ESTACAS PRÉ-FABRICADAS DE CONCRETO (CONTROLES ELEMENTO DE FUNDAÇÃO) Eng o Celso Nogueira Correa

CONTROLE DE CRAVAÇÃO DE ESTACAS PRÉ-MOLDADAS Análise do projeto Contratação (estaca e equipamento) Locação das estacas Estabelecer os critérios Controle da cravação Ensaios para verificação sempenho (ECD e Ensaio Integrida) Prova carga a luz da revisão da norma (NBR 6122) Levantamento excentricidas e preparo das estacas para execução dos blocos. 2

ANÁLISE DE PROJETO Definição das estacas (seção, capacida carga e comprimentos previstos). A locação das estacas em função do CG dos dos pilares ou CC quando se tratar associações e ou pilares com geometria assimétrica. Notas sobre ensaios, prova cargas, locação, referências etc. Sugestão talhes da ligação das estacas com os blocos. 3

Projeto em estacas prémoldadas 4

CONTRATAÇÃO DAS ESTACAS Seções variadas: circulares, quadradas, hexagonais, octogonais vazadas ou não, tipo estrela etc. Comprimentos dos elementos estacas no mercado variam aproximadamente entre 6,00 e 12,00 m e metro em metro, com anel solda nas duas extremidas. Importante: as cargas indicadas nos catálogos são cargas máximas estruturais, não vem ser confundidas com as cargas geotécnicas admissíveis. As cargas admissíveis das estacas indicadas em projeto, nem sempre são as cargas nominais das estacas (atrito negativo, carga apenas ponta etc.). Estacas armadas especialmente para flexo-compressão ou flexo-tração. 5

SEÇÕES 6 Seções mais encontradas no mercado fonte: manual técnico estacas pré-fabricadas concreto

Diagrama flexo-compressão e flexo-tração Fonte: manual técnico estacas pré-fabricadas concreto 7

CONTRATAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS O equipamento po ser queda-livre, hidráulico ou pneumático (diesel), sobre rolo ou sobre esteira e é finido em função das cargas, dimensões das estacas, acessos, capacida suporte do solo na cota cravação etc. 8

Tipos Equipamento mais utilizados. QUEDA - LIVRE MARTELO HIDRÁULICO 9

LOCAÇÃO DAS ESTACAS A locação bem executada, evita eventuais vigas travamento, alavancas e equilíbrio. No eixo da estaca, ve ser instalado um piquete com um prego na face superior indicando o eixo da estaca. Esse piquete ve ficar enterrado cerca 30 a 50 cm, e ao lado crava-se um testemunho que po ser maira ou ponta ferro. 10

CRAVAÇÃO É importante que a cravação da primeira estaca (estaca prova), seja acompanhada pelo projetista e ou consultor fundações para confirmação das premissas projeto. É recomendável que seja escolhida uma estaca próxima a uma sondagem. Normalmente o comprimento levantado é maior (2 ou 3 m) do que o comprimento previsto para qualquer eventualida. Prever também extremidas. anel solda nas duas 11

A CRAVAÇÃO O içamento das estacas é feito pelo cabo do equipamento por um ponto específico na estaca on é previamente instalado (na fabricação) um gancho, pois a armação é dimensionada para essa condição. Ao ser levantada a estaca, o posicionamento e o prumo vem ser verificados. O prumo po ser corrigido até 3,00 ou 4,00 m estaca cravada, além disso qualquer tentativa correção po ser prejudicial. A norma prevê uma tolerância 1% saprumo. 12

CONTROLE DE CRAVAÇÃO A tolerância para os svios posicionamento (excentricida) é 10% do diâmetro das estacas para blocos uma estaca. Para iniciar a cravação é necessário finir a altura queda do martelo em função do peso da estacae do peso do martelo. Essa altura po variar durante a cravação em função da ocorrência solo mole, lentes mais resistentes a serem ultrapassadas etc. 13

