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Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
João Veludo (Prof. Adjunto da ESTG - IPLeiria)
Reforço de fundações.
Aspectos estruturais: ligação micro-estaca estrutura
REFORÇO DE FUNDAÇÕES
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
ÍNDICE
1. Introdução
2. Soluções de Reforço
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
6. Ligações Seladas (Investigação em curso)
7. Dimensionamento de Ligações Seladas
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1ª SESSÃO
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
ÍNDICE
1. Introdução
2. Soluções de Reforço
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
6. Ligações Seladas (Investigação em curso)
7. Dimensionamento de Ligações Seladas
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1. Introdução
• A reabilitação e o reforço de estruturas de betão armado
implicam em variadíssimas situações o reforço das suas
fundações e muitas vezes o recalçamento da própria
estrutura.
• As operações de reforço de fundações são na grande
maioria operações bastante complexas e onerosas.
• Os trabalhos de reforço são executados sobre uma
estrutura existente e na grande maioria das situações em
funcionamento.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
1. Introdução
A necessidade de reforço de fundações resulta de um
mau desempenho das fundações ou quando se procede à
alteração de uso ou ao reforço da estrutura.
Todos
os
problemas
associados
às
fundações
manifestam-se ao nível da superestrutura na forma de
assentamentos ou de fissuras
sendo responsáveis por
danos arquitetónicos, danos de funcionamento e danos
estruturais.
O diagnóstico do problema é fundamental para tomada de
decisão da necessidade de reforço da fundação e qual o
tipo de reforço a adotar.
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1. Introdução
- Fendilhação de elementos não estruturais
a) Pilares interiores
assentamento assentamento assentamento b) Pilares exteriores
A fendilhação resulta da rotura das alvenarias por tração cuja resistência é muito reduzida. O assentamento dos apoios provoca um estado de tensão, com isostáticas de compressão e tração, nos elementos não estruturais.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
1. Introdução
Assentamento diferencial entre pilares
cos
cos
2
sen
ε
ε
ε
π
θ
β
β
∆ =
≅
=
−
2 2a
b
sen
b
ε
ε
β
+
∆ ≅
≅
l l + ∆ tracção com pres são Pormenor estado de tensão assentamento diferencial (∆) biela tira nte fenda a) b) c) pilares fenda fend a fend a P1 P2 F1 F2 a b ∆ ω L a´ θ a´ L ε β L´=L + ε π/2−β ∆ ∆8/179
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1. Introdução
Limites admissíveis para assentamentos diferenciais
1/100 1/200 1/300 1/400 1/500 1/600 1/700 1/800 1/900
Fissuras de grandes dimensões Rotura estrutural (ELU)
Fendilhação em paredes (ELS) Fendilhação em edifícios correntes Limite para equipamentos sensíveis S1 S2 S3 S4 βmáx θmáx ∆smáx θ - rotação
β - rotação relativa ou distorção angular ω - inclinação
smáx - assentamento máximo
∆smáx - assentamento diferencial máximo ω
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
1. Introdução
Redução da superfície de rotura Superfície de rotura A C B P P q=γ.D q=γ.D D0, 5
u c c c c q q q qq
= ⋅
= ⋅
= ⋅
= ⋅
c N
⋅ ⋅ ⋅ + ⋅
⋅ ⋅ ⋅ + ⋅
⋅ ⋅ ⋅ + ⋅
⋅ ⋅ ⋅ + ⋅
b s i
q N
⋅ ⋅ ⋅ +
⋅ ⋅ ⋅ +
⋅ ⋅ ⋅ +
⋅ ⋅ ⋅ +
b s
i
⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅
γ
B N
′′′′
γ⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅
b
γs
γi
γCapacidade resistente vertical do terreno
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ÍNDICE
1. Introdução
2. Soluções de Reforço
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
6. Ligações Seladas (Investigação em curso)
7. Dimensionamento de Ligações Seladas
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
2. Soluções de Reforço
2.1 Escolha do tipo de reforço
A escolha do tipo de reforço depende de vários fatores:
• Tipo de solicitação: estática ou dinâmica; permanente ou temporária;
• Estado de conservação da fundação existente;
• Assentamentos máximos admissíveis para a estrutura;
• Condições do solo de fundação;
• Profundidade do nível freático;
• Estado de conservação da superestrutura;
• Condições de acesso e de mobilidade para a execução dos trabalhos;
• Perigo de desastres ambientais.
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2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
a) Melhoramento do solo de fundação
(injeções;
inclusões rígidas; geossintéticos)
;
b) Reparação da fundação
(fendilhação e delaminação
do betão; corrosão de armaduras)
;
c) Reforço da fundação por alteração da sua geometria
(alargamento da base com ou sem sobreposição)
;
d) Aumento da rigidez da estrutura
;
e) Reforço com recalçamento da fundação.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
a) Reparação da fundação
-
Fundações superficiais
a) Antes da reparação b) Picagem de betão e colocação de conetores
c) Encamisamento d) Após reparação
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2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
a) Reparação da fundação
- Fundações profundas
a) Reparação de estacas de betão com FRPReparação de estacas de betão armado e estacas metálicasem ambientes marítimos.
a) Reparação de estacas metálicas com betume mantas de PEAD
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
3. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
a) Reparação da fundação
- Fundações profundas
Laje de betão para redistribuir esforços Elementos
metálicos
Encamisamento com betão
Reparação de estacas de madeira
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2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
c) Alteração da geometria da fundação
Quando o terreno de fundação tem capacidade de carga suficiente, mas a área da fundação é insuficiente, devido a erros de projeto ou a um aumento da carga aplicada á estrutura, o reforço de fundações pode ser realizado com alargamento da fundação existente.
