RAYANNE RHAYSE DANTAS CÂMARA ANÁLISE DE RESISTÊNCIA MOBILIZADA ATRAVÉS DE NEGA E REPIQUE ELÁSTICO ESTUDO DE CASO

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL RAYANNE RHAYSE DANTAS CÂMARA ANÁLISE DE RESISTÊNCIA MOBILIZADA ATRAVÉS DE NEGA E REPIQUE ELÁSTICO ESTUDO DE CASO NATAL-RN 17

2 Rayanne Rhayse Dantas Câmara Análise de resistência mobilizada através de nega e repique elástico estudo de caso. Trabalho de Conclusão de Curso na modalidade Artigo Científico, submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como parte dos requisitos necessários para obtenção do Título de Bacharel em Engenharia Civil. Orientador: Prof. Dr. Yuri Daniel Jatobá Costa Natal-RN 17

3 Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN Sistema de Bibliotecas SISBI Catalogação da Publicação na Fonte - Biblioteca Central Zila Mamede Câmara, Rayanne Rhayse Dantas. Análise de resistência mobilizada através de nega e repique elástico estudo de caso / Rayanne Rhayse Dantas Câmara f. : il. Artigo científico (graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil. Natal, RN, 17. Orientador: Prof. Dr.Yuri Daniel Jatobá Costa. 1. Engenharia de fundações TCC.. Nega - TCC. 3. Repique elástico - TCC.. Cravação de estacas - TCC. 5. Estaca metálica - TCC.. Métodos dinâmicos - TCC. I. Costa, Yuri Daniel Jatobá. II. Título. RN/UFRN/BCZM CDU

4 Rayanne Rhayse Dantas Câmara Análise de resistência mobilizada através de nega e repique elástico estudo de caso Trabalho de conclusão de curso na modalidade Artigo Científico, submetido ao Departamento de Engenharia Civil da Universidade Federal do Rio Grande do Norte como parte dos requisitos necessários para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil. Aprovado em 9 de junho de 17: Prof. Dr. Yuri Daniel Jatobá Costa Orientador Profª. Drª. Carina Maia Lins Costa Examinador interno Prof. M.Sc. Lucas da Silva Moraes Examinador externo Natal-RN 17

5 RESUMO Uma estaca é um elemento estrutural que transmite as cargas provenientes da superestrutura ao solo. Para garantir a adequada interação entre a estaca e o solo, deve-se medir e avaliar a capacidade de carga do sistema. Neste trabalho apresenta-se um estudo sobre a fundação de uma obra de um viaduto com estacas metálicas do tipo perfil "H", cravadas por um bateestaca hidráulico. São discutidos os resultados de estimativas da carga admissível do sistema solo-estaca através das fórmulas dinâmicas de Chellis, Hiley, Brix, Holandeses, Benabencq, Eytelwein, Vierendel, Redtenbacher e Smith modificada por Aoki. Para análise dos métodos dinâmicos, utilizaram-se os valores de nega e repique elástico obtidos em campo por do controle de cravação realizado em todas as estacas para a obtenção da resistência mobilizada. Os resultados obtidos com as fórmulas dinâmicas são comparados aos resultados fornecidos pelo método semiempírico de Décourt e Quaresma (197). Realizaram-se três sondagens a percussão com SPT no terreno. Utilizou-se, nesse estudo, a sondagem média para os cálculos com o método semiempírico. Comparando-se os resultados das fórmulas dinâmicas com a estimativa do método semiempírico, verificou-se que a carga média admissível calculada pela fórmula de Hiley apresentou resultados mais próximos da carga admissível estimada pelo método de Decóurt e Quaresma (197). Por outro lado, as fórmulas de Hiley, Chellis, Vierendel, Redtenbacher e Smith modificada por Aoki, apresentaram os valores médios mais homogêneos e os menores coeficientes de variação. Palavras-chave: Nega, repique elástico, controle cravação, estaca metálica, fórmula dinâmica. ABSTRACT A pile is a structural element that transfers the load from the superstructure to the ground. In order to ensure the adequate interaction between the soil and the pile, the system bearing capacity needs to be measured and evaluated. This paper presents a study on the foundation of a road bridge comprising steel H-section piles driven by a hydraulic hammer. Results of the allowable static load found with the formulas of Chellis, Hiley, Brix, the Dutch, Benabencq, Eytelwein, Vierendel, Redtenbacher and Smith modified by Aoki are discussed. Results of final set and elastic rebound collected in the field during the driving of each pile were used in the dynamic formulas to obtain the mobilized resistance. The results from the dynamic formulas are compared to the result obtained with the semi-empirical method put forward by Décourt and Quaresma (197). Three SPT tests were carried out in the region where the piles were driven. The average profile from the three tests was used in the calculations with the semi-empirical method. Among the results of all tested dynamic formulas, the Hiley formula gave the closest allowable load to that of Décourt and Quaresma (197). On the other hand, the formulas of Hiley, Chellis, Vierendel, Redtenbacher and Smith modified by Aoki gave the most homogenous mean allowable loads and the smallest coefficients of variation. Keywords: Set, elastic rebound, driving control, steel H-section pile, dynamic formula.

