Levantamento de problemas em fundações correntes no estado do Rio Grande do Sul

Os resultados de um levantamento de 548 casos patológicos em fundações ocorridos no Estado do Rio Grande do Sul são apresentados com o objetivo de identificar as causas mais freqüentes de problemas, o tipo de fundação mais afetado e a gravidade dos danos. O mecanismo de formação de fissuras e a manifestação típica de fissuramentos causados por movimentação das fundações são descritos. Com o objetivo de auxiliar na prevenção de problemas, as causas patológicas mais freqüentes encontradas na literatura e no levantamento são descritas e separadas de acordo com a etapa da obra e da vida da edificação em que podem ocorrer. É feita uma revisão do comportamento dos solos voltada às fundações, tendo em vista a necessidade do seu conhecimento para o entendimento mais completo dos problemas. Procura-se neste trabalho esclarecer e alertar o meio técnico sobre as principais causas de problemas em fundações, devido ao grande número de edificações afetadas, mas principalmente devido à gravidade dos danos gerados.

Medidas de energia no ensaio SPT

O presente trabalho apresenta um estudo detalhado da monitoração de energia durante a cravação do amostrador no ensaio SPT, bem como da identificação dos fatores que influenciam estas medidas. Para tanto foi desenvolvido um equipamento para a aquisição dos sinais de força e de aceleração que consta de uma célula de carga, amplificadores e condicionadores de sinais de força e aceleração, sistema de aquisição de sinal e tratamento numérico dos registros. Paralelamente foi implementado um programa embasado na técnica de diferenças finitas que simula numericamente o ensaio, inclusive o balanço das distintas energias ao longo do processo. De posse dessas ferramentas e tecnologia efetuou-se uma extensa campanha de ensaios totalmente controlados. Os resultados da campanha experimental, associados aos fundamentados e princípios básicos da física, permitiram o entendimento do processo de cravação do amostrador no solo com a determinação das perdas (eficiências) ocorridas ao longo do processo e a proposição de uma nova abordagem de interpretação fundamentada no trabalho efetivamente consumido na cravação do amostrador no solo. O conhecimento deste trabalho abre uma gama de alternativas para a estimativa de propriedades de comportamento de solos com base em resultados de medidas de SPT. Exemplos da aplicação destas alternativas são apresentados Ao longo do trabalho verificou-se que: O intervalo de integração utilizado na apropriação da energia deve ser tal que leva em consideração os golpes subseqüentes mesmo em se tratando de hastes longas; A energia assim determinada é dependente da resistência do solo; Existem perdas de energia ao longo das hastes; Estas perdas são diretamente proporcionais ao comprimento das hastes; O ensaio é um fenômeno de grandes deslocamentos e, portanto, deve ser interpretado com a adoção de um referencial fixo e fora do sistema; A variação da energia potencial das hastes deve ser considerada no computo da energia consumida na cravação do amostrador no solo e esta variação da energia é diretamente proporcional à massa das hastes.

Determinação do comportamento carga-recalque de sapatas em solos residuais a partir de ensaios SPT