P P+∆P
a b
a
c
a) Tensão para cargas existentes; b) Tensão para o aumento de carga; c) Tensão total
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
c) Alteração da geometria da fundação
- Alargamento sem sobreposição
emenda de varões com acopladores permite uma menor escavação
furos a executar para selagem de armaduras conectores a não utilização de acopladores implica uma maior escavação superfície rugosa armadura existente fundação existente superfície rugosa alargamento fundação existente armadura existente varões de pré-esforço placas de ancoragem
Aumento da área de contacto. Este reforço pode ser executado com varões
correntes selados em furos previamente executados na fundação existente ou por aplicação de varões roscados pré-esforçados.
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2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
c) Alteração da geometria da fundação
- Sobreposição
Hi H f camada de betão de sobreposição armadura existente fundação existente armadura de reforço conectores varões de pré-esforço hsEsta solução permite
aumentar a capacidade
resistente:
• à flexão;
• ao corte;
• ao punçoamento.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
c) Alteração da geometria da fundação
- Alargamento com sobreposição
armadura de reforço emenda de varões armadura existente fundação existente estribos conectores armadura de reforço Hi H f hs superfície rugosa superfície rugosa armadura de reforço fundação existente estribos conectores Hi H f hs estacas de reforço estacas existentes
Aumentar a área de contacto e a capacidade resistente à flexão, ao corte
e ao punçoamento.
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2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
c) Alteração da geometria da fundação
- Considerações para dimensionamento
1. Determinação das ações atuantes;
2. Verificação da capacidade resistente do solo de fundação;
3. Verificações do estado limite último de flexão;
4. Verificação ao estado limite último de punçoamento;
5. Verificação ao estado limite último de esforço transverso;
6. Verificação da tensão tangencial nas juntas de betonagem;
7. Verificação ao corte da ligação pilar / fundação.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
c) Alteração da geometria da fundação
- Verificação da tensão tangencial nas juntas de betonagem
• dimensionamento de
conectores
Eurocódigo 2 (2010)
- cláusula 6.2.5
(
)
,cos
0.5
Rd i ctd n yd cdv
= ⋅
c f
+ ⋅
µ σ
+ ⋅
ρ
f
⋅ ⋅
µ
sen
α
+
α
≤
⋅ ⋅
ν
f
s w τ σ σ τ σs σsCoesão
Atrito
Dowel
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2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
c) Alteração da geometria da fundação
- Exemplo de reforço com alargamento com sobreposição
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
e) Reforço com recalçamento
As técnicas de reforço referidas anteriormente nem sempre são aplicáveis,
quer pelo aumento considerável de cargas na estrutura, quer pela
natureza do solo de fundação, sendo nestas situações necessário
transferir as cargas da estrutura para estratos mais profundos
.
Os principais objetivos do recalçamento são os seguintes:
• Corrigir e evitar os assentamentos da estrutura;
• Evitar os assentamentos de uma estrutura no caso da realização de
escavações na sua vizinhança;
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2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
d) Reforço com recalçamento
- Métodos utilizados
1. Recalçamento com sapatas contínuas em betão armado
ou de maciços de betão;
2. Recalçamento com estacas moldadas;
3. Recalçamento com cravação de estacas prensadas;
4. Recalçamento com injeções;
5. Recalçamento com micro-estacas
.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
2. Soluções de Reforço
2.2 Técnicas de reforço
e) Reforço com recalçamento
3. Recalçamento com estacas prensadas
estrutura existente prato de reação macaco hidráulico bloco de aço entivação macaco hidráulico estrutura existente estacas furo previamente executado na fundação existente estrutura de reacção selagem Cravação de elementos segmentados sobrepostos de betão armado ou metálicos. A sua cravação é feita com o auxílio de macacos hidráulicos.
b) Instalação através da fundação a) Instalação sob a fundação
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3. Soluções de Reforço
3.2 Técnicas de reforço
e) Reforço com recalçamento
- Exemplo de recalçamento de uma moradia com estacas prensadas
1 2
3
3
5 6
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
ÍNDICE
1. Introdução
2. Soluções de Reforço
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
6. Ligações Seladas (Investigação em curso)
7. Dimensionamento de Ligações Seladas
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3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.1 Micro-estacas:
Definição
• As micro-estacas são elementos estruturais de pequeno diâmetro,
inferior a 300 mm, perfurados no solo e injetados sob pressão com
calda de cimento e reforçados através de tubos, perfis metálicos e / ou
varões em aço, capazes de transferir as cargas para estratos mais
profundos e / ou limitar deformações.
• Podem ser igualmente cravadas, sendo constituídas por elementos
metálicos de pequeno diâmetro e pequenos segmentos (0.5 a 1.0 m), e
instaladas com auxílio de macacos hidráulicos e de um sistema de
reação.