6 5 1. INTRODUÇÃO Na engenharia de fundações, existe uma preocupação adicional relativa à segurança e à acurácia dos cálculos de dimensionamento, devido às incertezas inerentes aos parâmetros do solo (por ser este um elemento natural). Neste sentido, busca-se avaliar os métodos de estimativa da capacidade de carga comparando-os a ensaios e controles realizados em campo, visto que são os únicos meios que o engenheiro dispõe para avaliar o desempenho da fundação. O monitoramento da cravação de estacas tem sido uma ferramenta importante no controle de fundações por estacas cravadas. Obtendo-se as medidas da nega e do repique elástico, pode-se avaliar a homogeneidade do estaqueamento, bem como prever a resistência mobilizada através das fórmulas dinâmicas de cravação. Por outro lado, a confiabilidade das fórmulas dinâmicas é questionável no meio técnico devido à grande quantidade de incertezas, as quais incluem a validade das teorias empregadas e suas condições de contorno. Neste trabalho, apresenta-se um estudo com o objetivo de avaliar a aplicação de algumas fórmulas dinâmicas para a estimativa da carga mobilizada ao final da cravação, em perfis metálicos do tipo H, por meio de medidas de nega e repique elástico.. REVISÃO DE LITERATURA.1. Método de Décourt e Quaresma (197) para previsão da capacidade de carga Ao aplicar uma carga em uma fundação por estaca, mobilizam-se tensões resistentes devido ao contato estaca-solo. CINTRA e AOKI (1) admitem como capacidade de carga, o valor da força correspondente à máxima resistência que o sistema solo-estaca pode oferecer ou o valor representativo da condição de ruptura do sistema, em termos geotécnicos. A NBR 1 (ABNT, 1) define, no item 3.39, a capacidade de carga de uma fundação como sendo a carga aplicada à fundação que provoca deslocamentos que comprometem sua segurança ou desempenho. Existem diversos métodos de previsão da capacidade de carga, sendo divididos em métodos teóricos e semiempíricos. Na literatura nacional, o leitor pode obter descrições detalhadas sobre os métodos semiempíricos em referências como VELLOSO e LOPES (1), ALONSO (1991) e CINTRA e AOKI (1). É descrito, a seguir, o método de Décourt e Quaresma (197) que foi utilizado neste trabalho. O método de Décourt e Quaresma (197) é bastante utilizado no Brasil para prever a capacidade de carga. Baseia-se em correlações semiempíricas com resultados dos ensaios SPT (sondagem à percussão) ajustados com provas de carga. Estipula-se a resistência última mobilizada (R u ) como a soma de duas parcelas: a resistência lateral (R L ) e a resistência de ponta (R P ). R u = R L + R P (1) Décourt (199) introduz os fatores α e β, respectivamente nas R P e R L dadas pelas equações () e (3). R L = β. U. r L. L () R P = α. r P. A P (3) Onde, α e β = fatores em função do tipo de estaca. U = perímetro da seção transversal da estaca. Autora: Rayanne Rhayse Dantas Câmara, graduanda em Eng. civil, Departamento de Engenharia Civil (UFRN). Orientador: Yuri Daniel Jatobá Costa, Prof. Dr. em Eng. civil, Departamento de Engenharia Civil (UFRN).