CONTROLE DE CRAVAÇÃO Com altura queda finida, inicia-se a cravação contando o número golpes para penetração 1,00 m, tal forma que ao final da gravação obtém-se o DIAGRAMA e a ENERGIA DE CRAVAÇÃO A forma sse diagrama po ser comparada com a forma do diagrama SPT ao longo da profundida para observar a compatibilida ou não com a sondagem. Notem que os valores são incomparáveis, ve-se comparar apenas a tendência. 14

15 Estaca sendo marcada para obtenção do gráfico

CONTROLE DE CRAVAÇÃO Observando o diagrama cravação próximo do comprimento previsto projeto, inicia-se a obtenção da NEGA. Nega é o slocamento permanente da estaca para 10 golpes do martelo com a mesma altura queda. A nega foi interpretada por muito tempo pelas formulas dinâmicas cravação que permitem estimar a capacida carga última do conjunto estaca-solo. 16

CONTROLE DE CRAVAÇÃO As formulas dinâmicas (Holanses, Brix, Norma Dinamarquesa) são muito criticadas pelo fato da Teoria Choque Newton, na qual são baseadas, não ser aquada para simular a cravação estacas e caíram em suso nos anos 80. Mas ainda hoje a nega, finida em campo em função da recusa da estaca penetrar no solo é a forma mais importante e prática se controlar o estaqueamento tal forma a se obter uma cravação com comportamento uniforme. 17

18 Imagem da nega e repique

CONTROLE DE CRAVAÇÃO Em meados dos anos 80, no Brasil, foi introduzido o ensaio carregamento dinâmico (ECD) e a observação sistemática dos resultados sta instrumentação, mostrou que os slocamentos máximos obtidos nos ensaios são comparáveis aos valores repique elástico medidos simultaneamente. (Aoki, N Controle in situ da Capacida Carga Estacas Pré-Fabricadas via repique elástico da cravação). 19

CONTROLE DE CRAVAÇÃO O REPIQUE ELÁSTICO foi introduzido em meados dos anos 80 como controle cravação estacas. Repique, é obtido ao final da cravação, traçando uma reta referência e pois mantendo o lápis na estaca durante o golpe. Normalmente obtém-se 10 repiques durante a obtenção da nega (10 golpes). 20

21 OBTENÇÃO REPIQUE

22 REPIQUE UNITÁRIO

CONTROLE DE CRAVAÇÃO Conforme mostra a figura o repique elástico tem duas componentes, elástico do solo (C3) e elástico da estaca (C2). O elástico do solo, é mais difícil finir, porém para maioria dos solos não resilientes adota-se: C3 = ~ 2,5 mm (0,1 ) 23

24 CONTROLE DE CRAVAÇÃO Do repique medido: Obtém o valor C2: K = C2 + C3, C2 = K 2,5 (mm) Utilizando a Lei Hooke Ru = C2*A*E/L On: Ru = resistência última da estaca para terminada formação elástica A = área da seção transversal E = modulo elasticida L = comprimento da estaca

CONTROLE DE CRAVAÇÃO O valor Ru obtido, representa a carga disponível na estaca para aquele terminado golpe e não leva em consiração efeitos ao longo do tempo, como por exemplo o set up ou o relaxamento. Portanto se o valor repique for calibrado com os ensaios ECD, pomos acompanhar todas as estacas com a obtenção repique por ocasião da obtenção da nega e obter um controle capacida carga das estacas cravadas. 25

CONTROLE DE CRAVAÇÃO O repique elástico é um importante dado controle estaqueamento, se não o melhor, a partir meados dos anos 80. 26

ENSAIOS Além do gráfico cravação, nega, repique, e da experiência do projetista e ou consultor, existem ensaios que complementam o controle do estaqueamento: P.I.T ensaio dinâmico integrida, baixa formação. P.D.A. ensaio (ECD). carregamento dinâmico 27

PIT ENSAIO DINÂMICO DE BAIXA DEFORMAÇÃO Todas as estacas pom ser inspecionadas através da execução ensaios dinâmicos baixa formação (PIT Pile Integrity Tester). Trata-se um ensaio bastante prático, rápido e relativamente barato. Apesar apresentar alguma limitação quanto à utilização em estacas longas, presta-sese ao controle da qualida estacas pré- moldadas cravadas. 28

