6 Ivan Vianna Estaca Metálica_execução

8/18/2019 6 Ivan Vianna Estaca Metálica_execução

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2ª Conferência em Tecnologia deFundações – CTF

Comissão Técnica de Fundações da ABMSNÚCLEO REGIONAL SÃO PAULO DA ABMSUNICAMP – 01 DE ABRIL DE 2016


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Estaca Metálica:

Aspectos executivose

Desafios

ENGº IVAN LIBANIO VIANNADiretor da NOVASOLO ENGENHARIAConselheiro da ABMS


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Ivan Libanio Vianna – 2ª Conferencia em Tecnologia de Fundações - CTF 2016

Aspectos executivos:

• Escolha do equipamento• Situação do canteiro

• Gabarito ou caixa de locação

• Desaprumo e excentricidade

• Emenda de topo

• Diagrama, Nega e Repique


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Escolha do equipamento• Queda livre ou hidráulico?• Tipo de martelo: impacto ou vibratório?• Esteira ou sobre rolos?• Peso do martelo?


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Cravação de estacas:• Percussão• Prensagem (macaco hidráulico)

• VibraçãoEscolha depende:• Tipo e dimensão da estaca• Características do solo• Condições de vizinhança

• Características do projeto• Peculiaridades do local

NBR 6122:2010 da ABNT

O sistema de cravação deve estar sempre bem ajustado,evitando danos às estacas durante a cravação e deve serdimensionado de modo a levar a estaca até a profundidadeprevista sem danificá-la.

O uso de martelos mais pesados e menoraltura de queda é sempre mais eficiente.

Ainda sobre escolha do equipamento:


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Situação do canteiro• Limpo, plano e desimpedido?• Capacidade suporte adequada?

Condições de drenagem pluvial?• Acesso para carreta?


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Situação do canteiro...• Área para estoque?• Estaleiro de solda?• Edificações na divisa?

• Piso tem suporte?• Caminhamento do bate estaca OK?


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Caixa de locação• Dimensões: retângulo envolvente do perfil• Cor diferente para cada tipo de perfil• Identificar posição do perfil na caixa


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DESAPRUMO DE ESTACAS

Não há necessidade de verificação de estabilidade eresistência, nem de medidas corretivas para desvios deexecução, em relação ao projeto, menores do que 1/100

Assim, uma estaca de 20 m que tenha desaprumo de até

20 cm atende à norma: checar então a excentricidade!

É medido o desaprumo da estaca na obra?


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EXCENTRICIDADE

NBR 6122:2010 item 8.5.6.1

INEVITÁVEL mas...a NBR estabelece critérios para limites:

• ESTACAS ISOLADAS: É aceitável um desvio entre o eixoda estaca e o C.G. do pilar de 10% da menor dimensãoda estaca.

• Em estacas metálicas, o diâmetro a ser considerado é

aquele do círculo circunscrito.

NBR 6122:2010 item 8.5.6.2

• CONJUNTO DE ESTACAS: Toleradas excentricidadesde 10% do diâmetro das estacas do conjunto.

• Desvios superiores podem implicar na estabilidade edevem ser verificados com o projetista estrutural.


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Cuidados para evitar

desaprumo e excentricidade• Iniciar cravação rigorosamente no prumo• Após alguns metros, conferir prumo novamente• Durante a cravação, conferir prumo ao notar desaprumo

• Retornar torre ao prumo quando necessário


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Emenda de topo soldada em perfil(Padrão GERDAU)


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Emenda de topo soldada em perfil


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Emenda de topo soldada em perfil

• Estaleiro para montagem de emendas• Uso e manuseio correto de chapas e eletrodos• EPS Especificação Padrão de Solda adequado


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NEGA, DIAGRAMA E REPIQUE

SÃO EXIGÊNCIAS DANORMA 6122:2010 PARA

TODASAS ESTACAS METÁLICAS

(Item C-8 pág. 42) ATENDENDOÀS CONDIÇÕES DE SEGURANÇA...

NEGA & REPIQUE


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NEGA & REPIQUE


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Diagrama de Cravação, Nega e Repique


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Cravação em terreno mole


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Cravação em terreno duro


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DESAFIOS:

• Emendas mais simples

• Diminuir o desperdício: mais ENGENHARIA

• Critérios de paralisação da cravação


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EMENDAS EM ESTACAS:

É PRECISO INOVAR!!!


