UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAlBA
PRO-REITORIA PARA ASSUNTOS DO INTERIOR
CENTRO DE ClENCIAS E TECNOLOGIA
CURSO DE POS-GRADUACAO EM ENGENHARIA C I V I L
ANALISE DO COMPORTAMENTO DE UMA ESTACA INJETADA DE PEQUENO
DIAMETRO, UTILIZADA NO REFORCO DE FUNDACOES
por
MICHEL THEODORO DELLIS
ANALISE DO COMPORTAMENTO DE LIMA ESTACA I N JET ADA DE PEQUENO DIAMETRO UTILIZADA NO REFORCO DE FUNDACOES
MICHEL THEODORO DELLIS
DISSERTACAO APROVADA EM : 0 3 DE JULHO DE 198Z
PROF, JEAN PIERRE DEMARTINECOURT PRESIBENTE
•
PROF, ERUNDINO P. PRESA,
EXAMI NADOR ExTERNO
-7
PROF, NORMANDO PERAZZO
EXAMINADOR ExTERNO
PROF, AURO TANAKA EXAMINADOR INTERNO
CAMPINA GRANDE - PARAIBA 1987
MICHEL THEODORO D E L L I S "ANALISE DO COMPORTAMENTO DE UMA ESTACA INJETADA DE PEQUENO DlAMETRO U T I L I Z A D A NO REFORCO DE FUNDAgOES"
DISSERTACAO APRESENTADA AO CURSO DE MESTRADO EM ENGENHARIA C I V I L DA UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAlBA EM CUMPRIMENTO AS E X I G E N C I A S PARA OBTENCAO DO GRAU DE MESTRE.
A R E A D E C O N C E N T R A C A O : G E O T E C N I A
JEAN P I E R R E DEMARTINECOURT
ORIENTADOR
i I N D I C E PAG. DEDICATORIA X AGRADECIMENTOS x i RESUMO x i i i ABSTRACT x i v SIMBOLOGIA x v L I S T A DE FIGURAS XX L I S T A DE TABELAS x x v C A P l T U L O I - INTRODUCAO 1 1.1 - P r i n c i p i o s do p r o j e t o de f u n d a g o e s 1 1.2 - O b j e t i v o s 3 1.3 - P r o g r a m a de e n s a i o s e m e t o d o l o g i a u t i l i z a d a 4 1.4 - D e s c r i c a o s u m a r i a do t r a b a l h o - w 6
C A P l T U L O I I - REVISAO B I B L I O G R A F I C A i i 1TULO I I - REVISAO B I B L I O G R A F I C A 2.1 - 0 e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o e t e c n i c a s de p r e v i s a o do c o m p o r t a m e n t o de f u n d a g o e s p r o f u n d a s 2.1.1 - O e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o 8 2.1.2 - H i s t o r i c o 8 2.1.3 - D e s c r i c a o do e q u i p a m e n t o a ) A s o n d a 11 b) A u n i d a d e de c o n t r o l e 12 c ) F o n t e de p r e s s a o 13 2.1.4 - M e t o d o l o g i a e x e c u t i v a do e n s a i o a ) E x e c u g a o do f u r o 13 b) E n c h i m e n t o e s a t u r a g a o do s i s t e m a 14 c ) C a l i b r a c o e s c . l ) C a l i b r a c o e s v o l u m e t r i c a s 15 c . 2 ) C a l i b r a c o e s de p r e s s a o 16 d) E x e c u g a o do e n s a i o 17 2.1.5 - I n t e r p r e t a g a o d o s r e s u l t a d o s 18 2.1.6 - O b t e n g a o d o s p a r a m e t r o s a ) D e t e r m i n a g a o do modulo p r e s s i o m e t r i c o . 20 b) D e t e r m i n a g a o da p r e s s a o l i m i t e 22 2.1.7 - C a p a c i d a d e de c a r g a
i i i 2.1.7.1 - Metodo de Menard - G a m b i n ( 1 9 6 3 ) , B a g u e l i n e t a l i i ( 1 9 7 8 ) e B u s t a -mante e G i a n e s e l l i ( 1 9 8 1 ) a ) R e s i s t e n c i a de p o n t a 25 b) R e s f s t e n c i a l a t e r a l 27 c ) R e s i s t e n c i a t o t a l 28 2.1.7.2 - Metodo do B u s t a m a n t e e D o i x ( 1 9 8 5 ) a ) R e s i s t e n c i a de p o n t a 28 b) R e s i s t e n c i a l a t e r a l 29 2.1.8 - R e c a l q u e s 2.1.8.1 - O b t e n g a o d a s c u r v a s q x w e f x w
a ) Metodo de Menard - Gambin ( 1 9 6 3 ) a . l ) C u r v a q x w 33 a . 2) C u r v a f x w 34 b) Metodo de F r a n k - B u s t a m a n t e ( 1 9 8 3 ) b. l ) C u r v a q x w 34 b.2) C u r v a f x w 35 2.1.8.2 - C u r v a c a r g a x r e c a l q u e 36 2 . 2 - 0 e n s a i o c o n e p e n e t r o m e t r i c o e s t a t i c o 2.2.1 - I n t r o d u g a o 37 2.2.2 - H i s t o r i c o 38 2.2.3 - D e s c r i g a o do e q u i p a m e n t o a ) D i s p o s i t i v o de c r a v a g a o 39
i v b) M a t e r i a l de sondagem 3 9 c ) D i s p o s i t i v o de m e d i c a o 40 2.2.4 - M e t o d o l o g i a e x e c u t i v a do e n s a i o 40 2.2.5 - ' I n t e r p r e t a g a o d o s r e s u l t a d o s 41 2.2.6 - O b t e n c a o d o s p a r a m e t r o s 42 2.2.7 - C a p a c i d a d e de c a r g a a ) R e s i s t e n c i a de p o n t a 42 b) R e s i s t e n c i a l a t e r a l 43 c ) R e s i s t e n c i a t o t a l 45 2.2.8 - R e c a l q u e s 4 5 2.3 - Sondagem a p e r c u s s a o - s t a n d a r d e r o t a t i v a - e d i m e n s i o n a m e n t o de f u n d a g o e s 2.3.1 - I n t r o d u g a o 48 2.3.2 - H i s t o r i c o 48 2.3.3 - D e s c r i g a o do e q u i p a m e n t o e m e t o d o l o g i a do e n s a i o 49 2.3.4 - I n t e r p r e t a g a o d o s r e s u l t a d o s 50 2.3.5 - C a p a c i d a d e de c a r g a a ) Metodo de M e y e r h o f ( 1 9 7 6 ) a . l ) D e t e r m i n a g a o d a t e n s a o de r u p t u r a de p o n t a d a f u n d a g a o qmax (em s o l o s n a o - c o e s i v o s , a p a r t i r de s o n d a g e n s de p e n e t r a g a o ) 52 a . 2 ) D e t e r m i n a g a o do a t r i t o l a t e r a l ma-x i m o , fmama-x 53 b) Metodo de D r i n g e n b e r g * ( 1 9 8 5 ) 55 c ) Metodo de C o s t a Nunes ( 1 9 8 7 ) 56
V d) Metodo de V e l o s o ( 1 9 7 6 ) 58 2.3.6 - R e c a l q u e s a ) P a r c e l a d e v i d a ao e n c u r t a m e n t o do t r e c h o n a o a n c o r a d o , S r o 60 b) P a r c e l a d e v i d a ao e n c u r t a m e n t o do t r e c h o a n c o r a d o , S r a 61 c ) P a r c e l a d e v i d a ao r e c a l q u e do s o l o n a p o n t a da E I P D , S s 61 2.4 - E s t a c a s i n j e t a d a s de pequeno d i a m e t r o . 2.4.1 - D e f i n i g a o 62 2.4.2 - H i s t o r i c o 62 2.4.3 - C a r a c t e r i s t i c a s 2.4.3.1 - M a t e r i a l s c o n s t i t u i n t e s d a s E I P D a ) Tubo de r e v e s t i m e n t o 64 b) A r m a d u r a i n t e r n a 65 c ) Tubo de i n j e g a o 66 d) M a t e r i a l a g l u t i n a n t e 66 2.4.4 - Emprego da E I P D 67 2.4.5 - M e t o d o l o g i a c o n s t r u t i v a 2.4.5.1 - P e r f u r a g a o 68 2.4.5.2 - E x e c u g a o do f u s t e 68 2.4.6 - C a r r e g a m e n t o 70 2.5 - E s t a c a F r a n k i S t a n d a r d 2.5.1 - D e f i n i g a o 70 2.5.2 - H i s t o r i c o 70 2.5.3 - C a r a c t e r i s t i c a s .' 71 2.5.4 - M e t o d o l o g i a c o n s t r u t i v a 72
v i 2.5.5 - C a r r e g a m e n t o 7 3 2.6 - P r o v a de c a r g a 2.6.1 - P r o v a de c a r g a i n s t r u m e n t a d a 2.6.1.1 - M o b i l i z a c a o do a t r i t o l a t e r a l e da c u r v a de d i s t r i b u i c a o d a s c a r g a s ao l o n g o do f u s t e d a e s t a c a 76
C A P l T U L O I I I - APRESENTACAO E INTERPRETACAO DOS RESULTADOS DAS PROVAS DE CARGA
3.1 - P r o v a de c a r g a n a e s t a c a F r a n k i 3.1.1 - E q u i p a m e n t o s u t i l i z a d o s 117 3.1.2 - C a r a c t e r i s t i c a s da e s t a c a 118 3.1.3 - Dados d a p r o v a de c a r g a 119 3.2 - P r o v a de c a r g a i n s t r u m e n t a d a n a E I P D 3.2.1 - I n s t r u m e n t a c a o u t i l i z a d a 120 3.2.2 - C a r a c t e r i s t i c a s d a e s t a c a 121 3.2.3 - Dados da p r o v a de c a r g a , .... 122
C A P l T U L O I V - APRESENTACAO DOS RESULTADOS OBTIDOS NOS ENSAIOS
4.1 - E n s a i o s p r e s s i o m e t r i c o s e d i m e n s i o n a m e n t o d a s f u n d a c o e s
