08) PROVA DE CARGA VERTICAL DINÂMICA À COMPRESSÃO

Porto do Pecém

São Gonçalo do Amarante - Ceará

 

RELATÓRIO DA PROVA DE CARGA VERTICAL ESTÁTICA À COMPRESSÃO

EM ESTACA PRÉ - MOLDADA E PROTENDIDA

 

EQUIPE TÉCNICA:

 

Engo. Francisco Caputo Filho

Engo. Luiz Antonio Naresi Júnior

1 - INTRODUÇÃO :

 

Este relatório apresenta os procedimentos operacionais básicos utilizados na execução da prova de carga em estaca pré - moldada de concreto com diâmetro externo de 80 cm, diâmetro interno de 50 cm, cravada para fundação das obras do porto do Pecém em São Gonçalo do Amarante / Ceará.

 

 

Vista do 1o bloco de estacas executadas pela Geobrás S.A.

Ao lado vemos o local onde será a prova de carga

 

2 - OBJETIVO :

 

Os procedimentos e especificações relativas a prova de carga vertical estática objetivam inicialmente estabelecer diretrizes básicas para obter elementos técnicos que viabilizem definir o comportamento da estaca cravada com martelo D-44. Posteriormente será executada estaca raíz perfurada internamente com diâmetro de 45 cm e com comprimento a ser definido de forma a permitir o embutimento no Gnaisse alterado ou decomposto. O conjunto (estaca pré - moldada mais estaca raiz), assim solidarizado constituirá um outro elemento de fundação monolítico integral que será então também submetido a prova de carga.

 

A análise do resultado dessa prova de carga permitirá um melhor conhecimento do comportamento solo / rocha, estaca e , em decorrência uma reavaliação do projeto em termos de segurança / economia.

 

A interpretação dos resultados das provas de carga, através de um relatório técnico com às eventuais recomendações / providências complementares, constituirá o objetivo e escopo final das provas de carga.

 

3 - ESCOPO TÉCNICO :

 

Esse documento tem por escopo estabelecer os procedimentos técnicos mínimos necessários à execução das provas de cargas sobre as estacas definidas anteriormente. Baseia-se na norma NBR - 6122 "Projeto e Execução de Fundações", de abril de 1996, e no método MB - 3472, de novembro de 1991 "Estaca - Prova de Carga Estática" ou NBR - 12131 da ABNT.

 

3.1 - METODOLOGIA EXECUTIVA :

 

3.1.1 - Sistema de Reação :

 

O sistema de reação adotado será constituído de seis (06) tirantes de 8 cordoalhas de 1/2" - CP - 190 - RB para carga máxima de 520 tf (5.200 Kn) do conjunto e, portanto, carga por tirante máxima de cerca de 87 tf (870 Kn). O fator de segurança individual de cada tirante será de:

 

 F.S. = Flim  =   123,4  tf    @  1,4  > 1,2  (OK !!!) => valor mínimo que a norma MB 3472 item 2.14 - b admite

             87          87,0 tf

 

 

Esses tirantes serão tracionados individualmente por macacos hidráulicos com capacidade de 150 tf ( 1.500 Kn ) cada um, reagindo contra estrutura de aço especial (chapéu de aço), posicionado sobre o topo da estaca, conforme indicado nos desenhos em anexo. Uma única bomba de óleo atuará em 3 (três) macacos simultaneamente, dispostos defasados de 120°. Uma outra bomba complementará o sistema atuando sobre os 3 (três) outros macacos, também defasados de 120°. Dessa forma estará garantido que cada conjunto de 3 (três) macacos tenha exatamente a mesma carga e ainda que a resultante final de força atuante sobre a estaca esteja perfeitamente centrada axialmente, face à simetria do chapéu de reação.

 

Essa sistemática é a melhor solução em provas de carga elevadas com reação por tirantes visto que como os deslocamentos elásticos e/ou residuais inexoráveis são sempre diferentes para cada tirante, não haverá rotação ou inclinação da estrutura de reação já que a força atuante em cada grupo de 3 tirantes é a mesma.

 

 

Vista do grupo de 3 tirantes ligados a uma única bomba

 

 

 

Os deslocamentos diferenciados dos cabos de aço apenas acarretam deslocamentos diferentes dos êmbolos dos macacos, sem alterar  a  axialidade  e a magnitude  da resultante

das forças.

 

A locação dos 6 (seis) tirantes no terreno está indicada nos desenhos anexos, tanto para as estacas verticais, como para estacas inclinadas.

 

Todo o conjunto do sistema de reação deverá ser aferido antes do início do carregamento com laudos de aferição fornecidos por órgãos oficiais.

 

3.1.2 - Preparo da Estaca :

 

Antes da colocação do chapéu de aço do sistema de reação a cabeça da estaca deverá ser preparada de modo que a seção da estaca seja plana e normal ao eixo da estaca. O concreto deve estar integro no trecho do corte. No caso não haverá necessidade de bloco de coroamento. Deverá ser colocado sobre a cabeça da estaca anéis de madeirit com cerca de 4 cm de altura, visando compensar irregularidades remanescentes do concreto e para distribuição uniforme de carga.

 

A determinação do centro da estaca deverá ser definida pela interseção de linhas horizontais ligando pares de pontos, diametralmente opostos, marcados no fuste da estaca.

 

3.1.3 - Locação e alinhamento dos furos para instalação dos tirantes :

 

  

O terreno em volta da estaca deverá estar nivelado com o plano da seção da cabeça da estaca de modo a facilitar a locação dos pontos onde deverão ser executados os tirantes. Dessa forma o terreno em volta da estaca estará paralelo ao plano da seção do topo da estaca, seja por aterro ou escavação conveniente, no caso de estar inclinada a estaca.

