Ensaio de carregamento

Geomec Engenheiros Consultores
ECD
ENSAIO DE CARREGAMENTO DINÂMICO
Cliente : Construtora Cowan S/A
Obra : Viaduto Novo / Alargamento – Vilarinho.
Local : Belo Horizonte – MG
Data : 04 e 05/01/2012
RL27.104/2012

RL27.104/2012
Av. Brasil, 691 – 11º andar – Santa Efigênia
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
CEP.: 30.140-000 – Belo Horizonte – MG
e-mail: geomec.bhz@terra.com.br
Belo Horizonte, 16 de Janeiro de 2012.
À
Construtora Cowan S/A
Belo Horizonte – MG.
Ref. : RL27.104/2012
Obra : Viaduto Novo / Alargamento
Local : Belo Horizonte – MG
Att. : Engº. Lincoln Pires
Prezados Senhores,
Servimo-nos da presente com a finalidade de encaminhar-lhes o Relatório
RL27.104/2012, referente a Ensaio de Carregamento Dinâmico, materializado na obra em
referência, conforme estabelece a Norma Brasileira ABNT - NBR 13208 – 2007.
Colocamo-nos desde já à disposição de V.S.as. para esclarecimentos adicionais que se
tornem necessários, e no aguardo de consultas futuras, firmamo-nos,
Atenciosamente,
Eng.º Sérgio C. Paraíso – P.E.

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO
2. INSTRUMENTAÇÃO E CARACTERÍSTICAS DAS ESTACAS
ENSAIADAS
3. ENSAIO DE CARREGAMENTO DINÂMICO – ECD
4. ANÁLISE CAPWAP
4.1 – CONSIDERAÇÕES TÉCNICAS E RESUMO DAS
ANÁLISES REALIZADAS
4.2 – MODELAGEM E LISTAGEM ANÁLISE NUMÉRICA
CAPWAP
5. CONDIÇÕES DE ENSAIO
6. PDI CURVES
7. CURVAS RMXxDMX - RMXxEMX - RUxDESLOCAMENTO
8. COMENTÁRIOS PERTINENTES
9. SONDAGENS DE REFERÊNCIA
10. FOLHETO ORIGINAL - FABRICANTE DO EQUIPAMENTO
11. ESTACAS ENSAIADAS – GEOMEC

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
1. INTRODUÇÃO

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
1. INTRODUÇÃO
A equipe técnica da GEOMEC realizou nos dias 04 e 05/01/2012 Ensaios de
Carregamento Dinâmico em estacas moldadas “in loco” do tipo Escavadas Ø70cm, com
utilização do equipamento PDA (Pile Driving Analyser).
A instrumentação e ensaio dinâmico materializaram-se em 3 (três) estacas, que se
constituem em parte integrante das fundações do Viaduto Novo / Alargamento – Vilarinho –
Belo Horizonte – MG.
O objetivo da instrumentação e ensaio dinâmico consiste na avaliação da capacidade
de carga mobilizada através do método de "Case", no momento do ensaio e posteriormente
no escritório com a utilização do Software CAPWAP que utiliza os sinais de força x
velocidade gravados em campo.
Este Relatório contém detalhe típico de ensaio, Análise PDAW (Case), Análise
Capwap, etc.
O folheto do fabricante do equipamento PDA – Modelo PAX encontra-se no item
10 deste Relatório.