v i i a ) D e t e r m i n a g a o do modulo p r e s s i o m e t r i c o .. 136 b) D e t e r m i n a g a o da p r e s s a o l i m i t e «. 137 4.1.2 - C a p a c i d a d e de c a r g a 137 4.1.3 - R e c a l q u e s 4.1.3.1 - P r o g r a m a de c a l c u l o da c u r v a c a r g a - r e c a l q u e e d a s c u r v a s de m o b i l i z a g a o 139 4.1.3.1.1 - D e s c r i g a o do p r o g r a m a 140 4.2 - E n s a i o s de c o n e e d i m e n s i o n a m e n t o d a s f u n d a g o e s 4.2.1 - C a p a c i d a d e de c a r g a 142 4.2.2 - R e c a l q u e s 142 4.3 - S o n d a g e n s a p e r c u s s a o e r o t a t i v a s e d i m e n s i o n a m e n t o d a s f u n d a g o e s 4.3.1 - C a p a c i d a d e de c a r g a 144 4.3.2 - R e c a l q u e s 145 4.4 - R u p t u r a por f l a m b a g e m - e s t i m a t i v a da c a r g a c r i t i c a de flambagem 4.4.1 - C o n s i d e r a g o e s e f e t u a d a s a ) P r i m e i r a h i p o t e s e d e t e r m i n a n t e n e g a t i -vo Qo2< 4 E I C 149 b) S e g u n d a h i p o t e s e - d e t e r m i n a n t e p o s i t i v o Qoa 7/ 4 E I C 151 4.4.2 - D e t e r m i n a g a o do modulo de r i g i d e z da E I P D . 154 4.4.3 - Modulo de r e a g a o h o r i z o n t a l do s o l o , Ks ... 156 a) C r i t e r i o de - B e r g f e l t " ( 1 9 5 7 ) 156 b) C r i t e r i o de V e s i c ( 1 9 6 1 ) 157
v i i i c ) C r i t e r i o de B a g u e l i n e t a l i i ( 1 9 7 8 ) .... 158 C A P l T U L O V - A N A L I S E DOS RESULTADOS 5.1 - P r o v a de c a r g a d a E I P D 192 a ) F u n c i o n a m e n t o i n a d e q u a d o d o s " s t r a i n - g a g e s " ... 193 b) O c o r r e n c i a de f l a m b a g e m 194 5.1.1 - C a l c u l o da c a r g a c r i t i c a de flambagem, Qoc. 195 5.1.2 - Metodos de c a l c u l o 196 5.1.2.1 - Metodos b a s e a d o s n o s r e s u l t a d o s dos e n s a i o s p r e s s i o m e t r i c o s a) Metodo de Menard-Gambin ( 1 9 6 3 ) 196 b) Metodo de B a g u e l i n e t a l i i ( 1 9 7 8 ) 197 c ) Metodo de B u s t a m a n t e e G i a n e s e l l i ( 1 9 8 1 ) 197 d) Metodo de B u s t a m a n t e e D o i x ( 1 9 8 5 ) 197 e ) Metodo de F r a n k - B u s t a m a n t e ( 1 9 8 3 ) 197 5.1.2.2 - Metodos b a s e a d o s n o s r e s u l t a d o s dos e n s a i o s de c o n e a ) Metodo de d e R u i t e r e B e r i n g e n ( 1 9 7 9 ) 198 b) Metodo de B u s t a m a n t e e G i a n e s e l l i ( 1 9 8 1 ) 198 c ) Metodo de V e r b r u g g e ( 1 9 7 9 ) 198 5.1.2.3 - Metodos b a s e a d o s ' n o s r e s u l t a d o s d a s s o n d a g e n s a p e r c u s s s a o
i x a) Metodo de D r i n g e n b e r g ( 1 9 8 5 ) -M o d i f i c a d o 1 9 9 b) Metodo de C o s t a Nunes ( 1 9 8 7 ) . 199 c ) Metodo de M e y e r h o f ( 1 9 7 6 ) 200 5.2 - P r o v a de c a r g a da e s t a c a F r a n k i 200 5.2.1 - Metodos b a s e a d o s n o s r e s u l t a d o s d o s e n s a i o s p r e s s i o m e t r i c o s a ) Metodo de Menard-Gambin ( 1 9 6 3 ) 200 b) Metodo de B a g u e l i n e t a l i i ( 1 9 7 8 ) 201 c ) Metodo de B u s t a m a n t e e G i a n e s e l l i ( 1 9 8 1 ) 201 d) Metodos de F r a n k - B u s t a m a n t e ( 1 9 8 3 ) 201 5.2.2 - Metodos b a s e a d o s n o s r e s u l t a d o s d o s e n s a i o s de c o n e a ) Metodo de d e R u i t e r e B e r i n g e n ( 1 9 7 9 ) ... 201 b) Metodo de B u s t a m a n t e e G i a n e s e l l i ( 1 9 8 1 ) 202 5.2.3 Metodos b a s e a d o s n o s r e s u l t a d o s d a s s o n d a -g e n s a p e r c u s s a o a ) Metodo de M e y e r h o f ( 1 9 7 6 ) 202 b) Metodo de V e l o s o ( 1 9 7 6 ) 202 C A P l T U L O V I - CONCLUS0ES 203 R E F E R E N C I A S B I B L I O G R A F I C A S 206 ANEXO I 211
D E D I C A T O R I A A m e u s p a i s , T h e o d o r o s e L u i z a A m e u s i r m a o s M a r c o s e M o n i k a . A m i n h a a v o , I l z a . A C r i s t i n a p e l o e s t i m u l o , a j u d e c o m p r e e n s a o .
x i AGRADECIMENTOS Ao p r o f e s s o r JEAN P I E R R E DEMARTINECOURT, o r i e n t a d o r do t r a b a l h o , p e l o e s t l m u l o , a p o i o e s u g e s t o e s . Ao p r o f e s s o r AILTON D I N I Z , p e l o a p o i o n a p a r t e e x p e r i m e n t a l . Ao p r o f e s s o r T A C I O CAMPOS, p e l o e s t i m u l o e a j u d a p a r a que e s t e t r a b a l h o s e r e a l i z a s s e .
Ao amigo SINVAL ANDRADE, p e l a a m i z a d e e c o m p a n h e i r i s m o .
Aos p r o f e s s o r e s da A r e a de G e o t e c n i a do D e p a r t a m e n t o de E n g e n h a r i a C i v i l o s q u i s , d i r e t a ou i n d i r e t a m e n t e , c o n t r i b u i r a m na e x e c u c a o d e s t e t r a b a l h o . A CAPES, p e l o a p o i o f i n a n c e i r o p r e s t a d o p a r a a e l a b o r a c a o do t r a b a l h o . Aos f u n c i o n a r i o s do D e p a r t a m e n t o de G e o t e c n i a , p e l o a p o i o p r e s t a d o p a r a a e l a b o r a c a o d e s t e t r a b a l h o . A f u n c i o n a r i a JOSENIRA, do L a b o r a t o r i o de S o l o s I I , p e l a c o l a b o r a g a o na c o n f e c c a o d e s t e t r a b a l h o . A TECNOSOLO S.A., p e l o i n e s t i m a v e l a p o i o t e c n o l o g i c o e f i n a n c e i r o , t o r n a n d o p o s s i v e l e s t e t r a b a l h o .
x i i Aos f u n c i o n a r i o s da TECNOSOLO, p e l o a p o i o n a c o n f e c g a o d e s t e t r a b a l h o . Aos c o l e g a s d a U n i v e r s i d a d e , em e s p e c i a l ARLINDO F I L H O , p e l a c o l a b o r a g a o na e x e c u g a o d e s t e t r a b a l h o . Aos meus a m i g o s q u e , d i r e t a ou i n d i r e t a m e n t e , c o l a b o r a r a m n a e x e c u g a o d e s t e t r a b a l h o .
x i i i RESUMO N e s t e t r a b a l h o , a n a l i s a - s e o c o m p o r t a m e n t o de uma e s t a c a i n j e t a d a de p e q u e n o d i a m e t r o , no t o c a n t e a o s r e c a l q u e s , a c a p a c i -dade de c a r g a , m e c a n i s m o de t r a n s f e r e n c i a de c a r g a s e modo de r u p t u r a , v i s a n d o a s u a u t i l i z a c a o como r e f o r c o de uma f u n d a c a o , em e s t a c a s F r a n k i s t a n d a r d . Na p r i m e i r a p a r t e do t r a b a l h o , d e s c r e v e m - s e o s e q u i p a m e n t o s e e n s a i o s u t i l i z a d o s , bem como o p r o c e d i m e n t o t e o r i c o p a r a a i n t e r p r e t a c a o d o s r e s u l t a d o s . P r o c e d e - s e , tambem, uma e x p l a n a c a o a r e s p e i t o d o s d i v e r s o s metodos de p r e v i s a o do c o m p o r t a m e n t o de f u n d a g o e s p r o f u n d a s u t i l i z a d o s n e s t e t r a b a l h o . A n a l i s a m - s e o s r e s u l t a d o s de d u a s p r o v a s de c a r g a , uma n a e s t a c a F r a n k i e o u t r a n a e s t a c a i n j e t a d a de p e q u e n o d i a m e t r o , com i n s t r u m e n t a g a o a o l o n g o do f u s t e . A p r e s e n t a m - s e o s r e s u l t a d o s d a s p r e v i s o e s , p a r a o c o m p o r t a m e n t o d a s d u a s e s t a c a s , o b t i d o s a t r a v e s de d i v e r s a s p r o p o s i c o e s , comparando e s s a s p r e v i s o e s com o s r e s u l t a d o s d a s p r o v a s de c a r g a . Com b a s e n o s r e s u l t a d o s o b t i d o s n a s p r o v a s de c a r g a e n a q u e l e s p r e v i s t o s p e l o s metodos t e o r i c o s , f a z - s e uma a n a l i s e a r e s p e i t o do c o m p o r t a m e n t o d a s d u a s . e s t a c a s e s t u d a d a s .
x i v ABSTRACT T h i s d i s s e r t a t i o n s t u d i e s two p i l e s ' b e h a v i o r , a s t a n d a r d F r a n k i p i l e a n d , i n s p e c i a l , an i n j e c t e d m i c r o p i l e , i n w h a t c o n c e r n a b o u t l o a d c a p a c i t y , s e t t l e m e n t , l o a d t r a n s f e r m e c h a n i s m and t h e manner t h e r u p t u r e o c c u r s . The f i r s t p a r t i s r e l a t e d w i t h t h e e q u i p m e n t s and t h e t e s t i n g p r o c e d u r e u s e d , and a l s o w i t h t h e t h e o r i c p r o c e d u r e a n d t h e i n t e r p r e t a t i o n . The d i s c u s s a b o u t t h e s e v e r a l m e t h o d s o f d e e p f o u n d a t i o n s b e h a v i o r p r e v i s i o n ' s i s a l s o p r e s e n t e d .