CONTROLE ATRAVÉS DE ENSAIO DE CARREGAMENTO DINÂMICO (ECD) Este ensaio, se baseia na Teoria Propagação Ondas. Consiste em acoplar 4 sensores em uma terminada seção da estaca, coletando sinais formação e aceleração, que interpretados por equipamento apropriado (PDA) permitem avaliar a capacida carga e aferir o sistema cravação e minimizando quebras. 29

Colocação dos sensores Os 4 sensores são, 2 formação e 2 aceleração e são instalados diametralmente opostos, para obter as máximas e as mínimas tensões no instante do golpe. Com isso é possível corrigir o alinhamento do martelo em relação à estaca durante o ensaio. 30

O ENSAIO DE CARREGAMENTO DINÂMICO (ECD) PERMITE AVALIAR Eficiência do Sistema Cravação; Tensões compressão e tração, médias máximas, durante a cravação das estacas; Integrida e localização estruturais; eventuais e danos Deformações e slocamentos do conjunto estaca- solo. Capacida Carga das estacas ensaiadas no momento do golpe (Ru). Essa carga se aproxima da carga ruptura da estaca a medida que a nega fica mais aberta. 31

32 PROVAS DE CARGA ESTÁTICA

33 EXEMPLOS DE PROVA DE CARGA

EXEMPLOS DE PROVA DE CARGA SISTEMA DE REAÇÃO CORTE AA A B C BARRA DYWIDAG BARRA DYWIDAG VIGA B D VIGA B E VIGA D VIGA D VIGA C F VIGA C VIGAS TIPO B APOIO DE MADEIRA LUVA VIGA A CÉLULA DE CARGA BLOCO DE CONCRETO MACACO LUVA VIGA C TERRENO A VIGA A VIGA A ESTACA ENSAIADA A BARRA DYWIDAG ESACA DE REAÇÃO ESTACA ENSAIADA BARRA DYWIDAG ESACA DE REAÇÃO G H I VIGA D VIGA D ESTACAS DE REAÇÃO -> A, B, C, D, F, G, H, I ARMADURA DA ESTACA ARMADURA DA ESTACA 34

EXCENTRICIDADES E LIGAÇÃO COM OS BLOCOS A locação ve ser verificada após as estacas serem cravadas elaborando o as built do estaqueamento. Esse levantamento com as excentricidas ve ser enviado aos projetistas fundação e estrutura para as vidas verificações e eventuais vigas equilíbrio. As estacas verão ser arrasadas tal forma que a superfície da cabeça fique plana, nivelada e sempre 5 cm acima do lastro concreto magro do bloco além da armadura arranque finida pelo projetista estrutural. 35

36 ARRASAMENTO DE ESTACAS

NBR-6122/2010 Na ABNT NBR-6122/2010, é importante observar: A. a exigência elaboração diagramas cravação em pelo menos 10% das estacas cravadas; B. a exigência coleta repiques elásticos e negas no final da cravação em todas as estacas cravadas; C. Todas as informações vem constar da ficha controle cada estaca. D. É obrigatória a execução, preferencialmente no inicio do estaqueamento prova carga estática em 1% das estacas, em obras que tiverem mais 100 estacas ou em obras cuja tensão no concreto da estaca seja superior a 7 MPa. E. Para efeito comprovação sempenho, as provas carga estáticas pom ser substituídas por ensaios carregamento dinâmicos, na proporção cinco ensaios dinâmicos para cada ensaio estático. 37

CONSIDERAÇÕES FINAIS Importância do rigoroso controle na locação, cravação, ensaios e prova carga, para um comportamento aquado do estaqueamento. Seguir as recomendações das normas referência no assunto. Tendência atual é controlar o estaqueamento através repiques elásticos aferidos com ensaios dinâmicos executados durante o estaqueamento. E nunca abrir mão da obtenção das negas. 38

OBRIGADO celso@zfsolos.com.br 39