Recalques - fundações por estacas

1. Causas de recalque em fundações indiretas (Gp. 6)

1.1. Solo:

1.1.1. A ausência de investigação no subsolo.

1.1.2. A identificação falha ou inexistente dos movimentos dos solos.

1.1.2.1. já projetados

1.2. Cargas:

1.2.1. Esforços sobrepostos

1.2.1.1. incluídos posteriormente.

1.2.1.2. Casos significativos

1.2.1.2.1. Estacas apoiadas sobre camadas finas

1.2.1.2.2. Pilares adjacentes muito próximos

1.2.2. Desconsideração

1.2.2.1. Cargas

1.2.2.2. Falta de travamentos

1.3. Desconhecimento do comportamento do solo:

1.3.1. Extrapolação de valores de cargas ou limites de profundidade impossíveis de serem atingidos.

1.3.2. Deformação do solo abaixo do aterro natural, devido ao acréscimo das tensões e assentamento do aterro sobre lixões devido ao recalque pela decomposição

1.3.3. Sistemas de fundações diferentes na mesma estrutura.

1.4. Estrutura de fundação:

1.4.1. Erro na determinação das cargas atuantes; desconsideração de etapas construtivas.

1.5. Fundações sobre aterros:

1.5.1. Erro no dimensionamento dos elementos (vigas, pilares).

1.5.1.1. Armaduras sem previsão de fissuração em concreto e a ausência de detalhes do projeto estrutural.

1.5.2. Deformação do peso próprio ocorrendo por falta de vibrações, compactação ineficiente, uso de materiais inadequados.

1.6. Degradação de materiais:

1.6.1. Ação de agente químico e físico sobre os materiais utilizados na construção.

1.6.2. Um ambiente agressivo pode ser identificado através do seu pH, resistência do solo, teor de sulfetos e cloretos

1.7. A investigação insuficiente estando relacionadas à sondagem, profundidades, anomalias e a investigação falha, interpretação inadequada de dados.

2. Efeito de grupo nos Recalques (Gp6) (Rodolfo)

2.1. Processo das diversas estacas que interagem e constituem uma fundação, ao transmitirem ao solo as cargas que são aplicadas a elas

2.2. Definição de Efeito de grupo:

2.2.1. Processo das diversas estacas que interagem e constituem uma fundação, ao transmitirem ao solo as cargas que são aplicadas a elas

2.3. Podem sofrer recalques diferentes dos apresentados por uma estaca isolada submetida a carregamento equivalente

2.4. O efeito de grupo em termos de capacidade de carga

2.4.1. Um modo melhor de se calcular a capacidade de carga do grupo é considerando tanto a capacidade da estaca apenas, como do bloco também, determinando qual será o pior modo de ruptura das estacas

2.4.2. A capacidade de carga a ser calculada varia dependendo do tipo de solo, do tipo de fundações e estacas envolvidas

2.5. EFEITO

2.5.1. Estacas em grupo

2.5.1.1. RECALQUE MAIOR

2.5.1.1.1. Do que

3. RECALQUE - GRUPO DE ESTACAS

3.1. Fleming et al. (1985) - Gp. 3 (Geraldo e Daniel)

3.1.1. Velloso e Lopes (2010) propuseram a Equação, criada por Fleming et al. (1985)

3.1.1.1. PG = P isolada * ξ

3.1.1.1.1. ξ = N^y

3.1.1.1.2. P isolada

3.1.1.1.3. PG

3.1.2. Comportamento do grupo

3.1.2.1. Eficiência parecida

3.1.2.1.1. Grupos quadrados

3.1.2.1.2. Grupos retangulares

3.1.3. Geometria com importância secundária

3.1.4. RECALQUE ESTACA ISOLADA (equação de Mindlin)

3.1.4.1. ρ=P*Ip/(D∗Es)

3.1.4.1.1. 𝝆 = deslocamento (mm); P = carga aplicada na estaca (kN); Es = módulo de deformabilidade do solo (MPa); Ip = I0*Rk*Rh*Rυ; I0 = fator de influência para deformações; Rk = fator de correção para a compressibilidade da estaca; Rh = espessura h (finita) de solo compressível; Rυ = correção para o coeficiente de Poisson do solo (νs); D = diâmetro da estaca (m).

3.1.4.2. diretamente sensível a fatores como espessura da camada de solo, o comprimento da estaca, coeficiente de Poisson e o módulo de deformabilidade do solo

3.1.4.2.1. determinação dos valores de I0, Rk, Rh, e Rν, utilizando os ábacos propostos por estes mesmos autores.

3.1.5. Para qualquer tipo de solo, pode-se utilizar a equação de Fleming et al. (1985) .

3.2. Tubulão equivalente -Poulos e Davis (1980) - Gp 5 osmar

3.2.1. Transforma-se o grupo de estacas em um “estacão” único com mesmo comprimento, mas alterando-se o diâmetro e a propriedade do material

3.3. Método de Vesic (1969, 1975) (Grupo 04 = Gustavo e Lorena)

3.3.1. Solos Arenosos

3.3.2. Velloso e Lopes (2010) Sugeriu o Método de Vesic

3.3.3. ξ =√ (B/ D)

3.3.3.1. onde: B =dimensão transversal do grupo de estacas; D= largura ou diâmetro de cada estaca.

