1) O documento descreve diferentes tipos de ensaios realizados em estacas para avaliar sua capacidade de carga, incluindo provas de carga estática e dinâmica. 2) A prova de carga estática aplica cargas progressivas à estaca enquanto mede os deslocamentos correspondentes. 3) A prova de carga dinâmica usa golpes de martelo instrumentado para avaliar a integridade e capacidade de carga da estaca de forma rápida e econômica.

1. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – PROVA DE CARGA
PROVAS DE CARGA ESTÁTICA (IN SITU)
PROVA DE CARGA ESTÁTICA (Normatizada pela NBR 12.131/92)
O tipo de ensaio mais comum envolve a aplicação de carregamentos de
compressão à estaca, em estágios crescentes da ordem de 20% da carga de
trabalho, registrando-se os deslocamentos correspondentes. A medição dos
esforços com uma célula de carga, posicionada no topo da estaca, traz uma
maior precisão e qualidade ao ensaio.
Na prova de carga estática o elemento de fundação é solicitado por um ou mais
macacos hidráulicos, empregando-se um sistema de reação estável, sendo
comum o uso de vigas metálicas e ancoragens embutidas no terreno.
A NBR 12.131/92 prescreve que as estacas
sejam solicitadas a até duas vezes a carga
de trabalho.
Informações determinadas pelo ensaio:
- Carga de Ruptura
- Curva carga x deslocamento
- Capacidade de carga da estaca
- Recalque associado à carga de trabalho
- Parcelas de resistência de ponta e atrito lateral
- Coeficiente de segurança do estaqueamento

2. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – PROVA DE CARGA
ENSAIO DE INTEGRIDADE (PIT – Pile Integrity Test)
A qualidade de estacas moldadas in loco pode ser prejudicada devido à
contaminação do concreto com solo e água, ocorrência de reduções de seção ou
mesmo de interrupções dos fustes. No caso de estacas pré-fabricadas, danos
podem ocorrer durante a cravação, como conseqüência da geração de tensões para
as quais o elemento não foi dimensionado.
A integridade de uma fundação profunda pode ainda ser prejudicada após sua
execução - por exemplo, nas operações de arrasamento, nos trabalhos do canteiro
de obras (tráfego de veículos pesados) ou ainda devido a movimentações do
terreno.
Estrangulamento Segregação e Efeito Estacas Danificadas
Significativo Próximo ao 'Gaiola' com Criação de Exumação do Fuste e
Topo da Estaca Junto ao Espaço Vazio em Estaca Confirmação do
Contato Aterro Moldada 'In Loco'. Diagnóstico

3. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – PROVA DE CARGA
ENSAIO DE INTEGRIDADE (PIT – Pile Integrity Test)
E uma metodologia extremamente simples e de baixo custo, que permite verificar a
qualidade de estacas moldadas in loco ou cravadas.
Quando fundações profundas são executadas, é fundamental garantir
comprimentos e seções efetivamente executadas, sua continuidade e sua
integridade. Em estacas cravadas, o principal defeito que pode ocorrer durante o
processo executivo é a quebra não detectada do elemento. Já no caso de estacas
escavadas, é fundamental assegurar que todo o fuste seja integralmente
preenchido por concreto ou argamassa, não havendo falhas, estrangulamentos ou
ponta descontínua.
Metodologia do Ensaio de integridade
Posicionando-se um acelerômetro no topo
da estaca, é possível identificar a presença
de eventuais danos e sua localização, a
partir da aplicação de golpes com um
martelo de mão instrumentado. As ondas de
força geradas pelos golpes do martelo se
propagam ao longo da estaca, e suas
reflexões na geometria da fundação e
resistência do solo são detectadas através
da instrumentação.

4. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – P I T
PIT – Pile Integrity Test

5. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – PROVA DE CARGA
ENSAIO DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CARGA DINAMICA (Normatizada pela NBR 13.208/94 )
A prova de carga dinâmica é uma técnica rápida e econômica que consiste
num ensaio que objetiva principalmente determinar a capacidade de ruptura da
interação estaca-solo, para carregamentos estáticos axiais. A prova de carga
dinâmica pode ser realizada tanto em estacas cravadas como em elementos
moldados in loco. O ensaio consiste na instrumentação do fuste da estaca com
transdutores e acelerômetros, que permitem monitorar a propagação das
ondas decorrentes do golpe de um martelo (bate-estacas). As informações que
os sensores fornecem (também chamadas de sinais) são condicionadas e
processadas por um equipamento específico - o Pile Driving Analyzer (PDA).

6. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – PROVA DE CARGA
ENSAIO DE CARGA DINAMICA (continuação)
O ensaio difere das tradicionais provas de carga estáticas pelo fato do
carregamento ser aplicado dinamicamente, através de golpes de um sistema de
percussão adequado. A medição é feita através da instalação de sensores no fuste
da estaca, em uma seção situada pelo menos duas vezes o diâmetro abaixo do topo
da mesma. O sinal dos sensores são enviados por cabo ao equipamento PDA.
São usados dois pares de sensores como os mostrados ao lado.
O sensor da direita é um transdutor de deformação específica.
Ele gera uma tensão proporcional à deformação sofrida pelo
material da estaca durante o golpe. O sensor da esquerda é um
acelerômetro, que gera uma tensão proporcional à aceleração
das partículas da estaca.
O sinal de cada um dos transdutores de deformação é
multiplicado pelo módulo de elasticidade do material da estaca e
pela área de seção na região dos sensores, para obtenção da
evolução da força em relação ao tempo. Por isso esses
transdutores as vezes são chamados de sensores de força. O
PDA tira a média dos dois sinais de força assim obtidos, a fim de
detectar e compensar os efeitos da excentricidade do golpe.

7. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – PROVA DE CARGA
ENSAIO DE CARGA DINAMICA (continuação)
O principal objetivo do ECD é o de obter a capacidade de ruptura do solo.
Entretanto, paralelamente muitos outros dados podem ser obtidos pelo ensaio.
Alguns dos mais importantes são:
1. Tensões máximas de compressão e de tração no material da estaca durante os golpes.
2. Nível de flexão sofrido pela estaca durante o golpe.
3. Informações sobre a integridade da estaca, com localização de eventual dano, e
estimativa de sua intensidade.
4. Energia efetivamente transferida para a estaca, permitindo estimar a eficiência do
sistema de cravação.
5. Deslocamento máximo da estaca durante o golpe.
6. Velocidade de aplicação dos golpes, e estimativa de altura de queda para martelos
Diesel de ação simples.

8. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – PROVA DE CARGA
ENSAIO DE CARGA DINAMICA (continuação)
Existem duas maneiras básicas de fazer o ECD em estacas cravadas:
Na primeira é possível instalar os sensores no início da cravação, e ir registrando
os golpes à medida que a estaca penetra no solo. Esse tipo de ensaio visa obter
informações como desempenho do sistema de cravação, riscos de quebra, etc. A
capacidade de carga de uma estaca ao final da cravação geralmente é diferente
daquela após um período de repouso, devido a fenômenos como dissipação de
poropressão, relaxação, etc. Portanto, a capacidade medida ao final da cravação
não pode ser comparada diretamente com o resultado de uma prova estática.
Na segunda para determinação da correta capacidade de carga de longo prazo da
estaca cravada é recomendável fazer-se o ensaio em uma recravação, realizada
alguns dias após o término da cravação. O intervalo de tempo entre o final da
cravação e a realização do ensaio deverá ser o maior possível, principalmente em
solos argilosos ou que exibam relaxação. O bate-estacas é reposicionado na
estaca, os sensores são instalados e em seguida são aplicados alguns poucos
golpes. Quando é possível controlar a altura de queda do martelo, é usual começar-
se com uma altura baixa, e ir-se aumentando gradualmente a energia aplicada, até
que se verifique a ruptura do solo, ou se o PDA indicar tensões que ponham em
risco a integridade do material da estaca. A ruptura do solo geralmente é
caracterizada quando a resistência deixa de aumentar (ou as vezes até diminui)
com o aumento da altura de queda.
Relaxação: diminuição gradual do estado de tensão de um corpo sob deformação constante.

9. PATOLOGIA DE EDIFICIOS – PROVA DE CARGA
ENSAIO DE CARGA DINAMICA (continuação)
Existem um modo básico para se fazer o ECD em estacas moldadas “in loco”:
Em estacas moldadas "in loco", é necessário fazer um preparo prévio, que consiste
na execução de um bloco de concreto armado (fck>30 MPa) para receber os
impactos. O bloco deverá ter seção transversal parecida com a da estaca, e altura
de cerca de 1,0 m. Os sensores devem ser instalados no fuste da estaca, e não no
bloco. Os golpes são aplicados por qualquer sistema capaz de liberar um peso em
queda livre. O pilão a ser utilizado deverá ter um peso correspondente a de 2% a 3%
da carga de trabalho prevista para a estaca. Deve-se usar chapas de madeira
compensada, as vezes em cima das estacas por uma chapa metálica, para
amortecimento dos golpes.
O ensaio é executado da mesma maneira que o ensaio de carga estática, exceto
que geralmente nesses casos é necessário cautela para que a estaca não entre em
regime de cravação.