T h e r e s u l t s o f two l o a d t e s t s , one i n t h e F r a n k i p i l e and t h e o t h e r i n t h e i n j e c t e d m i c r o p i l e , w i t h t h e i n s t r u m e n t a t i o n a l o n g t h e p i l e , a r e a n a l i s e d . T h e r e s u l t s p r e v i s i o n ' s f o r t h e two p i l e b e h a v i o r ' s , o b t a i n e d by s e v e r a l p r o p o s i t i o n s , a r e p r e s e n t e d and c o m p a i r e d w i t h t h e l o a d t e s t s . B a s e d on t h i s r e s u l t s , e x p e c t e d by t h e m e t h o d s , an a n a l y s i s a b o u t t h e two p i l e s s t u d i e d i s p r e s e n t e d .
XV SIMBOLOGIA A - A r e a da s e g a o da e s t a c a o - F a t o r de a m p l i a g a o do d i a m e t r o oc - F a t o r de c a p a c i d a d e de c a r g a s e g u n d o B u s t a m a n t e e G i a n e s e l i ( 1 9 8 1 ) c - F a t o r de c o n v e r s a o p a r a a e s t i m a t i v a do modulo de r e a g a o h o r i z o n t a l do s o l o a p a r t i r de Em a r - C o e f i c i e n t e r e l o g i c o An - A r e a da s e g a o t r a n s v e r s a l da e s t a c a na p r o f u n d i d a d e onde e s t a s i t u a d o o " s t r a i n - g a g e " Ap - A r e a da s e g a o da p o n t a C - C o e f i c i e n t e p o s i t i v o d e p e n d e n t e do m e i o e l a s t i c o e do d i a m e t r o da f u n d a g a o Ca - A d e r e n c i a e n t r e a c a l d a e o s o l o Cd - C o e f i c i e n t e de d e f o r m a g a o Cu - C o e s a o a p a r e n t e do s o l o Ap - V a r i a g a o de p r e s s a o na c a v i d a d e AV - V a r i a g a o de v o l u m e na c a v i d a d e AW - V a r i a g a o do c o m p r i m e n t o do s e g m e n t o Dd - D i a m e t r o do f u r o Dn - D i a m e t r o nomimal da a n c o r a g e m ou d i a m e t r o e x t e r n o do t u b o de moldagem Ds - D i a m e t r o m e d i o da f u n d a g a o D s i - D i a m e t r o medio da f u n d a g a o na i e s i m a camada Dsn - D i a m e t r o medio da f u n d a g a o e n t r e a s s e g o e s n e n-1 i - I e s i m a camada E - Modulo de d e f o r m a g a o a x i a l da e s t a c a
x v i
Ee - Modulo de e l a s t i c i d a d e do s o l o E I - Modulo de r i g i d e z
EIPD - E s t a c a i n j e t a d a de pequeno d i a m e t r o
Em - Modulo p r e s s i o m e t r i c o do s o l o , segundo Menard
Eo - Modulo de e l a s t i c i d a d e p r e s s i o m e t r i c o r e f e r e n t e ao p r i m e i r o c a r r e g a m e n t o
Er - Modulo de e l a s t i c i d a d e p r e s s i o m e t r i c o r e f e r e n t e ao r e c a r r e g a m e n t o
£ n - Deformacao e s p e c i f i c a do enesimo " s t r a i n - g a g e "
F - Razao e n t r e a a r e a do embolo e a a r e a da p o n t a do cone f - A t r i t o l a t e r a l u n i t a r i o 0 - Angulo de a t r i t o i n t e r n o do s o l o fmax - A t r i t o l a t e r a l maximo fmaxa - A t r i t o l a t e r a l maximo no t r e c h o a n c o r a d o f m a x i - A t r i t o l a t e r a l maximo na i e s i m a camada f n - A t r i t o l a t e r a l medio G - Modulo de c i s a l h a m e n t o He - P r o f u n d i d a d e de e m b u t i m e n t o h - P r o f u n d i d a d e do c e n t r o da ancoragem h i - E s p e s s u r a da i e s i m a camada k - F a t o r de c a p a c i d a d e de c a r g a p r e s s i o m e t r i c a K - C o e f i c i e n t e de empuxo l a t e r a l Km - C o e f i c i e n t e de empuxo l a t e r a l medio Kc - F a t o r da c a p a c i d a d e de c a r g a do cone Ko - C o e f i c i e n t e de empuxo l a t e r a l no r e p o u s o Kp - F a t o r de c a p a c i d a d e de c a r g a da p o n t a Ks - Modulo de r e a c a o l a t e r a l do s o l o L - Comprimento da EIPD na s r t u a c a o b i - r o t u l a d a L I - Comprimento l i v r e da peca
x v i i l a - Comprimento a n c o r a d o l a i - Comprimento a n c o r a d o da i e s i m a camada a n c o r a d a X - F a t o r de forma l c - P r o f u n d i d a d e c r i t i c a I n - D i s t a n c i a onde e s t a sendo c a l c u l a d o o r e c a l q u e l o - Comprimento nao a n c o r a d o
l r - Comprimento da EIPD do t o p o ( r o t u l a d o ) a t e o comeco do t r e c h o i n j e t a d o da e s t a c a ( e n g a s t a d o ) I t - Comprimento t o t a l da f u n d a c a o m - Momento f l e t o r p r o d u z i d o p e l a d e n s i d a d e de r e a c a o l a t e r a l , v v - C o e f i c i e n t e de P o i s s o n N - Numero de g o l p e s do SPT nd - F a t o r de aumento do d i a m e t r o da ancoragem d e v i d o a p r e s s a o de i n j e c a o nh - F a t o r de r e d u c a o da p r o f u n d i d a d e p a r a p r o f u n d i d a d e s m a i o r e s que 9 m. n l - F a t o r de r e d u c a o do c o m p r i m e n t o da ancoragem d e v i d o ao f a t o de a p r e s s a o s o b r e a mesma nao s e r u n i f o r m e np - Aumento da p r e s s a o n o r m a l da r e s i s t e n c i a ao c i s a l h a m e n t o na i n t e r f a c e c a l d a - s o l o nsp - Numero de camadas de s o l o p r o t e n d i d a s P - F o r c a de r e a c a o l a t e r a l do s o l o Pf - Pressao de f l u e n c i a P i - Pressao de i n j e c a o P I - Pressao l i m i t e P I * - Pressao l i m i t e e f e t i v a P i e * - Pressao l i m i t e e f e t i v a . e q u i v a l e n t e P l i * - Pressao l i m i t e na i e s i m a camada
x v i i i
P i n * - Pressao l i m i t e e f e t i v a na enesima camada
Po - Pressao h o r i z o n t a l e x i s t e n t e a n t e s da execucao do f u r o Pt - Carga a p l i c a d a t r a n s v e r s a l m e n t e em r e l a g a o ao e i x o da
peca
q - Tensao media e x e r c i d a p e l a base da f u n d a c a o no s o l o p a r a um dado r e c a l q u e
qc - R e s i s t e n c i a de p o n t a do cone qmax - Tensao de r u p t u r a de p o n t a
qov - Pressao t o t a l v e r t i c a l e x i s t e n t e na p r o f u n d i d a d e da base da f u n d a c a o
Q - Carga a x i a l a p l i c a d a no t o p o do segmento
Qo - Carga a p l i c a d a no t o p o da f u n d a c a o Q v i - Carga a t u a n t e em cada segao
r - Densidade de r e a c a o l a t e r a l R - Raio da e s t a c a em m e t r o s Rc - R e s i s t e n c i a a compressao s i m p l e s Ro - Raio de r e f e r e n d a r p - R e s i s t e n c i a de p o n t a o b t i d a no manomero Rp - R e s i s t e n c i a de p o n t a RT - R e s i s t e n c i a t o t a l r T - R e s i s t e n c i a t o t a l l i d a no manometro Tm - Tensao l i d a no manometro cm - Tensao v e r t i c a l g e o s t a t i c a media o v - Tensao v e r t i c a l na p r o f u n d i d a d e do e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o u - Massa e s p e c i f i c a do s o l o v - D e f l e x a o h o r i z o n t a l da e s t a c a na p r o f u n d i d a d e z V - Volume medio da c a v i d a d e d u r a n t e a f a s e e l a s t i c a Vf Volume que d e f i n e o f i m do t r e c h o p s e u d o e l a s t i c o da c u r -va p r e s s i o m e t r i c a
x i x Vo - Volume i n i c i a l do f u r o
Vs - Volume da sonda
w - V a r i a c a o do c o m p r i m e n t o do segmento W - Recalque
Wn - Recalque na enesima camada
y - D e f l e x a o da peca no s e n t i d o do c a r r e g a m e n t o Z i - P r o f u n d i d a d e do i e s i m o " s t r a i n - g a g e "
XX LISTA DE FIGURAS CAPlTULO I PAG. CAPlTULO I F i g u r a 1.1 P l a n t a de l o c a l i z a c a o do V i a d u t o I n d i o P i -r a g i b e (Joao Pessoa - PB) 7 CAPlTULO I I F i g u r a 2.1 - Esquema do p r e s s i 5 m e t r o 79 F i g u r a 2.2 - Esquema da sonda p r e s s i o m e t r i c a 80 F i g u r a 2.3 - Curva t e o r i c a t i p i c a o b t i d a no e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o 81 F i g u r a 2.4 - Curva p r e s s i o m e t r i c a t i p i c a 82 F i g u r a 2.5 G r a f i c o para determinacao do f a t o r de c a p a c i d a
-de -de carga k (Menard - Gambin, 1963) 83 F i g u r a 2.6a- G r a f i c o para determinacao do f a t o r de
capa-cidade de carga k, para e s t a c a s cravadas
( B a g u e l i n e t a l i i , 1 9 7 8 ) 84 F i g u r a 2.6b- G r a f i c o s para determinacao do f a t o r de
capa-cidade de carga k, para e s t a c a s escavadas