 

Deverá ser utilizado um gabarito de madeira. Nesse gabarito os eixos dos furos estarão locados defasados de 60° em relação ao eixo da estaca, coincidente com o eixo do gabarito, conforme desenho "locação dos tirantes no terreno para as estacas verticais". A altura H de corte da estaca será estabelecida em função de conveniências operacionais estabelecidas no canteiro.

 

3.1.4 - Preparo da Estaca :

 

 

Após a instalação dos tirantes de reação deverão ser executados os serviços de preparo da área para a operação da prova de carga abrangendo :

  

a) Muretas de proteção em volta da área dos tirantes.

 

b) Cobertura adequada para proteção das chuvas e ventos.

 

c) Iluminação que possibilite o trabalho noturno das leituras de instrumentação.

 

Muretas

 

 

Iluminação no interior

 

 

Cobertura

 

3.1.4 - Montagem da Prova de Carga :

 

a) Limpeza e Preparo das cordoalhas dos tirantes ;

 

b) Fixação dos apoios das vigas de referência ( 4 vigas I 10 ") ;

 

 

c) Fixação nas vigas de referência, dos braços para instalação dos extensômetros ( 4 unidades) ;

 

 

d) Posicionamento do chapéu de aço da estrutura de reação perfeitamente centrado com o eixo da estaca ;

 

 

e) Instalação dos 6 macacos e demais acessórios (placas, clavetes, etc.) ;

 

Detalhe dos macacos de protensão

 

Bomba de Protensão

  

 Detalhe do tirante de 8 cordoalhas Ø 12,7 mm CP 190 RB

 

f) Colagem de placas de vidro (10 x 10 x 0,3 cm) próximo ao topo da estaca (apoio dos extensômetros) em cantoneiras L 6" x 6" x 10 cm fixadas na estaca ;

 

 

g) Instalação de 4 (quatro) extensômetros diametralmente opostos em relação à seção da estaca ;

 

h) Instalação de termômetro próximo aos extensômetros ;

 

i) Ajuste do sistema através de carga inicial (cerca de 5 tf), para esticar os cabos e fixar os clavetes ;

 

j) Aferição local do conjunto de prova de carga visando determinar, durante pelo menos 24 horas, a influência das condições ambientais (variação de temperatura) na instrumentação. Dessa forma a sensibilidade dos extensômetros será determinada através de leituras simultâneas de temperatura do ambiente, possibilitando estabelecer gráficos de variação e os períodos em que não ocorrem alteração significativa nos extensômetros.

 

 

Bomba e macaco de protensão

 

4 - EXECUÇÃO DA PROVA DE CARGA COM CARREGAMENTO LENTO :

 

·        Após o esticamento dos cabos a prova de carga será iniciada aplicando-se a carga em estágios de 20% da carga de trabalho (52 tf).

 

·        Manter cada estágio até nítida tendência de estabilização dos recalques da estaca, e no mínimo por 30 minutos.

 

·        Os estágios de carregamento serão (em tf).

 

ESTÁGIO

CARGA

ESTÁGIO

CARGA

1

52

6

312

2

104

7

364

3

156

8

416

4

208

9

468

5

260

10

520

 

·        Os estágios de descarregamento serão (em tf) :

 

ESTÁGIO

CARGA

ESTÁGIO

CARGA

1

520

4

130

2

390

5

0

3

260

 

 

 

·        O tempo mínimo para cada estágio é de 15 min.

 

5 - RESULTADOS :

 

Todos os resultados devem ser apresentados sob a forma de tabelas e gráficos de conformidade com as especificações do item 4 da MBR 3472.

 

Leitura do relógio comparador

 

 

6 - EXECUÇÃO DA ESTACA RAÍZ :

 

 

Depois de concluída a prova de carga na estaca pré-moldada, se necessário e a critério do projetista da obra, toda a estrutura da reação (capacete de aço, macacos, etc) será removida para possibilitar a execução da estaca raíz internamente à estaca de concreto.

 

Os tirantes serão afastados e protegidos de forma a evitar danos às cordoalhas durante a execução da estaca raíz.

 

Concluída a execução da estaca raíz e aguardado o tempo necessário da cura da argamassa ou calda, todos os procedimentos anteriores serão repetidos para a execução da prova de carga no novo elemento estrutural da fundação.

Término da Prova de Carga e desmontagem dos equipamentos

 

7 - RESULTADOS :

PROVA DE CARGA À COMPRESSÃO - QUADRO RESUMO

 

PORTO PECÉM

 

ESTACA TESTE Øe= 0,80m Øi= 0,50m

 

PERIODO: DE 09 A 10/OUTUBRO/97

 

HORA

CARGA

DEFORMACÃO MÉDIA (mm)

INICIAL

FINAL

(tf)

% C Trab

INICIAL

FINAL

07:28

07:28

0

0

0,00

0,00

07:30

08:30

52

20

0,16

0,49

08:31

09:01

104

40

0,99

1,05

09:02

09:32

156

60

1,68

1,76

09:33

10:03

208

80

2,59

2,69

10:04

10:34

260

100

3,32

3,53

10:35

11:05

312

120

4,43

4,76

11:06

11:36

364

140

5,90

6,16

11:37

12:07

416

160

7,09

7,60

12:08

12:38

468

180

8,53

9,29

12:40

07:40

520

200

10,20

11,81

07:50

08:05

416

160

11,40

11,40

08:06

08:21

312

120

10,02

9,99

08:22

08:37

208

80

8,49

8,44

08:38

08:51

104

40

6,45

6,27

08:52

09:52

0

0

4,48

3,66

 
 

 8 - BIBLIOGRAFIA :

 

          Engo Marcílio de Oliveira 

  


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