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
2. INSTRUMENTAÇÃO E CARACTERÍSTICAS
DAS ESTACAS ENSAIADAS

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
2. INSTRUMENTAÇÃO E CARACTERÍSTICAS
DAS ESTACAS ENSAIADAS
As estacas monitoradas são do tipo Escavadas Ø70cm materializadas com concreto
na resistência característica Fck=20 MPa. A velocidade da onda compressiva de 3.200m/seg.
utilizada no campo corresponde a módulo de elasticidade dinâmico de 261.000 kg/cm².
Executou-se bloco de coroamento no topo das estacas, nas mesmas características
das estacas a ensaiar, com altura conforme Tabela 1, projetados especialmente para
amortecer o impacto dinâmico. Os pares de acelerômetros e transdutores de deformação
específica foram instalados nos blocos, diametralmente opostos, conforme croqui em anexo,
visando fundamentalmente compensar os efeitos de flexão quando da realização do ensaio.
Os sinais emitidos pelos sensores foram analisados no equipamento P.D.A. e
gravados para posterior reanálise.
O P.D.A. registrou imediatamente após cada golpe os valores de energia máxima
transferida para a estaca (EMX), força máxima de compressão (FMX), carga mobilizada da
estaca pelo método de "Case" (RMX) função dos valores selecionados de amortecimento
dinâmico do solo "damping de case", deslocamento (DMX), tensão compressão (CSX),
tensão de tração (TSX) e fator de integridade (BETA).
A Tabela 1 a seguir especifica as estacas ensaiadas e as características de ensaio:
T A B E L A 1
Estaca
Ø
(cm)
Área
(cm²)
Comprimentos (m) Cotas Datas Martelo
Ensaio
(kg)
H
Bloco
(m)Total Ab.Sens. Exec. Terreno
Arrasa-
mento
Execução Ensaio
E03-VN 70 3848,0 24,70 23,00 22,70 756,603 756,203 13/12/11 04/01/12 10.650 2,0
E11-VN 70 3848,0 21,20 19,50 19,20 748,368 747,968 31/10/11 05/01/12 10.650 2,0
E11-AL 70 3848,0 21,20 19,50 19,20 747,944 747,544 11/11/11 05/01/12 10.650 2,0

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
3. ENSAIO DE CARREGAMENTO DINÂMICO – ECD

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
3. ENSAIO DINÂMICO
O ensaio dinâmico consistiu na aplicação de energias cinéticas crescentes no topo
do bloco de coroamento, através de golpes de martelo queda-livre de peso conforme Tabela
1, com alturas de queda variáveis e crescentes até mobilização da Carga Máxima na interação
estaca-solo e ou no limite de tensões dinâmicas do concreto que constitui as estacas.
Paralelamente foram verificadas as tensões máximas de tração e compressão
aplicadas às estacas.
A Tabela 2 contém os resultados das Análises PDAW que reprocessam as
medições de campo através do método de Case, considerando os valores de “j” calibrados
através das Análises Capwap, para os golpes de maior carga mobilizada.
T A B E L A 2
Estaca
Ø
(cm)
Carga
Trabalho
(tf)
Golpe
RMX
(tf)
DMX
(mm)
Hq
(m)
SET
(mm/g)
EMX
(txm)
%
EMX
FMX
(tf)
Tensão
Comp.
(kg/cm²)
Fmín
(tf)
Tensão
Tração
(kg/cm²)
J
E03-VN 70 110 3 380 5 0,5 1 2,80 52,6 696,5 181 42,3 11 0,4
E11-VN 70 205 4 384 15 1,2 6 7,68 60,1 869,6 226 50,0 13 0,3
E11-AL 70 215 4 416 17 1,2 10 10,87 85,1 1273,7 331 23,1 6 0,6

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
4. ANÁLISE CAPWAP

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
4.1 – CONSIDERAÇÕES TÉCNICAS E RESUMO DAS
ANÁLISES REALIZADAS

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
4.1 ANÁLISE CAPWAP
O programa CAPWAP (CASE PILE WAVE ANALYSIS PROGRAM) tem como
objetivo a execução de apurado processamento dos registros previamente gravados no
campo.
O processamento dos registros de campo pelo programa CAPWAP permite:
- Estimativa da distribuição de resistência desenvolvida pelo solo ao longo da
estaca.
- Determinação da componente dinâmica desta resistência.
- Estimativa de capacidade de carga estática do sistema estaca-solo.
Os golpes selecionados correspondentes às estacas ensaiadas foram analisados
pelo programa CAPWAP.
O sinal de velocidade com base em um modelo assumido para o solo confinante à
estaca permite calcular a curva de força em função do tempo na seção da estaca ao nível dos
sensores.
O modelo do solo é então iterativamente aprimorado até que o melhor ajuste entre
as curvas medidas e calculadas de força seja obtido. O modelo obtido corresponde à solução
CAPWAP para a estaca em estudo.
As Tabelas 3 e 4 resumem os resultados das análises CAPWAP.
T A B E L A 3
Estaca
Ø
(cm)
Carga
Trabalho
(tf)
Golpe
WS
(m/s)
RU
(tf)
QAL
(tf)
%
QAL
QP
(tf)
%
QP
J
E03-VN 70 110 3 4.000 380,0 364,3 95,9 15,7 4,1 0,36
E11-VN 70 205 4 4.000 380,0 306,2 80,6 73,8 19,4 0,31
E11-AL 70 215 4 4.000 415,0 343,4 82,7 71,6 17,3 0,55

