Execução das Estacas Íntegras, Defeituosas e dos Radiers

Nesta etapa serão apresentados aspectos relacionados aos procedimentos executivos das estacas íntegras e defeituosas, bem como aqueles relacionados aos radiers.

A primeira etapa nesta cadeia executiva corresponde à limpeza do terreno, seguida pela escavação das estacas até a profundidade aproximada de 5,0 metros com o auxílio da perfuratriz com trado helicoidal curto acoplado a uma haste telescópica, conforme apresentado nas Figuras 3.37 e 3.38.

Antes da instalação das armaduras das estacas nos respectivos furos, para seguir com a concretagem, as barras instrumentadas foram fixadas no eixo das armaduras, posicionadas no topo e na ponta das estacas teste (Figuras 3.39 e 3.40).

Figura 3.37 – Perfuratriz utilizada para escavação das estacas.

Figura 3.39 – Instalação das barras transversais nas armaduras para colocação das barras instrumentadas.

Figura 3.40 – Barras instrumentadas instaladas nas armaduras.

Na etapa seguinte as armaduras das estacas teste e de reação, foram inseridas suas respectivas posições com o cuidado adequado para não causar danos aos fios da instrumentação. No eixo das estacas de reação foram instalados tirantes que posteriormente, nas provas de carga, foram travados na viga de reação. Nessa fase contou-se com o auxílio da topografia, para garantir que o ponto de aplicação da carga (macaco e viga de reação) coincidisse com o centro de gravidade dos radiers. Devido ao seu peso e tamanho, tanto os tirantes, quanto as armaduras das estacas de reação, foram posicionados com o auxílio de um

caminhão com sistema Munck, enquanto que as armaduras das estacas teste foram posicionadas manualmente (Figuras 3.41 a 3.44).

Figura 3.41 – Posicionamento da armadura longitudinal das estacas de reação.

Figura 3.42 – Armadura e tirante da estacas de reação posicionados durante a concretagem.

Figura 3.43 – Posicionamento da armadura longitudinal das estacas de teste.

Figura 3.44 – Armaduras e instrumentação das estacas teste posicionadas a espera da concretagem.

Com exceção das estacas defeituosas, as estacas teste foram armadas integralmente ao longo do fuste, com 4 barras de aço CA-50A (  = 10mm) e estribo helicoidal de aço CA- 50 ( = 6,5mm).

O procedimento executivo das estacas defeituosas foi diferente das demais estacas executadas em campo. A armadura longitudinal foi dividida em dois segmentos de 2,5 metros e na metade superior da armadura foi cortado mais um segmento de 0,6 metros. Esse trecho

extraído da armadura corresponde exatamente a posição na qual foi instalado o defeito. A Figura 3.45 apresenta como ficou a composição longitudinal das estacas defeituosas.

Figura 3.45 – Esquema longitudinal das estacas defeituosas (E9, E13 e E26).

A sequência executiva das estacas defeituosas seguiu o seguinte procedimento:

 Posicionamento da armadura referente ao trecho inferior da estaca no fundo da escavação;

 Concretagem do trecho inferior da estaca, ou seja, 2,5 metros de comprimento;

 Instalação do cilindro oco pré-moldado de argamassa que representa o defeito com sua descida até atingir a região previamente concretada;

 Instalação da armadura referente ao trecho superior da estaca e a sua consecutiva concretagem.

Conforme previamente apresentado, o defeito foi simulado com a inserção de um cilindro oco entre as duas seções íntegras das estacas. Para evitar que o concreto do trecho inferior da estaca e o oriundo da concretagem do trecho superior penetrassem na região oca do defeito, a região vazada foi fechada com uma fina chapa de aço na parte inferior e na superior do defeito. Para garantir o adequado posicionamento do defeito e evitar movimentos bruscos que pudessem causar danos à instrumentação, o cilindro foi amarrado com arames que serviram para guiá-lo dentro da escavação até o seu contato com a região previamente concretada da estaca (Figura 3.46). As Figuras 3.47 e 3.48 mostram o momento da instalação do corpo de prova cilindro que representa o defeito nas estacas. A Figura 3.49 apresenta a estaca defeituosa após instalação da armadura e concretagem do trecho superior.

Posteriormente, procedeu-se a escavação da área destinada aos radiers, posicionados conforme apresentados na Figura 3.30.

Figura 3.46 – Detalhe da vedação e amarração do defeito instalado nas estacas E9, E13 e E26.

Figura 3.47 – Posicionamento do defeito para inserção no furo após a concretagem do trecho inferior da estaca defeituosa.

Figura 3.48 – Instalação do defeito das estaca em campo.

Figura 3.49 – Trecho superior da estaca defeituosa concretado.

