7 - FUNDACOES PROFUNDAS - CONTROLE DE QUALIDADE 2015 v5

Prévia do material em texto

09/09/2015 
1 
CONTROLE DE QUALIDADE DE 
FUNDAÇÕES PROFUNDAS: 
ESTACAS E TUBULÕES 
Boas Práticas para a Execução de Fundações 
 Finalidade: 
 
– Análise da qualidade e integridade dos materiais; 
– Verificação das profundidades atingidas; 
– Garantia da continuidade estrutural; 
– assegurar que não irá ocorrer ruptura para uma certa carga 
de trabalho; 
– determinar qual a carga de ruptura, realizando uma 
checagem das estimativas. 
INTRODUÇÃO 
09/09/2015 
2 
FORMAS DE CONTROLE 
• Prova de Carga Estática; 
• Ensaio de carregamento dinâmico; 
• PIT. 
PROVAS DE CARGA 
 É um ensaio que visa determinar, por meios 
diretos, às características de deslocamento e 
resistência do terreno, 
 São realizadas aplicando-se carregamento à 
fundação (ou protótipo, no caso de placas), 
juntamente com a leitura de recalques. 
 
09/09/2015 
3 
PROVAS DE CARGA 
– Verificar o comportamento na carga de trabalho; 
 
– Determinar a Carga de Ruptura 
 
– Checagem das estimativas feitas 
 
– Avaliar a integridade estrutural do elemento de fundação 
 
– Determinação das parcelas de Resistência Lateral e Carga 
de ponta 
• PRINCIPAIS MOTIVOS PARA A REALIZAÇÃO 
 Esse procedimento ainda é a melhor maneira de se 
comprovar a resistência limite de uma fundação 
isolada, principalmente se for profunda, 
 
 Com relação a prova de carga estática, os 
problemas estão relacionados ao custo, tempo 
necessário para sua realização e a dificuldade de 
abrangência de um número representativo para um 
tratamento estatístico. 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
4 
• É obrigatória a execução de provas de carga estática em obras que tiverem 
um número de estacas superior ao valor especificado na coluna (B) da 
Tabela 
PROVA DE CARGA 
• É necessária a execução de prova de carga, qualquer que seja o número de 
estacas da obra, se elas forem empregadas para tensões médias (em 
termos de valores admissíveis) superiores aos indicados na coluna (A) da 
Tabela 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
5 
• Quando o número total de estacas for superior ao valor da coluna (B) da 
Tabela 6, deve ser executado um número de provas de carga igual a no 
mínimo 1% da quantidade total de estacas, arredondando-se sempre para 
mais 
PROVA DE CARGA 
O que é uma prova de carga 
estática? 
 É um ensaio “in situ” que 
consiste em carregar a fundação 
em incrementos progressivos de 
carga aplicada ao topo e medir os 
deslocamentos correspondentes. 
 
 
Carga 
D
es
lo
ca
m
e
n
to
 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
6 
PROVA DE CARGA 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
7 
Prova de Carga - Compressão 
PROVA DE CARGA 
Relógio 
comparador
Célula de 
carga
Macaco
hidráulico
Indicador de
deformação
Viga de 
referência
Tirantes - Compressão 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
8 
Viga de Reação
Estaca
Bloco
Macaco
Hidráulico
Fogueira
Viga de referência
Caixa de Reação
Areia
Chapas de Aço
Etc.
ou de Perfis
Estrado de madeira
Cargueira - Compressão 
PROVA DE CARGA 
PROVAS COM CARGUEIRAS: 
OBRA FARAÔNICA 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
9 
 
 
Provas com 
Cargueira 
Estável ? 
PROVA DE CARGA 
Viga de ApoioMacaco
Barra Tracionada
Fogueira
Estaca 
de Apoio
Viga de 
Referência
Extensômetro
Estacas
Reação em
Fogueira
Reação em
Cargueira - Tração Tirantes - Tração 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
10 
Tirantes - Tração 
PROVA DE CARGA 
Tirantes - Tração 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
11 
Prova de Carga Horizontal 
PROVA DE CARGA 
Esquema PC horizontal 
PROVA DE CARGA HORIZONTAL 
09/09/2015 
12 
PROVA DE CARGA HORIZONTAL 
PROVA DE CARGA HORIZONTAL 
09/09/2015 
13 
PROVAS DE CARGA À TRAÇÃO 
NORMA PROVA DE CARGA 
 
- NBR 12131/2006 (ESTACA E TUBULÃO) 
- PROCEDIMENTOS (5) 
 
 
 
