Como Interpretar Dados de Instrumentação

Os dados de instrumentação são interpretados através da teoria apresentada em 2.1.3.2 – "Contribuição de Vesic", obtendo-se:

 O 1º diagrama de transferência de carga: carga ao longo da profundidade da estaca (Figura 2.3-b);

 O 2º diagrama de transferência de carga: atrito lateral ao longo da profundidade da estaca (Figura 2.3-c); e

 As funções de transferência de carga para o atrito lateral unitário e a resistência de ponta (Figura 2.7).

O extensômetro elétrico, ou strain gage, fornece a deformação específica, , diretamente. Em geral são instalados em vários níveis ao longo do fuste da estaca. A partir das medidas de

 de cada strain gage, constrói-se o 1º diagrama de

transferência de carga, através da Eq. 30, obtendo-se as curvas

P(z)

em função de

z

, para cada valor de carga aplicada no topo da estaca, inclusive para o descarregamento da prova de carga (ver Lista de Símbolos). O 2º diagrama de transferência de carga, também para cada carga no topo, é obtido a partir do 1º diagrama, utilizando-se a Eq. 29. A carga de ponta pode ser obtida por extrapolação do trecho inferior da curva do 1º diagrama.

Para obter as funções de transferência de carga do atrito unitário, é necessário obter o deslocamento

y(z)

de cada ponto instrumentado, que pode ser

calculado através da Eq. 32. Observa-se que

y(z)

depende do encurtamento elástico, 

e(z)

, ocorrido até esse nível.

e(z)

, por sua vez, é dado pela Eq. 31. De maneira prática, obtêm-se os valores de

e

de cada trecho da estaca entre os pontos instrumentados, pela multiplicação de  e o comprimento desse trecho. Cada instrumento pode ser associado a uma camada de subsolo. Para cada carga e descarga no topo, há um par de "

f

versus

y

" em cada nível instrumentado, podendo- se construir a função de transferência de carga do atrito lateral unitário de cada camada.

Para obter a função de transferência de carga da ponta, "

q

p versus

y

p", caso

não tenha sido instalado telltale no nível da ponta, o deslocamento

y

p deve ser

obtido a partir do valor de

y(z)

estimado no ponto instrumentado com strain gage mais próximo à ponta, subtraindo-se o encurtamento elástico da estaca que tenha ocorrido nesse trecho, o qual possivelmente pode ser estimado por extrapolação dos dados.

Os telltales, por sua vez, medem o deslocamento do ponto onde foi ancorado. Caso tenha sido instalado próximo à ponta da estaca, obtém-se diretamente o recalque aproximado da ponta,

y

p. Caso esteja instalado em outra

profundidade

z

qualquer, tem-se o deslocamento

y(z)

deste nível.

Subtraindo-se os deslocamentos medidos em dois níveis diferentes, obtém- se o encurtamento elástico 

e

da estaca nesse trecho. Caso o espaçamento entre eles não seja muito grande, em relação à heterogeneidade das camadas de subsolo, podem-se obter os dois diagramas de transferência de carga, bem como as funções de transferência de carga, analogamente ao descrito acima.

A metodologia de interpretação descrita acima se refere à instrumentação feita para a execução de prova de carga estática convencional, quando a carga é aplicada no topo. A estaca também pode ser instrumentada no caso de ensaios bidirecionais, em que a aplicação de carga é feita através da expancell instalada em profundidade, sendo a metodologia de interpretação análoga, mudando-se apenas o sentido dos deslocamentos do fuste.

Uma grande dificuldade é a aferição da magnitude de

E

c

S

, conforme está

2.2.4.6.1 Obtenção do Módulo de Elasticidade da Estaca

Há certa dificuldade na aferição do valor do módulo de elasticidade das estacas de concreto moldadas in loco,

E

c, ou melhor, do produto

E

c

S

.