O comportamento carga-recalque de sapatas assentes em solos residuais é perfeitamente representado a partir da interpretação de provas de carga. No entanto, a execução de provas de carga em fundações reais ou em placa é indesejada pela maioria dos construtores e contratantes por razões de cronograma e custo. Por outro lado, sondagens de simples reconhecimento (SPT) são de rápida execução, exigidas pela normalização vigente de projeto e execução de fundações (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 1996) e largamente utilizados na geotecnia nacional, sendo tal ensaio normalizado pela da norma NBR 6.484/2001. Deste modo, nesta pesquisa, pretende-se estabelecer uma metodologia semi-empírica para estimar o comportamento de sapatas assentes em solos residuais a partir de correlação estatística de resultados de sondagens de simples reconhecimento (NSPT) com a tensão admissível e os recalques sob tensão de trabalho, obtidos a partir de resultados de provas de carga em placa ou fundações reais assentes em solos residuais. Deste modo, a partir de retro-análise de um conjunto de resultados de provas de carga executados em diferentes solos residuais, encontrados na literatura, e o uso de conceitos de estatística, obteve-se diversas correlações que possibilitam estimar o comportamento tensão-recalque deste tipo de solo através dos resultados médios dos ensaios de SPT Como resultados destas correlações foram obtidas equações para a previsão de recalques e tensão admissível de fundações assentes sobre solos residuais, bem como do módulo de elasticidade de tais solos. As equações de estimativa de recalques são dependentes, além dos resultados de SPT, da geometria da fundação e da tensão aplicada. Já as equações para a estimativa da tensão admissível e módulo de elasticidade são dependentes somente dos valores médios do ensaio de SPT. E finalmente, para testar as equações desenvolvidas, foi realizada uma análise “Classe A” no comportamento carga-recalque de três provas de carga realizadas em locais diferentes, mostrando a eficiência da metodologia desenvolvida para a determinação da tensão admissível e dos recalques em sapatas sob a aplicação de carga de trabalho assentes em solos residuais.

Método de previsão de capacidade de carga de estacas : aplicação dos conceitos de energia do ensaio SPT

A previsão da capacidade de carga de estacas constitui-se um dos desafios da engenharia de fundações por requerer, na teoria, a estimativa de propriedades do solo, suas alterações pela execução da fundação e o conhecimento do mecanismo de interação solo-estaca. Devido à dificuldade de reproduzir analítica e numericamente o mecanismo de interação solo-estaca, a prática brasileira faz uso correlações empíricas, relacionando diretamente os resultados do ensaio SPT com o desempenho do elemento de fundação. Apesar da grande contribuição dos métodos tradicionalmente utilizados, a sua validade está limitada à prática construtiva regional e às condições específicas dos casos históricos utilizados em seu estabelecimento. Com o objetivo de incorporar à engenharia de fundações brasileira um novo método de previsão de capacidade de carga de estacas, obtido diretamente a partir de ensaios SPT, desenvolveu-se nesta pesquisa uma metodologia baseada na interpretação do ensaio SPT sugerida por Odebrecht (2003). À luz desta nova interpretação, utiliza-se a força dinâmica de reação do solo à cravação do amostrador SPT para estimar a capacidade de carga de estacas, relacionando os mecanismos de mobilização de resistência do amostrador (modelo) com os da estaca (protótipo). No intuito de validar a metodologia proposta, organizou-se neste trabalho, um expressivo banco de dados compostos por 325 provas de carga à compressão e 43 provas de carga à tração, executadas em diferentes regiões do país. Das provas de carga à compressão, 132 casos são de estacas cravadas pré-moldadas de concreto, 28 de estacas metálicas, 95 de estacas hélice contínua e 70 casos de estacas escavadas. Já nas provas de carga à tração, 3 casos são de estacas cravadas pré-moldadas, 31 de estacas hélice contínua e 9 casos de estacas escavadas. Conclui-se a partir de análises comparativas entre cargas previstas e medidas que o método proposto é capaz de prever de forma satisfatória a capacidade de carga de estacas. Uma análise estatística dos dados possibilitou atribuir à estimativa de capacidade de carga, um intervalo de confiança das previsões, baseado na confiabilidade requerida para o projeto.

Estudo da incorporação de resíduos de cerâmica vermelha na composição de concreto para uso em estacas moldadas in loco

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise da influência de um reforço de solo-cimento compactado na extremidade superior de estacas escavadas, sob carregamentos horizontais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Analise do fator dinâmico nas fórmulas de Janbu e Hiley com base em resultados de CAPWAPC

This study aimed to evaluate the dynamic factor applied to the results obtained by dynamic resistance formulas Janbu and Hiley, would lead to the results obtained by static strength analysis CAPWAPC ®. The evaluation was done by backcalculation dynamic loading tests (ECD), taking into consideration the type of soil in which the cutting base precast concrete were settled, and using the information on the effective energy transmitted to the stakes by hammers, obtained by CAPWAPC ®. The results are shown in tables and graphs, and showed that the use of these formulations and their dynamic factors can become an efficient and economical field, assisting the engineer in making decisions regarding the staking of the work