• São elementos que podem trabalhar à compressão ou à tração, sendo
a transferência de carga feita essencialmente por atrito lateral, na
interface calda / solo, podendo contudo mobilizar alguma resistência de
ponta.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.1 Micro-estacas:
Utilizações
• Aumento da capacidade de carga de fundações devido à
alteração de uso de edifícios;
• Reforço sísmico de estruturas;
• Controlar e prevenir assentamentos;
• Resistir a esforços de levantamento em argilas expansivas ou
em situações em que pode ocorrer levantamento hidráulico;
• Recalçamento de estruturas;
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3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.1 Micro-estacas:
processos construtivos (
EN 14199-2005
)
c) injecção de prenchimento com pressão a) injecção de preenchimento sem pressão b) injecção de prenchimento com revestimento obturador
d) injecção global unitária [IRU] e) injecção repetida selectiva [IRS] f) injecção multi-tubo obturador tubo manchete tubo de injeção tubo de injeção tubo manchete armaduras tubulares
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
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4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.1 Micro-estacas:
processos construtivos (
equipamento
)
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.2 Materiais
a) Caldas de cimento
A EN 14199 define calda como um ligante constituído por água e cimento
por vezes contendo aditivos e agregados finos responsável pela
transferência de cargas do corpo da micro-estaca para o solo funcionando
também como proteção contra a corrosão.
As caldas são um elemento fundamental nas micro-estacas e têm as
seguintes funções
:
• Transferir as cargas entre as armaduras e o solo;
• Nas secções compostas suportam parte da solicitação quando
solicitadas à compressão;
• Servem como proteção das armaduras;
• Servem para a densificação do solo.
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3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.2 Materiais
a) Caldas de cimento:
Características
As principais características a que devem obedecer as caldas são as
seguintes:
• A relação água / cimento deve ser inferior a 0.55. Os valores usuais situam-se no intervalo 0.40-0.50 de modo a garantir uma elevada resistência e serem suficientemente fluidas;
• A água a utilizar na amassadura deve ser potável para reduzir os riscos de corrosão das armaduras;
• A resistência à compressão deve ser superior a 25 MPa (valores usuais situam-se entre 28 e 35 MPa);
• Os cimentos a utilizar devem ser do tipo CEM I ou CEM II; • Devem apresentar exsudação e variação de volume reduzidas.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.2 Materiais
b) Armaduras
A armadura a utilizar depende da carga a suportar e da rigidez axial
necessária para limitar o deslocamento elástico da micro-estaca, podendo
utilizar-se varões isolados (maciços ou ocos), grupo de varões (soluções
multi-varões), tubos e perfis.
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3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.2 Materiais
b) Armaduras
a) Varões nervurados com rosca interrompida
c) Varões nervurados ocos b) Varões nervurados com
rosca continua
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.2 Materiais
b) Armaduras (varões)
Designação Norma fy(MPa) ft(MPa) φφφφ(mm)
GEWI Threadbar (aço normal) NP EN 10080 (2005) ASTM A615 (2003) 500 550 32, 40 e 50 555 700 63.5 GEWI Plus 670 800 28-63.5 GEWI Threadbar (aço de pré-esforço) prEN 10138-4 (2009) ASTM A722 (2008) 950 1050 26.5-47 Hollow Bar EN 10083-1 (2006) 470-590* (520-750)* 25-76
* Estes valores variam de acordo com os diâmetros adotados; fy- Tensão de cedência à
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3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.2 Materiais
b) Armaduras (Tubos)
Designação Norma fy (MPa) fu (MPa) dt (mm) et (mm) St52 e E355 EN 10025-2 (2007) 355 500 60-168 5-12.5 K 55 - J 55 EN 10210-1 (2008) EN 10219-1 (2009) 387 527 60.3-73 5.5 N 80 API 5CT (2006) API 5L (2004) ISO 11960 (2010) 551 703 60.3-177.8 7-19fy- Tensão de cedência à tração do aço; ft- Tensão de rotura à tração do aço; dt- Diâmetro
exterior do tubo; et- Espessura do tubo
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.2 Materiais
c) Secções tipo
As secções a utilizar dependem da capacidade pretendida podendo ser constituídas por um varão, ou grupo de varões, por tubos metálicos ou soluções conjuntas de tubos reforçados com varões selados no seu interior.
varão calda varão tubo calda tubo calda varões calda tubo calda tubo calda varões varão a) b) c) d) e) f)
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3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.3 Tipos de Micro-estacas
a) Micro-estacas com varões
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
3.3 Tipos de Micro-estacas
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4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.3 Tipos de Micro-estacas
c) Micro-estacas hélice
Capacidade de carga
Compressão
C
u=2500 kN
Tração
T
u=2000 kN
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.4 Soluções de reforço
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4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.4 Soluções de reforço
b) Suporte de escavações e obras no sub-solo
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.4 Soluções de reforço
c) Reforço de fundações superficiais
fundação existente furo executado na fundação existente calda de cimento micro-estacas de reforço conetores micro-estacas de reforço fundação existente
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4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.4 Soluções de reforço
c) Reforço de fundações superficiais
furo varões pré-esforçados fundação existente micro-estacas de reforço superfície rugosa armadura de reforço fundação existente estribos conetores micro-estacas de reforço
c) Reforço com alargamento e aplicação de pré-esforço lateral
d) Reforço com alargamento e sobreposição
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4.4 Soluções de reforço
d) Reforço de fundações profundas
a) Reforço com alargamento e sobreposição
b) Reforço com alargamento e recalçamento micro-estacas de reforço estacas existentes alargamento ligação química superfície rugosa estribos ligação mecânica armadura longitudinal de flexão fundação
existente superfícierugosa fundação existente micro-estacas de reforço alargamento estacas existentes armadura longitudinal de flexão
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4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.5 Recalçamentos: Casos de transferência de cargas
Categoria Existência de vigas ou de estruturas independentes de transferência de cargas
Utilização de macacos hidráulicos A Não Não B Sim Não C Não Sim D Sim Sim
Categorias de estruturas de transferência de carga (Jouko Lehtonen)
Em recalçamentos os sistemas de transferência de carga podem ser divididos em dois grandes grupos:
(i) os que resultam em assentamentos da estrutura após a conclusão do recalçamento, devido à compressão elástica das micro-estacas;
(ii) os que não provocam assentamentos após a construção.
