8) PROVA DE CARGA VERTICAL ESTATICA À COMPRESSÃO - PORTO DO PECÉM - CE

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).

· Os estágios de descarregamento serão (em tf) :

· 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

8 - BIBLIOGRAFIA :

Engo Marcílio de Oliveira

Engo Luiz Antonio Naresi Júnior

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