Análise dos procedimentos metodológicos de dimensionamento e execução de parede diafragma

The present paper conducts an analysis of all steps for the construction of diaphragm walls, from obtaining the soil parameters until its execution. Construction stages of diaphragm wall are detailed. The paper presents a detailed analysis of the main available calculation methods to obtain the soil parameters and the design of the diaphragm wall. A case history extensively documented in previous research and present in international symposiums was chosen for an analysis of construction process and excavation’s instrumentations, as well as emphasizing the importance of temporary works and construction sequence for deep excavation with cast in-situ diaphragm walls. In general, it is possible to conclude the main difficulty and uncertainty of the dimensioning are obtaining the soil parameter for diaphragm wall design. And, it is also possible to conclude the monitoring and execution control are paramount to the success of the diaphragm wall construction

Metodologia construtiva de paredes diafragma

In the study line about contention, using Diaphragm Wall, revising the characteristics, vantages and constructive methods, following the application due to Terzaghi's theory. This work will be revising the advantages of the excavation equipments like the Clamshell and the Hydraulic Rolling Excavator, excavation techniques, and types of steel reinforcements, concreting, draining methodologies and comparison with other techniques. Also, will be revised a Study of Case, which by the application of two executive methodologies, will be possible to make a comparative analyses in a real construction situation.

Aplicação da teoria da confiabilidade em estacas escavadas de grande diâmetro para obtenção das superfícies resistentes de projeto

In this work, the author looks forward to develop a new method capable of incorporate the concepts of the Reliability Theory and Ruin Probability in Deep Foundations, in order to do a better quantification of the uncertainties, which is intrinsic in all geotechnical projects, meanly because we don't know all the properties of the materials that we work with. Using the methodologies of Decourt Quaresma and David Cabral, resistance surfaces have been developed utilizing the data achieved from the Standard Penetration Tests performed in the field of study, in conjecture with the loads defined in the executive project of the piles. The construction of resistance surfaces shows to be a very useful tool for decision making, no matter in which phase it is current on, projecting or execution. The surfaces were developed by Kriging (using the software Surfer® 12), making it easier to visualize the geotechnical profile of the field of study. Comparing the results, the conclusion was that a high safety factor doesn't mean higher security. It is fundamental to consider the loads and resistance of the piles in the whole field, carefully choosing the project methodology responsible to define the diameter and length of the piles

Previsão da capacidade de carga de estacas escavadas em solo arenoso da região de Araquari-SC

In Geotechnical engineering the foundation projects depend on the bearing capacity and the acceptable displacements. One of the possible ways to predict the bearing capacity of foundations is through semi-empirical statistical methods which correlate in-situ tests (SPT and CPT). The piles breaking loads are defined by the interpretation of the load x head displacement curve and the experimental data acquired through the load test. In this work it is studied the behavior of bored piles executed in the Araquari/SC region, comparing the bearing capacity values predicted by the methods DECOURT & QUARESMA MODIFICADO (1996), AOKI & VELLOSO MODIFICADO MONTEIRO (2000), MILITITISKY E ALVES (1985), DECOURT & QUARESMA (1978), MÉTODO DE AOKI & VELLOSO (1975) e PHILOPANNAT (1986), with the results of the load test, evaluating their differences and discussing parameters that have direct effects on the prediction

Metodologia construtiva de paredes diafragma

In the study line about contention, using Diaphragm Wall, revising the characteristics, vantages and constructive methods, following the application due to Terzaghi's theory. This work will be revising the advantages of the excavation equipments like the Clamshell and the Hydraulic Rolling Excavator, excavation techniques, and types of steel reinforcements, concreting, draining methodologies and comparison with other techniques. Also, will be revised a Study of Case, which by the application of two executive methodologies, will be possible to make a comparative analyses in a real construction situation.