( B a g u e l i n e t a l i i , 1978) 85 F i g u r a 2.7 G r a f i c o para determinacao do f a t o r de c a p a c i d a
-de -de carga k, (Bustamante e G i a n e s e l l i , 1981) 86 F i g u r a 2.8 - G r a f i c o para determinacao do a t r i t o l a t e r a l
maximo (Menard - Gambin, 1963) 87 F i g u r a 2.9 - G r a f i c o para d e t e r m i n a c a o do a t r i t o l a t e r a l
x x i F i g u r a 2.10- G r a f i c o p a r a d e t e r m i n a c a o do a t r i t o l a t e r a l maximo(Bustamante e G i a n e s e l l i , 1981) 89 F i g u r a 2.11- Abaco p a r a o c a l c u l o de fmax em a r g i l a s e e s i l t e s 90 F i g u r a 2.12- Abaco p a r a o c a l c u l o de fmax em c a l c a r i o s , margas e m a r g o - c a l c a r i o s 90 F i g u r a 2.13- Abaco p a r a o c a l c u l o de fmax em r o c h a s a l t e r a d a s e f r a g m e n t a d a s 90 F i g u r a 2.14- Abaco p a r a o c a l c u l o de f s em a r e i a e p e d r e g u l h o 91 F i g u r a 2.15- Curva "q x w" e " f x wM (Menard - Gambin, 1963) 92
F i g u r a 2.16 Curva "q x w" e " f x w" ( F r a n k e B u s t a -mante, 1983) 93 F i g u r a 2.17- G r a f i c o p a r a d e t e r m i n a g a o do v a l o r de q max p a r a e s t a c a s em a r e i a ( d e R u i t e r e B e r i n g e n , 1979) 94 F i g u r a 2.18- G r a f i c o p a r a d e t e r m i n a g a o do v a l o r de qmax p a r a e s t a c a s em a r e i a ( d e R u i t e r e B e r i n g e n , 1979) 95 F i g u r a 2.19- C u r v a s "q x w" e " f x w" ( V e r b r u g g e , 1979) 96 F i g u r a 2.20- E q u i p a m e n t o s p a r a sondagem a p e r c u s s a o 97 F i g u r a 2.21- Equipamentos p a r a sondagem r o t a t i v a 98 F i g u r a 2.22- E s t a c a i n j e t a d a de pequeno d i a m e t r o 99 F i g u r a 2.23- D e t a l h e s de uma e s t a c a i n j e t a d a de pequeno d i a m e t r o 100 F i g u r a 2.24- P o s s i v e l p r o b l e m a de execugao de e s t a c a s F r a n k i 101 F i g u r a 2.25- M e t o d o l o g i a c o n s t r u t i v a p a d r a o da E s t a c a F r a n k i 102
x x i i
CAPlTULO I I I
F i g u r a 3.1 - P l a n t a de l o c a l i z a g a o dos e n s a i o s 124 F i g u r a 3.2 - Esquema de montagem da p r o v a de c a r g a na
e s t a c a F r a n k i 125 F i g u r a 3.3 - Esquema de montagem da p r o v a de c a r g a na EIPD . 126
F i g u r a 3.4 - Curva c a r g a x r e c a l q u e o b t i d a na p r o v a de
c a r g a na e s t a c a F r a n k i 127 F i g u r a 3.5 - Esquema de montagem dos d e f l e t o m e t r o s m e c a n i c o s 128
F i g u r a 3.6 - Esquema de montagem dos " s t r a i n - g a g e s " 129 F i g u r a 3.7 - Curva de c a r g a x r e c a l q u e o b t i d a na p r o v a de c a r g a na EIPD 130 F i g u r a 3.8 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i -t a r i o , f o r n e c i d a s p e l o s " s -t r a i n - g a g e s " 131 F i g u r a 3.9 Curva de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i -t a r i o , f o r n e c i d a p e l o s " s -t r a i n - g a g e s " a uma p r o f u n d i d a d e de 22,00m 132 F i g u r a 3.10 Curva de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i -t a r i o , f o r n e c i d a p e l o s " s -t r a i n - g a g e s " a uma p r o f u n d i d a d e de 24,15m 133 F i g u r a 3 . 1 1 - Curva de d i s t r i b u i g a o das c a r g a s ao l o n g o do f u s t e da EIPD 134 CAPlTULO I V F i g u r a 4.1 - P e r f i l g e o t e c n i c o 160 F i g u r a 4.2a- Curva p r e s s a o - volume o b t i d a no e n s a i o
x x i i i 14,75m 161 F i g u r a 4.2b- Curva p r e s s a o - volume o b t i d a no e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o r e a l i z a d o na p r o f u n d i d a d e de 1 4 , 7 5 m ( l e v a n d o em c o n t a a p r e s s a o h i d r o s t a t i c a ) 162 F i g u r a 4.3 - G r a f i c o da c u r v a de c o r r e g a o de p e r d a de p r e s s a o o b t i d a no e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o r e a l i z a d o na p r o f u n d i d a d e de 14,75 m 163 F i g u r a 4.4 G r a f i c o da c u r v a de c o r r e g a o de p e r d a s de v o l u -me o b t i d o no e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o r e a l i z a d o a p r o f u n d i d a d e de 14,75m 164 F i g u r a 4.5 - G r a f i c o da c u r v a b r u t a o b t i d a no e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o r e a l i z a d o na p r o f u n d i d a d e de 14,75m 165 F i g u r a 4.6 - P e r f i l p r e s s i o m e t r i c o do f u r o - A 166 F i g u r a 4.7 - P e r f i l p r e s s i o m e t r i c o do f u r o - B 167 F i g u r a 4.8 - Media p o n d e r a d a dos p a r a m e t r o s p r e s s i o m e t r i c o s o b t i d o s nos f u r o s A e B 168 F i g u r a 4.9 - Metodo l o g - l o g de e x t r a p o l a c a o de P I 169 F i g u r a 4.10 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i t a -r i o a uma p -r o f u n d i d a d e de 2,85m 170 F i g u r a 4.11 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i t a -r i o a uma p -r o f u n d i d a d e de 5,67m 170 F i g u r a 4.12 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i t a -r i o a uma p -r o f u n d i d a d e de 9,0m 171 F i g u r a 4.13 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i t a -r i o a uma p -r o f u n d i d a d e de 12,75m 171 F i g u r a 4.14 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i t a -r i o a uma p -r o f u n d i d a d e de 16,75m 172 F i g u r a 4.15 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i t a
-x -x i v r i o a uma p r o f u n d i d a d e de 20,10m 172 F i g u r a 4.16 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i t a -r i o a uma p -r o f u n d i d a d e de 22,0m 173 F i g u r a 4.17 Curvas de m o b i l i z a g a o do a t r i t o l a t e r a l u n i t a -r i o a uma p -r o f u n d i d a d e de 24,15m 174 F i g u r a 4.18- Curvas c a r g a - r e c a l q u e da EIPD 175 F i g u r a 4.19- Curvas c a r g a - r e c a l q u e da e s t a c a F r a n k i 45D 176 F i g u r a 4.20- P e r f i l c o n e p e n e t r o m e t r i c o do f u r o D - l 177 F i g u r a 4.21- P e r f i l c o n e p e n e t r o m e t r i c o do f u r o D-2 178 F i g u r a 4.22- P e r f i l da sondagem a p e r c u s s a o e r o t a t i v a sm-01 179 F i g u r a 4.23- P e r f i l da sondagem a p e r c u s s a o e r o t a t i v a SM-02 180
F i g u r a 4.24- Esquema do modelo p r o p o s t o p a r a a EIPD 181 F i g u r a 4.25- D e t e r m i n a g a o do v a l o r do modulo de r e a g a o
XXV LISTA DE TABELAS PAG. CAPlTULO I I T a b e l a 2.1 - C a t e g o r i a s de s o l o s p a r a a d e t e r m i n a c a o do f a t o r de c a p a c i d a d e de c a r g a , k (Bustamante e G i a n e s e l l i , 1981) 103 T a b e l a 2.2 - T i p o de s o l o , p a r a d e t e r m i n a c a o do f a t o r de c a p a c i d a d e de c a r g a k (Menard- Gambin, 1963) 104 T a b e l a 2.3 - E s c o l h a da c u r v a p a r a d e t e r m i n a c a o do a t r i t o
l a t e r a l maximo, fmax (Bustamante e G i a n e s e l l i ,
1981) 105 T a b e l a 2.4 - T a b e l a p a r a d e t e r m i n a c a o do v a l o r de oc (Bustamante e D o i x , 1985) 106 T a b e l a 2.5 - C l a s s i f i c a c a o dos s o l o s p r o p o s t a p o r B u s t a m a n t e e D o i x (1985) 107 T a b e l a 2.6 - D e t e r m i n a c a o do v a l o r do c o e f i c i e n t e r e o l o g i c o (Menard - Gambin, 1963) 108 T a b e l a 2.7 - C o e f i c i e n t e de d e f o r m a c a o Cd- Metodo de Menard-Gambin (1963) 109 T a b e l a 2.8 - T a b e l a p a r a d e t e r m i n a c a o de qmax e fmax ( d e R u i t e r e B e r i n g e n , 1979) 110 T a b e l a 2.9 - T a b e l a p a r a o b t e n c a o de fmax e dos f a t o r e s de c a p a c i d a d e de c a r g a de p o n t a e l a t e r a l do cone (Bustamante e G i a n e s e l l i , 1981) I l l T a b e l a 2.10- V a l o r e s de fmax recomendados p o r V e r b r u g g e (1979) p a r a estaca^s-em s o l o s c o e s i v o s 112 T a b e l a 2 . 1 1 - V a l o r e s de fmax recomendados p o r V e r b r u g g e
x x v i Tabela 2.12-Tabela 2.13-Tabela 2.14-CAPlTULO I V T a b e l a 4.1 Tabela 4.2 Tabela 4.3 T a b e l a 4.4 Tabela 4.5 T a b e l a 4.6 T a b e l a 4.7 (1979) para e s t a c a s em s o l o s nao c o e s i v o s 113
