Geotecnia de Fundações TC 041

Transcrição

1 Geotecnia de Fundações TC 041 Curso de Engenaria Civil 8º Semestre Vítor Pereira Faro Roberta Bomfim Boszczowski Setembro 2016 Carregamento Lateral em Estacas 1

2 Carregamento Lateral em Estacas Carregamento Lateral em Estacas 2

3 Carregamento Lateral em Estacas Projeto de Estacas Sob Carregamentos Laterais Avaliar: Resistência Última do Solo Carga Última do Elemento Estrutural Deflexão Máxima Verificar condições de Rigidez do Sistema Sistema Rígido Deflexões na estaca não são problema 3

4 Classificação das Estacas Rigidez Estacas Rígidas Estacas Semi Rígidas Estacas Flexíveis Classificação das Estacas Topo Estaca Engastada Estaca Não Engastada 4

5 Método de Broms Capacidade de carga última do sistema solo estaca Coeficientes de minoração e majoração Diferentes formulações para diferentes tipos de solo e estaca Método de Broms Rótulas plásticas Rotação da estaca 5

6 Método de Broms Exemplos Estacas curtas com topo livre em areias Método de Broms Exemplos Estacas longas com topo engastado em argilas 6

7 Método de Brinc Hansen Capacidade de carga última do sistema solo estaca Estacas Curtas/Rígidas F y 0 H u Z r 0 p u Bd z L Z r p u Bd z M 0 M u Z r 0 p u BZd z L Z r p u BZd z Método de Winkler Comportamento Tensão Deflexão F p k. y Unidade( k ) : 3 L Modelos de Reação do solo coeficientes de reação orizontal K 7

8 Método de Winkler Modelos de Reação do solo Diferentes formas de expresser o k m = taxa de crescimento de k k m. z n = taxa de crescimento de k, incluindo a dimensão transversal k n. Onde : n z B m. B Método de Winkler Coeficientes de Reação Horizontal K (Terzagi 1955) Argilas Pré Adensadas (K constante com prof.) Válido para tensões até metade da tensão de ruptura do solo 8

9 Método de Winkler Coeficientes de Reação Horizontal K (Terzagi 1955) Areias e Argilas Normalmente Adensadas (K cresce com profundidade) n (F/L 3 ) Areias / ArgilasNA : k. m. z k. n. z B ( m. B). z B Valores em MN/m 3 Método de Winkler Coeficientes de Reação Horizontal K (Terzagi 1955) Argilas NA Longo Prazo: Argilas NA Curto Prazo (CIRIA 1984): Se ouver E para o solo: 9

10 Comportamento Tensão Deflexão Coeficiente de Reação Horizontal Constante com a Profundidade Método de Hetenyi (1956) Coeficiente de Reação Horizontal Variável com a Profundidade Método de Mice (1930) Matlock & Reese (1956) Davisson e Robinson (1965) Método de Duncan, Evans e Ooi (19994) Método de Hetenyi (1956) Coeficiente de Reação Horizontal Constante com a Profundidade Variável Viga elástica, de comprimento semi infinito. L 4 k. B E. I Fórmula p K 4. E. I p Rigidez relativa solo estaca Momento de inércia seção da estaca yo (deslocamento topo estaca) Mmáx (z = 0,7/) 2 2. H. 2. M. yo K K H Mmáx 0,32. 0,7. M 10

11 Método de Mice (1930) Coeficiente de Reação Horizontal Variável com a Profundidade k m. z Viga sobre base elástica ou k n. z B ( n m. B) Método de Mice (1930) Rigidez relativa da estaca ou comprimento característico da estaca (T) Variável Fórmula T 5 E. I p n p yo (deslocamento topo estaca) Mmáx Estaca curta L<1,5.T 3 T H yo 2,40 E I M máx 0, 25HT p Mmáx Estaca longa 1,5.T < L < 4.T M máx 0, 79HT 11

12 Norma Brasileira NBR Para equilibrar a força orizontal que atua sobre uma fundação em sapata ou bloco, pode se contar com o empuxo passivo, desde que se assegure que o solo não vena a ser removido. O valor calculado do empuxo passivo deve ser reduzido por um coeficiente de no mínimo igual a dois. Norma Brasileira NBR Esforços transversais Quando uma estaca ou tubulão ou grupo de estacas está sujeito a esforços orizontais ou momentos, pode ocorrer a plastificaçãodosolooudoelementoestrutural,oquedeve ser considerado no projeto, levando se em consideração as deformações respectivas Efeito de carregamento assimétrico sobre solo mole Estacas ou tubulões (isolados ou em grupo) implantados através de camada de argila mole, submetidos a carregamento de aterro assimétrico, ficam sujeitos a esforços orizontais que devem ser considerados no dimensionamento das fundações. 12

13 Norma Brasileira NBR 6122 E.3.3 Colocação da armadura No caso de estacas submetidas a esforços de tração, orizontais ou momentos, a armadura deve ser colocada no furo antes da concretagem e presa na superfície de acordo com a cota de arrasamento. Efeito Tscebotarioff Esforços que surgem em estacas sujeitas a carregamento assimétrico da superfície do terreno, em decorrência de deslocamentos orizontais do solo 13

14 Efeito Tscebotarioff Tscebotarioff (1973) p K B z P = pressão K = coeficiente de empuxo (depósito não amolgado ~ 0,4) z = acréscimo de tensão vertical B = largura da estaca 14

15 Efeito Tscebotarioff Exemplos: Armazéns ou tanques estaqueados apenas na periferia Muros de arrimo sobre estacas Muros e aterros de encontro de pontes Efeito Tscebotarioff Fatores que influenciam na solicitação lateral de estacas: Intensidade da sobrecarga (altura e peso específico do aterro ou material armazenado) Características da camada compressível Distância das estacas à sobrecarga Rigidez das estacas Geometria do estaqueamento Tempo 15

16 Efeito Tscebotarioff Efeito Tscebotarioff 16

17 Efeito Tscebotarioff Medidas que podem minimizar o fenômeno: remoção de solos moles meloria da argila mole com pré carregamento e/ou aceleração dos recalques execução de laje estaqueada para receber a sobrecarga uso de materiais leves em aterros (redução da sobrecarga) encamisamento com folga nos trecos críticos das fundações dimensionamento das estacas para resistirem à flexão Solo Cimento Jet Grouting 17

18 Solo Cimento Jet Grouting Solo Cimento Deep Mixing 18

19 Solo Cimento Deep Mixing 19