1 ensaios de campo edgar

P R O F . E D G A R O D E B R E C H T

U D E S C J O I N V I L L E

G E O F O R M A E N G E N H A R I A L T D A

ENSAIOS DE CAMPO e suas aplicaes Engenharia de

Fundaes

Ensaios de Campo

Introduo

Tipos de investigao geotcnica

Aplicao para Fundaes

Determinao de Parmetros

Exemplo - Fundaes de aterro sobre solos moles

Exemplo - Fundaes diretas sapatas

Exemplo - Fundaes profundas efeito Thebotarioff

Referncias Bibliogrficas

Ensaios de Campo

Um projeto de fundaes passa por:

Previso ou obteno das cargas;

Adoo de um perfil ou modelo do subsolo;

Interpretao destes elementos a luz do conhecimento j estabelecido;

Deve-se observar nesta etapa:

Que o solo, sendo produto da natureza, apresenta grande variabilidade em ocorrncia e nas propriedades;

(Milititsky et al 2005 Patologia das Fundaes).

Ensaios de Campo

Investigao Geotcnica

Sondagem

Ensaios de Campo

Investigao geotcnica

Tipo do solo

X

Tipo de obra

Modelo de Interpretao

Definio dos Parmetros Geotcnicos

Projeto

X

Obra

Monitoramento

Escolha do tipo de equipamento

Anlise dos resultados;Definio de um perfil

geotcnico; NaEscolha de um mtodo de interpretao dos ensaios:

Analtico, emprico ou numrico.

Reavaliao da investigao

Avaliao de desempenho;

Areia, Silte ou ArgilaGeologia Formao e

Histria de tenses (OCR) Drenado ou No drenado

Ensaios de Campo

ENSAIOS DE CAMPO

Qual a estratigrafia? Qual a resistncia do solo?

(ngulo de atrito e coeso) Qual a posio do Na? Quanto vai deformar? (mdulo

de Elasticidade) Quanto tempo demora para

estabilizar? Qual a permeabilidade do solo? Qual a capacidade de carga de

uma estaca? (dimensionamento)

gua

Argila

Silte

Silte Arenoso

Resistncia

Pr

ofu

nd

ida

de

ENSAIOS DE CAMPO

ENSAIOS DE CAMPO

Po (kN/m2)

P1 (kN/m2)

Interpretao emprica

ENSAIOS DE CAMPO

NSPTNmero

Introduo do conceito de energia na interpretao do NSPT - (J) Teoria de Cap.Carga

ENSAIOS DE CAMPO

Martelo automtico;

Haste AW;

Furo revestido ???

Energia ????

ENSAIOS DE CAMPO

qt (kN/m2) - fs (kN/m

2) u2 (kN/m2) Go (kN/m

2) = + Teoria de expanso de cavidade esfrica - Modelos

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

1,26 1,27 1,28 1,29 1,3 1,31 1,32 1,33 1,34

Tempo (seg)

Vo

ltag

em

(m

V)

Geofone 1

Geofone 2

t1

t2

= massa especfica = /g

Vs = Velocidade cisalhante

t

= 2

l =

ENSAIOS DE CAMPO

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Resistncia Mobilizada, t/tmax or q/qmax

Ro

du

o d

o M

d

ulo

, G

/Gm

ax o

r E

/Em

ax NC S.L.B. Sand

OC S.L.B. Sand

Hamaoka Sand

Hamaoka Sand

Toyoura Sand e=0.67

Toyoura Sand e=0.83

Ham River Sand

Ticino Sand

Kentucky Clayey Sand

Kaolin

Kiyohoro Silty Sand

Pisa Caly

Fujinomori Clay

Pietrafitta Caly

Thanet Caly

London Caly

Vallericca Clay 0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

Resistncia Mobilizada, t/tmax or q/qmax

Red

uo

do

M

du

lo,

G/G

max o

r E

/Em

ax

g = 1

g = 0.6

g = 0.4

g = 0.3

g = 0.2

g

o

oGGt

t1Jardine et al. 2005

Fahey, 1998

g 0,3 0,1 para solos bem comportados (no cimentados, no estruturados, no sensveis)

Robertson & Cabal, 2009

= ( + )

=

= +

= , = ,

= , ,

ENSAIOS DE CAMPO

Teoria de expanso de cavidade cilndrica Modelos analticos e numricos

ENSAIOS DE CAMPO

su (kN/m2)

Soluo analtica - Modelos matemticos

ENSAIOS DE CAMPO

Fundaes

Ruptura Segurana adequada ao colapso do solo de fundao (ruptura estado limite ltimo)

Recalque Deformaes aceitveis sob as condies de trabalho (recalques estado limite de utilizao)

ENSAIOS DE CAMPO

Mtodos Diretos Medidas do SPT, CPT, DMT, Vane so utilizados diretamente na

previso do comportamento de fundaes:

previso de capacidade de carga (adm ou Qadm) e,

estimativa de recalques ().

Mtodos Indiretos Medidas do SPT, CPT, DMT, Vane so utilizados para determinar

propriedades de comportamento dos solos:

ngulo de atrito (),

resistncia ao cisalhamento no drenada (su);

Permeabilidade (k, cv);

Mdulo (E, M, vm)

ENSAIOS DE CAMPO

Mtodos Diretos

So utilizados na previso do comportamento de fundaes e fundamentados em mtodos estatsticos, de simples aplicao, mas devem ser validado atravs de experincia local.

Mtodos Indiretos

So utilizados na previso do comportamento de fundaes e fundamentados mtodos de equilbrio limite e teoria da elasticidade e, portanto deve-se ter em mente as hiptese esimplificaes de cada mtodo.