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EMENDAS EM ESTACAS PRÉ-MOLDADAS:Padrão SCAC: cordão de solda


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Emendas Pinadas em Estacas Pré-moldadas de concreto(Projeto Maquina Solo x Intersolo x Emeca 2009)


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EMENDAS EM ESTACAS METÁLICAS:Uso de luva metálica de encaixe?

Uso de parafuso?


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POUCA ENGENHARIA: DESPERDÍCIO em FUNDAÇÕES

Sondagens, estudos geotécnicos insuficientes e/ou mal elaborados

Uso “indiscriminado” de fórmula dinâmica de nega como critério de paralizaçãode cravação

Critério de MENOR PREÇO ao invés do MELHOR PREÇO na contratação deensaios, projetos e execução


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POUCA ENGENHARIA...DESPERDÍCIO em FUNDAÇÕES:

Análise incorreta de ensaios em estacas: são indicativos e não conclusivos(Congresso Internacional sobre Fundações Escavadas, Bélgica, 2003)

Sistemas de cravação (hidráulico acelerado, vibratório regulado, etc.) evoluiumais rápido que a sua assimilação/interpretação por executores, projetistas e

consultores

Contribuição do bloco na capacidade de carga de grupo de estacas éraramente considerada, mesmo quando o solo superficial é resistente(artigo de E. Val e L.G. de Mello no VIII COBRAMSEG, P. Alegre,1986)


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Desperdício em Fundações,

apud Luciano Décourt:

“O processo executivo é o que manda na capacidade de carga das estacas e esse

assunto é ignorado por 90% do mercado da construção”.

“O coeficiente REAL de segurança em fundações no Brasil pode chegar atéoito! Na norma é DOIS e isso reflete muito nos custos.”

“Após várias provas de carga antes do projeto de fundações ser concluído, foipossível otimizar esse Projeto e economizar 25% do custo total nas fundações.”


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Estacas aguardando arrasamento...


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CRITÉRIOS DE PARALISAÇÃO DE CRAVAÇÃO


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NEGA DE CRAVAÇÃO


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A estaca pode ter nega e não ter a capacidade de cargaprevista no projeto.

Mesmo sem qualquer nega pré-determinada, seja calculada oumedida, uma estaca pode perfeitamente atender a capacidade

de carga prevista em determinado projeto de fundações.

A estaca tem que ter nega?

Uma NEGA excessivamente rigorosapode danificar a estaca além de causardanos ao martelo hidráulico.


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Estacas curtas, ponta situada em cima de horizonte rochoso

A insistência na cravação para embutir “um pouco” na rocha era

mais comum quando se usava martelo de queda livre.

Insitir para “embutir” na rocha

Contudo, usando martelo hidráulico pode trazer danos à estaca:


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O martelo deve ser paralisado sempre que

for obtida NEGA de 25 mm (ou 1”) para 10golpes consecutivos com h = 1 m duranteseis medições de NEGA ≤ 25mm.

Prosseguindo além do limite acima, estarásujeito à ruptura (JUNTTAN).

O martelo hidráulico tem limites de operação:


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As fórmulas dinâmicas baseadas na NEGA ou REPIQUEELÁSTICO visam principalmente assegurar a homogeneidadedas estacas cravadas.

Em determinados tipos de terreno deve ser levada em conta,na verificação da NEGA, sua diminuição (cicatrização) ouaumento (relaxação) ao longo do tempo.

NBR 6122:2010 ABNT

FÓRMULAS DINÂMICAS (Item 8.2.1.5)


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Fórmulas de NEGAS são recentes?

• Fórmula dos Holandeses: 1825

• Fórmula de Hiley: 1925

• Fórmula de Janbu: 1953

• Fórmula dos Dinamarqueses: 1957

• Não existia martelo hidráulico (ref. “Fellenius, 2006”).• Cargas nominais das estacas eram baixas (≤ 80 tf)• Algumas eram restritas a solos não coesivos

Ó Â


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USAR QUAL FÓRMULA “DINÂMICA” ?

