AULA 12 - Prova de Carga em Estaca

Prévia do material em texto

AULA 12: PROVA DE CARGA EM ESTACA
O ensaio é baseado na NBR 16903/2020: Solo - Prova de carga estática em fundação profunda, principal norma para determinação de parâmetros de ensaio.
12.1 Execução
Normalmente é realizada após a conclusão de todo o estaqueamento, como instrumento de comprovação. Às vezes, porém, é realizado durante ou até antes da execução do estaqueamento. 
O sistema de reação pode ser obtido através de cargueira, tirantes ou estacas de reação.
Figura 51: Esquema de prova de carga em estaca.
Fonte: Rodrigues, 2012.
Para aplicação da carga utiliza-se um macaco hidráulico, o qual pode ser acionado por uma bomba elétrica ou manual. 
A medida da carga pode ser realizada com o auxílio de um manômetro instalado na saída da bomba ou por uma célula de carga. 
As leituras de recalque, em cada estágio, são realizadas empregando-se relógios comparadores, geralmente quatro instalados nos cantos do bloco de coroamento da estaca. A média aritmética representa o recalque da estaca. 
Segundo a Norma, o ensaio deve ser conduzido até a ruptura ou, ao menos, até duas vezes o valor da carga admissível prevista. 
O ensaio pode ser realizado com carregamento lento ou rápido.
Carregamento Lento 
O carregamento é feito em estágios de carga com incrementos de no máximo 20% da carga admissível prevista (no mínimo 10 estágios se não houver ruptura). 
As leituras de recalque em cada estágio devem ser realizadas após a aplicação da carga nos tempos 0, 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 90, 120min ou mais, até se atingir a estabilização (RODRIGUES, 2012). 
Em cada estágio, a carga deve ser mantida por no mínimo 30 min. 
A estabilização dos recalques é admitida quando a diferença entre as leituras realizadas nos tempos dobrados, t e t/2, corresponder a, no máximo, 5% do deslocamento total do estágio. 
O descarregamento deve ser feito em, no mínimo, 4 estágios. Cada estágio deve ser mantido até a estabilização dos deslocamentos, seguindo o mesmo critério para a fase de carregamento. 
Carregamento Rápido 
O carregamento é realizado em estágios de carga com incrementos de no máximo 10% da carga admissível prevista (no mínimo 20 estágios se não houver ruptura). 
Em cada estágio, a carga deve ser mantida por 5 min, independente da estabilização dos recalques. Os recalques devem ser lidos no início e no final de cada estágio (RODRIGUES, 2012). 
O descarregamento deve ser feito em, no mínimo, 4 estágios. Cada estágio deve ser mantido também por 5 min. 
12.2 Interpretação dos Resultados
NBR 6122: a capacidade de carga (R) deve ser considerada definida na prova de carga quando ocorrer ruptura nítida (figura a seguir).
 
Figura 52: Ruptura em prova de carga.
Fonte: Rodrigues, 2012.
Entretanto, na maioria dos casos a prova de carga não caracteriza uma ruptura nítida (figura a seguir). Daí surge um dos problemas mais discutidos da engenharia de fundações: qual a definição de ruptura a ser empregada ou qual critério deve ser utilizado para arbitrar um valor para a capacidade de carga?
 
Figura 53: Ruptura sem nitidez em prova de carga.
Fonte: Rodrigues, 2012.
Para evitar problemas de interpretação visual, a norma recomenda que a curva carga-recalque seja representada numa escala tal que a reta ligando a origem ao ponto da curva correspondente à carga admissível prevista apresente uma inclinação de 15º a 25º com o eixo das cargas (RODRIGUES, 2012).
Figura 54: Ruptura analisada por meio das inclinações em prova de carga.
Fonte: Rodrigues, 2012.
Dentre dezenas de critérios existentes, a seguir serão apresentados os três principais: 
1) Recalque de 10% do diâmetro da estaca (figura seguinte).
Figura 55: Recalque de 10% do diâmetro da estaca.
Fonte: Rodrigues, 2012.
2) Intersecção da curva com a reta de equação (figura seguinte).
Figura 56: Intersecção da curva com a reta de equação.
Fonte: Rodrigues, 2012.
 
3) Critério de Van der Veen (1953).
Figura 57:Critério de Van der Veen.
Fonte: Rodrigues, 2012.
Em que, a é um coeficiente que define a forma da curva. 
A partir dos pontos (P x ρ) obtidos na prova de carga, deve-se encontrar, por tentativas, o valor de R que conduz à melhor regressão linear pelos pontos [ρ x -ln(1-P/R)]. 
A vantagem é que além de definir a ruptura ele permite extrapolar a curva (RODRIGUES, 2012). 
Observação: A partir da carga de ruptura obtida na prova de carga, a NBR 6122 prescreve que para a avaliação da carga admissível deve ser empregado um fator de segurança igual a 2.