7 A P = área da seção transversal da estaca na região da ponta. L = segmento de estaca que está sendo calculado. r L = resistência lateral desenvolvida na camada de espessura L. r P = capacidade de carga de ponta. A Figura 1 mostra um esquema das parcelas resistentes consideradas na obtenção da capacidade carga de uma estaca por Décourt e Quaresma (197). Figura 1: Parcelas de resistência que constituem a capacidade de carga. Fonte: Cintra e Aoki (1). Os valores de r L e r P são obtidos através das seguintes correlações com o índice de resistência à penetração obtido pelo ensaio SPT (N SPT ). r L = 1. (.N L 3 + 1) () r P = C. N P (5) Portanto, substituindo as equações () a (5) na equação (1), a capacidade de carga estática de um sistema isolado de fundação pode ser estimada por: R u = α. C. N P. A P + β. 1. (.N L 3 + 1). U. L () Os valores de N P e N L são, respectivamente, o índice de resistência à penetração (N SPT ) da ponta e o médio ao longo do trecho em consideração; os parâmetros α e β são fatores de minoração da resistência de ponta e lateral, respectivamente; e C é o coeficiente característico do solo, obtido conforme a Tabela 1. Tabela 1: Coeficiente característico do solo (C) Tipo de solo C (kpa) Argila 1 Silte argiloso Silte arenoso 5 Areia Fonte: Décourt e Quaresma (197)

8 7 Em uma abordagem de projeto, a resistência a ser considerada é a carga admissível, que é obtida pela divisão da capacidade de carga pelo fator de segurança global (Fs): P a = R u Fs (7) Não obstante, Décourt e Quaresma (197) indicam fatores de segurança distintos para as parcelas de resistência de ponta e lateral: P a = R p + R L 1,3 ().1.1. Nega, Repique elástico e Fórmulas Dinâmicas A NBR-1 (ABNT, 1) define a nega como a medida de penetração permanente de uma estaca, causada pela aplicação de um golpe de martelo ou pilão, sempre relacionada com a energia de cravação. Dada à sua pequena grandeza, em geral, é medida para uma série de dez golpes. A norma ainda cita o repique elástico como sendo a parcela elástica do deslocamento máximo de uma estaca decorrente da aplicação de um golpe do martelo ou pilão. A obtenção da nega e do repique elástico ocorre de maneira simples através do controle de cravação. Registra-se um gráfico em uma folha de papel presa ao fuste da estaca, na seção considerada, movendo-se o lápis horizontalmente no momento do impacto, com o auxílio de uma régua apoiada no terreno. Após a aplicação de 1 golpes de uma altura préestabelecida, uma segunda linha é marcada. A nega consiste na medida da distância entre as duas linhas marcadas na estaca, dividida pela quantidade de golpes. A NBR 1 (ABNT, 1) descreve que se deve elaborar o diagrama de cravação em 1% das estacas. Segundo CINTRA et al. (13), o critério de parada que atende à nega de cravação geralmente é especificado em projeto de 1 mm/1 golpes a 3 mm/1 golpes. A partir das fórmulas dinâmicas pode-se estimar a carga mobilizada em fundações por estacas sob a ação de carregamento dinâmico. Essas fórmulas surgiram em meados do século XIX, correlacionando-se a energia potencial de queda do martelo com o trabalho realizado na cravação da estaca, por meio do princípio da conservação de energia (teoria do choque Newtoniana). Nas fórmulas estáticas, a carga admissível é obtida dividindo-se a carga última por um fator de segurança, conforme citado no item (.1). Nas fórmulas dinâmicas, a carga admissível é obtida dividindo-se a resistência mobilizada por um fator de correção F que já desconta a parcela de resistência dinâmica. O fator F depende da fórmula utilizada, podendo variar entre a 1 (VELLOSO e LOPES, 1). Neste trabalho, utilizaram-se algumas fórmulas dinâmicas para analisar a resistência mobilizada em cada estaca, calculada a partir dos valores de nega ou repique elástico obtidos no controle de cravação. Pode-se obter descrições detalhadas sobre essas fórmulas em referências como GONÇALVEZ et al. (7). Serão citadas a seguir as fórmulas escolhidas. A fórmula de Chellis relaciona a resistência estática diretamente proporcional ao encurtamento elástico da estaca e é representada pela expressão (9): R u = C A.E L (9) Onde: R u é a carga última mobilizada; L é o comprimento equivalente dado por: L = α.l; α é um fator de redução ( < α < 1); E é o módulo de elasticidade do material da estaca; A é a área da seção transversal da ponta da estaca; C é a parcela do repique elástico do fuste da