Podem ser definidas quatro grandes categorias tendo em conta os seguintes fatores: solicitação a transferir (compressão, tração); utilização de estruturas de transferência independentes da estrutura; e eventual utilização de macacos hidráulicos ou de pré-carga.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.5 Recalçamentos:
Casos de transferência de cargas:
CASO 1
Super-estrutura 1 1 6 8 A Situação Inicial C Situação Final Solo 8 Novas micro-estacas 6 Estacas existentes 7 Compressão Compressão Compressão Compressão
CASO 1
CATEGORIA A:Neste caso as micro-estacas são instaladas diretamente através
da fundação existente e a transferência de carga é feita por aderência nas interfaces aço / calda e calda / fundação.
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4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.5 Recalçamentos:
Casos de transferência de cargas:
CASO 2
CASO 2
Super-estrutura 1 1 8 A Situação Inicial C Situação Final Solo 8 Compressão Compressão Compressão Compressão 6 2 Novas micro-estacas 6 Estacas existentes 7 Estrutura de transferência de carga 2 CompressãoCATEGORIA B:Neste caso, a carga é transferida da estrutura para as novas
micro-estacas através de uma viga metálica independente sem utilização de macacos hidráulicos.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.5 Recalçamentos:
Casos de transferência de cargas:
CASO 10
Super-estrutura 1 A Situação Inicial C Situação Final Solo 8 Compressão Compressão Novas micro-estacas 6 Estacas existentes 7 Estrutura de transferência de carga 2 Estrutura de transferência de carga 4 B Pré-carga Compressão Macaco hidráulico 3 Compressão Tração Compressão Compressão 1 6 2 4 3 8 Compressão Tração Compressão Compressão CASO 10
CATEGORIA C:Neste caso são utilizados macacos hidráulicos para transferir as cargas da estrutura para as micro-estacas, o que permite aplicar uma carga superior à carga de serviço (pré-carga), evitando desta forma a deformação elástica destes elementos após a construção e, consequentemente, os assentamentos.
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4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.5 Recalçamentos:
Casos de transferência de cargas:
CASO 3
Super-estrutura 1 1 8 A Situação Inicial C Situação Final Solo 8 Compressão Compressão Compressão 6 2 Novas micro-estacas 6 Estacas existentes 7 Estrutura de transferência de carga 2 3 Macaco hidráulico 3 B Pré-carga Compressão Compressão Compressão Compressão Compressão CASO 3
CATEGORIA D:Neste caso é utilizado um macaco hidráulico para transferir as
cargas da estrutura para as micro-estacas, através de uma viga metálica.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.5 Recalçamentos:
Casos de transferência de cargas
- Exemplos de aplicação
CASO 2
Fundação acessível dos dois lados
CASO 2
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4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.5 Recalçamentos:
Casos de transferência de cargas
- Exemplos de aplicação
Fundação acessível dos dois lados Fundação acessível só de um lado
C
P
T
a
b
;
1
P a
a
T
C
P
b
b
⋅⋅⋅⋅
=
= ⋅ +
=
=
= ⋅ +
= ⋅ +
=
= ⋅ +
C
P
C
2
P
C
====
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.5 Recalçamentos:
Casos de transferência de cargas
- Exemplos de aplicação
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4. Reforço de fundações com micro-estacas
4.6 Metodologia para dimensionamento
Etapa 1Avaliação da aplicabilidade do uso demicro-estacas
Etapa 5
1) Compressão
Etapa 2Informação disponível sobre o projeto e condições geotécnicas da obra 2) Tração
Etapa 3Definição das combinações de ações aplicáveis 3) Flexão composta
Etapa 4
Pré-dimensionamento da solução 4) Resistência lateral
A. Espaçamento das micro-estacas C. Ligação das micro-estacas à fundação
existente
B. Comprimento das micro-estacas 1) Estruturas novas
C. Secção transversal 2) Estruturas existentes
D. Sistemas de injeção D. Estados limite de serviço
Etapa 5
Dimensionamento da solução 1) Assentamento axial A. Estado limite último de capacidade de
carga do terreno 2) Movimentos laterais
1) Comprimento de selagem E. Proteção contra corrosão
2) Resistência de ponta F. Considerações sísmicas
3) Efeito de grupo para carregamentos axiais Etapa 6 Programa de ensaios e de monotorização
B. Estados limite últimos de resistência
estrutural Etapa 7 Pormenorização e especificações de construção
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
ÍNDICE
1. Introdução
2. Soluções de Reforço
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
6. Ligações Seladas (Investigação em curso)
7. Dimensionamento de Ligações Seladas
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.1 Introdução
Um dos aspetos mais importantes quando se procede ao reforço e recalçamento de fundações com micro-estacas é a sua ligação à estrutura e a forma como se processa a transferência de carga da estrutura existente para os novos elementos da fundação. Existem diversos tipos de ligação de micro-estacas à estrutura, dependendo a sua escolha dos seguintes fatores:
• Tipo de estrutura;
• Tipo de obra: fundações de estruturas novas ou recalçamento de estruturas existentes;
• Tipo de solicitação;
• Capacidade de carga pretendida para a ligação; • Tipo de armadura utilizada;
• Estado da fundação a reforçar e pormenorização das armaduras.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.1 Introdução
Tipos de ligação :
a) Ligação direta das micro-estacas à estrutura através da selagem
destes elementos em furos previamente executados na fundação
existente;
b) Ligação
das
micro-estacas
através
da
execução
de
novos
elementos de betão armado ligados à fundação existente;
c) Ligação das micro-estacas através de braçadeiras ligadas à
estrutura existente;
d) Ligação das micro-estacas a estruturas de reação que transferem
as cargas da estrutura para os novos elementos de fundação.