Nas Figuras 3.50, 3.51 e 3.52 são apresentados os radiers devidamente escavados até a cota de arrasamento das estacas e nas Figuras 3.53, 3.54 e 3.55, são apresentadas as respectivas armaduras posicionadas à espera da concretagem. Vale salientar que em todas as estacas, foi garantido o embutimento da armadura das estacas no radier com um arranque de 10cm. Além disso, antes de posicionar a armadura dos radiers, os fios da instrumentação foram devidamente protegidos transpassando-os por dentro de conduítes. Entre os radiers e a parede da escavação foi instalada uma lona plástica com o objetivo de reduzir o atrito entre estes elementos, de modo que toda a carga aplicada fosse absorvida pelas estacas e pela base do radier. As Figuras 3.56, 3.57 e 3.58 mostram o momento da concretagem dos radiers.

Após a realização da primeira prova de carga nos radiers executados no campo experimental da FEC-UNICAMP, foi observado que a capacidade de carga registrada no início do carregamento, foi superior ao previsto e que a deformação registrada pela

instrumentação das estacas não acompanhava a magnitude de carga aplicada no topo do radier. Após verificação, chegou-se à conclusão que a instalação da lona plástica entre o radier e a parede da escavação não foi suficiente para anular o atrito entre ambos. Dessa forma, decidiu-se escavar o solo lateral aos radiers estaqueados de modo que houvesse garantia de que toda a carga aplicada fosse de fato transferida para as estacas e para a base do radier (Figuras 3.59, 3.60 e 3.61).

Em alguns radiers, após a escavação lateral, foram inseridas placas de isopor nas faces e posteriormente reaterrados de modo a proteger o solo da cota de apoio do radier contra a ação da água de chuva, com o objetivo de dificultar a infiltração de água, o que provocaria alteração nas propriedades e parâmetros de resistência do solo e consequentemente na capacidade de carga da fundação (Figura 3.61).

Figura 3.50 – Escavação até a cota de arrasamento da estaca do radier CD1(EXP).

Figura 3.51 – Escavação até a cota de arrasamento da estaca do radier CD3(EXP).

Figura 3.52 – Escavação até a cota de arrasamento da estaca do radier CD4(EXP).

Figura 3.53 – Posicionamento da armadura do radier CD1(EXP).

Figura 3.54 – Posicionamento da armadura do radier CD3(EXP).

Figura 3.55 – Posicionamento da armadura do radier CD4(EXP).

Figura 3.56 – Concretagem do radier CD1(EXP).

Figura 3.57 – Concretagem do radier CD3(EXP).

Figura 3.58 – Concretagem do radier CD4(EXP).

Figura 3.59 – Radier CD1(EXP)

escavado lateralmente.

Figura 3.60 – Radier CD3(EXP)

escavado lateralmente.

Figura 3.61 – Radier CD4(EXP)

escavado lateralmente.

Após a execução das estacas em campo foram moldados corpos de prova de concreto de cada fase da execução. Antes de serem submetidos à compressão, os corpos de prova foram devidamente instrumentados com dois pares de strain gages instalados diametralmente opostos nos mesmos e no sentido longitudinal e transversal ao carregamento com ligação do tipo ¼ de ponte. A Figura 3.62 apresenta três dos corpos de prova com os respectivos fios ligados diretamente nos strain gages e a Figura 3.63 apresenta um corpo de prova instalado na prensa para ser submetido ao ensaio de resistência à compressão uniaxial.

Figura 3.62 – Corpos de prova com a sua respectiva instrumentação.

Figura 3.63 – Corpo submetido ao ensaio de resistência a compressão com aquisição direta das cargas aplicadas e deformações registradas.

Os resultados de resistência à compressão estão apresentados na Tabela 3.13, assim como o módulo de elasticidade do concreto e do aço. Além destes é apresentado o módulo composto do concreto armado, calculado a partir da consideração de que as deformações no concreto e no aço, onde de fato foi instalada a instrumentação, são iguais, uma vez que a instrumentação esta imersa no concreto da estaca. Os valores de módulo composto foram utilizados na interpretação dos resultados da instrumentação das estacas das respectivas provas e carga.

Tabela 3.13 – Resumo dos resultados obtidos nos ensaios de resistência a compressão e valores do módulo de elasticidade obtidos a partir de ensaios de resistência à compressão, utilizado para o cálculo da instrumentação das estacas dos radiers CD1(EXP), CD3(EXP) e CD4(EXP).

CONCRETO rupt (MPa) EConcreto

(GPa)

EAço

(GPa)

Ecomposto

(GPa)

Estaca do Radier CD1(EXP) 27,8 32,0 210,0 33,1

Estacas do Radier CD3(EXP) 26,6 29,7 210,0 30,9

Estacas do Radier CD4(EXP) 22,5 21,2 210,0 22,4

Vale salientar que nesta tabela são apresentados os valores médios obtidos para o concreto utilizado em cada conjunto de estacas concretadas. A diferença dos resultados apresentados entre o concreto das estacas dos radiers CD1(EXP) e CD3(EXP) e o concreto das

estacas do radier CD4(EXP) pode ser creditada à dosagem do concreto na usina.