Primeiramente, porque a taxa de armação da fundação é variável, sendo que o aço e o concreto têm módulos de elasticidade diferentes, devendo ser considerado um módulo equivalente. Além disso, a seção transversal

S

de estacas escavadas pode apresentar variabilidade, em especial para estacas não revestidas, sendo desconhecida. Ademais, pode haver dúvidas quanto à homogeneidade do concreto, devido ao método executivo empregado.

Especificamente sobre o valor do módulo de elasticidade do concreto,

E

conc,

Langendonck (1954) mostrou que a relação entre a tensão e a deformação não é linear, devendo ser feita uma aproximação para a obtenção de um valor único de

E

conc. O autor ainda analisou ensaios de laboratório e campo, demonstrando que o

E

conc apresenta certa variabilidade, que não é desprezível. Além do mais, o módulo

varia em função da resistência à compressão do concreto, mas não de forma linear, além de apresentar dispersões, e varia também em função da quantidade de ciclos de carga aplicados.

Quando não forem realizados ensaios para a obtenção do módulo de elasticidade do concreto, a Norma Brasileira NBR 6118 (ABNT, 2014) fornece uma expressão para uma estimativa aproximada, apresentada na Eq. 65, sendo considerado o módulo secante.

ck E i conc f E   5600 (65) onde:



E

conc = Módulo de elasticidade da estaca de concreto, em MPa, para

f

ck de 20 a

50 MPa;





_i 0,80,2 f_ck /801,0;





E = Parâmetro em função da natureza do agregado que influencia o módulo de

elasticidade, conforme a Tabela 2.12;

Tabela 2.12 – Valores de E em função da natureza do agregado do concreto (fonte: adaptado de NBR 6118, ABNT, 2014). Natureza do agregado do concreto E Basalto e diabásio 1,2 Granito e gnaisse 1,0 Calcário 0,9 Arenito 0,7

Há técnicas especiais que detectam certa variabilidade ao longo da profundidade de uma estaca escavada, como o procedimento da empresa Fugro Loadtest chamado de “SoniCaliper” (SONICALIPER, 2018), que consiste de um calibrador sonar, que capta ao redor dos 360º a seção transversal acabada da estaca ao longo de toda a profundidade, bem como sua verticalidade e volume. Também há procedimentos como a perfilagem térmica, que mede a temperatura atingida durante o processo de cura do concreto ao longo de toda a profundidade, podendo ser correlacionado com anormalidades (MULLINS et al., 2012).

Outras duas maneiras podem ser utilizadas para obtenção do valor aproximado de

E

c

S

, através da instrumentação da estaca. Pode ser feita a

instalação de um strain gage em uma seção livre da estaca, denominando-a de seção de referência (CAMPOS, G. C., 1998; NIYAMA et al., 1998; ALBUQUERQUE, 2001; ALBUQUERQUE et al., 2006), conforme a Figura 2.21. Nesta, a carga

P

será conhecida, que é a própria carga aplicada. Com a medição do valor de , obtém-se o produto

E

c

S

.

Figura 2.21 – Seção de referência (fonte: ALBUQUERQUE et al., 2006).

BLOCO DE COROAMENTO

SECÇÃO DE REFERÊNCIA

Outra maneira é obtendo-se o valor do produto

E

c

S

, a partir do gráfico de

"

P

o versus



", que deve ser traçado para cada camada de subsolo, conforme

procedimento dado por Massad (2009), ou de "

dP

o /

d

versus



", este sugerido por

Fellenius (1989). As curvas serão aproximadamente retilíneas para os pontos correspondentes a

P

o >

A

l,ult, porque

A

l,ult será uma constante. No primeiro gráfico,

o valor médio de

E

c

S

será o coeficiente angular dos trechos retilíneos. No segundo

gráfico, o

E

c

S

médio será a ordenada dos trechos retilíneos.

No documento Ensaio bidirecional em estacas moldadas in loco: técnicas de execução e métodos de interpretação, com aplicação a casos de obras. (páginas 96-100)