio bidirecional


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Ensaio bidirecional Da Silva, P.E.C.A.F. (1986) Célula expansiva hidrodinâmica – Uma nova maneira de executar provas de carga.


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Ensaio bidirecional Da Silva, P.E.C.A.F. (1986) Célula expansiva hidrodinâmica – Uma nova maneira de executar provas de carga.


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Ensaio bidirecional Da Silva, P.E.C.A.F. (1986) Célula expansiva hidrodinâmica – Uma nova maneira de executar provas de carga.


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Ensaio bidirecional Célula expansiva hidrodinâmica: difundida mundialmente por Osterberg – “O-Cell”.

Fonte: http://www.loadtest.com/services/ocell.htm


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Ensaio bidirecional • Ensaio com célula expansiva hidrodinâmica • Uma ou mais células de carga são posicionadas dentro do fuste da estaca, engastadas à armação, e são concretadas junto com a estaca • Através de sistema de injeção a célula é expandida, fazendo com que o fuste reaja sobre a ponta da estaca – a própria estaca atua como sistema de reação da prova de carga. • O uso de mais de uma célula permite a aplicação de cargas elevadas


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Ensaio bidirecional • Leituras: – Deslocamento do fuste: deflectômetros posicionados no topo da estaca – Deslocamento da ponta: tell-tales posicionados no nível das células


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Ensaio bidirecional

ALponta QP

ALfuste

• Posicionamento da célula:


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Execução do ensaio


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Execução do ensaio 1. Instalação das células de aplicação de carga na armadura; 2. Colocação da armadura na estaca; 3. Realização do ensaio: aplicação de carga em estágios e leitura dos deslocamentos, até atingir-se a carga máxima de ensaio ou ruptura de uma das parcelas da estaca; 4. Preenchimento das células e de eventuais espaços vazios (fissuras) em seu entorno com calda de cimento.

Fonte: Acervo ZF.


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Execução do ensaio 1. Instalação das células de carga na armação; 2. Colocação da armadura na estaca; 3. Realização do ensaio: aplicação de carga em estágios e leitura dos deslocamentos, até atingir-se a carga máxima de ensaio ou ruptura de uma das parcelas da estaca; 4. Preenchimento das células e de eventuais espaços vazios (fissuras) em seu entorno com calda de cimento.

Fonte: Acervo ZF.


ENSAIO BIDIRECIONAL

Execução do ensaio 1. Instalação das células de carga na armação; 2. Colocação da armadura na estaca; 3. Realização do ensaio: aplicação de carga em estágios e leitura dos deslocamentos, até atingir-se a carga máxima de ensaio ou ruptura de uma das parcelas da estaca; 4. Preenchimento das células e de eventuais espaços vazios (fissuras) em seu entorno com calda de cimento.

Fonte: Acervo ZF.


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Execução do ensaio 1. Instalação das células de carga na armação; 2. Colocação da armadura na estaca; 3. Realização do ensaio: aplicação de carga em estágios e leitura dos deslocamentos, até atingir-se a carga máxima de ensaio ou ruptura de uma das parcelas da estaca; 4. Preenchimento das células e de eventuais espaços vazios (fissuras) em seu entorno com calda de cimento.

Fonte: Acervo ZF.


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Execução do ensaio

Fonte: Youtube (Arcos Engenharia de Solos).


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Resultados do ensaio • Curva carga x deslocamento do fuste da estaca • Curva carga x recalque da “ponta” da estaca (abaixo da célula)


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Resultados do ensaio

dF

50 40

Deslocamento (mm)

30 20 10 0 0

500

1000

1500

2000

2500

-10

dP

-20 -30 Carga (kN) Fuste

Ponta


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Resultados do ensaio

dF

60 50

Deslocamento (mm)

40 30 20 10 0 0

200

400

600

800

-10 Carga (kN) Fuste

Ponta

1000

1200

dP


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Resultados do ensaio

dF

2 0 0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Deslocamento (mm)

-2 -4 -6 -8 -10

dP

-12 -14 Carga (kN) Fuste

Ponta


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Interpretação dos resultados • Avaliação do desempenho da estaca em condições reais de carregamento • Interpretação dos ensaios – combinação das duas curvas (fuste e ponta) em uma única curva carga x recalque, representativa de toda a estaca


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Interpretação dos resultados Da Silva, P.E.C.A.F. (1986) Célula expansiva hidrodinâmica – Uma nova maneira de executar provas de carga.


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Interpretação dos resultados Da Silva, P.E.C.A.F. (1986) Célula expansiva hidrodinâmica – Uma nova maneira de executar provas de carga. – Supõe que a estaca é infinitamente rígida


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Interpretação dos resultados Da Silva, P.E.C.A.F. (1986) Célula expansiva hidrodinâmica – Uma nova maneira de executar provas de carga. 20

Deslocamento (mm)

10

1000

0 0

500

2480

1000

1500

-10 -20 -30 -40 Carga (kN) Fuste

Ponta

2000

2500

(P0, y0) = (3480,6)

3000


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Interpretação dos resultados Alonso, U. R.; Da Silva, P.E.C.A.F. (2000) Curva de “recalque equivalente” do topo de uma estaca hélice contínua ensaiada com célula expansiva hidrodinâmica (EXPANCELL). – Consideração do encurtamento elástico do fuste – Recomenda a utilização de um tell-tale no topo da célula


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Interpretação dos resultados Alonso, U. R.; Da Silva, P.E.C.A.F. (2000) Curva de “recalque equivalente” do topo de uma estaca hélice contínua ensaiada com célula expansiva hidrodinâmica (EXPANCELL).