Capacidade de c a r g a u s u a l das EIPD 114 C a r a c t e r l s t i c a s mecanicas da armadura i n t e r n a ,
u s u a l das EIPD 115 P r i n c i p a l s c a r a c t e r l s t i c a s de algumas e s t a c a s
F r a n k i 116
V a l o r e s de P I * e Em(media e n t r e os f u r o s A e B) 183 Capacidade de c a r g a da EIPD segundo d i f e r e n t e s
p r o p o s i c o e s ( u t i l i z a n d o os r e s u l t a d o s dos
e n s a i o s p r e s s i o m e t r i c o s ) 184 Capacidade de c a r g a da e s t a c a F r a n k i segundo
d i f e r e n t e s p r o p o s i c o e s ( u t i l i z a n d o os r e
-s u l t a d o -s do-s e n -s a i o -s p r e -s -s i o m e t r i c o -s ) 185 Capacidade de c a r g a da EIPD segundo d i f e r e n t e s
p r o p o s i c o e s ( u t i l i z a n d o os r e s u l t a d o s dos
e n s a i o s c o n e p e n e t r o m e t r i c o s ) 186 Capacidade de c a r g a da e s t a c a F r a n k i segundo
d i f e r e n t e s p r o p o s i c o e s ( u t i l i z a n d o os r e
-s u l t a d o -s do-s e n -s a i o -s c o n e p e n e t r o m e t r i c o -s ) 187 Capacidade de c a r g a da EIPD segundo d i f e r e n t e s
p r o p o s i c o e s ( u t i l i z a n d o os r e s u l t a d o s das sondagens a p e r c u s s a o e c o r r e l a t e s com a c o n e p e n e t r o m e t r i a ) 188 Capacidade de c a r g a da e s t a c a F r a n k i segundo d i f e r e n t e s p r o p o s i c o e s ( u t i l i z a n d o os r e -s u l t a d o -s da-s -sondagen-s a p e r c u -s -s a o e
x x v i i
c o r r e l a c o e s com a c o n e p e n e t r o m e t r i a ) 189 T a b e l a 4.8 - F a t o r de c o n v e r s a o p a r a a e s t i m a t i v a do modulo
de r e a c a o h o r i z o n t a l do s u b s o l o Ks, a p a r t i r de
Em 190 T a b e l a 4.9 - Carga c r i t i c a de flambagem segundo d i v e r s a s p r o
C a p i t u l o I
INTRODUCAO
1.1 - P r i n c l p i o s do p r o j e t o de f u n d a c o e s
Em uma c o n f e r e n c i a p r o n u n c i a d a em 1964 p o r C a m b e f o r t , o c o n f e r e n c i s t a e e s p e c i a l i s t a em fundagoes a f i r m o u que n a q u e l a epoca, nao se s a b i a a i n d a p r e v e r a c a p a c i d a d e de c a r g a de uma e s t a c a . Nessa mesma c o n f e r e n c i a , o a u t o r c r i t i c o u o uso e x c l u s i v o das c a r a c t e r l s t i c a s l i m i t e s , coesao a p a r e n t e , Cu, e a n g u l o de a t r i t o i n t e r n o do s o l o , <J> , p a r a e s t u d a r o c o m p o r t a m e n t o de uma e s t a c a i s o l a d a c a r r e g a d a v e r t i c a l m e n t e e c r a v a d a em um s o l o , a t e mesmo homogeneo. E l e s u g e r i u o uso de o u t r o s p a r a m e t r o s os q u a i s
p o d e r i a m s e r a v a l i a d o s a p a r t i r de um e n s a i o de c a r r e g a m e n t o de uma e s t a c a , podendo essas c a r a c t e r l s t i c a s s e r f u n c a o de v a r i o s p a r a m e t r o s , i n c l u s i v e os p a r a m e t r o s Cu e <J> . E l e s u g e r i u a i n d a que e s s e s novos p a r a m e t r o s , uma v e z i d e n t i f i c a d o s d u r a n t e um v a s t o programa de e n s a i o s de c a r r e g a m e n t o de e s t a c a s , fossem medidos a p a r t i r de e n s a i o s r e a l i z a d o s em l a b o r a t o r i o s o b r e a m o s t r a s i n d e f o r m a d a s .
T a i s f u t u r o s e n s a i o s de l a b o r a t o r i o mencionados p o r C a m b e f o r t nunca f o r a m d e f i n i d o s e d e s e n v o l v i d o s . Deve-se l e m b r a r que, n a q u e l a e p o c a , estavamos no auge do uso de e n s a i o s de l a b o r a t o r i o d e n t r o da m e c a n i c a dos s o l o s . A nao u t i l i z a c a o desses e n s a i o s de l a b o r a t o r i o , s u g e r i d o s p o r C a m b e f o r t , se deve
p r i n c i p a l m e n t e a d i f i c u l d a d e de e n s a i a r , no l a b o r a t o r i o , a m o s t r a s i n d e f o r m a d a s . E s t a e uma das r a z o e s p e l a s q u a i s , d u r a n t e a decada de 60, as p e s q u i s a s f o r a m o r i e n t a d a s p a r a a u t i l i z a g a o de e n s a i o s
" i n s i t u " no d i m e n s i o n a m e n t o das f u n d a c o e s p r o f u n d a s . 0 d i m e n s i o n a m e n t o das f u n d a c o e s p a s s o u a s e r f e i t o tambem com o u t r o s p a r a m e t r o s g e o t e c n i c o s i n c l u i n d o , alem dos p a r a m e t r o s de c i s a l h a m e n t o do s o l o , p o r e x e m p l o , p a r a m e t r o s de d e f o r m a g a o das camadas do s o l o . Um exemplo dessa p r e o c u p a g a o , em e l a s t o - p l a s t i c i d a d e ( c r i t e r i o de T r e s c a ) , e dado p e l a e x p r e s s a o da p r e s s a o l i m i t e , P I , de expansao de uma c a v i d a d e c i l i n d r i c a ( e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o ) . P I = Po + Cu [ 1 + I n G /Cu ]
Onde a p a r e c e , alem da coesao a p a r e n t e , Cu , a p r e s s a o e f e t i v a h o r i z o n t a l e x i s t e n t e a n t e s da execugao do f u r o , Po, e um p a r a m e t r o de d e f o r m a g a o , G (modulo de c i s a l h a m e n t o ) . A q u a n t i d a d e P I e n t r a d i r e t a m e n t e , t a n t o no c a l c u l o da r e s i s t e n c i a de p o n t a q u a n t o no do v a l o r do a t r i t o l a t e r a l s o l o - e s t a c a , d u r a n t e a a v a l i a g a o da c a p a c i d a d e de c a r g a de uma e s t a c a a p a r t i r de um p e r f i l p r e s s i o m e t r i c o . Foram d e s e n v o l v i d a s p e s q u i s a s e x p e r i m e n t a i s , v i s a n d o o b t e r metodos de c a l c u l o c o n f i a v e i s a p a r t i r dos e n s a i o s " i n s i t u " e x i s t e n t e s ( p r e s s i o m e t r i c o s , c o n e p e n e t r o m e t r i c o s , sondagens a p e r c u s s a o , e t c ) . Neste t r a b a l h o sao a b o r d a d o s , d e n t r e o u t r o s , os
3. metodos de Menard-Gambin(1963), B a g u e l i n e t a l i i ( 1 9 7 8 ) , Bustamante e G i a n e s e l l i 1981) e Costa Nunes ( 1 9 8 7 ) .
Esses metodos de p r e v i s a o de c a p a c i d a d e de c a r g a em e s t a c a s c o n t i n u a m a s e r a p e r f e i c o a d o s e r e v i s a d o s , t a n t o com o i n t u i t o de a b r a n g e r novas t e c n i c a s de f u n d a c o e s p r o f u n d a s , como p a r a l e v a r a o b t e n c a o de r e s u l t a d o s mais p r e c i s o s no c a l c u l o da c a p a c i d a d e de c a r g a e r e c a l q u e s das fundacSes p r o f u n d a s . T a i s metodos devem s e r t e s t a d o s e c o n f r o n t a d o s com a r e a l i d a d e sempre que f o r p o s s l v e l . Com esse o b j e t i v o , devem-se f a z e r e n s a i o s de c a r r e g a m e n t o das fundacoes de modo a conhecer seu comportamento r e a l .
F o i com essa o t i c a que se r e a l i z a r a m d o i s e n s a i o s de c a p a c i d a d e de c a r g a em e s t a c a s i s o l a d a s , a p a r t i r dos q u a i s se d e s e n v o l v e u esse t r a b a l h o de d i s s e r t a c a o .
1.2 - O b j e t i v o s
E s t e t r a b a l h o c o n s i s t e no e s t u d o do comportamento de duas e s t a c a s , sendo uma e s t a c a F r a n k i e uma e s t a c a i n j e t a d a de pequeno d i a m e t r o , no que d i z r e s p e i t o a p r e v i s a o da c a p a c i d a d e de c a r g a , r e c a l q u e s , mecanismo de r u p t u r a e de t r a n s f e r e n c i a de c a r g a a t r a v e s das d i v e r s a s camadas a t r a v e s s a d a s p e l a s r e f e r i d a s e s t a c a s .
de p e r f u r a g a o do s o l o , sendo que o f u s t e da e s t a c a e composto p o r t i r a n t e s de ago e n a t a de c i m e n t o i n j e t a d a sob p r e s s a o . E s t e t i p o de e s t a c a tem um d i a m e t r o da ordem de 10 a 25cm. 1.3 - Programa de e n s a i o s e m e t o d o l o g i a u t i l i z a d a 0 p r e s e n t e t r a b a l h o t e v e como campo e x p e r i m e n t a l a a r e a onde e s t a a s s e n t e o V i a d u t o I n d i o P i r a g i b e , c i d a d e de Joao Pessoa, no e s t a d o da P a r a l b a , c o n f o r m e pode s e r v i s t o na f i g u r a 1 . 1 .