3.3.4. PG = P isolada * ξ

3.3.4.1. onde: P = Recalque da sapata isolada; PG = Recalque em grupo; ξ = Relação entre recalques (grupo/isoladas)

4. Encurtamento Elástico (GRUPO 7- THALES E DOUGLAS)

4.1. Construir o diagrama de esforço normal

4.1.1. A carga "P" aplicada no topo da estaca deve ser maior que a resistência lateral

4.1.2. A carga "P" deve ser menor que a carga

4.1.2.1. Satisfazendo : Rl < P < R

4.2. OBSERVAÇÕES

4.2.1. Obs: para facilitar o cálculo (Σ=Pi X Li)

4.2.1.1. Construa uma Tabela no Excel

4.2.2. Para calcular (Σ=Pi X Li)

4.2.2.1. Deve-se dividir o comprimento da estaca em camadas

4.3. Fórmula:

4.3.1. ρe = (1/A*Ec) * (Σ=Pi* Li)

4.3.1.1. ρe -> Encurtamento elástico da estaca

4.3.1.2. A -> área da seção transversal

4.3.1.3. Ec -> Módulo de elasticidade do concreto

4.3.1.3.1. Para estacas pré-moldadas-> 28 a 30 GPa

4.3.1.3.2. Para Hélice Contínua, Franki e Estacão -> 21 GPa

4.3.1.3.3. Para strauss e escavada a seco -> 18 GPa

4.3.1.4. Pi -> Módulo de deformabilidade do concreto

4.3.1.5. Li -> Medidas dos trechos da camadas

5. Se = recalque devido ao encurtamento elástico (m);

6. Níveis desiguais de carregamento e a má avaliação dos efeitos dos carregamentos.

7. Considerando por hipótese, uma variação linear da rigidez K, com o carregamento Q, expressa pela eq 1: K = α + βQ.

8. RECALQUES - ELEMENTO ISOLADO

8.1. Método de Vesic (1969, 1975) (Grupo 04 = Gustavo e Lorena)

8.1.1. RECALQUE DEVIDO À DISTRIBUIÇÃO DE CARGA NO FUSTE: s𝑓 = Cs ∗ Q𝑙𝑎𝑡 / L ∗ qp

8.1.1.1. Sf = recalque devido a distribuição da carga no fuste (m);

8.1.1.1.1. Cs = coeficiente que depende do tipo de solo e do tipo de estaca;

8.1.1.2. Qlat = carga lateral no estágio de carregamento (kN);

8.1.1.3. L = comprimento da estaca (m);

8.1.1.4. qp = reação de ponta da estaca (kPa)

8.1.2. Admite que o deslocamento total de uma fundação profunda é resultado da soma de três parcelas de recalque:

8.1.2.1. RECALQUE DEVIDO AO ENCURTAMENTO: 𝑠𝑒 = (𝑄𝑝 + 𝛼𝑠𝑠 ∗ 𝑄𝑙𝑎𝑡) ∗ 𝐿 / 𝐴 ∗ 𝐸�

8.1.2.1.1. Qp = carga na ponta no estágio de carregamento (kN);

8.1.2.1.2. Qlat = carga lateral no estágio de carregamento (kN);

8.1.2.1.3. A = área da secção transversal da estaca (m²);

8.1.2.1.4. Ec = módulo de deformabilidade do material da estaca (MPa);

8.1.2.1.5. αss = fator que depende da distribuição do atrito ao longo do fuste;

8.1.2.1.6. L = comprimento da estaca (m).

8.1.2.2. RECALQUE DEVIDO AO SOLO: sp = Cp ∗ Qp / ϕ ∗ qp

8.1.2.2.1. Sp = recalque devido a carga transmitida na ponta (m);

8.1.2.2.2. φ = diâmetro da estaca (m);

8.1.2.2.3. Cp = coeficiente que depende do tipo de solo e do tipo de estaca;

8.1.2.2.4. qp = reação de ponta da estaca (kPa);

8.1.2.2.5. Qp = carga na ponta no estágio de carregamento (kN).

8.1.3. UTILIZAÇÃO: somente para solos não coesivos e erro pode atingir +-50%

8.2. Cálculo de estacas pelo método de Décourt a partir, unicamente, dos valores de Nspt.

8.2.1. Definição

8.2.1.1. Método Aoki-Velloso e Décourt-Quaresma são os mais utilizados no Brasil

8.2.1.2. Método semi-empírico

8.2.1.3. Hipótese

8.2.1.3.1. K =Q/r

8.2.2. Aplicação

8.2.2.1. Não é aconselhável para estacas escavadas.

8.2.2.1.1. Os valores de a e B podem ser obtidos por regressão linear dos dados de campo.

8.2.3. Cálculo

8.2.3.1. Indicado para os casos de provas de carga, onde o ensaio é efetuado até a ocorrência de recalques elevados.

8.2.3.2. A carga última Q é calculada utilizando a eq 1, fazendo k=0, tem-se: Q= -α/β.

8.2.3.3. α e β: valores tabelados

8.3. Método Decourt (Grupo 2)

8.3.1. Baseado nos resultados SPT-T para determinar a capacidade de carga de estaca: Neq = T/1,2. Aparecida

8.4. Teoria da elasticidade (Gp. 1) - Poulos e Davis - 1980

8.4.1. (DANILO) Propriedades mecânicas que sofre deformação reversível

8.4.1.1. CALCULO: p=P*I/(E*D)

8.4.1.2. p=Recalque do topo da estaca

8.4.1.3. I = fator de influência

8.4.1.3.1. Onde podemos encontrar o fator I na seguinte formulação: I= I0*Rk*Rh*Rv (Vivaldo)

8.4.1.4. E=Módulo elástico do solo

8.4.1.5. D=Diâmetro das estacas

8.4.1.6. P=Carga aplicada à estática