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Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.2 Tipos de ligação
a) Ligações seladas
Ligação direta das
micro-estacas à estrutura através
da
selagem
destes
elementos,
em
furos
previamente executados na
fundação
existente,
com
calda
de
cimento
não
retrátil;
fu n d a ç ã o e x is te n te micro-estaca furo caldaReforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.2 Tipos de ligações
a) Ligações em zonas de alargamento
chapa varão tubo fu n d a ç ã o e x is te n te porca alargamento da fundação conetores calda
Execução das micro-estacas
nas zonas de alargamento,
com betonagem de novos
elementos de betão ligados à
fundação
existente,
com
conetores metálicos ou com
aplicação
de
pré-esforço
lateral;
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Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
4. Ligação micro-estaca / estrutura
4.2 Tipos de ligações
micro-estacas fu n d a ç ã o e x is te n te braçadeira fu n d a ç ã o e x is te n te braçadeiravigas de
reação
micro-estacas
fundação
existente
c) Ligação com braçadeiras
d) Ligação com vigas de reação
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas
- Mecanismo de transferência de cargas
No reforço de fundações as micro-estacas podem ser instaladas em zonas
de alargamento, dependendo a transferência de cargas do tipo de
amarração.
alargamento da fundação fundação existente conetores micro-estacas varões de pré-esforço conetores varões de pré-esforço alargamento da fundação micro-estacas conetores conetores fundação existente64/179
Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
4. Ligação micro-estaca / estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas:
Soluções com varões
porca chapa contra porca lb fu n d a ç ã o e x is te n te varão conetores fu n d a ç ã o e x is te n te porca porca lb chapa varão fu n d a ç ã o e x is te n te porca contra porca porca chapa varão varão lb 1 lb 2 fu n d a ç ã o e x is te n te lb chapa porca contra porca varão fu n d a ç ã o e x is te n te l b chapa ligação soldada varão fu n d a ç ã o e x is te n te contra porca porca chapa lb varão conetores
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação micro-estaca / estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas:
Soluções com varões
porca com flange contra porca fu n d a ç ã o e x is te n te 2) L b varão conectores fu n d a ç ã o e x is te n te porca com flange contra porca L b varão conectores
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas:
Soluções com varões
Nas zonas comprimidas na vizinhança dos dispositivos de ancoragem
deve ser colocada uma armadura em espiral de modo a confinar
convenientemente o betão nesta zona.
Soluções comerciais da Dywidag-systems
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação micro-estaca / estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas:
Soluções com tubos
fu n d a ç ã o e x is te n te lb tubo anéis soldados
Nas
ligações
diretas
com
armaduras
tubulares
é
usual
utilizar
micro-estacas com superfície texturada, conseguida através da soldadura
de anéis ou de cintas helicoidais.
fu n d a ç ã o e x is te n te lb chapa de reforço chapa tubo soldadura varão
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5. Ligação micro-estaca / estrutura
5.3 Ligação a estruturas novas:
Soluções com tubos
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5.3 Ligação a estruturas novas
- Considerações para dimensionamento
Forças atuantes Verificações Dimensões
determinadas
Forças verticais
Compressão
Esmagamento do betão na zona superior da chapa de
ancoragem
Dimensões em planta do prato de ancoragem
(a ×b) Verificação do punçoamento Altura hc
Tração
Tensão no betão na zona superior do parto de ancoragem
Dimensões em planta do prato de ancoragem
(a ×b) Verificação do punçoamento Comprimento de
amarração (lb) Força horizontal
(micro-estaca perto dos limites da fundação)
Verificação do punçoamento nos
lados da fundação Distância h´
Força horizontal e momento Esmagamento do betão no
comprimento de amarração
Comprimento de amarração (lb)
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4. Ligação micro-estaca / estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas
- Considerações para dimensionamento: Verificações
a) E.L.U. de Punçoamentopara forças
de compressão d d
σ
cv h c superfície de rotura a×
b t P dtθ
Pd d lb superfície de rotura a×
b dtθ
b) E.L.U de Punçoamentopara
forças de tração
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação micro-estaca / estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas
- Considerações para dimensionamento: Verificações
(
)
1/30,12
100
Ed l ck
V
≤
⋅ ⋅
k
⋅ ⋅
ρ
f
⋅ ⋅
u d
Esmagamento do betão:
definir A
pPunçoamento:
definir h
c d c pP
A
σ
=
Espessura do prato
t
p 22
c Edr
M
====
σ
⋅⋅⋅⋅
Pd c r tp c nomh
= +
= +
= +
= +
d
c
1/
3
d Rdu cd p p cd pP
≤
F
=
f
⋅
A
⋅
A
A
≤ ⋅ ⋅
ν
f
⋅
A
b
pb
1≤
3b
A
pA
1 phc
≥
b - b
1 phc
,/
Ed c Rd y p MM
≤
M
= ⋅
f
w
γ
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas
- Considerações para dimensionamento: Verificações
c) Verificação do esmagamentodo betão devido à ação horizontal
dt H σ lb ch H superfície de rotura lb h´ dt
d) Verificação ao E.L. Último de Punçoamento devido à ação horizontal
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Soluções de Reforço
4.3 Ligação a estruturas novas:
Dimensionamento
- Verificação da tensão tangencial nas juntas de betonagem
• dimensionamento de
conectores
Eurocódigo 2 (2010)
- cláusula 6.2.5
(
)
,cos
0.5
Rd i ctd n yd cdv
= ⋅
c f
+ ⋅
µ σ
+ ⋅
ρ
f
⋅ ⋅
µ
sen
α
+
α
≤
⋅ ⋅
ν
f
s w τ σ σ τ σs σsCoesão
Atrito
Dowel
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas
- Exemplo de Dimensionamento (Ischebeck TITAN)
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas:
Dimensionamento
Ischebeck TITAN
• TITAN 40/16 • Betão C30/37 • Adist=10 cm2/m • Força de tração de 400 kN • prato de ancoragem 200×200×30 mm3l
b=40 cm
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas
- Questões na utilização de chapas de ancoragem
Desvantagens:
Aumento do custo;
Dificuldades de assegurar uma betonagem eficiente abaixo da chapa;
Dificuldades de assegurar aderência perfeita entre a chapa e calda da
micro-estaca;
Superfícies lisas na interface mais propicias à propagação de
fendilhação;
Utilização de modelos de escoras e tirantes?