Apos a execucao das f u n d a c o e s do r e f e r i d o v i a d u t o v e r i f i c o u - s e , a t r a v e s de p r o v a s de c a r g a , que algumas das e s t a c a s F r a n k i s t a n d a r d - t i p o de f u n d a c a o a d o t a d o - nao s u p o r t a v a m as c a r g a s p a r a as q u a i s h a v i a m s i d o p r o j e t a d a s . Optou-se p e l a u t i l i z a g a o de e s t a c a s i n j e t a d a s de pequeno d i a m e t r o , a f i m de p r o c e d e r ao r e f o r g o das f u n d a g o e s . Para e s s e t r a b a l h o , f o r a m r e a l i z a d o s e n s a i o s p r e s s i o m e t r i c o s , e n s a i o s de p e n e t r a g a o de cone e s t a t i c o , sondagens a p e r c u s s a o e r o t a t i v a e uma p r o v a de c a r g a i n s t r u m e n -t a d a na e s -t a c a i n j e -t a d a de pequeno d i a m e -t r o com medigao das d e f o r m a g o e s ao l o n g o do f u s t e da e s t a c a .
Os r e s u l t a d o s da p r o v a de c a r g a em uma e s t a c a F r a n k i (sem medigao das deformagoes ao l o n g o do f u s t e da e s t a c a ) f o r a m
-d o s n e s s e t r a b a l h o . E s t e t r a b a l h o f o i e l a b o r a d o de a c o r d o com a s e g u i n t e m e t o d o l o g i a : - r e a l i z a g a o de e n s a i o s g e o t e c n i c o s de campo no mesmo l o c a l em que f o r a m e x e c u t a d a s as e s t a c a s ( e n s a i o s p r e s s i o m e t r i c o s , e n s a i o s de cone e s t a t i c o e sondagens a p e r c u s s a o e r o t a t i v a ) ;
- r e a l i z a c a o de uma p r o v a de c a r g a i n s t r u m e n t a d a com medida das d e f o r m a g o e s em uma e s t a c a i n j e t a d a , que s e r v i u como r e f o r g o p a r a uma f u n d a g a o composta p o r e s t a c a s F r a n k i ;
- p r e v i s a o da c a p a c i d a d e de c a r g a de cada e s t a c a , a p a r t i r dos r e s u l t a d o s dos e n s a i o s de campo e usando v a r i a s p r o p o s i g 5 e s , c o n f r o n t a n d o - a s com o r e s u l t a d o o b t i d o na r e s p e c t i v a p r o v a de c a r g a ;
- p r e v i s a o da c u r v a c a r g a - r e c a l q u e de cada e s t a c a , a p a r t i r dos r e s u l t a d o s dos e n s a i o s de campo e usando as t e c n i c a s e x i s t e n -t e s , c o n f r o n -t a n d o - a s com a c u r v a o b -t i d a na r e s p e c -t i v a p r o v a de c a r g a ;
- c a l c u l o da r e p a r t i g a o da c a r g a t o t a l em a t r i t o l a t e r a l , ao l o n g o do f u s t e da e s t a c a i n s t r u m e n t a d a , e r e s i s t e n c i a de p o n t a , a p a r t i r dos r e s u l t a d o s das medigoes das d e f o r m a g o e s ao l o n g o do f u s t e ;
6. r e s u l t a d o s o b t i d o s na p r o v a de c a r g a i n s t r u m e n t a d a . 1.4 - D e s c r i c a o s u m a r i a do t r a b a l h o No c a p i t u l o 02 f a z - s e uma r e v i s a o b i b l i o g r a f i c a s o b r e e s t a c a s i n j e t a d a s de pequeno d i a m e t r o , e s t a c a s F r a n k i s t a n d a r d , o e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o , o e n s a i o de cone e s t a t i c o , sondagem m i s t a , p r o v a s de c a r g a i n s t r u m e n t a d a s e s o b r e as d i f e r e n t e s t e o r i a s do d i m e n s i o n a m e n t o de fundacoes p r o f u n d a s e de p r e v i s a o do seu comportamento. No c a p i t u l o 03 sao a p r e s e n t a d o s e a n a l i s a d o s os r e s u l t a d o s da p r o v a de c a r g a e x e c u t a d a na e s t a c a F r a n k i e da p r o v a de c a r g a da e s t a c a i n j e t a d a . No c a p i t u l o 04 sao a p r e s e n t a d o s os r e s u l t a d o s o b t i d o s a t r a v e s dos e n s a i o s p r e s s i o m e t r i c o s e de cone e das sondagens m i s t a s . Sao a p r e s e n t a d a s a i n d a as c o n d i g o e s e s p e c i f i c a s de r e a l i z a c a o dos e n s a i o s . No c a p i t u l o 05 e f e i t a a a n a l i s e c o m p a r a t i v a e n t r e os r e s u l t a d o s p r e v i s t o s a t r a v e s das f o r m u l a c o e s t e o r i c a s e a q u e l e s o b t i d o s nas p r o v a s de c a r g a . No c a p i t u l o 06 sao a p r e s e n t a d a s as p r i n c i p a l s c o n c l u s o e s d e s t e t r a b a l h o . . .
C a p i t u l o I I REVISAO BIBLIOGRAFICA 0 o b j e t i v o desse c a p i t u l o e f a z e r uma r e v i s a o b i b l i o g r a f i c a das t e c n i c a s empregadas no d e c o r r e r do p r e s e n t e t r a b a l h o de d i s s e r t a g a o . 2.1 - 0 e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o e t e c n i c a s de p r e v i s a o do c o m p o r t a m e n t o de f u n d a c o e s p r o f u n d a s 2.1.1 - 0 e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o 0 e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o e u t i l na e n g e n h a r i a de fundacSes p a r a os d i v e r s o s t i p o s de s o l o s e f u n d a g o e s , j a que esse e n s a i o r e p r o d u z , de modo a p r o x i m a d o , o e s t a d o de t e n s o e s e s o l i c i t a g o e s de d i v e r s o s t i p o s de fundagoes nos s o l o s . De a c o r d o com B a g u e l i n e t a l i i ( 1 9 7 8 ) , no c a l c u l o dos p r o b l e m a s de e s t a b i l i d a d e de t a l u d e e empuxos de t e r r a , o metodo p r e s s i o m e t r i c o vem sendo s u p l a n t a d o em q u a l i d a d e p o r o u t r a s f o r m a s de e n s a i o , sendo porem m u i t o u t i l no caso de fundagoes c a r r e g a d a s l a t e r a l m e n t e e de a n c o r a g e n s .
9 0 p r e s s i o m e t r o , t a l como e h o j e c o n h e c i d o , t e v e seu s u r g i m e n t o d e v i d o a L o u i s Menard que, em 1954, n e c e s s i t a n d o m e d i r as c a r a c t e r l s t i c a s t e n s a o - d e f o r m a g a o do s o l o , p a r t i u p a r a o d e s e n v o l v i m e n t o do p r e s s i o m e t r o o q u a l passou a s e r u t i l i z a d o i n d u s t r i a l m e n t e em 1957.
Se c o n c e i t u a r m o s , porem, o p r e s s i o m e t r o , como sendo um i n s t r u m e n t o que a p l i c a p r e s s a o h i d r a u l i c a ( l i q u i d o ou g a s ) nas p a r e d e s de um f u r o de sondagem, a f i m de m e d i r as c a r a c t e r l s t i c a s de t e n s a o - d e f o r m a g a o do s o l o , temos que o p r i m e i r o p r e s s i o m e t r o f o i d e s e n v o l v i d o em 1930 p o r K o g l e r (1933) . Esse e q u i p a m e n t o nao t e v e u t i l i z a g a o p r a t i c a d e v i d o a d i f i c u l d a d e de i n t e r p r e t a g a o de seus r e s u l t a d o s . Uma d i f e r e n g a f u n d a m e n t a l e n t r e o e q u i p a m e n t o de K o g l e r e o de Menard e que esse u l t i m o tern t r e s c i l i n d r o s ou camaras s u p e r p o s t a s ao i n v e s de uma u n i c a camara l o n g a e x i s t e n t e no e q u i p a m e n t o de K o g l e r . As camaras possuem uma membrana f l e x i v e l que f i c a l i m i t a d a no t o p o e na base p o r a n e i s de ago os q u a i s tambem d e l i m i t a m um c i l i n d r o de ago que e r e c o b e r t o p e l a membrana f l e x i v e l . As camaras do t o p o e do f u n d o v i s a m p r o t e g e r a camara c e n t r a l , r e d u z i n d o os e f e i t o s causados p e l o c o m p r i m e n t o f i n i t o da c e l u l a c e n t r a l , p e r m i t i n d o desse modo que a c e l u l a c e n t r a l expanda-se e x c l u s i v a m e n t e na d i r e g a o r a d i a l . A expansao r a d i a l g e r a uma s o l i c i t a g a o de d e f o r m a g a o p l a n a em t o r n o da c e l u l a c e n t r a l . A c e l u l a c e n t r a l e u t i l i z a d a desse modo como a c e l u l a de medigao e n q u a n t o que as demais f u n c i o n a m como c e l u l a s de g u a r d a .
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A e x i s t e n c i a desse e s t a d o de deformagao p l a n a f a c i l i t a m u i t o a i n t e r p r e t a g a o do e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o . Assumindo o s o l o como um meio e l a s t i c o pode-se u t i l i z a r a t e o r i a de Lame (1852) p a r a o c a l c u l o do modulo de e l a s t i c i d a d e . Assumindo um comportamento e l a s t o - p l a s t i c o p a r a o s o l o , pode-se u t i l i z a r a s o l u g a o de B i s h o p , H i l l e M o t t (1945) a s s o c i a d a ao c r i t e r i o de r u p t u r a de T r e s c a , p a r a a obtengao da r e s i s t e n c i a ao c i s a l h a m e n t o , num m a t e r i a l sem a t r i t o . Em 1963, a p u b l i c a g a o S o l s - S o i l s a p r e s e n t o u os p r i m e i r o s g r a f i c o s e equagoes com a p l i c a g a o no p r o j e t o de fundagoes u t i l i -zando o p r e s s i o m e t r o .Em 1973, a U n i v e r s i d a d e de Cambridge passou a o p e r a r uma nova v e r s a o do p r e s s i o m e t r o a u t o - p e r f u r a n t e , a q u a l r e c e b e u o nome de Camkometer.