ENSAIOS DE CAMPO

A conjugao de diferentes mtodos e ensaios decampo & laboratrio, usados de forma racional,conjugados com experincia prvia com o materialconstituem prtica adequada e segura (Milititsky et al2005 Patologia das Fundaes).

Ilha de Investigao

ENSAIOS DE CAMPO Exemplo de aplicao

Fundao de Aterro Rodovirio sobre Solos Moles

Investigao

Estratigrafia

Parmetros de resistncia anlise de estabilidade (ruptura)

Parmetros de deformao anlise de recalques

Ensaios CPTU; DMT; Vane; Adensamento


Classificao Ic

Argila Orgnica

Ic>3,22

Argila 2,82


Estratigrafia

Perfil Tubaro - SC


=

= 0,22 0,5 1,25

Anlise de estabilidade Ruptura


=

= 1,17

=

= 0,22 (Schnaid &

Odebrecht 2012)

= 0,22 (Lunne, Lacasse &

Rad, 1989)

= 3,8 (Mayne & Mitchell

1988)

Estimativa de deformao Recalques


uequi.

u2 max.

t50 =800s

= 2 50%

=

()

=()

Estimativa do tempo de adensamento


( ) =1

251 50()

1,25

=2

50=0,2541,572 100

800

=1

5()

=2

1()


Fundao de Aterro Rodovirio sobre Solos Moles

Investigao

Estratigrafia Bem definida com os ensaios

Parmetros de resistncia Perfil de su com a profundidade

Parmetros de deformao OCR e ch

Geodreno

Geogrelha

Estabilidade do talude

Exemplo de aplicao Fundao Direta

3MPa

NSPT=10

Perfil So Francisco do Sul - SC

Exemplo de aplicao Fundao DiretaEstimativa de parmetros

= 17,0 + 11 log(1)

1 =

/

Kulhawy & Mayne (1990)

Exemplo de aplicao Fundao DiretaEstimativa de parmetros

33,1

(Brasil) 80,0

60,0

60

60

SPT

SPT

NN

Er

ErNN

(,1) = 10

60 = 10 1,33 = 13,3

Exemplo de aplicao Fundao DiretaMtodo Indireto

)()1(5.1

)(cot)1(

)2/45(2

tgNN

gNN

tgeN

q

qc

tg

q

SNBSqNScN qqccrup2

1

Para: B =1,5m; t = 17 kPa; c = 0; Sq= 1,2 e S = 0,8

=724 kPa adm = 241 kPa

Exemplo de aplicao Fundao DiretaMtodo Direto

Tenso admissvel CPT Teixeira & Godoy (1996)

Tenso admissvel CPT Mayne (2009)

Tenso admissvel SPT Teixeira & Godoy (1996)

=15=3

15= 0,2

=

= 3, 034 0,58

0,02

1,5= 0,172

= 0,02 = 0,02 10 = 0,2

Exemplo de aplicao Fundao DiretaMtodo Indireto

=1 2

=

1 0,332

100,20 1,5 0,95 = 0,025

Estimativa de recalques

= 1 1

1 + 2

3 2

= = 0,013


Perfil Garopaba - SC


-22

-21

-20

-19

-18

-17

-16

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10

qc (MPa)

Pro

fun

did

ad

e (

m)

-22

-21

-20

-19

-18

-17

-16

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 50 100 150 200

fs (KPa)

Pro

fun

did

ad

e (

m)

-22

-21

-20

-19

-18

-17

-16

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 2 4 6 8 10 12

Rf (%)

Pro

fun

did

ad

e (

m)

-22

-21

-20

-19

-18

-17

-16

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

25 30 35 40 45

'(graus)

Pro

fun

did

ad

e (

m)

R&C (1983)

D&M (1975)

-22

-21

-20

-19

-18

-17

-16

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 10 20 30 40 50

Su (kPa)

Pro

fun

did

ad

e (

m)

Perfil Garopaba - SC

Fundao Profunda

Mtodos Indiretos

Determinao de ou su como apresentado;

Clculo com base na teoria da Mecnica dos Solos;

Mtodos Diretos

Mtodo de Decourt & Quaresma (1978)

Mtodo de Aoki & Veloso (1975)

Mtodo da UFRGS (Lobo et al., 2009)

Energia = Trabalho = Fd

Fora f(capacidade de carga)

ENSAIOS DE CAMPO

Permeabilidade

1.E-08

1.E-07

1.E-06

1.E-05

1.E-04

1.E-03

1.E-02

1.E-01

0.1 1 10 100 1000 10000

t50 (s)

Co

efi

cie

nte

de P

erm

eab

ilid

ad

e -

k(c

m/s

)

25,1

50 )(251

1)/(

segtscmkh

Areias

Areias siltosas e Siltes arenoso

Pedregulho e Areias

Silte

Argila

u2

Parez & Fauriel, 1988; Leroueil & Jamiolkowski, 1991

Exemplo de aplicao

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 1000 2000 3000 4000

qt (KPa)

Pro

fun

did

ad

e (

m)

-15

-14

-13

-12

-11

-10

-9

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1.00E-06 1.00E-05 1.00E-04 1.00E-03

k(cm/s)

Pro

fun

did

ad

e (

m)

Estratigrafia

A importncia da estratigrafia na definio do perfil Geotcnico e avaliao dos Parmetros e premissas de projetos.

EstratigrafiaArgila Silte Areia

u0

Vane TestColeta de Amostra

Referncias Bibliografias

http://groystems.ce.gatech.edu/faculty/mayne/

http://groystems.ce.gatech.edu/faculty/mayne/

www.civil.ubc.ca/people/faculty/j.howie

www. Greggdrilling.com


Lunne, Robertson e Powell (1997) Fernando Schnaid, 2008


Muito Obrigado

1 ensaios de campo edgar

Documents