ENSAIO BIDIRECIONAL
Engª. Virgínia Lucchesi Maset ZF & Engenheiros Associados
ENSAIO BIDIRECIONAL
NBR 6122:2010
ENSAIO BIDIRECIONAL
NBR 6122:2010
ENSAIO BIDIRECIONAL
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.
ENSAIO BIDIRECIONAL
Ensaio bidirecional
ENSAIO BIDIRECIONAL
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.
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.
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
ENSAIO BIDIRECIONAL
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
ENSAIO BIDIRECIONAL
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.
ENSAIO BIDIRECIONAL
Interpretação dos resultados Massad, F. (2015) On the interpretation of the Bidirectional Static Load Test.
ENSAIO BIDIRECIONAL
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
ENSAIO BIDIRECIONAL
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
ENSAIO BIDIRECIONAL
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
ENSAIO BIDIRECIONAL
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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NBR 6122:2010
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NBR 6122:2010
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www.zfsolos.com.br
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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