Importância da Execução de Prova de Carga Estática Antes da Elaboração do Projeto: Estudo de Caso Eng. Henrique Leoni R. da Cunha Eng. Vinıćius Resende Domingues Eng a Carla de Resende, MSc Eng a Neusa M. B. Mota, DSc
6. Segurança nas Fundações NBR 6122/10 6.2.1.2.2 Resistência obtida por provas de carga executadas na fase de elaboração ou adequação do projeto
9.2. Desempenho dos Elementos de Fundações NBR 6122/10 9.2.1 Fundações em estacas É obrigatória a execução de provas de carga estática em obras que tiverem um número de estacas superior ao valor especificado na coluna (B) da Tabela 6, sempre no início da obra. Quando o número total de estacas for superior ao valor da coluna (B) da Tabela 6, deve ser executado um número de provas de carga igual a no mínimo 1% da quantidade total de estacas, arredondando-se sempre para mais. Recalque (mm) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Carga Aplicada (kn) Média dos Extensômetros É OBRIGATÓRIO PARA ANÁLISE DE DESEMPENHO
9.2. Desempenho dos Elementos de Fundações NBR 6122/10 Carga Aplicada (kn) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 1 9.2.2. Interpretação da prova de carga Caso uma prova de carga tenha apresentado resultado insatisfatório, deve-se elaborar um programa de provas de carga adicionais que permita o reexame dos valores de cargas admissíveis (ou resistentes de projeto), visando a aceitação dos serviços sob Recalque (mm) Profundidade (m) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Média dos Extensômetros Carga (kn) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Estudo de Caso Edifício Residencial Três edifícios, destinados ao uso residencial, com 15.000m2 área const.; Localizados na Asa Norte, região central de Brasília, terreno de 2700m2. Os prédios, por estarem localizados no plano piloto, apresentam uma concepção padronizada dita como: um subsolo, térreo e seis pavimentos tipo.
Estudo de Caso Projeto Inicial Projeções A, B, C e periferia foram previstas: 14 estacas hélice continua de φ40cm e L=15,0m, com cargas variando entre 44,0 e 57,0tf; 104 estacas hélice continua de φ50cm e L=15,0m, com cargas variando entre 65,0 e 98,0tf; 168 estacas hélice continua de φ60cm e L=15,0m, com cargas variando entre 56,0 e 153,0tf. Contenção foram previstas: 68 estacas hélice continua de φ40cm e L=15,0m para fundação da cortina, com cargas variando entre 3,0tf e 41,0tf; TOTAL = 354 estacas tipo hélice continua
Estudo de Caso Sondagens Iniciais Projeção A Projeção B Projeção C SP-01 SP-02 SP-03 SP-04 SP-05 SP-06 SP-07 SP-08 Prof. (m) Nspt Solo Nspt Solo Nspt Solo Nspt Solo Nspt Solo Nspt Solo Nspt Solo Nspt Solo 1 14 argila 5 areia 6 argila 6 areia 8 silte 4 argila 6 argila 6 argila 2 10 argila 12 areia 4 argila 10 silte 10 silte 8 argila 7 argila 6 3 13 argila 9 areia 5 argila 8 silte 10 silte 10 6 35 4 14 silte 10 areia 6 argila 14 silte 7 silte 23 6 34 5 9 areia 7 areia 7 areia 11 areia 10 silte 16 6 10 6 6 areia 9 areia 10 areia 14 silte 19 areia 18 13 8 7 10 areia 9 areia 20 areia 12 silte 10 areia 12 26 9 8 40 pedregulho 11 areia 13 areia 12 areia 9 areia 10 60 11 9 7 silte 20 areia 10 areia 10 areia 11 12 10 16 silte 13 areia 10 areia 21 areia 18 10 11 11 silte 13 areia 16 silte 42 areia 30 18 12 11 silte 13 areia 24 areia 58 areia 43 30 13 23 silte 15 areia 19 silte 43 14 23 silte 17 areia 59 areia 15 50 silte 56 areia nível d'água em Novembro de 2010 camada impenetrável ao trado da sondagem SPT sem descrição no relatório sobre o tipo de solo sem descrição no relatório sobre o tipo de solo sem descrição no relatório sobre o tipo de solo Perfil estratigráfico com corte na sondagem variando de 4,0m a 6,0m para atingir a cota do subsolo (-3,96)