Aplicação da teoria da confiabilidade em estacas escavadas de grande diâmetro para obtenção das superfícies resistentes de projeto

In this work, the author looks forward to develop a new method capable of incorporate the concepts of the Reliability Theory and Ruin Probability in Deep Foundations, in order to do a better quantification of the uncertainties, which is intrinsic in all geotechnical projects, meanly because we don't know all the properties of the materials that we work with. Using the methodologies of Decourt Quaresma and David Cabral, resistance surfaces have been developed utilizing the data achieved from the Standard Penetration Tests performed in the field of study, in conjecture with the loads defined in the executive project of the piles. The construction of resistance surfaces shows to be a very useful tool for decision making, no matter in which phase it is current on, projecting or execution. The surfaces were developed by Kriging (using the software Surfer® 12), making it easier to visualize the geotechnical profile of the field of study. Comparing the results, the conclusion was that a high safety factor doesn't mean higher security. It is fundamental to consider the loads and resistance of the piles in the whole field, carefully choosing the project methodology responsible to define the diameter and length of the piles

Previsão da capacidade de carga de estacas escavadas em solo arenoso da região de Araquari-SC

In Geotechnical engineering the foundation projects depend on the bearing capacity and the acceptable displacements. One of the possible ways to predict the bearing capacity of foundations is through semi-empirical statistical methods which correlate in-situ tests (SPT and CPT). The piles breaking loads are defined by the interpretation of the load x head displacement curve and the experimental data acquired through the load test. In this work it is studied the behavior of bored piles executed in the Araquari/SC region, comparing the bearing capacity values predicted by the methods DECOURT & QUARESMA MODIFICADO (1996), AOKI & VELLOSO MODIFICADO MONTEIRO (2000), MILITITISKY E ALVES (1985), DECOURT & QUARESMA (1978), MÉTODO DE AOKI & VELLOSO (1975) e PHILOPANNAT (1986), with the results of the load test, evaluating their differences and discussing parameters that have direct effects on the prediction

Avaliação teórica, numérica e probabilística de fundações tracionadas.

A geotecnia constitui uma disciplina relativamente recente na área da engenharia civil, e dessa disciplina faz parte um capítulo ainda menos estudado que trata de fundações submetidas a esforços de tração. O presente trabalho deriva do conjunto de provas de cargas realizado para um importante projeto de linhas de transmissão que permitiu a aferição da teoria de capacidade de carga à tração da Universidade de Grenobel, cujos estudos comparativos mostram bons resultados para fins de aplicações práticas. De posse da extensa documentação técnica produzida e documentada por esse estudo foi possível comparar os resultados obtidos pelas provas de cargas e os resultados teóricos com os resultados das modelagens 2D axisimetricas por elementos finitos. Além dessas análises, foi possível verificar a variação da resistência à tração através de análises paramétricas realizadas a partir da variação da coesão e do ângulo de atrito. Os estudos apresentados reafirmam a confiabilidade das teorias da Universidade de Grenoble, que contemplam a simplicidade desejada às aplicações de cunho prático, com resultados satisfatórios em relação àqueles obtidos nos ensaios de tração. Por outro lado, as análises paramétricas realizadas indicaram a tendência de comportamento que a resistência à tração deve apresentar para diferentes parâmetros do solo. O conhecimento dessas tendências permite ao projetista avaliar os fatores de segurança sob ponto de vista probabilístico, ou seja, permite o emprego de fatores de segurança com o conhecimento da probabilidade de ruína associada. As análises probabilísticas foram traçadas a partir do emprego de funções genéricas de várias variáveis no formato FOSM (First Order Second Moment) que fornecem soluções aproximadas para o cálculo de desvio padrão quando não existe uma amostragem representativa. Ao término das análises, obteve-se como resultado, o mapa comparativo da probabilidade de ruína para os mesmos fatores de segurança empregados com base em resistências estimadas através de diferentes métodos de cálculos (Universidade de Grenoble e modelagem computacional).