P
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.3 Ligação a estruturas novas:
Dimensionamento
- Chapas de ancoragem
(
Nadir Ansari, IWM 2005
)
b) Modos de rotura
c) Padrão de fendilhação a) Esquema de ensaio
d) Trajetória das escoras
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Tipos de ligação
fundação existente anéis metálicos cintas helicoidais superfície indentada superfície lisa varão nervurado tubo
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Processo de execução
armadura furo calda Fase I: Execução e tratamento do furo fu n d a ç ã o e x is te n te
Fase II: Execução da micro-estaca
Fase III: Limpeza do furo e selagem
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Textura da superfície do furo
a) Superfície lisa - carotagem
Após a carotagem a aderência
na interface calda / betão pode
ser melhorada:
Execução de dentes na
superfície do furo;
tratamentos com jato de areia
ou de água para aumentar a
rugosidade da superfície.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Textura da superfície do furo
3 2 dentes 20 hd bd micro-estaca superfície indentada (unidades em mm)
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Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Textura da superfície do furo
AnkerBond System
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Textura da superfície do furo
c) Superfície rugosa - percussão
A execução do furo com
percussão garante uma
superfície mais rugosa e a
consequente aumento da
aderência nesta interface mas
apresenta uma grande
desvantagem por causa da
vibração induzida na estrutura e
nas próprias fundações.
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Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Textura da superfície do furo
a) Carotagem com coroa diamantada b) Carotagem por percussão
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Textura da superfície do tubo
a) Anéis soldados b) Cordões de solda
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Textura da superfície do tubo
c) Cintas helicoidais
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Caldas de selagem
Método de Ensaio Imediatamente após a amassadura
30 min após a amassadura (1)ou no fim do período especificado pelo produtor
Fluidez (NP EN 445, 2008) Tempo (s) t0≤25 s 1.2 t0≤t30≤0.8 t0e t30≤25 s a= espalhamento médio (mm) a0≥ 140 mm 1.2 a0≤a30≤0.8 a0e t30≥ 140 s (1)A duração da amassadura deve ser medida a partir do momento em que todos os materiais se
encontram na misturadora Exsudação
(NP EN 445, 2008)
Método da mecha
≤0.3 % do volume inicial da calda ao fim de 3 h Método do tubo
Variação de volume
(NP EN 445, 2008) Método da mecha -1 % ≤ ∆V ≤+ 5 % Resistência à
compressão (NP EN 196-1, 2006) fc,g≥ 30 MPa aos 28 dias ou fc,g≥ 27 MPa aos 7 dias Fim do tempo de presa (NP EN 196-3, 2006) Início do tempo de presa ≥ 3 h Fim do tempo de presa ≤24 h Massa volúmica (NP EN 445, 2008) Relação entre a massa e o volume medidos
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Caldas de selagem
Referência a / c fc,g (MPa) ft,g (MPa) Eg (GPa) νg Coesão, c (MPa) Ângulo de atrito (º) τg (MPa) pico res. pico res. pico res.
(Hyett et al., 1992) 0.32 68 4.7 16.5 0.19 27.0 41 18.91 3.07 0.41 - - - 0.19 - - 22.6 40.8 15.55 2.39 0.51 - - - 0.19 - - 20.2 26.9 11.52 6.34 (Hyett et al., 1995) 0.30 79 18.6 0.20 - - 27 - 18.9 -0.40 58 12.1 0.20 - - 22 - 15.5 -0.50 45 9.3 0.20 - - 20 - 11.5 -(Benmokrane et al., 1995) 0.45 52.6 3.8 15.3 0.14 - - - -0.60 34.6 3.4 8.8 - - - -(Barley, 1997) 0.45 49.5-67.8 12.9-19.9 (Zhang et al., 2000) 0.40 62.6 3.3 17.4 0.11 - - - -(Kılıc et al., 2002) 0.34 42 (1) 9.3 11.9(1) 0.40 32 (1) 7.3 10.3(1) (Moosavi e Bawden, 2003) 0.40 50.6 - 15.3 5.6 22.3 28.3 - -0.50 40.3 - 11.2 2.0 22.8 32.4 -
-Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligação micro-estaca / estrutura
5.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Mecanismo de transferência de carga
a) Tubos lisos
A transferência de carga da estrutura para a fundação é realizada por aderência nas interfaces aço / calda e calda / betão e por resistência na cabeça da micro-estaca. A resistência na cabeça da micro-estaca pode ser correntemente desprezada devido ao pequeno diâmetro destes elementos.
