Investigações geotécnicas aplicadas ao projeto de fundações

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1 Investigações geotécnicas aplicadas ao projeto de fundações Universidade Federal de Sergipe Laboratório de Geotecnia e Pavimentação Prof. Erinaldo Hilário Cavalcante Novembro de 2013

2 Sumário Contextualização Ensaios de campo e a norma de fundações Ensaios geotécnicos Laboratório e campo Ensaios in situ Problemas de investigação Relato de obra 2

3 NBR 6122: 2010 Projeto e Execução de Fundações 3

4 NBR 6122: 2010 (Levantamento pericial) Solos colapsíveis e expansivos 4

5 FACEAMENTO GEOLÓGICO DAS CAPITAIS NORDESTINAS Mar FONTE: Gusmão Filho (1982) 5

6 NBR 6122:

7 NBR 8036: 1983 Quantidade Localização Profundidade PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS 7

8 NBR 8036: 1983 Quantidade Localização Profundidade PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS 8

9 NBR 8036: 1983 Quantidade Localização Profundidade PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS 9

10 NBR 8036: 1983 Quantidade Localização Profundidade PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS A prática local de fundações ajuda o projetista a decidir 10

11 NBR 6122: 2010 Previsão da tensão admissível ou da carga de trabalho Superficiais Métodos teóricos Métodos semi-empíricos Métodos Empíricos Prova de carga sobre placa Profundas Métodos teóricos Métodos semi-empíricos Métodos dinâmicos (cravabilidade) Provas de carga estática Ensaio de carregamento dinâmico 11

12 NBR 6122: 2010 Verificação de desempenho das fundações 12

13 Verificação de desempenho NBR 6122:

14 NBR 6122:

15 ENSAIOS GEOTÉCNICOS Laboratório Caracterização (granulometria, LL, LP, densidade, umidade, etc...) Resistência (Cisalhamento direto, triaxial, compressão simples, etc...) Deformabilidade (Adensamento, ISC) Permeabilidade (carga constante ou carga variável) Expansibilidade (caracterização, azul de metileno, DR-X, ATG, ATD) Colapsibilidade (potencial de colapso) Químicos e ou ambientais (caracterização química, lixiviação e solubilização) Campo Ensaios in situ (SPT, CPT, PMT, DMT, Palheta, Provas de carga, Geofísicos, ensaios complementares de integridade, etc... 15

16 PRINCIPAIS ENSAIOS GEOTÉCNICOS DE CAMPO 16 Fonte: Giachetti (2006)

17 SPT PERFIL GEOTÉCNICO 17 Fonte: Ortigão (1980)

18 CPT E CPTu Fonte: Bezerra (1996) 18

19 DILATÔMETRO PARÂMETROS OBTIDOS Fonte: Mota (2003) 19

20 O PRESSIÔMETRO MÉNARD TENSÃO x DEFORAMÇÃO Curva pressiométrica corrigida UNESP - BAURU CAMPO EXPERIMENTAL - DEC Profunddidade do ensaio = 8,00 metros 500 Volume (cm 3 ) Trecho 1 Recompressão Trecho 2 - Fase pseudo-elástica Trecho 3 - Fase plástica PL(rup) 200 s h0 E Pressão (kpa) 20 Fonte: Cavalcante et al. 2005

21 PERFIL TÍPICO OBTIDO COM DADOS DE VANE TEST Fonte: Coutinho et al. (2000) 21

22 PROVA DE CARGA SOBRE PLACA 22

23 PROVA DE CARGA ESTÁTICA SOBRE ESTACA 23

24 PROVA DE CARGA DINÂMICA Fonte: PDI (2013) 24

25 INSTRUMENTAÇÃO DE FUNDAÇÕES Medição de recalque com pino PILAR 25

26 TESTE DE INTEGRIDADE DE ESTACAS (PIT) Fonte: (PDI, 2007 apud Mucheti, 2008) Fonte: Beim & Beim (2013) Fonte: (BOTERO, 2005) 26

27 TESTE DE INTEGRIDADE DE ESTACAS (PIT) Sinal típico de estaca com anomalia no fuste Fonte: GEOTEC (2013) 27

28 AVALIAÇÃO DE INTEGRIDADE DE ESTACAS POR TOMOGRAFIA Fonte: Beim & Beim (2013) 28

29 INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA 29

30 INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA 30

31 INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA 31

32 PROBLEMA COM FUNDAÇÃO PROFUNDA EM SOLO MOLE CLUBE DO SESI/IBURA DE RECIFE Fonte: Coutinho (1995) 32

33 NEGLIGÊNCIA EM OBRA GEOTÉCNICA Teresina

34 NEGLIGÊNCIA EM OBRA GEOTÉCNICA Teresina

35 INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA Problemas envolvendo solos colapsíveis 35

36 INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA Problema envolvendo colapsibilidade do solo de fundação Ibotirama BA. 36