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
T A B E L A 4
Estaca
Força de
Compressão
(tf)
Tensão de
Compressão
(kg/cm²)
Força de
Tração
(tf)
Tensão de
Tração
(kg/cm²)
E03-VN 627,5 163,1 59,8 15,5
E11-VN 902,5 234,5 107,6 28,0
E11-AL 1.451,9 377,3 91,6 23,8
Observa-se com importância que as forças trativas medidas nas análises
CAPWAP correspondem a valores mais precisos que os medidos nas análises PDAW.
As análises CAPWAP referentes às estacas ensaiadas e contidas no item 4,
especificam as seguintes informações básicas:
- Dados relativos ao modelo do solo utilizado, tabela com valores de resistência,
“quakes” e “dampings” para cada um dos elementos de solo ao longo do fuste e ponta, bem
como valores totais e resistências unitárias: parâmetros de descarregamento e outros
elementos utilizados para modelar o comportamento do solo.
- Tabelas de valores extremos de forças, velocidades, energias, etc., ao longo da
estaca durante o golpe analisado.
- Modelo da estaca utilizado.
- Resultados calculados pelo método CASE para diversos fatores de
amortecimento “J”.
- Gráficos comparando a força calculada com a força medida, sendo dados de
entrada a velocidade medida e os modelos anteriores descritos do solo e da estaca.
- Curvas de força e velocidade medidas.
- Diagrama do atrito lateral e diagrama de esforços normais ao longo do fuste da
estaca.
- Tabela e gráfico de uma prova de carga estática simulada, usando o modelo do
solo e da estaca anteriormente descritos e variando-se o carregamento estático no topo da
estaca.

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
- Gráficos Representativos das seguintes distribuições de esforços e Parâmetros de
Resistências Dinâmicas e Estáticas:
- RU X Profundidade;
- (Smith Damping Factor/Quake) X Profundidade;
- Atrito lateral (tf/m e tf/m2
) X Profundidade.

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
4.2 – MODELAGEM E LISTAGEM ANÁLISE NUMÉRICA
CAPWAP

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
5. CONDIÇÕES DE ENSAIO P.D.A.

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
LABAIXOSENSORES
LPERFURADO
N.T.= NÍVEL DO
TERRENO
LTOTAL
N.T.
CONDIÇÕES DE ENSAIO P.D.A

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
6. PDI CURVES

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
7. CURVAS RMXxDMX - RMXxEMX - RUxDESLOCAMENTO

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
0
1
2
3
4
5
6
0 50 100 150 200 250 300 350 400
DMX(mm) RMX (t)
Cowan Vilarinho - Ø70cm - E03-VN
CASE
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 50 100 150 200 250 300 350 400
EMX(txm)
RMX (t)
CASE

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
050100150200250300350400
Deslocamento(mm)
RU(t)
ENSAIODECARREGAMENTODINÂMICO
CowanVilarinho-Ø70cm-E03-VN
CAPWAP-GOLPE3

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DMX(mm) RMX (t)
CASE
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
EMX(txm)
RMX (t)
CASE

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
0
5
10
15
20
25
050100150200250300350400
Deslocamento(mm)
RU(t)
CowanVilarinho-Ø70cm-E11-VN
CAPWAP-GOLPE4

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
DMX(mm) RMX (t)
Cowan Vilarinho - Ø70cm - E11-AL
CASE
0
2
4
6
8
10
12
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450
EMX(txm)
RMX (t)
Cowan Vilarinho - Ø70cm - E11-AL
CASE

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
0
5
10
15
20
25
050100150200250300350400450
Deslocamento(mm)
RU(t)
CowanVilarinho-Ø70cm-E11-AL
CAPWAP-GOLPE4