Estudos e f e t u a d o s por Wroth e Hughes (1973) em b l o c o s de c a o l i m a p r e s e n t a r a m r e s u l t a d o s i n d i c a n d o que o amolgamento causado p e l a i n s e r g a o do p r e s s i o m e t r o a u t o - p e r f u r a n t e , em s o l o s m o l e s , e pequena; v e r i f i c o u - s e tambem que a deformagao da membra-na e quase que e x c l u s i v a m e n t e r a d i a l , gerando a s s i m um e s t a d o de deformagao p l a n a .
Nos u l t i m o s anos vem sendo dada p a r t i c u l a r a t e n g a o a m e l h o r i a dos i n s t r u m e n t o s de medigao, o b j e t i v a n d o m a i o r p r e c i s a o e c o n f i a b i l i d a d e dos r e s u l t a d o s . Tem-se p r o c u r a d o um
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m a i o r d e s e n v o l v i m e n t o e a p e r f e i c o a m e n t o da i n t e r p r e t a g a o dos r e s u l t a d o s , bem como m e l h o r a r a t e c n i c a de execugao dos e n s a i o s , p a d r o n i z a n d o - a e l e v a n d o a um amolgamento m l n i m o do s o l o . 2.1.3 - D e s c r i g a o do e q u i p a m e n t o 0 p r e s s i o m e t r o e x i s t e em d i v e r s a s v e r s o e s , as q u a i s sao a l t e r a g o e s do modelo b a s i c o f a b r i c a d o p o r Menard. D e n t r e os v a r i o s t i p o s e x i s t e n t e s podese c i t a r o p r e s s i o m e t r o a u t o -f u r a d o r , o p r e s s i o m e t r o d e s e n v o l v i d o na U n i v e r s i d a d e de A l b e r t a , C a n a d a , o p r e s s i o m e t r o da U n i v e r s i d a d e do Texas (Texam P r e s s u r e m e t e r ) , e os p r e s s i o m e t r o s Menard. E x i s t e m t r e s modelos b a s i c o s do p r e s s i o m e t r o Menard, E, GB e GC, os q u a i s d i f e r e m e n t r e s i p e l a c a p a c i d a d e de p r e s s a o , f a c i l i d a d e de m a n u s e i o , p r e c i s a o dos r e s u l t a d o s e metodo de o p e r a g a o do e q u i p a m e n t o . 0 p r e s s i o m e t r o , c o n f o r m e i n d i c a d o na f i g u r a 2 . 1 , c o n s i s t e de t r e s p a r t e s : s o n d a , u n i d a d e de c o n t r o l e e a t u b u l a g a o . D e s c r e v e - s e a s e g u i r , os p r i n c i p a l s componentes dos p r e s s i o m e t r o s Menard. a ) A sonda Usa-se agua p a r a p r e s s i o n a r a c a v i d a d e e p a r a m e d i r o r e s u l t a d o da v a r i a g a o de v o l u m e . A sonda f i c a c o n t i d a num d i s p o s i t i v o i n f l a d o de b o r r a c h a f l e x i v e l e i m p e r m e a v e l que p r e e n -che a c a v i d a d e e d e f i n e sua e x t e n s a o . A sonda p r o p r i a m e n t e d i t a e composta de uma c e l u l a de medigao p r o t e g i d a no t o p o e na base p o r
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c e l u l a s de g u a r d a . E s t a s u l t i m a s sao tambem i n f l a d a s com gas ou agua p r e s s u r i z a d a e fazem com que a c e l u l a de medigao s e j a i m p e d i d a de e x p a n d i r ocupando t o d o o volume do f u r o . V i d e f i g u r a 2 . 1 .
Na c e l u l a c e n t r a l os d e s l o c a m e n t o s sao e x c l u s i v a m e n t e r a d i a i s , e d e v i d o a g r a n d e f l e x i b i l i d a d e da membrana geram uma p r e s s a o u n i f o r m e nas p a r e d e s do f u r o , c a r a c t e r i z a n d o a s s i m um e s t a d o p i a n o de deformagoes no s o l o em t o r n o da c e l u l a c e n t r a l .
0 n u c l e o da sonda e formado p o r t u b o s de ago que c o n f e r e m r i g i d e z a e s t r u t u r a e p o r e s t r u t u r a s de vedagao e t u b u l a g o e s . V i d e f i g u r a 2.2. b ) A u n i d a d e de c o n t r o l e A u n i d a d e de c o n t r o l e f i c a montada num c o l o c a d o numa c a i x a que f i c a a p o i a d a no t e r r e n o r e t r a t e i s . Sua l o c a l i z a g a o deve s e r p r o t e g i d a Contem as s e g u i n t e s p a r t e s e s s e n c i a i s : t u b u l a g o e s t r a n s p a r e n t e s a t r a v e s das q u a i s se c o n t r o l a o v o l u -me de agua e x i s t e n t e nas c e l u l a s ;
- v a l v u l a s de c o n t r o l e de p r e s s a o e passagem de gas e agua; - manometros i n d i c a d o r e s da p r e s s a o nas c e l u l a s ; - t u b u l a g o e s que conectam as d i v e r s a s p a r t e s . A u n i d a d e de c o n t r o l e c o n e c t a - s e a sonda nos t i p o s GB e GC q u a d r o m e t a l i c o a t r a v e s de p e r n a s das i n t e m p e r i e s .
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a t r a v e s de um cabo c o a x i a l que l e v a e t r a z a agua e p o r uma t u b u l a g a o que p e r m i t e a i n j e c a o do g a s . A f o n t e de p r e s s a o une-se a u n i d a d e de c o n t r o l e a t r a v e s de t u b u l a g a o r e f o r g a d a capaz de r e s i s t i r a p r e s s a o u t i l i z a d a . c) F o n t e de p r e s s a o A f o n t e de p r e s s a o c o n s i s t e numa g a r r a f a c i l i n d r i c a c o n t e n d o g e r a l m e n t e gas c a r b S n i c o , o x i g e n i o ou n i t r o g e n i o . Uma d e s c r i c a o m a i s d e t a l h a d a a r e s p e i t o dos p r e s s i o m e t r o s e x i s t e n t e s pode s e r e n c o n t r a d a em B a g u e l i n e t a l i i ( 1 9 7 8 ) . 2.1.4 - M e t o d o l o g i a do e n s a i o 0 e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o obedece a r e g r a s de execugao p a d r o n i z a d a s podendo s e r d i v i d i d o em t r e s e t a p a s d i s t i n t a s . a ) E x e c u g a o do f u r o A c o r r e t a execugao do f u r o e f a t o r f u n d a m e n t a l p a r a a r e a l i z a g a o de um e n s a i o c o r r e t o . E x i s t e m duas m a n e i r a s b a s i c a s de se i n t r o d u z i r a sonda no s o l o : - i n s e r g a o d i r e t a da sonda no s o l o , a t r a v e s de c r a v a c a o
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e s t a t i c a ;
- execugao p r e v i a do f u r o e d e s c i d a da sonda.
As p e s q u i s a s de B a g u e l i n e t a l i i (1978) i n d i c a r a m que o f u r o deve s e r c a l i b r a d o , de modo que t e n h a d i a m e t r o l e v e m e n t e s u p e r i o r ao d i a m e t r o da sonda, s e j a r e t i l i n e o e as paredes do f u r o devem s e r o menos amolgadas p o s s i v e l , j a que o amolgamento i n t e r f e r e d i r e t a m e n t e nos r e s u l t a d o s do e n s a i o . B a g u e l i n e t a l i i (1978) e v i d e n c i a r a m que a execugao do f u r o i n f l u i na i n t e r p r e t a g a o dos r e s u l t a d o s do e n s a i o , da s e g u i n t e m a n e i r a : - Furo a p e r t a d o - i m p o s s i b i l i t a a medigao da t e n s a o h o r i z o n t a l de r e p o u s o , Po, e d i f i c u l t a o c a l c u l o do modulo de e l a s t i c i d a d e ;
- Furo bem c a l i b r a d o - e p o s s i v e l a d e t e r m i n a g a o do modulo p r e s s i o m e t r i c o e da p r e s s a o l i m i t e p r e s s i o m e t r i c a ;
- Furo l a r g o - i m p o s s i b i l i t a a medigao da p r e s s a o l i m i t e do t e r r e n o , p o r l i m i t a g a o do volume de expansao da sonda.
b ) E n c h i m e n t o e s a t u r a g a o do s i s t e m a
A sonda, t u b u l a g o e s e c i r c u i t o s devem s e r p r e e n c h i d o s com agua l i m p a e d e a i r a d a . A obtengao de agua d e a i r a d a e n e c e s s a r i a j a que, com a e l e v a g a o de p r e s s a o , as b o l h a s sao d i s s o l v i d a s .
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i n d i c a n d o uma v a r i a c a o v o l u m e t r i c a i r r e a l do s o l o . Conforme recomendacoes de T o l e d o ( 1 9 8 6 ) , e n e c e s s a r i o v e r i f i c a r f r e q u e n t e -mente o e q u i p a m e n t o q u a n t o a s a t u r a g a o e p e r d a s p o r vazamento. Essas v e r i f i c a c o e s devem s e r e f e t u a d a s sempre que o c o r r e r :a) d e s e n v o l v i m e n t o de vacuo nos s i s t e m a s que c o n t e m agua; b) s u b i t a r e d u c a o de p r e s s a o no s i s t e m a ;
c) r e a l i z a c a o de e n s a i o s de c a r r e g a m e n t o c i c l i c o ; d) r e a l i z a c a o de e n s a i o s de l o n g a d u r a c a o .
c ) C a l i b r a c o e s
As v a r i a c o e s de p r e s s a o e volume o b t i d a s d u r a n t e o e n s a i o f o r n e c e m uma c u r v a b r u t a p r e s s a o x v o l u m e , que deve s e r c o r r i g i d a q u a n t o a p e r d a s de volume e de p r e s s a o i n e r e n t e s ao a p a r e l h o .
c . 1 ) C a l i b r a c o e s v o l u m e t r i c a s
0 e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o a c a r r e t a d i v e r s a s p e r d a s v o l u m e t r i c a s d u r a n t e a sua e x e c u g a o , t a i s como a expansao da t u b u l a c a o que c o n e c t a a sonda a u n i d a d e de c o n t r o l e , a c o m p r e s s i -b i l i d a d e das mem-branas de -b o r r a c h a i n t e r n a e e x t e r n a e a compres-s i b i l i d a d e da agua.