É importante considerar as pequenas deformações decorrentes de 
agentes externos em uma prova de carga, principalmente o referencial 
das medidas de recalque, pois estes podem resultar em variações na 
interpretação dos resultados e na duração de um ensaio (YASSUDA, 
1985). 
PROVA DE CARGA 
09/09/2015 
14 
60
50
40
30
20
10
0
0 50 100 150 200 250 300
D
ES
LO
CA
M
EN
TO
 (m
m
)
CARGA (kN)
Curva Carga x Deslocamento 
Verificação da 
Integridade de uma Estaca 
09/09/2015 
15 
INTEGRIDADE DAS ESTACAS 
INTEGRIDADE DAS ESTACAS 
09/09/2015 
16 
INTEGRIDADE DAS ESTACAS 
INTEGRIDADE DAS ESTACAS 
09/09/2015 
17 
INTEGRIDADE DAS ESTACAS 
INTEGRIDADE DAS ESTACAS 
09/09/2015 
18 
INTEGRIDADE DAS ESTACAS 
INTEGRIDADE DAS ESTACAS 
09/09/2015 
19 
Ensaio de Integridade PIT 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Verificação da Integridade de Fundações Profundas 
 
• Não é uma tarefa fácil → acesso apenas a porções 
limitadas dos elementos 
 
• Avaliação do estado físico de estacas ou tubulões 
constitui-se em um desafio: 
 
– geometria (área transversal e comprimento) 
– uniformidade e continuidade 
 
VERIFICAÇÃO DA INTEGRIDADE 
09/09/2015 
20 
• Concretagem de pilares, lajes e vigas: fôrmas bem delimitadas 
e livres da interferência de água 
 
• Estacas moldadas in loco e tubulões: o terreno interfere no 
contorno dos elementos 
 
• Dificuldades no lançamento e adensamento do concreto 
 
FUNDAÇÕES MOLDADAS IN LOCO 
Dificuldades Construtivas 
• SOLO (conjunto de partículas) + ÁGUA SUBTERRÂNEA podem 
levar a: 
• Contaminação do concreto 
• Reduções de seção 
• Interrupção do fuste 
FUNDAÇÕES MOLDADAS IN LOCO 
Dificuldades Construtivas 
09/09/2015 
21 
• A cravação gera esforços que podem exceder largamente as 
tensões de trabalho 
• Tensões de compressão ou tração não previstas podem 
“quebrar 
ESTACAS PRÉ-FABRICADAS 
Dificuldades Construtivas 
• Arrasamento das estacas 
 
• Tráfego de veículos pesados no canteiro de obras 
 
• Movimentações do terreno devido a escavações ou 
instabilidade de taludes 
PROBLEMAS APÓS A EXECUÇÃO 
09/09/2015 
22 
• Aperfeiçoamento dos métodos de execução de 
fundações e controle durante a instalação 
 
• Desenvolvimento de técnicas para a verificação da 
qualidade após a implantação dos elementos 
EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA 
• Escavações 
• Sondagens rotativas 
• Registros de cravação 
• Provas de carga estáticas 
• Provas de carga dinâmicas 
• Tendência internacional: métodos indiretos, 
baseados na emissão/recepção de ondas acústicas: 
• Cross Hole Sonic Logging -CSL 
• Pile Integrity Test -PIT 
MÉTODOS . DE 
AVALIAÇÃO DA INTEGRIDADE 
09/09/2015 
23 
PIT - Ensaio de Integridade de Estacas 
PIT - Ensaio de Integridade de Estacas 
• O ensaio PIT tem como objetivo verificar a integridade física e 
detectar possíveis anomalias nas estacas 
 
• O ensaio PIT é altamente recomendado em estacas moldadas 
in-loco de todos os tipos e diâmetros, e também pode ser 
aplicado com bastante eficiência em estacas pré-moldadas de 
concreto 
 
• Um acelerômetro (posicionado no topo ou na face da estaca) 
registra o impacto de um pequeno martelo de mão, assim 
como as reflexões resultantes tanto de variações de seção 
transversal ao longo do fuste (reflexões inesperadas) quanto 
da ponta da estaca 
09/09/2015 
24 
PIT - Ensaio de Integridade de Estacas 
• As estacas, que deverão estar adequadamente preparadas 
para garantir uma boa aquisição dos sinais de PIT 
 
• Posteriormente são aplicados diversos golpes consecutivos 
com um martelo adaptado paraobtenção dos sinais de PIT, 
que são enviados diretamente para um computador portátil e 
analisados ainda em campo 
 
• O ensaio PIT é rápido e não interfere no andamento da obra. É 
possível testar uma grande quantidade de estacas em um 
único dia, desde que as condições de preparo e acesso às 
estacas sejam satisfatórias 
PIT - Ensaio de Integridade de Estacas 
• O teste com o PIT não exige planejamento antecipado ou 
tubos de acesso 
 
• É executado de maneira simples e rápida, tornando possível a 
avaliação da integridade de todas as estacas de uma obra 
 
• Trata-se de ensaio não destrutivo com o principal objetivo de 
detectar e localizar falhas na concretagem ou estreitamentos 
em estacas de concreto 
 
• Outra possível aplicação do ensaio é a determinação do 
comprimento de estacas já existentes e sem registro de 
execução 
09/09/2015 
25 
PIT - Ensaio de Integridade de Estacas 
 • Se um defeito existe, a sua extensão pode ser avaliada através 
da magnitude da reflexão inesperada, e a sua posição através 
do tempo decorrido até a reflexão 
• O sinal do acelerômetro pode ser avaliado em campo ou 
transferido para um computador para análises 
• O PIT é leve, requer apenas um operador 
• fácil de usar e sua bateria interna recarregável é suficiente 
para um dia inteiro de operação. 
PIT - Ensaio de Integridade de Estacas 
• É recomendável que o concreto das estacas a ensaiar esteja 
“curado” 
• Inicialmente, deve-se remover todo o concreto de má 
qualidade eventualmente existente, com o máximo cuidado 
09/09/2015 
26 
PIT - Ensaio de Integridade de Estacas 
• Alguns pontos do topo são tratados com uma lixadeira 
elétrica, para se obter superfícies lisas e planas 
 