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5. Ligação micro-estaca / estrutura
5.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Mecanismo de transferência de carga
b) Tubos texturados
Para ligações com tubos texturados com anéis metálicos soldados, a ligação é controlada pela resistência ao esmagamento das escoras que se formam na calda devido à interação mecânica dos anéis, pela aderência na interface calda / betão e pela resistência ao corte do betão da fundação existente.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Comportamento geral da ligação
a) Ligação com tubos liso
1 in = 25,4 mm; 100 psi = 0,69 MPa [Trabalho realizado por Gómez et al (2005)]
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Comportamento geral da ligação
b) Ligação com tubo Texturado
1 in = 25,4 mm; 100 psi = 0,69 MPa [Trabalho realizado por Gómez et al (2005)]
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Comportamento geral da ligação
a) Tensões de flexão
c) Dilatância
b) Efeito de Poisson
Componente de atrito da
tensão de aderência
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4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Ensaios realizados
Autores (Ano) Modelos Ensaios Micro-estaca (armadura) Furo Tensão de aderência Tip o nº Tipo dm (mm) Superfície Df (mm) lb (mm) fb (MPa) Al Sehn (Hayward Baker) (1998) Blocos de betão C --Varão nervurado 35 Indentada (3) 203 635 3.29-3.51(5) Blocos debetão C 2 Tubo liso 139.7 Indentada
(3) 165 635
2.41-5.51 Blocos de
betão C 2 Tubo liso 139.7 Indentada
(3) 203 635 Timothy Myers (Layne Geo Const.) (2004) Blocos de betão armado T 1 Tubo texturado +(varão) 117.8 (--) Rugosa (4) 254 610 2.37 (5) 2.97 (6) T 1 Tubo texturado + (varão) 117.8 (--) 254 1220 3.21 (5) 4.01 (6) Tom Richards (NicholsenConst.) (2004) Fundação existente T 1 Varão oco(2) 103 Indentada (3) 203 559 4.29 (5) 1 Lisa 203 508 4.14 (5)
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
4.4 Ligação a estruturas existentes
a) Ligações seladas:
Tensão de aderência
Referência Tensão de aderência
(MPa) Observações (Mazo, 2003) 3.0 – 6.0 (∼0.2 fc) (1) Valores na interface calda / betão (Cadden et al., 2004)
0.7 a 1.4 Para superfícies do furo lisas
> 2.1
Quando se utiliza furos de superfícies indentadas ou micro-estacas texturadas com
anéis soldados (Alcudia, 2005) 1.7 a 3.3 [(0.9/1.6)*(fck/1.5)0.5] (2)
(1)f
c- Valor nominal da tensão de rotura do betão à compressão;(2)fck- Valor característico
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5. Ligação micro-estaca / estrutura
5.4 Ligação a estruturas existentes
b) Ligações com braçadeiras
Neste sistema de recalçamento, as micro-estacas são instaladas junto à estrutura existente e ligadas a esta por braçadeiras.
Braçadeira plana
Braçadeira em L
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5.4 Ligação a estruturas existentes
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5. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5.4 Ligação a estruturas existentes
b) Ligações com braçadeiras: Braçadeiras correntes
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5.4 Ligação a estruturas existentes
b) Ligações com braçadeiras:
- Considerações para dimensionamento
Colocação da micro-estaca o mais próximo possível da fundação
existente de modo a minimizar a excentricidade;
A capacidade da ligação depende da:
resistência do betão da fundação existente
da resistência da braçadeira
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5. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5.4 Ligação a estruturas existentes
b) Ligações com braçadeiras:
Transferência de cargas
b) Braçadeira em L a) Braçadeira plana
A – Chapa vertical
B – Manga ou braçadeiras C – Chapa de apoio P1– Carga axial aplicada
L2– Carga horizontal aplicada
P2– Carga transmitida à micro-estaca
L1– Ação horizontal sobre
a ligação
M1– Momento resistente da ligação
M2– Momento resistente da
estaca devido á reação lateral do solo
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5.4 Ligação a estruturas existentes
b) Ligações com braçadeiras:
Transferência de cargas
- Momentos
0 1 0 1 2 E RM
P e
M
M
M
M
M
= ⋅
= ⋅
= ⋅
= ⋅
≤
→
≤
→
≤
→
≤
→
=
+
=
+
=
+
=
+
1 20
HF
= →
= →
= →
= →
L
=
=
=
=
L
∑
∑
∑
∑
Equações de Equilíbrio
- Vertical e horizontal
1 20
VF
= → =
= → =
= → =
= → =
P
P
∑
∑
∑
∑
Compatibilidade
1 2θ θ
====
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2ª SESSÃO
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
ÍNDICE
1. Introdução
2. Soluções de Reforço
3. Reforço de Fundações com Micro-estacas
4. Ligação Micro-estaca / Estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
6. Ligações Seladas (Investigação em curso)
7. Dimensionamento de Ligações Seladas
104/179
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5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.1 Introdução
São vários os parâmetros que influenciam a capacidade da ligação de
micro-estacas de reforço seladas em fundações existentes:
• Materiais da fundação existente: resistência do betão, percentagem
de armadura e pormenorização;
• Materiais utilizados: calda e armadura da micro-estaca;
• Diâmetro do furo (D
f);
• Comprimento de selagem (L
b);
• Rugosidade da superfície do furo;
• Textura da micro-estaca;
• Confinamento lateral ativo e passivo.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.1 Introdução
OBJECTIVOS
1. Avaliar a influência dos seguintes parâmetros na capacidade da
ligação, de ligações seladas utilizando micro-estacas de tubos lisos e
tubos texturados:
• Diâmetro do furo executado na fundação (diâmetro da calda);
• Comprimento de selagem da micro-estaca;
• Rugosidade da superfície do furo;
• Textura da micro-estaca (lisa e texturada);
• Confinamento ativo e passivo.