9 estaca: C = K C 3 ; K é o repique elástico; e C 3 é o repique elástico do solo abaixo da ponta da estaca. A Tabela apresenta os valores de C 3 para cada tipo de solo: Tabela : Valores de C 3 em função do tipo de solo Tipo de solo C 3 (mm) Areia a,5 Areia siltosa ou silte arenoso,5 a 5, Argila siltosa ou silte argiloso 5, a 7,5 Argila 7,5 a 1, Fonte: Cintra et al. (13) A fórmula de Hiley fundamenta-se na teoria do impacto Newtoniano, considera perdas da energia de cravação sendo representadas por (C 1 + C + C 3 ) e é representada pela expressão (1): R u = e f.p.h. P+n.Q e+,5.(c 1 +C +C 3 ) (P+Q) Onde: R u é a carga última mobilizada; e f é a eficiência do martelo; P é peso do martelo; h é a altura de queda do martelo; n é o coeficiente de restituição; Q é o peso da estaca; e é a nega de cravação; e C 1 é o repique elástico do capacete, que segundo GONÇALVEZ et al. (7) pode ser desprezado (C 1 = ). As fórmulas de Brix, Holandeses, Benabenqc, Eytelwein, Vierendel e Redtenbacher baseiam-se na teoria do choque Newtoniana e consideram a separação imediata entre o martelo e a estaca. Essas fórmulas são representadas pelas seguintes expressões (11) a (1), respectivamente: R u = P.Q.h (P+Q). e (11) (1) R u = P.h (P+Q).e R u =,5.P.h e (1) (13) R u = P.h + P + Q (1) e.(p+q) R u = [ 3.E.A.L. ( e + +.P.h.L e )] (15) 3.(P+Q).E.A R u = [ E.A. ( e + L e.p.h.l )] (1) (P+Q).E.A Onde: L é o comprimento da estaca e Q é o peso da estaca. Os demais parâmetros seguem o que já foi referido anteriormente. O modelo de Smith modificado por Aoki (1997) representa a resistência mobilizada (R u ) através da expressão (17): R u = e f.p.h (17) e+dmx

10 9 Onde: DMX corresponde à soma da nega (e) com o repique elástico (K) e e f é a eficiência do martelo. Para a determinação da carga admissível (P a ) divide-se R u por um fator de correção (F) que varia de acordo com a equação empregada. 3. MATERIAS E MÉTODOS 3.1. Considerações iniciais O caso estudado consiste na construção de um complexo rodoviário localizado no bairro da Redinha em Natal RN, contemplando em seu projeto de fundação nove blocos de coroamento interligados por cintamento, em grupos de quatro ou seis estacas, totalizando unidades. A Figura apresenta a posição dos blocos, das sondagens à percussão (SP-1, SP- e SP-3) e de cada estaca. Figura : Posição das estacas e das sondagens. Sem escala. Cotas em cm. Fonte: Autor, 17. Para cravação das estacas foi utilizado um bate-estacas do tipo hidráulico com um martelo de 9 kn. As estacas são do tipo metálica de perfil H de 1 polegadas, cujas especificações estão apresentadas na Tabela 3. A Figura 3 representa as dimensões do perfil analisado. Figura 3: Representação das dimensões do perfil Fonte: Catálogo de perfis Gerdau

11 PROFUNDIDADE (m) 1 Tabela 3: Especificações do perfil Bitola (mm x kg/m) Massa linear (kg/m) d (mm) b f (mm) t w (mm) t f (mm) h (mm) d (mm) Área (cm²) Módulo de elasticidade (MPa) W 5x73, 73, 53 5, 1, 5 1 9,7. Fonte: Catálogo de perfis - Gerdau 3.. Investigação do subsolo Executaram-se três furos de sondagem à percussão (SPT) para investigação do solo do local. As sondagens apresentaram características semelhantes: camadas iniciais com areia fina pouco a medianamente compacta, seguida de uma camada intermediária com argila mole a medianamente compacta, sobrejacente a camadas com areia fina, medianamente compacta a muito compacta. A Figura apresenta o perfil representativo do subsolo com os valores de N SPT obtidos nas três sondagens, as quais atingiram a profundidade de metros. Apresentam-se também na mesma figura, os valores médios de N SPT ao longo da profundidade. Figura : Representação gráfica das sondagens. N SPT, 1,, 3,, 5, Areia fina, fofa a pouco compactada. Argila orgânica, mole Areia argilosa, medianamente compacta. Areia fina, pouco compactada. Areia fina, muito compactada. Nspt (S.1) Nspt (S.) Nspt (S.3) Nspt méd 1 1 Fonte: Autor, 17.