 
 
 
 
 
 
• Objetivo → permitir a fixação do acelerômetro (usa-se uma 
cera apropriada) e a aplicação dos golpes em regiões lisas e 
limpas 
PIT - Ensaio de Integridade de Estacas 
• Nunca utilizar argamassa para a regularização 
 
• Presença de umidade não inviabiliza a execução do ensaio → 
secar a região em que o acelerômetro será posicionado 
 
• Seleção dos pontos →evitar a periferia da estaca ou 
interferências com a armadura 
 
• Estacas de grandes dimensões, ensaiar todos os quadrantes 
do elemento 
09/09/2015 
27 
Desbaste do concreto de estaca escavada de grande diâmetro 
(Estacão) 
PIT 
Ensaio PIT em Estacão 
PIT 
09/09/2015 
28 
Estaca Hélice Contínua com a seção de ensaio desbastada, 
limpa, ortogonal ao eixo da estaca 
PIT 
Anomalias detectáveis pelo PIT. 
PIT 
09/09/2015 
29 
• O topo das estacas deverá estar na cota de arrasamento, 
 
• No arrasamento não deve ser utilizado martelete pesado 
pois os mesmos provocam fissuras no concreto da estaca a 
ser ensaiada, 
 
• O concreto deve se apresentar são e ter alcançado a sua 
resistência nominal, 
 
• A seção de ensaio deve ser preparada por meio de desbaste 
do concreto . 
PIT 
• Recomenda-se a utilização de um disco de desbaste de 
concreto do tipo Norton BDA 65, ou rebolo de desbaste de 
granito da Kronos, ou algo similar, 
 
 
• Caso a superfície de ensaio se apresente úmida no momento 
do ensaio pode-se utilizar um maçarico lança chamas (glp) 
para promover a secagem da área. 
PIT 
09/09/2015 
30 
09/09/2015 
31 
LIMITAÇÕES DO PIT 
• Energia do golpe se dissipa (atrito lateral), podendo limitar o 
comprimento investigado 
• Arrasamento inadequado produz anomalias nos sinais 
• Presença de emendas gera interferências, podendo impedir a 
avaliação de todos os segmentos 
• Variações bruscas de impedância dificultam a análise → 
exemplo típico: estacas raiz 
• Aplicação limitada em estacas metálicas 
• O PIT pode não detectar: 
– danos de pequena extensão em relação ao comprimento do pulso 
– variações graduais de impedância 
– danos próximos à ponta da estaca 
 
LIMITAÇÕES DO PIT 
• O ensaio identifica variações de impedância(não é possível 
dissociar seção transversal de módulo) 
• Apesar de sua simplicidade operacional, a interpretação dos 
sinais pode se tornar bastante complexa 
• Variações de atrito lateral produzem reflexões → é importante 
comparar a tendência dos sinais com o perfil geotécnico 
• O PIT não permite uma quantificação precisa das variações de 
impedância 
• A análise dos sinais pode indicar “danos” que, na realidade”, 
não comprometem a utilização da estaca → é importante 
considerar o padrão dos sinais da obra e o “histórico” da 
execução 
09/09/2015 
32 
VANTAGENS DO PIT 
• Simplicidade de execução → muitas vezes o PIT é a única 
alternativa prática de verificar a integridade 
• Estando as estacas preparadas, pode-se ensaiar mais de 50 
elementos em um dia → custo reduzido 
• Qualquer estaca pode ser selecionada para ensaio 
• Ensaio não-destrutivo → a totalidade de um estaqueamento 
pode ser avaliada 
• A execução do PIT interfere pouco com os demais serviços do 
canteiro de obras 
• Facilidade de operação em condições desfavoráveis 
• Aplicações especiais: pesquisa do comprimento de fundações 
antigas ou confirmação de comprimentos 
CONCLUSÃO DO PIT 
• A verificação da integridade de uma fundação profunda não 
é uma tarefa simples 
 
• Muitas vezes o PIT se constitui na única maneira prática de 
se avaliar o estado físico de um estaqueamento 
 
• O entendimento das vantagens e limitações da ferramenta é 
fundamental para que seu potencial seja devidamente 
explorado 
 
09/09/2015 
33 
CONCLUSÃO DO PIT 
• Na realidade, o processo de qualidade das fundações 
é bastante amplo: 
• Investigações e projeto 
– Controle de materiais 
– Controle dos processos executivos 
– Controle do elemento acabado: 
• Escavação 
• Ensaio de Integridade 
• Prova de Carga Estática e Dinâmica 
• Avaliação final de desempenho: 
– Monitoramento de Deslocamentos