2. Propor expressões e recomendações para dimensionamento neste
tipo de ligações.
106/179
Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.2 Programa experimental
O programa experimental foi desenvolvido em três fases, tendo sido
realizados um total de noventa e nove (99) ensaios.
• Fase I
- realização de trinta e oito (38) ensaios à compressão em
micro-estacas seladas em tubos de PVC e em tubos de aço.
• Fase II
- realização de trinta e três (33) ensaios à compressão em
micro-estacas seladas em furos previamente executados em blocos de
betão armado com dimensões 450
×
450
×
500 mm
3.
• Fase III
consistiu na realização de vinte e oito (28) ensaios à tração em
micro-estacas seladas em furos previamente executados em blocos de
betão com dimensões 450
×
450
×
500 mm
3.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.2 Programa experimental
b) Modelos utilizados:
FASE I
micro-estaca lb Dc calda 5 0 60 tubo (PVC) colar metálico dt dt,c (unidades em mm) et,c e (6.0) t,m . 81 mm . 101 mm . 119 mm Dc . 200 mm . 275 mm . 350 mm lb chapa (150×150×20) . 4.5 mm . 4.5 mm . 10.5 mm et,c lb Dc calda 5 0 60 tubo (aço) dt dt,c (unidades em mm) Colar chapa (150×150×20) . 80 mm . 100 mm . 120 mm Dc . 200 mm . 275 mm . 350 mm lb . 5.0 mm . 5.0 mm . 5.0 mm et,c micro-estaca e (6.0) t,m et,c
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Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.2 Programa experimental
b) Modelos utilizados:
FASE II
f D t D =60; e =6.0t 450×450 (unidades em mm) furo tubo armadura # φ8//75 calda chapa (150×150×20) 1 5 0 poliestireno exturdido varão (φ16) 5 0 0 varão Dywidag φ=16 225 225 450 2 2 5 2 2 5 4 5 0 1 0 0 2 5 0 1 0 0 chapas (100×100×10) Planta Pe Pe Pe Pe 5 0 1 5 0 1 0 0 1 0 0 450×450 • Três diâmetros do furo: Df,1=82/92 mm; Df,2=102 mm; Df,3=122 mm; • Três comprimentos de selagem: lb1=200 mm; lb2=275 mm; lb3=350 mm; • Três rugosidades da superfície do furo: lisa; rugosa; indentada; • Dois tipos de micro-estacas: tubos lisos; tubos texturados;
• Três níveis de confinamento ativo (N1:Pe,total=240 kN; N2:Pe,total=360 kN; N3:Pe,total=480 kN.
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.2 Programa experimental
b) Modelos utilizados:
Fase III
2 2 5 2 2 5 4 5 0 1 0 0 2 5 0 1 0 0 Planta chapas (100×100×10) Pe Pe Pe Pe 5 0 1 5 0 10 0 1 5 0 2 chapas (150×150×20) chapa de reforço (e=8mm) varão Dywidag 225 225 450 450×450 (unidades em mm) varões Dywidag 16 mm 22 132.5 185 132.5 varões de reforço (φ16) 1 2 5 furo calda varão (φ16) t D =60; e =5.5t 450×450 5 0 0 Df chapa (150×150×20) tubo 3 0 0 • Três diâmetros do furo: Df,1=82/92 mm; Df,2=102 mm; Df,3=122 mm; • Três comprimentos de selagem: lb1=150 mm; lb2=225 mm; lb3=300 mm; • Três rugosidades da superfície do furo: lisa; rugosa; indentada; • Dois tipos de micro-estacas: tubos lisos; tubos texturados;
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Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.2 Programa experimental
c) Materiais:
Calda de selagem
Ensaios Relação a / c Massa Volúmica (kg/l) Teor em ar (%) Fluidez (s) ∆∆∆∆V (%) Exsudação (%) fcg,28d (MPa) Eg,28d (GPa) 0.40 1.92 2.0 11 0.0 0.53 / 0.45 61.1 14.0 1 3 5 6 3 4 7 1. Fluidez 2. Variação de vol. 3. Exsudação 4. Massa volúmica 5. Teor em ar 6. Res. à flexão 7. Res. à compressão 8. Módulo de elasticidade 2 8
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.2 Programa experimental
c) Materiais
- Armaduras
Tubos •API N80: ˗ dt=60 mm ˗ et=6.0 mm ˗ fy/fu=760/860 MPa •API J55-K55: ˗ dt=60 mm ˗ et=5.5 mm ˗ fy/fu=655/735 MPa Varões •Dywidag: ˗ φ=16 mm ˗ 500/550 API J55-K55 API N80112/179
Lisboa, 18,19 Novembro de 2013 João Veludo
5. Ligações Seladas (Investigação realizada)
5.2 Programa experimental
c) Materiais
- Armaduras
Micro-estacas de tubos lisos Micro-estacas de tubos texturados
Reforço de fundações. Ligação micro-estaca estrutura