37 PROBLEMA ENVOLVENDO SOLOS EXPANSIVOS Texas - EUA Problemas envolvendo solos expansivos Santo Amaro das Brotas SE 37

38 A SEQUÊNCIA DO PROJETO DE FUNDAÇÕES INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS (preliminares e complementares) PREVISÃO DA CAPACIDADE DE CARGA PREVISÃO DOS RECALQUES (levar em conta a interação fundação-estrutura) AVALIAÇÃO DAS DISTORÇÕES ANGULARES (Etapa decisiva ) EXECUÇÃO (Planejamento adequado) AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO Provas de carga no início da execução das fundações (NBR 6122, 2010) É fundamental a perfeita sintonia entre projetista, executor contratante Medição de recalques 38

39 CASO DE OBRA HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA (TRABALHANDO APENAS POR ATRITO) 39

40 Fonte: Geofix (2012) 40

41 CARACTERÍSTICAS DA OBRA Um prédio com 11 pavimentos Estrutura em concreto armado Terreno de 2.745,30 m² 92 pilares (cargas de até 967,0tf) Fonte: Dias (2013) 41

42 HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA Perfuração Concretagem Armadura Fonte: GEOFIX Fundações (2012) 42

43 SUBSOLO LOCAL 8 furos de sondagem SPT, com profundidades máximas variando entre 34,45m e 49,96m Presença de solo mole e areia fofa a compacta Nível d água superficial (0,38 m a 1,18 m) Área com elevada densidade de construções (clínicas, consultórios, escritórios, etc..) Fonte: Dias (2013) 43

44 O PERFIL LOCAL DE SONDAGEM SPT Fonte: Dias (2013) 44

45 SPT FURO SP05A 15m 35,46m 20m Fonte: Dias (2013) 45

46 O PROJETO DE FUNDAÇÕES 236 estacas Hélice Contínua D entre 30 cm e 120 cm comprimentos variando entre 18 m e 27 m carga de trabalho de 210 tf 71 blocos de fundação Fonte: Dias (2013) 46

47 O PROJETO DE FUNDAÇÕES Resumo: 236 estacas Hélice Contínua Monitoradas (flutuantes) diâmetros entre 30 cm e 120 cm comprimentos variando entre 18 m e 27 m carga de trabalho prevista igual 210 tf 71 blocos de fundação Fonte: Dias (2013) 47

48 O PROJETO DE FUNDAÇÕES Blocos de fundação analisados B1: bloco maior (10,40 m x 16,40 m) Nº de estacas = 24 L = 27 m Carga de trabalho = 210 tf Carga total do bloco = 5045 tf Fonte: Dias (2013) 48

49 O PROJETO DE FUNDAÇÕES Blocos de fundação analisados B2: bloco maior (3,35 m x 3,35 m) Nº de estacas = 04 de 90cm e L = 27 m Carga trabalho = 166 tf Carga total = 664 tf Distância do B1 = 7,27 m Fonte: Dias (2013) 49

50 PREVISÕES DE CAPACIDADE DE CARGA Bloco B1 (o maior) ,7 400 Estacas de 120 cm ,8 295,2 303,1 308,2 278, ,7 121,35 227,1 151,6 154,1 139,0 210, SOLICITAÇÃO RESISTÊNCIA LATERAL (tf) CARGA ADMISSÍVEL (tf) CARGA SOLICITANTE(tf) 1- Velloso (1981) 2-Aoki & Veloso (1975) 3-Décourt & Quaresma (1978) 4- Teixeira (1996) 5- Alonso (1996) 6- Antunes & Cabral (1996) Fonte: Dias (2013) 50

51 PREVISÃO DE RECALQUE Bloco B1 (o maior) Estacas de 120 cm Recalque do bloco através do método empírico proposto por Vésic (1969) Fonte: Dias (2013) 51

52 PREVISÕES DE CAPACIDADE DE CARGA Bloco B2 (menor) Estacas de 90 cm Recalque do bloco através do método empírico proposto por Vésic (1969) Fonte: Dias (2013) 52

53 PREVISÕES DE RECALQUE DIFERENCIAL ENTRE OS BLOCOS B1 E B2 Distorção angular O QUE PODE SINALIZAR POSSÍVEIS PATOLOGIAS INDESEJÁVEIS COM A EDIFICAÇÃO Fonte: Dias (2013) 53

54 PARÂMETROS DE DISTORÇÕES ADMISSÍVEIS Fonte: Dias (2013) 54

55 DIFICULDADES OPERACIONAIS Comprimento da armadura por toda extensão = 27 m Dificuldade de inserção Revisão da armadura = comprimentos de 12 a 16 m Elevação do Solo mole Fonte: Dias (2013) 55

56 DIFICULDADES OPERACIONAIS Ruptura do trado e luva de acoplamento da mesa giratória Fonte: Dias (2013) 56

57 DIFICULDADES PARA INSERIR A ARMADURA a) Flambagem com a utilização do pilão b) Abaulamento da armadura Fonte: Dias (2013) 57

58 PROVÁVEL INFLUÊNCIA NAS EDIFICAÇÕES VIZINHAS Fonte: Dias (2013) 58

59 Investigação geotécnica Concepção do projeto CONSIDERAÇÕES FINAIS Planejamento da execução (sincronizar executor e projetista) Avaliação de desempenho durante e após a execução (controle de qualidade) 59

60 OBRIGADO!! 60