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
8. COMENTÁRIOS PERTINENTES

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
8 - COMENTÁRIOS PERTINENTES
8.1) Os resultados da instrumentação de campo estão apresentados na Tabela 2
após reprocessamento através do programa PDAW que ajusta e corrige os sinais de força e
velocidade.
8.2) A análise numérica CAPWAP que considera como dados básicos de entrada
os sinais de força e velocidade obtidos na instrumentação de campo; discretiza as parcelas da
resistência por atrito lateral e ponta, cujos resultados constam nas Tabelas 3 e 4, item 4 deste
Relatório.
8.3) Configura-se neste Relatório a seguinte nomenclatura técnica, relacionada
abaixo:
- RMX - Máxima Capacidade de Carga, processada através do Método de Case.
- DMX - Máximo Deslocamento (downward displacement) medido ao nível dos sensores
- EMX - Máxima Energia Transferida, que passa ao nível dos sensores.
- FMX - Máxima Força de Compressão originada quando do impacto do martelo, medida ao
nível dos sensores.
- Fmín - Força de Tração Máxima medida ao nível dos sensores
- J - Damping de Case - Fator de Amortecimento Dinâmico de Case
- RU - Carga Última Análise Capwap
- QAL - Máximo Atrito Lateral Disponível - Capwap
- QP - Máxima Resistência de Ponta - Capwap
- Hq - Altura de Queda do Martelo
- SET - Deformação Permanente
- WS - Velocidade de onda.
8.4) Os Ensaios Dinâmicos realizados seguiram rigorosamente os procedimentos
especificados nas seguintes Normas:
- ABNT - NBR13208 – 2007
- ASTM - D4945 – 00 – USA
- AASHTO - LRFD – 00 – USA

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
8.5) Este Relatório deverá ser encaminhado ao consultor e projetista das
fundações para análise e fixação dos fatores de segurança necessários e conseqüente
aprovação das estacas ensaiadas.
Sugere-se que nas análises a serem realizadas se verifique as cotas de plataforma do
Ensaio ECD e cotas de arrasamento específicas caso a caso, que eventualmente implicam na
reavaliação dos resultados obtidos.

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
9. SONDAGENS DE REFERÊNCIA

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
10. FOLHETO ORIGINAL
FABRICANTE DO EQUIPAMENTO

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
11. ESTACAS ENSAIADAS – GEOMEC

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
4,6%
35,6%
33,0%
7,0%
15,2%
2,9%
1,4%
0,1%
0,2%
PDA - Pile Driving Analyzer
Distribuição Tipos de Estacas Ensaiadas
Acumulado até 31/12/2011
FRANKI - 434 PREMOLDADA - 3339
METÁLICA - 3090 RAIZ - 656
HÉLICE - 1421 ESCAVADA - 270
ESTACÃO - 127 STRAUSS-ÔMEGAFRANKI-TUBULÃO - 14
VIBREX/SIMPLEX - 16
14 39 77 157 289
489
644
868
1207
1626
1924
2229
2650
3230
3727
4706
5404
6052
7505
24 64 166
338
601
1018
1265
1648
2067
2602
2968
3325
3940
4536
5082
6026
6865
7647
9367
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
NúmeroEstacas
Ano
P.D.A - Pile Driving Analyser
Estacas Ensaiadas - Análise Capwap - Acumulado (até 31/12/2011)
CapwapAcumulado
EstacasAcumuladas

RL27.104/2012
Telefone: (31) 3222-1970 – Fax: (31) 3213-7204
Portugal
13
0,14%
Angola
28
0,30%
Alagoas
83
0,89%
Bahia
2086
22,27%
Ceará
22
0,23%
DF
112
1,20%
EspíritoSanto
582
6,21%
Goiás
64
0,68%
Maranhão
94
1,00%
MatoGrosso
44
0,47%
MatoGrossoSul
26
0,28%
MinasGerais
2944
31,43%
Pará
118
1,26%
Paraná
88
0,94%
Pernambuco
1249
13,33%
RiodeJaneiro
542
5,79%
RioGrandedoNorte
112
1,20%
RioGrandedoSul
29
0,31%
Rondônia
69
0,74%
SantaCatarina
5
0,05%
SãoPaulo
847
9,04%
Sergipe
154
1,64%
Tocantins
18
0,19%
Amazonas
35
0,37%
Piauí
3
0,03%
EnsaiodeCarregamentoDinâmico
NºEstacasEnsaiadasAté31/12/2011-Total9.367

Ensaio de carregamento

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (7)

Semelhante a Ensaio de carregamento

Semelhante a Ensaio de carregamento (20)

Último

Último (6)

Ensaio de carregamento