A c a l i b r a c a o c o n s i s t e em c o l o c a r a sonda d e n t r o de um t u b o c i l l n d r i c o i n d e f o r m a v e l , com d i a m e t r o i n t e r n o pouco m a i o r que o d i a m e t r o e x t e r n o da sonda, a s e g u i r i n f l a - s e a sonda a t e que e l a e s t e j a i n t e i r a m e n t e em - c o n t a t o com as p a r e d e s do t u b o ;
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nesse p o n t o assume-se que a sonda nao pode m a i s i n f l a r d e v i d o a i n d e f o r m a b i l i d a d e do t u b o e ao f a t o que t o d a a v a r i a g a o v o l u m e t r i c a o b s e r v a d a quando aumentamos a p r e s s a o e d e v i d a as p e r d a s v o l u m e t r i c a s . Desse modo, sao dados a c r e s c i m o s de p r e s s a o e a n o t a d a s as v a r i a c o e s v o l u m e t r i c a s , de modo s e m e l h a n t e ao da execugao do e n s a i o .c.2) C a l i b r a g o e s de p r e s s a o
As membranas de b o r r a c h a da sonda, bem como as p a l h e t a s m e t a l i c a s que p o r vezes as r e c o b r e m , possuem uma r i g i d e z que f a z com que a p r e s s a o que chega ao s o l o s e j a menor que a p r e s s a o l i d a no man5metro, j a que uma p a r t e da p r e s s a o a p l i c a d a e c o n s u m i d a p a r a d e f o r m a r as membranas. Com i n t u i t o de compensar essa p e r d a de p r e s s a o f a z - s e a c a l i b r a g a o .
A c a l i b r a g a o c o n s i s t e em c o l o c a r a sonda ao a r l i v r e , e p o r meio de c e r c a de 08 a 10 i n c r e m e n t o s de p r e s s a o d e i x a - s e que a sonda i n f l e l i v r e m e n t e . P l o t a - s e a c u r v a p r e s s a o x v a r i a g a o de volume de modo s e m e l h a n t e ao a d o t a d o quando da execugao do e n s a i o no s o l o . Deve-se l e v a r em c o n t a a p r e s s a o h i d r o s t a t i c a d e v i d o a d i f e r e n g a e n t r e o n i v e l do manometro de l e i t u r a e o meio da c e l u l a de medigao.
A c a l i b r a g a o deve s e r r e p e t i d a t o d a vez que membranas novas s e j a m c o l o c a d a s e a cada c i n c o e n s a i o s p e l o menos, d e v i d o a v a r i a g a o na r i g i d e z da membrana g e r a d a p e l o uso.
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c o r r i g i r as c u r v a s p r e s s a o - volume f o r n e c i d a s p e l o s e n s a i o s .
d) Execugao do e n s a i o
Uma vez t e n d o s i d o r e a l i z a d a s as c a l i b r a g o e s , a sonda deve s e r i n s e r i d a no f u r o . E recomendavel que o tempo d e c o r r i d o e n t r e a c o n c l u s a o do f u r o e a i n s e r c a o da sonda no f u r o s e j a o menor p o s s i v e l , a f i m de m i n i m i z a r os problemas de expansao do s o l o ou desmoronamento das paredes do f u r o .
Deve s e r e f e t u a d o um e n s a i o a cada m e t r o ou quando o c o r r e r mudanga na e s t r a t i g r a f i a do t e r r e n o , sendo que o espagamento minimo e n t r e d o i s e n s a i o s c o n s e c u t i v o s deve s e r de 50cm, espago esse r e q u e r i d o p a r a que os r e s u l t a d o s de um e n s a i o nao i n t e r f i r a m no e n s a i o subsequente.
Apos a c o l o c a g a o da sonda na p r o f u n d i d a d e do e n s a i o a b r e - s e o medidor de volume p a r a que a p r e s s a o a t m o s f e r i c a e n t r e no s i s t e m a e q u a l i z a n d o - o .
0 e n s a i o padrao e e x e c u t a d o com dez i n c r e m e n t o s de p r e s s a o , sendo que no decimo i n c r e m e n t o deve-se a t i n g i r a p r e s s a o l i m i t e que e d e f i n i d a quando o f u r o dobra de volume.
£ recomendavel que o e n s a i o c o n s i s t a em um minimo de o i t o i n c r e m e n t o s , por q u e s t a o de p r e c i s a o , e em um maximo de 14, p o r q u e s t a o de r a p i d e z na execugao do e n s a i o .
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p r e s s a o , que devem s e r de 1/10 do v a l o r da p r e s s a o l i m i t e . Saof e i t a s l e i t u r a s da v a r i a g a o v o l u m e t r i c a a uma d e t e r m i n a d a p r e s s a o , m a n t i d a c o n s t a n t e , no tempo de 15, 30 e 60 segundos, em s e g u i d a aumentase a p r e s s a o e fazemse novas l e i t u r a s v o l u m e -t r i c a s . 0 e n s a i o e i n -t e r r o m p i d o quando o volume i n i c i a l do f u r o , Vo, e d o b r a d o o u , nao se c o n s e g u i n d o i s s o ( f u r o m u i t o l a r g o ) , quando a v a r i a g a o v o l u m e t r i c a se a p r o x i m a do l i m i t e do m e d i d o r de v o l u m e . 0 g r a f i c o p r e s s a o x deformagao ( c o r r i g i d o ) e o b t i d o a p a r t i r das l e i t u r a s de p r e s s a o e de volume ( c o r r e s p o n d e n t e ao tempo de 60 s e g u n d o s ) , l e v a n d o em c o n t a as d e v i d a s c o r r e g o e s de volume e p r e s s a o . A f i g u r a 2.3 m o s t r a a forma de uma c u r v a t i p i c a . 2 . 1 . 5 - I n t e r p r e t a g a o dos r e s u l t a d o s U t i l i z a n d o as l e i t u r a s de p r e s s a o e as r e s p e c t i v a s v a r i a g o e s v o l u m e t r i c a s , j u n t a m e n t e com as c o r r e g o e s das p e r d a s v o l u m e t r i c a s e de p r e s s a o , obtem-se a c u r v a c o r r i g i d a . Numa c u r v a c o r r i g i d a p r e s s a o - volume d i s t i n g u e m - s e t r e s t r e c h o s : - t r e c h o de r e c a r r e g a m e n t o do s o l o amolgado p r o x i m o as p a r e d e s do f u r o , o q u a l e l i m i t a d o p e l a p r e s s a o a t m o s f e r i c a , em seu l i m i t e
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i n f e r i o r , e p e l a p r e s s a o h o r i z o n t a l e x i s t e n t e a n t e s da execugao do f u r o , Po, em seu l i m i t e s u p e r i o r ; - t r e c h o p s e u d o - e l a s t i c o , que m o s t r a uma r e l a c a o a p r o x i m a d a m e n t e l i n e a r e n t r e a v a r i a g a o de p r e s s a o e o volume i n j e t a d o na c e l u l a de medigao. F i c a c o m p r e e n d i d o e n t r e Po e a p r e s s a o onde o s o l o d e i x a de t e r um c o m p o r t a m e n t o " e l a s t i c o " em r e l a g a o ao c a r r e g a m e n t o , i s t o e, a p r e s s a o de f l u e n c i a , Pf , passando a a p r e s e n t a r f l u e n c i a . Nesse t r e c h o , a p l i c a - s e a T e o r i a da E l a s t i c i d a d e j - t r e c h o p l a s t i c o no q u a l o s o l o passa a a p r e s e n t a r um c o m p o r t a m e n t o p l a s t i c o , a t i n g i n d o g r a d u a l m e n t e a r u p t u r a . A c u r v a p r e s s a o - volume c o r r i g i d a f o r n e c e os s e g u i n t e s dados:- Vo - p o n t o da c u r v a em que a mesma p a s s a a t e r uma t r a j e t o r i a a p r o x i m a d a m e n t e r e t i l i n e a , i n d i c a n d o o i n i c i o do t r e c h o pseudo-e l a s t i c o do s o l o pseudo-e o t pseudo-e r m i n o da f a s pseudo-e dpseudo-e r pseudo-e c a r r pseudo-e g a m pseudo-e n t o do s o l o ;
- V f - p o n t o da c u r v a onde a mesma passa a t e r um c o m p o r t a m e n t o nao " r e t i l i n e o " , p s e u d o - e l a s t i c o , p a s s a n d o , a p a r t i r d a i , a m o s t r a r um c o m p o r t a m e n t o p l a s t i c o do s o l o ;
- P I - p r e s s a o l i m i t e que c o r r e s p o n d e ao p o n t o em que o m e d i d o r de volume i n d i c a um volume i n j e t a d o de 2Vo + Vs, sendo
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Vs o volume de sonda e Vo o volume i n i c i a l do f u r o .
-Em - modulo p r e s s i o m e t r i c o do s o l o , d e t e r m i n a d o a p a r t i r do t r e c h o p s e u d o - e l a s t i c o da c u r v a . - Pf - p r e s s a o de f l u e n c i a c o r r e s p o n d e n t e ao volume i n j e t a d o , V f , ou s e j a , no f i m do t r e c h o p s e u d o - e l a s t i c o . - Ko - c o e f i c i e n t e de empuxo no r e p o u s o , o b t i d o de forma a p r o x i m a d a a t r a v e s da p r e s s a o h o r i z o n t a l , Po, c o r r e s p o n d e n t e ao Vo. E assumido que nesse p o n t o o s o l o r e t o r n o u ao seu e s t a d o de t e n s S e s de r e p o u s o . A d e f i n i c a o p r e c i s a do volume Vo e d i f i c i l , e s p e c i a l m e n t e no caso de s o l o s m o l e s . Ko = Po/ <Tv, sendo (Tv a t e n s a o t o t a l v e r t i c a l na p r o f u n d i d a d e do e n s a i o .
