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Investigações geotécnicas aplicadas ao projeto de fundações
Universidade Federal de Sergipe Laboratório de Geotecnia e Pavimentação
Prof. Erinaldo Hilário Cavalcante
Novembro de 2013
Sumário
Contextualização
• Ensaios de campo e a norma de fundações
Ensaios geotécnicos
• Laboratório e campo
Ensaios in situ
Problemas de investigação
Relato de obra
2
NBR 6122: 2010
Projeto e Execução de Fundações
3
NBR 6122: 2010
(Levantamento pericial)
Solos colapsíveis e expansivos
4
FACEAMENTO GEOLÓGICO DAS CAPITAIS NORDESTINAS
FONTE: Gusmão Filho (1982)
Mar
5
NBR 6122: 2010
6
PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS
NBR 8036: 1983 • Quantidade • Localização • Profundidade
7
PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS
NBR 8036: 1983 • Quantidade • Localização • Profundidade
8
PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS
NBR 8036: 1983 • Quantidade • Localização • Profundidade
9
PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS
NBR 8036: 1983 • Quantidade • Localização • Profundidade
A prática local de fundações ajuda o projetista a decidir
10
NBR 6122: 2010
Previsão da tensão admissível ou da carga de trabalho
Superficiais
• Métodos teóricos
• Métodos semi-empíricos
• Métodos Empíricos
• Prova de carga sobre placa
Profundas
• Métodos teóricos
• Métodos semi-empíricos
• Métodos dinâmicos (cravabilidade)
• Provas de carga estática
• Ensaio de carregamento dinâmico
11
NBR 6122: 2010
Verificação de desempenho das fundações
12
NBR 6122: 2010
Verificação de desempenho
13
NBR 6122: 2010
14
ENSAIOS GEOTÉCNICOS
Laboratório • Caracterização (granulometria, LL, LP, densidade, umidade, etc...)
• Resistência (Cisalhamento direto, triaxial, compressão simples, etc...)
• Deformabilidade (Adensamento, ISC)
• Permeabilidade (carga constante ou carga variável)
• Expansibilidade (caracterização, azul de metileno, DR-X, ATG, ATD)
• Colapsibilidade (potencial de colapso)
• Químicos e ou ambientais (caracterização química, lixiviação e solubilização)
Campo
• Ensaios in situ (SPT, CPT, PMT, DMT, Palheta, Provas de carga, Geofísicos,
ensaios complementares de integridade, etc... 15
PRINCIPAIS ENSAIOS GEOTÉCNICOS DE CAMPO
Fonte: Giachetti (2006) 16
SPT – PERFIL GEOTÉCNICO
Fonte: Ortigão (1980) 17
CPT E CPTu
Fonte: Bezerra (1996) 18
DILATÔMETRO – PARÂMETROS OBTIDOS
Fonte: Mota (2003) 19
O PRESSIÔMETRO MÉNARD – TENSÃO x DEFORAMÇÃO
Curva pressiométrica corrigida
0
100
200
300
400
500
600
700
0 100 200 300 400 500 600 700
Pressão (kPa)
Vo
lum
e (
cm
3)
UNESP - BAURU
CAMPO EXPERIMENTAL - DEC
Profunddidade do ensaio = 8,00 metros
Trecho 1
Recompressão
Trecho 2 - Fase pseudo-elástica
Trecho 3 - Fase plástica
Fonte: Cavalcante et al. 2005
sh0
E0
PL(rup)
20
PERFIL TÍPICO OBTIDO COM DADOS DE VANE TEST
Fonte: Coutinho et al. (2000) 21
PROVA DE CARGA SOBRE PLACA
22
PROVA DE CARGA ESTÁTICA SOBRE ESTACA
23
PROVA DE CARGA DINÂMICA
Fonte: PDI (2013)
24
INSTRUMENTAÇÃO DE FUNDAÇÕES Medição de recalque com pino
PILAR
25
TESTE DE INTEGRIDADE DE ESTACAS (PIT)
Fonte: Beim & Beim (2013) Fonte: (BOTERO, 2005)
Fonte: (PDI, 2007 apud Mucheti, 2008)
26
TESTE DE INTEGRIDADE DE ESTACAS (PIT)
Sinal típico de estaca com anomalia no fuste
27 Fonte: GEOTEC (2013)
AVALIAÇÃO DE INTEGRIDADE DE ESTACAS POR TOMOGRAFIA
Fonte: Beim & Beim (2013) 28
INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
29
INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
30
INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
31
PROBLEMA COM FUNDAÇÃO PROFUNDA EM SOLO MOLE
Fonte: Coutinho (1995) CLUBE DO SESI/IBURA DE RECIFE
32
NEGLIGÊNCIA EM OBRA GEOTÉCNICA
Teresina – 1999 33
NEGLIGÊNCIA EM OBRA GEOTÉCNICA
Teresina – 1999 34
INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
Problemas envolvendo solos colapsíveis 35
INSUFICIÊNCIA DA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA
Problema envolvendo colapsibilidade do solo de fundação Ibotirama – BA. 36
PROBLEMA ENVOLVENDO SOLOS EXPANSIVOS
Problemas envolvendo solos expansivos
Texas - EUA
Santo Amaro das Brotas – SE 37
A SEQUÊNCIA DO PROJETO DE FUNDAÇÕES
• INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS (preliminares e complementares) • PREVISÃO DA CAPACIDADE DE CARGA • PREVISÃO DOS RECALQUES (levar em conta a interação fundação-estrutura) • AVALIAÇÃO DAS DISTORÇÕES ANGULARES (Etapa decisiva ) • EXECUÇÃO (Planejamento adequado)
• AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO • Provas de carga – no início da execução das fundações (NBR 6122, 2010) • É fundamental a perfeita sintonia entre projetista, executor contratante • Medição de recalques
38
CASO DE OBRA
HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA
(TRABALHANDO APENAS POR ATRITO)
39
Fonte: Geofix (2012) 40
CARACTERÍSTICAS DA OBRA
Fonte: Dias (2013)
• Um prédio com 11 pavimentos
• Estrutura em concreto armado
• Terreno de 2.745,30 m²
• 92 pilares (cargas de até 967,0tf)
41
HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA
Fonte: GEOFIX Fundações (2012) 42
Perfuração Concretagem Armadura
SUBSOLO LOCAL
Fonte: Dias (2013)
8 furos de sondagem SPT, com profundidades máximas variando entre
34,45m e 49,96m
Presença de solo mole e areia fofa a compacta
Nível d’água superficial (0,38 m a 1,18 m)
Área com elevada densidade de construções (clínicas, consultórios,
escritórios, etc..)
