UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL ENERGIA E CONFIABILIDADE APLICADAS AOS ESTAQUEAMENTOS TIPO HÉLICE CONTÍNUA CARLOS MEDEIROS SILVA ORIENTADOR: JOSÉ CAMAPUM DE CARVALHO, PhD TESE DE DOUTORADO EM GEOTECNIA PUBLICAÇÃO: G.TD - 070/11 BRASÍLIA / DF: NOVEMBRO DE 2011
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA FACULDADE DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL ENERGIA E CONFIABILIDADE APLICADAS AOS ESTAQUEAMENTOS TIPO HÉLICE CONTÍNUA CARLOS MEDEIROS SILVA APROVADA POR: JOSÉ CAMAPUM DE CARVALHO, PhD (UnB) (ORIENTADOR) ANDRÉ PACHECO DE ASSIS, PhD (UnB) (EXAMINADOR INTERNO) RENATO PINTO DA CUNHA, PhD (UnB) (EXAMINADOR INTERNO) NELSON AOKI, DSc (EESC - USP) (EXAMINADOR EXTERNO) PAULO JOSÉ ROCHA DE ALBUQUERQUE, DSc (UNICAMP) (EXAMINADOR EXTERNO) DATA: BRASÍLIA/DF, 25 DE NOVEMBRO DE 2011.
FICHA CATALOGRÁFICA REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA CESSÃO DE DIREITOS
DEDICATÓRIA
AGRADECIMENTOS
RESUMO ENERGIA E CONFIABILIDADE APLICADAS AOS ESTAQUEAMENTOS TIPO HÉLICE CONTÍNUA
ABSTRACT ENERGY AND RELIABILITY IN CONTINUOUS FLIGHT AUGER TYPE FOUNDATION WORKS
SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO... 1 1.1 OBJETIVOS DA PESQUISA... 3 1.2 ESCOPO... 4 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA... 6 2.1 SEGURANÇA NA ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES... 7 2.2 CONTROLE DE QUALIDADE DOS ESTAQUEAMENTOS... 11 2.3 HÉLICE CONTÍNUA E SUA UTILIZAÇÃO NO DISTRITO FEDERAL... 16 2.4 ENERGIA E TRABALHO... 23 2.5 ESTAQUEAMENTOS ESCAVADOS CONTROLADOS ATRAVÉS DA ENERGIA... 27 2.6 VARIABILIDADE GEOTÉCNICA DO DISTRITO FEDERAL... 30 2.7 MÉTODOS PROBABILÍSTICOS NA ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES... 39 2.8 ENSAIOS DE CAMPO, CAPACIDADE DE SUPORTE E TENSÃO RESIDUAL 51 2.9 ANÁLISE DA CURVA CARGA RECALQUE... 59 3. MATERIAIS E MÉTODOS... 75 3.1 LOCALIZAÇÃO E CLIMA... 75 3.2 ASPECTOS GEOLÓGICOS E PEDOLÓGICOS... 77 3.3 ÁREAS ESTUDADAS... 77 3.3.2.1 Caracterização dos Sítios 1 e 2... 80 3.3.2.2 Caracterização do Sítio 3... 82 3.4 ENERGIA E TRABALHO... 82 3.4.1.1 Velocidade crítica de perfuração... 99 3.4.1.2 Velocidade crítica de concretagem... 101 3.5 TRATAMENTO ESTATÍSTICO... 103
3.5.1.1 As rotinas SCCAP... 108 3.5.1.2 Índice de confiabilidade... 110 3.6 RELAÇÃO DA ENERGIA COM A CAPACIDADE DE CARGA... 114 3.6.1.1 Sistema de reação... 116 3.6.1.2 Instrumentação das estacas... 117 3.6.2.1 Método de Van der Veen (1953)... 119 3.6.2.2 Conceito de Rigidez, Décourt (1998)... 120 3.6.2.3 Camapum de Carvalho (2008 e 2010)... 121 3.6.2.4 Metodologia da NBR 6122 (ABNT, 2010)... 122 3.6.2.1 Ensaios com variação de pressão de injeção no Sítio 1... 