Estudo de Caso Sondagens Durante a Execução SP-01 SP-02 SP-03 Prof. (m) Nspt Solo Nspt Solo Nspt Solo 1 13 argila 4 argila 3 argila 2 22 areia 7 argila 4 argila 3 51 areia 7 argila 4 argila 4 - areia 5 argila 7 argila 5 34/15 areia 4 argila 10 areia 6 47 areia 8 argila 12 areia 7 - areia 5 argila 7 silte 8 - areia 6 argila 6 silte 9 4 argila 9 silte 10 5 argila 18 areia 11 6 argila 8 areia 12 7 argila 9 areia 13 9 argila 12 areia 14 4 argila 14 areia 15 5 argila 13 silte 16 7 silte 15 silte 17 44 areia 22 silte 18 48 areia 26 silte 19 48 areia 26 silte 20 35/15 areia 42 silte 21 - areia 46 silte 22 51 silte 23 36/15 silte 24 - silte nível d'água em Outubro de 2014 camada impenetrável ao trado da sondagem SPT Sondagem executada após o corte
Estudo de Caso Espacialização das Sondagens Iniciais B C A Vista Nordeste Vista Sudeste Projeção A varia entre 8,0 e 15,0m; Projeção B entre 11,0 e 14,0m; Projeção C entre 8,0 e 13,0m;
Estudo de Caso Programa Executado das PCE s PC SPT Estaca de Ação Estaca de Reação Tirante N o Fuste (cm) Lexecutado(m) Carga (tf) N o L executado (m) executado PC1 SP02 SP04 PG22 40 15,30 110 ER01 15,90 15,00 ER02 15,00 15,00 PC2 SP03 ST08 PG58 50 15,00 200 ER01 18,70 18,70 ER02 20,00 20,00 PC3 SP06 SP08 P26B 50 15,00 200 ER01 20,00 20,00 ER02 20,00 20,00 PC4 SP01 SP03 P16A 40 15,20 200 ER01 19,00 19,00 ER02 20,00 20,00 Os tirantes previstos para serem instalados dentro das estacas de reação não atingiram a profundidade mínima necessária para ensaiar as estacas de diâmetro 60 cm.
PCE s das estacas de φ50cm (PC2 e PC3), não foram satisfatórios. No caso das estacas φ60cm, as cargas foram obtidas por extrapolação. Estudo de Caso Resultados das PCE s PCE Carga de Carga Recalque Diâmetro L (m) Ruptura De projeto (mm) Relação recal. na (cm) Admissível ()) ()) carga últ./ diâm. (%) Local PC1 40 15,30 110,0 68,0 3,5 4,5 Entre projeções A e C PC2 50 15,00 120,0 75,0 3,0 3,8 Projeção A PC3 50 15,00 125,0 75,0 3,0 4,0 Projeção B PC4 40 15,20 184,0 68,0 2,0 5,7 Entre projeções A e B 0 Carga Aplicada (kn) 0 500 1000 1500 2000 2500 20 40 Recalque (mm) 60 80 100 120 140 160 180 200 PC3 50 cm PC2 50 cm PC4 40 cm PC1 40 cm
Pilar Solução Carga por PCE (tf) adotada estaca (tf) Situação P1A 2 60 152 87.5 alterar solução P4A 4 60 106 87.5 alterar solução P7A/PG5 4 50 88 75 alterar solução P8A 2 60 108 87.5 alterar solução P15A/G20 2 60 153 87.5 alterar solução P16A 2 60 56 87.5 ok P17A 2 60 56 87.5 ok P18A 4 50 94 75 alterar solução P19A 2 60 108 87.5 alterar solução P27A 2 60 152 87.5 alterar solução P30A 4 60 106 87.5 alterar solução P33A/8B 4 60 130 87.5 alterar solução P1B/26A 4 60 130 87.5 alterar solução P4B 4 60 106 87.5 alterar solução P7B/19C 4 60 130 87.5 alterar solução P16B 2 60 56 87.5 ok P17B 2 60 56 87.5 ok P18B 4 50 94 75 alterar solução P19B/G61 4 50 77 75 alterar solução P26B/G66 4 50 77 75 alterar solução P27B/G79 4 50 88 75 alterar solução P30B 4 60 106 87.5 alterar solução P33B/G84 4 50 88 75 alterar solução P1C/G11 4 50 88 75 alterar solução P4C 4 60 106 87.5 alterar solução P7C 2 60 152 87.5 alterar solução P8C/G26 2 60 153 87.5 alterar solução P15C 2 60 108 87.5 alterar solução P16C 2 60 56 87.5 ok P17C 2 60 56 87.5 ok P18C 4 50 94 75 alterar solução P26C 2 60 108 87.5 alterar solução P27C/15B 4 60 130 87.5 alterar solução P30C 4 60 106 87.5 alterar solução P33C 2 60 152 87.5 alterar solução PG1 2 60 152 87.5 alterar solução PG2 2 60 139 87.5 alterar solução PG3 2 60 139 87.5 alterar solução PG4 2 60 152 87.5 alterar solução PG6 1 50 65 75 ok PG7 1 40 44 68 ok Estudo de Caso Comparação entre cargas admissíveis Capacidade de Carga Diâmetro (cm) Cargas nas Estacas conforme Admissível com Base nas Projeto (D) PCE s (D) 40 68,0 (44,0 57,0) 50 75,0 (65,0 98,0) 60 87,5 (56,0 153,0) Pilar Solução Carga por PCE (tf) adotada