43
O PERFIL LOCAL DE SONDAGEM SPT
Fonte: Dias (2013) 44
Fonte: Dias (2013)
SPT
FURO SP05A
20m
35,46m
15m
45
O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Fonte: Dias (2013)
• 236 estacas Hélice Contínua
• D entre 30 cm e 120 cm
• comprimentos variando entre 18 m e 27 m
• carga de trabalho de 210 tf
• 71 blocos de fundação
46
O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Fonte: Dias (2013)
Resumo:
•236 estacas Hélice Contínua Monitoradas (flutuantes)
• diâmetros entre 30 cm e 120 cm
• comprimentos variando entre 18 m e 27 m
• carga de trabalho prevista igual 210 tf
• 71 blocos de fundação
47
O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Fonte: Dias (2013)
Blocos de fundação analisados
B1: bloco maior (10,40 m x 16,40 m)
Nº de estacas = 24
L = 27 m
Carga de trabalho = 210 tf
Carga total do bloco = 5045 tf
48
O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Fonte: Dias (2013)
Blocos de fundação analisados
B2: bloco maior (3,35 m x 3,35 m)
Nº de estacas = 04 de 90cm e L = 27 m
Carga trabalho = 166 tf
Carga total = 664 tf
Distância do B1 = 7,27 m
49
PREVISÕES DE CAPACIDADE DE CARGA – Bloco B1 (o maior)
Fonte: Dias (2013)
413,7
242,7
295,2 303,1 308,2
278,0 275,8
121,35
227,1
151,6 154,1 139,0
210,0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
1 2 3 4 5 6 SOLICITAÇÃO
RESISTÊNCIA LATERAL (tf)
CARGA ADMISSÍVEL (tf)
CARGA SOLICITANTE(tf)
1- Velloso (1981) 2-Aoki & Veloso (1975) 3-Décourt & Quaresma (1978) 4- Teixeira (1996) 5- Alonso (1996) 6- Antunes & Cabral (1996)
Estacas de 120 cm
50
PREVISÃO DE RECALQUE – Bloco B1 (o maior)
Fonte: Dias (2013)
Estacas de 120 cm
Recalque do bloco através do método empírico proposto por Vésic (1969)
51
PREVISÕES DE CAPACIDADE DE CARGA – Bloco B2 (menor)
Fonte: Dias (2013)
Estacas de 90 cm
Recalque do bloco através do método empírico proposto por Vésic (1969)
52
PREVISÕES DE RECALQUE DIFERENCIAL ENTRE OS BLOCOS B1 E B2
Fonte: Dias (2013)
Distorção angular
O QUE PODE SINALIZAR POSSÍVEIS PATOLOGIAS INDESEJÁVEIS COM A EDIFICAÇÃO
53
PARÂMETROS DE DISTORÇÕES ADMISSÍVEIS
Fonte: Dias (2013) 54
DIFICULDADES OPERACIONAIS
Fonte: Dias (2013)
Comprimento da armadura por toda extensão = 27 m Dificuldade de inserção Revisão da armadura = comprimentos de 12 a 16 m
Elevação do Solo mole
55
DIFICULDADES OPERACIONAIS
Fonte: Dias (2013)
Ruptura do trado e luva de acoplamento da mesa giratória
56
DIFICULDADES PARA INSERIR A ARMADURA
Fonte: Dias (2013)
a) Flambagem com a utilização do pilão b) Abaulamento da armadura
57
PROVÁVEL INFLUÊNCIA NAS EDIFICAÇÕES VIZINHAS
Fonte: Dias (2013) 58
CONSIDERAÇÕES FINAIS
59
• Investigação geotécnica • Concepção do projeto • Planejamento da execução (sincronizar executor e projetista)
• Avaliação de desempenho • durante e após a execução (controle de qualidade)
OBRIGADO!!
erinaldo@ufs.br geotecnia.ufs@gmail.com
60
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