Arquivos da ENR: 450 fórmulas de NEGA diferentes, estabelecidas paramartelos de queda livre ou martelos à vapor.

Baseadas na Lei de Newton referente ao impacto entre dois corpos

rígidos e modificadas para considerar as perdas de energia.

Poucas consideram a eficiência do martelo, o que era estimado comenorme dificuldade e sem muita precisão.

Em 1960 é publicada pela ASCE o trabalho clássico de E.A.SMITH, apósanos de aplicação na Raymond P. D. Co., onde surge a aplicação daequação da onda na análise de cravação – ao invés de considerar a Leide Newton.


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EFICIÊNCIA DE CRAVAÇÃO

Nas fórmulas dinâmicas citadas, os coeficientes de eficiência tinhamvalores empíricos e não medidos – sendo diferenciados para marteloqueda livre, martelo diesel e martelo a vapor.

Nessas fórmulas a eficiência e a altura de queda sempre foiconsiderada diretamente proporcional ao valor da resistência últimada estaca.

Assim, se a eficiência de um martelo for 50 % maior que de outro, a

NEGA calculada de um será 50% maior que a do outro – mantidas asmesmas características de estaca.

A EFICIÊNCIA do sistema MARTELO-ESTACA-SOLO pode sercorretamente medida através do PDA, dividindo-se a energiapotencial disponível pela energia líquida, ou seja , EP / EMX .


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Eficiências medidas em sistemas de

cravação (através de PDA)As eficiências medidas em ensaios PDA são dispersas mas coerentescom os seguintes valores que estão dentro das Especificações deCravação de Estacas da PDCA americana # 102-2007 :

Martelo queda livre: 40%Martelo hidráulico: 80 % UM É O DOBRO DO OUTRO

Aplicando na Fórmula de Brix Alterada para martelo hidráulico,teremos como valor da NEGA o dobro daquela NEGA calculada parao martelo tipo queda livre


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Fórmula de Brix

s = W.P.hR (W + P) Onde:S = NÉGA (cm)

W = Peso do Pilão (kg)

P = Peso da estaca (kg)

h = Altura de queda do Pilão (cm)

R = Resistência do solo à penetração de estaca (kg)

OBS: Adota-se R igual a 5 vezes a carga admissível da estaca.

s = W.P.h . δ

R (W + P) Onde δ é o fator de EFICIENCIA do sistema de cravação, sendo tomado como referencia ovalor de 1 para martelos tipo queda livre

Fórmula de Brix Alterada

Cit ã d K l T hi


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Citação de Karl von Terzaghi (1883-1963)

“Apesar de suas óbvias deficiências efalta de confiabilidade , as fórmulas decravação de estacas ainda são muitousadas entre os engenheiros de obras

porque o uso dessas formulas reduz umprojeto de fundações em estacas a umprocedimento muito simples. O preço aser pago para essa simplificação artificialé muito alto.”

“In spite of their obvious deficiencies and unreliability, pile driving formulas stillenjoy great popularity among practicing engineers, because the use of theseformulas reduce the design of pile fooundations to a very simple procedure. The

price one pays for this artificial simplification is very high” K. Terzaghi (1942), alsoquoted in Terzaghi (1943) Theoretical Soil Mechanics, John Wiley & Sons, New York.


CONSIDERAÇÕES NEGA REPIQUE DIAGRAMA


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O uso de NEGA visa principalmente assegurar a homogeneidade dasestacas cravadas (NBR 6122) e não como garantia de sua capacidade.

REPIQUE em todas as estacas toma tempo, oferece riscos e não deveser usado para avaliação de carga – há ferramentas mais precisascomo o uso de PDA.

DIAGRAMA DE CRAVAÇÃO é um elemento muito importante para o

monitoramento da cravação e deve ser comparado com as sondagens.

CONSIDERAÇÕES: NEGA, REPIQUE, DIAGRAMA

Os ensaios PDA somados ao monitoramento real da energia decravação em estacas piloto podem estabelecer critérios maisconfiáveis para determinação do comprimento cravado -

independente de NEGA ou REPIQUE

DEVEMOS DESENVOLVER ISSO!



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OBRIGADO

PELA SUA ATENÇÃO

Ivan Libanio ViannaDiretor da NOVASOLO

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