estaca (tf) Situação PG8 1 50 76 75 alterar solução PG9 1 40 44 68 ok PG10 1 50 65 75 ok PG12 2 60 152 87.5 alterar solução PG13 2 60 139 87.5 alterar solução PG14 2 60 139 87.5 alterar solução PG15 2 60 152 87.5 alterar solução PG16 4 50 83 75 alterar solução PG17 4 60 107 87.5 alterar solução PG18 4 60 119 87.5 alterar solução PG19 4 50 83 75 alterar solução PG21 1 50 88 75 alterar solução PG22 1 40 55 68 ok PG23 1 50 98 75 alterar solução PG24 1 40 55 68 ok PG25 1 50 88 75 alterar solução PG27 4 50 83 75 alterar solução PG28 4 60 119 87.5 alterar solução PG29 4 60 107 87.5 alterar solução PG30 4 50 83 75 alterar solução PG31 4 50 83 75 alterar solução PG32 4 60 104 87.5 alterar solução PG33 4 60 116 87.5 alterar solução PG34 4 50 83 75 alterar solução PG35 2 60 152 87.5 alterar solução PG36 2 60 139 87.5 alterar solução PG37 2 60 139 87.5 alterar solução PG38 2 60 152 87.5 alterar solução PG39 4 50 83 75 alterar solução PG40 4 60 116 87.5 alterar solução PG41 4 60 104 87.5 alterar solução PG42 4 50 83 75 alterar solução PG43 2 60 152 87.5 alterar solução PG44 2 60 139 87.5 alterar solução PG45 2 60 139 87.5 alterar solução PG46 2 60 152 87.5 alterar solução PG47 4 50 83 75 alterar solução PG48 4 60 107 87.5 alterar solução PG49 4 60 119 87.5 alterar solução PG50 4 50 83 75 alterar solução PG51 2 60 152 87.5 alterar solução Pilar Solução Carga por PCE (tf) adotada estaca (tf) Situação PG52 2 60 139 87.5 alterar solução PG53 2 60 139 87.5 alterar solução PG54 2 60 152 87.5 alterar solução PG55 1 50 90 75 alterar solução PG56 1 50 88 75 alterar solução PG57 1 40 55 68 ok PG58 1 50 98 75 alterar solução PG59 1 40 55 68 ok PG60 1 50 88 75 alterar solução PG62 4 50 83 75 alterar solução PG63 4 60 104 87.5 alterar solução PG64 4 60 116 87.5 alterar solução PG65 4 50 83 75 alterar solução PG67 1 50 88 75 alterar solução PG68 1 40 55 68 ok PG69 1 50 98 75 alterar solução PG70 1 40 55 68 ok PG71 1 50 88 75 alterar solução PG72 1 50 90 75 alterar solução PG73 1 40 57 68 ok PG74 1 50 65 75 ok PG75 1 40 44 68 ok PG76 1 50 76 75 alterar solução PG77 1 40 44 68 ok PG78 1 50 65 75 ok PG80 2 60 152 87.5 alterar solução PG81 2 60 139 87.5 alterar solução PG82 2 60 139 87.5 alterar solução PG83 2 60 152 87.5 alterar solução PG85 1 50 65 75 ok PG86 1 40 44 68 ok PG87 1 50 76 75 alterar solução PG88 1 40 44 68 ok PG89 1 50 65 75 ok PG90 1 40 57 68 ok As soluções de fundações adotadas deveriam ser alteradas para 91 (noventa e um) pilares, que corresponde a 78% da obra.
Conclusões A execução das PCE s, a priori, teve relevante influência na definição das capacidades de carga, acarretando na necessidade de elaborar um novo projeto de fundações; Caso a fundação fosse executada conforme projeto inicial, 78% dos pilares da obra teriam que ter, possivelmente, suas fundações reforçadas para atender as cargas estruturais. As estacas de 50cm e 60cm apresentavam a capacidade de carga, estimada inicialmente, superior a capacidade obtida nas PCE s. O quantitativo das estacas teve que ser aumentado de 354 estacas para 487 estacas e esta alteração corresponde a mais de 40%, em termos de comprimento total das estacas. As provas de carga além de assegurarem confiabilidade à obra, evitaram retrabalho e reforço das fundações.
Conclusões Devido a grande variabilidade geotécnica, os critérios estabelecidos para paralisação do estaqueamento (profundidades mínimas) foram acompanhadas rigorosamente. Utilizou-se a metodologia SCCAP para definição da aceitação ou não das estacas executadas. Eventuais anomalias que ocorreram durante a execução das fundações foram analisadas e resolvidas pontualmente, para não prejudicar a qualidade técnica e o andamento da obra.
Muito Obrigada! neusamota@bmsengenharia.com.br neusa.mota@uniceub.br