123 3.6.2.2 Ensaios com variação de pressão de injeção no Sítio 4... 126 3.6.2.3 Ensaios com variação de pressão de injeção no Sítio 3... 129 3.6.2.4 Ensaios com variação de pressão de injeção no Sítio 5... 130 4. ANÁLISES E RESULTADOS... 132 4.1 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA E MINERALÓGICA... 133 4.1.1.1 Ensaios Standard Penetration Test (SPT)... 133 4.1.1.2 Caracterização geotécnica... 136 4.1.1.3 Caracterização mineralógica... 138 4.1.1.4 Análises da caracterização geotécnica e mineralógica realizada no sítio 1... 141 4.1.2.1 Ensaios (SPT)... 143 4.1.2.2 Caracterização geotécnica... 144 4.1.2.3 Caracterização mineralógica... 146 4.2 FATORES QUE INFLUENCIAM AS PROVAS DE CARGA INSTRUMENTADAS E A CAPACIDADE DE CARGA.... 148
4.2.2.1 Sítio 2 Resultado das Provas de Cargas Instrumentadas e Análises... 158 4.2.2.1.1 TENSÕES RESIDUAIS PROVAS DE CARGA SÍTIO 2... 161 4.2.2.1.2 METODOLOGIA CAMAPUM DE CARVALHO (2008 E 2010) PROVAS DE CARGA SÍTIO 2... 164 4.2.2.2 Sítio 10 Resultado das Provas de Cargas Instrumentadas e Análises... 167 4.2.2.2.1 TENSÕES RESIDUAIS PROVA DE CARGA DO SÍTIO 10... 169 4.2.2.2.2 ANÁLISE NUMÉRICA DA PROVA DE CARGA REALIZADA NO SÍTIO 10... 170 4.2.2.2.3 METODOLOGIA CAMAPUM DE CARVALHO (2008 E 2010) PROVAS DE CARGA - SÍTIO 10... 173 4.2.2.3 Sítios 11 e 12 Resultado das Provas de Cargas Instrumentadas e Análises... 176 4.2.2.3.1 DISTRIBUIÇÃO DE CARGA AO LONGO DO FUSTE VIA S E PLAXIS2 E 3D... 182 4.3.6.3.1. METODOLOGIA CAMAPUM DE CARVALHO (2008 E 2010) PROVAS DE CARGA - SÍTIOS 11 E 12... 184 4.2.3.1 Ensaios realizados com variação de pressão de injeção no sítio 1... 191 4.2.3.2 Ensaios realizados com variação de pressão de injeção no Sítio 4... 192 4.2.3.3 Ensaios com variação de pressão de injeção no Sítio 3... 194 4.2.3.4 Ensaios com variação de pressão de injeção no Sítio 5... 197 4.3 CONTROLE DO ESTAQUEAMENTO POR MEIO DA MEDIDA DE ENERGIA...... 199 4.4 METODOLOGIA SCCAP... 222 5. CONCLUSÕES... 258 5.1 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS... 263
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 265 A. ENSAIOS SPT SÍTIO 1... 282 B. GRANULOMETRIA - SITIO 1... 284 C. DIFRATOMETRIA DE RAIOS-X SÍTIO 1... 285 D. ENSAIOS SPT SÍTIO 2... 288 E. GRANULOMETRIA SÍTIO 2... 289 F. DIFRATOMETRIA DE RAIOS-X SÍTIO 2... 291 G. METODOLOGIA CAMAPUM DE CARVALHO (2008 E 2010) SÍTIOS 11 E 12... 295 H. MONITORAMENTO DAS ESTACAS SÍTIOS 1 E 2... 302 I. METODOLOGIA CAMAPUM DE CARVALHO (2010) SÍTIO 2... 307 J. MONITORAMENTO DAS ESTACAS SÍTIO 3... 310
LISTA DE TABELAS
LISTA DE FIGURAS
LISTA DE SÍMBOLOS, NOMENCLATURA E ABREVIAÇÕES