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test.


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test. – Método para considerar a compressibilidade das estacas, inspirado no trabalho de Alonso e da Silva (2000)


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test.

E: módulo de elasticidade do concreto [kN/mm²]; S: área da seção da estaca [mm²]; h: comprimento da estaca acima da célula (fuste)  [mm].

Alr: atrito lateral máximo (ruptura) mobilizado pelo  solo [kN]; Kr: rigidez do fuste da estaca [kN/mm]; y1: deslocamento necessário para mobilizar o  atrito lateral máximo da camada de solo [mm].

k ≤ 2: estaca rígida; 2 < k < 8: estaca intermediária; k ≥ 8: estaca compressível.


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test.


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test.  

 


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test. – Para um mesmo valor de Atrito lateral total, o encurtamento elástico do fuste num Ensaio Bidirecional é menor do que o correspondente valor numa prova de carga estática convencional – Usando a constante c de Leonards e Lovell, e sua correlata c’ = 1 – c, podese determinar, com boa precisão, a curva carga-recalque equivalente do ensaio convencional – Os valores de c e c’ podem ser estimados por métodos de cálculo de capacidade de carga


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test.

Da Silva (1986)


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test.


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Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test. – Necessidade de extrapolação de uma das curvas – No exemplo apresentado, a carga de ruptura da estaca é subestimada


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais.


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. – Encurtamento elástico de uma peça estrutural não confinada:

P: carga aplicada [kN]; h: comprimento da peça [mm]; E: módulo de elasticidade do concreto [kN/mm²]; S: área da seção transversal [mm²].


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. – Encurtamento elástico de uma estaca confinada em solo é menor do que o teórico – No teste bidirecional, o encurtamento elástico é menor do que seria no teste convencional (resistência do solo cresce com a profundidade) – Assim, para um certo deslocamento, somam-se as cargas da ponta e do fuste. Na construção da curva carga-recalque, soma-se ao valor do deslocamento o encurtamento elástico do fuste, calculado pela Lei de Hooke.


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

Barueri

Barueri

PCE-01

P27 B

Estacão

100

Comprimento [m] Fuste

Ponta

19,50

4,43


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Brooklin

São Paulo

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

P6+PR11

Hélice contínua

PCE-02

P50 B

Hélice contínua

Comprimento [m] Fuste

Ponta

90

12,00

6,00

60

10,00

4,00


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Brooklin

São Paulo

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

P6+PR11

Hélice contínua

PCE-02

P50 B

Hélice contínua

Comprimento [m] Fuste

Ponta

90

12,00

6,00

60

10,00

4,00


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Vila Andrade I

São Paulo

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

P142 A

Hélice contínua

PCE-02

P206 B

Hélice contínua

Comprimento [m] Fuste

Ponta

60

10,00

4,00

80

12,00

4,00


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Vila Andrade I

São Paulo

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

P142 A

Hélice contínua

PCE-02

P206 B

Hélice contínua

Comprimento [m] Fuste

Ponta

60

10,00

4,00

80

12,00

4,00


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Vila Andrade II

São Paulo

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

P242

Hélice contínua

PCE-02

P142

Hélice contínua

Comprimento [m] Fuste

Ponta

80

9,00

4,00

80

8,80

5,20


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Vila Andrade II

São Paulo

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

P242

Hélice contínua

PCE-02

P142

Hélice contínua

Comprimento [m] Fuste

Ponta

80

9,00

4,00

80

8,80

5,20


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Consolação

São Paulo

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

PC10

Estacão

PCE-02

PC2

Estacão

Comprimento [m] Fuste

Ponta

80

25,00

13,00

80

35,00

15,00


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Batel

Curitiba

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

P25 A

Estacão

PCE-02

Teste

Estacão

Comprimento [m] Fuste

Ponta

90

20,20

4,00

100

21,00

3,00


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Interpretação dos resultados Falconi, F.F.; Maset, V.L. (2016) Análise prática de resultados de ensaios bidirecionais. Obra

Local

Batel

Curitiba

Ensaio

Estaca

Tipo de estaca

Diâmetro [cm]

PCE-01

P25 A

Estacão

PCE-02

Teste

Estacão

Comprimento [m] Fuste

Ponta

90

20,20

4,00

100

21,00

3,00


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Interpretação dos resultados • Deslocamentos do fuste e da ponta apresentam ordens de grandeza bastante diferentes • Medição direta do encurtamento elástico do fuste (tell-tales no topo da célula)


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NBR 6122:2010


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Bibliografia • • • •

• •

Associação Brasileira de Normas Técnicas (2006). NBR 12131: Prova de carga estática – Método de ensaio. Associação Brasileira de Normas Técnicas (2010). NBR 6122: Projeto e execução de fundações. Da Silva, P.E.C.A.F. (1986) Célula expansiva hidrodinâmica – Uma nova maneira de executar provas de carga. VIII COBRAMSEF, pg. 223-241. Alonso, U.R.; da Silva, P.E.C.A.F. (2000) Curva de “recalque equivalente” do topo de uma estaca hélice contínua ensaiada com célula expansiva hidrodinâmica (EXPANCELL). IV SEFE, Vol. 1, p. 416-425. Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test. Soils and Rocks, São Paulo, Vol. 38, n. 3, pg. 249-262. http://arcos.eng.br

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Aula engª Virgínia Lucchesi Maset FESP - Faculdade de Engenharia São Paulo

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