12 Controle de cravação Realizou-se o controle através de fichas de cravação obtidas pela elaboração manual dos gráficos com auxílio de lápis e papel preso à seção do fuste das estacas. Os parâmetros necessários para o cálculo da resistência mobilizada de cada estaca foram extraídos das fichas de cravação e são resumidos na Tabela. Tabela : Resumo dos dados das fichas de cravação. Estaca Comp total Nega 1 Repique - último Peso da cravado (m) golp. (mm) golpe (mm) estaca (kn) 1, 15, 1, 1, 7,5 1, 19, 19,7 3, 1, 19, 1,, 1, 1, 1, 5, 1, 19, 15,7, 9,, 15, 7, 15,, 15,77,11 9,, 15, 9 5, 1, 19, 1,33 1 7,75, 1, 19,5 11 3,5 1, 9, 1,1 1,15 11,, 17, 13 3, 1, 1,,3 1 3, 9, 1, 5, ,7 7, 1, 3,1 1, 1, 19,,3 17,1 15, 1, 1,7 1,1 9, 1, 15,1 19,3,,,5 3,9 19, 19, 17,1 1,17 7, 19, 1,7,7, 1, 19,1 3, 9,,,3, 15, 17, 17,17 5 9,3 7, 1, 1, 5,5 13, 15, 1, 7 5, 1,, 1,31,3 9, 17, 17, 9 39, 1, 17, 7,9 3 31,5 1, 1,, 31 7,3 15, 19, 19,53 3,9 13,, 9, 33 35,3,, 5, 3 1,7 1, 1, 9,3 35 3,5, 17,,5 3 3,3 19, 1, 1, ,15 15, 1, 1,5 3,3 15, 1, 1, 39 3,5 1, 1, 17, 3,15 1, 1, 1,5 1,5 1, 17, 1,1,1 1, 1, 15,1 Fonte: Autor, 17.

13 1 Dessa forma, registrou-se o número de golpes por profundidade cravada, a altura de queda do martelo com o valor de,5m no final da cravação, o valor de nega, repique elástico e o comprimento total cravado, para todas as estacas. O peso teórico de cada estaca foi estimado multiplicando-se o comprimento final pelo peso por metro linear do perfil citado na Tabela 3.. RESULTADOS E DISCUSSÕES.1. Superfície resistente Considerando que a parcela resistente do solo encontra-se na profundidade atingida no final da cravação, pode-se obter a superfície resistente do terreno através da interpolação do Software Surfer compilando-se os resultados dos comprimentos finais de cada estaca. A Figura representa a superfície resistente conforme a profundidade da ponta das estacas que variaram de a metros. A média dos comprimentos cravados de todas as estacas é 7,m, apresentando desvio padrão de,1m e coeficiente de variação de %. Definiu-se a cor azul para as estacas que atingiram menores profundidades e a cor vermelha para as estacas mais profundas. Redinha Figura : Superfície resistente. Natal Fonte: Autor, Estimativa da capacidade de carga estática A capacidade de carga foi estimada pelo método de Décourt-Quaresma (197) e efetuou-se o cálculo com os seguintes parâmetros: comprimento da estaca igual ao médio (7,m); α = β =,; e valores de N SPT médio conforme indicado na Figura. Devido à limitação da sondagem em metros, foi considerado N SPT = 35 para o comprimento restante.

14 Frequência (%) 13 Considerou-se ainda, para efeito de cálculo, o perímetro circunscrito da peça U =. b f +. d e a área A p =,3b f conforme ALONSO (). Dessa forma, o valor da carga admissível (P a ) estimada por Décourt e Quaresma (197) foi 9 kn..3. Análise das fórmulas dinâmicas Para determinação da resistência mobilizada através das fórmulas dinâmicas supracitadas utilizaram-se as informações das fichas de cravação resumidas na Tabela, as especificações do perfil conforme listado a Tabela 3 e os fatores de correção conforme indicado na Tabela 5 (GONÇALVEZ et al., 7; CINTRA et al., 13; VELLOSO e LOPES, 1). Fórmulas dinâmicas Fator de correção Fonte: Autor, 17. Tabela 5: Fatores de correção Chellis Hiley Brix Holandeses Benabencq Eytelwein Vierendel Redten -bacher Smith (Aoki) Adotou-se para o cálculo através da fórmula de Chellis (Eq. 9), α igual a,7 por se tratar de estacas em que a carga é resistida pela ponta e por atrito lateral, e C 3 igual a 5 mm, conforme indicado por Cintra et al. (13). Para o cálculo através da fórmula de Hiley (Eq. 1), foram adotados os seguintes valores: eficiência do martelo para bate-estaca hidráulico igual a %, segundo Cintra et al. (13); Coeficiente de restituição para estacas metálicas igual a,3, conforme indicado por SIMONS e MENZIES (191); e C 1 igual à zero, como sugerido por GONÇALVES et al. (7). Na expressão de Smith modificado por Aoki (1997) (Eq. 17), também utilizou-se a eficiência do martelo para bate-estaca hidráulico igual a %, segundo CINTRA et al. (13). Substituindo os parâmetros supracitados nas equações (9) a (17), obteve-se a carga admissível para todas as estacas. Aplicando-se a distribuição de frequências por faixas de carga admissível e a curva de distribuição normal de Gauss, obtiveram-se os respectivos gráficos apresentados nas Figuras 7 a 15. Os valores de média, desvio padrão e coeficiente de variação obtidos em cada fórmula dinâmica também são mostrados nas Figuras 7 a 15. Figura 7: Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula de Chellis Fonte: Autor, 17. Carga admissível (kn), Média:,5 kn Desv. Pad.: 1,11 kn,15 Coef. Var.: 7,%,1,5

15 Frequência (%) Frequência (%) Frequência (%) 1 Figura : Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula de Hiley Fonte: Autor, 17. Figura 9: Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula de Brix Fonte: Autor, 17. Figura 1: Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula dos Holandeses. Fonte: Autor, 17. Carga admissível (kn) Média: 95, kn Desv. Pad.:,3 kn Coef. Var.: 1,17%,5,,3,,1,1 Média: 5, kn,1 Desv. Pad.: 33, kn,1 Coef. Var.: 39,%, Carga admissível (kn),,,,9 1 Média: 1., kn, 1 Desv. Pad.: 9, kn,7 Coef. Var.: 33,3%,,5,,3,, Carga admissível (kn)

16 Frequência (%) Frequência (%) Frequência (%) 15 Figura 11: Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula de Benabencq Fonte: Autor, 17. Figura 1: Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula de Eytelwein 1 1 Fonte: Autor, 17. Carga admissível (kn) Média: 1.739,3 kn Desv. Pad.: 11,1 kn Coef. Var.: 35,1% Carga admissível (kn),7,,5,,3,,1,1 Média: 1.7,71 kn Desv. Pad.: 9,7 kn, Coef. Var.: 33,1%, Figura 13: Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula de Vierendel 1,,, Média: 3, kn Desv. Pad.: 7,5,5 kn Coef. Var.: 11,3%,,3,, Carga admissível (kn) Fonte: Autor, 17.

17 Frequência (%) Frequência (%) 1 Figura 1: Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula de Redtenbacher 1 1 Média: 73,35 kn Desv. Pad.:,97 kn Coef. Var.: 11,%,5,,3,, Carga admissível (kn) Fonte: Autor, 17. Figura 15: Histograma e distribuição normal para as cargas admissíveis através da fórmula de Smith modificada por Aoki,5 1 Média: 73, kn,5 1 Desv. Pad.: 9,95 kn, Coef. Var.: 13,1% 1,35,3,5,,15,1, Fonte: Autor, 17. Carga admissível (kn) Os resultados através das fórmulas de Brix, Holandeses, Benabencq e Eytelwein, apresentaram maiores frequências para menores valores de carga admissível. No entanto, as fórmulas de Vierendel e Redtenbacher apresentaram comportamento contrário, maiores frequências para maiores valores de carga admissível. Por fim, as fórmulas de Chellis, Hiley e Smith modificado por Aoki, se ajustaram bem à curva de Gauss, apresentando maiores frequências em torno do valor médio da carga admissível. A fim de se obter uma análise mais detalhada, calcularam-se para cada fórmula dinâmica, a média, os valores mínimo e máximo da carga admissível, o desvio padrão e o coeficiente de variação, a compilação desses dados está apresentada na Tabela.

18 17 Fórmulas dinâmicas Média (kn) Mínimo (kn) Máximo (kn) desv. pad. (kn) Coef. de var. (%) Fonte: Autor, 17. Tabela : Análise das fórmulas dinâmicas Chellis Hiley Brix Holandeses Benabencq Eytelwein Vierendel Redtenbacher Smith (Aoki),5 95, 5, 1., 1.739,3 1.7,71 3, 73,35 73, 319,7 9,1 9,55, 1.,3 73,7, 51,35 5,5 1.93,3 97,9 1.1,.7,13 3.,7.79, 735,,9 95,55 1,11,3 33, 9, 11,1 9,7 7,5,97 9,95 7, 1,17 39, 33,3 35,1 33,1 11,3 11, 13,1 Os resultados dos valores médios da carga admissível apresentaram variação significativa, sendo a fórmula de Vienrendel a mais conservadora e a fórmula de Benabencq a que forneceu os maiores valores de carga admissível. Com relação ao desvio padrão, a fórmula de Redtenbacher e Brix apresentaram, respectivamente, o menor e o maior coeficiente de variação. Essa grande variabilidade explica o fato de cada autor adotar coeficientes de segurança diferentes. As fórmulas de Hiley, Vierendel e Smith modificada por Aoki apresentaram a carga admissível média mais aproximada da carga admissível estimada pelo método semiempírico de Décourt-Quaresma (197). 5. CONCLUSÃO Com os registros de campo (nega e repique elástico), é possível avaliar a homogeneidade do estaqueamento, bem como estimar a resistência mobilizada no final da cravação para todas as estacas, ao aplicar as fórmulas dinâmicas. As fórmulas de Brix, dos Holandeses, Benabencq e Eytelwein, apresentaram valores médios de carga admissível superestimada, em comparação da carga admissível estimada pelo método de Décourt e Quaresma (197), e altos coeficientes de variação, todos acima de 33%. Essas fórmulas tem a confiabilidade questionável, fato já mencionado na literatura e verificado neste trabalho. As fórmulas de Hiley, Chellis, Vierendel, Redtenbacher e Smith modificada por Aoki, apresentaram valores médios mais homogêneos e coeficientes de variação menores, destacando a de Vierendel como a mais conservadora e a de Redtenbacher com menor coeficiente de variação. A fórmula de Hiley apresentou a carga admissível média mais aproximada da carga admissível estimada pelo método semiempírico de Décourt e Quaresma. Por fim, a fórmula de Smith modificado por Aoki foi a que melhor se ajustou à curva de Gauss, apresentando maiores frequências em torno do valor médio da carga admissível.

19 1 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT. NBR 1: Projeto e Execução de Fundações Procedimento. Rio de Janeiro, 1. ALONSO, U.R., Previsão e controle das fundações, 3 ed. Editora Edgard Elücher Ltda. São Paulo, ALONSO, U.R., Previsão da Capacidade de Carga Geotécnica de Estacas Metálicas com Ponta em Solo Pouco Competente. Seminário de Engenharia de Fundações e Geotecnia - SEFE VI, São Paulo,, v.1. CINTRA, J. C. A.; AOKI, N.; TSUHA, C. DE H. C.; GIACHETI, H. L. Fundações: Ensaios estáticos e dinâmicos, 1. ed. Oficina de Textos Ltda. São Paulo, 13. CINTRA, J. C. A.; AOKI, N. Fundações Por Estacas: Projeto Geotécnico, 1. ed. Oficina de Textos Ltda. São Paulo, 1. GONÇALVES, C., BERNADES, G. P., NEVES, L. F. S. Estacas pré-fabricadas de concreto. 1. ed. 7. SIMONS, N. E.; MENZIES, B. K. Introdução à engenharia de Fundações. Rio de Janeiro, 191. VELLOSO, D. A.; LOPES, F. R. Fundações: critérios de projeto, investigação do subsolo, fundações superficiais, fundações profundas. Oficina de Textos, São Paulo, 1. AGRADECIMENTOS Agradeço a Engeo Fundações, empresa responsável pela execução da fundação da obra analisada, por ceder os dados e informações necessárias para a realização deste trabalho.