8.16 Instalação em solos difíceis

Condições geotécnicas difíceis têm sido ocasionalmente encontradas e são requeridas

soluções engenhosas. Alguns exemplos específicos são os seguintes:

a. Areias calcárias, que consistem principalmente de conchas de diatomáceas. Embora estes mostram um ângulo relativamente alto de atrito interno, eles esmagam como isopor em cisalhamento, dando pouca, se alguma, a resistência de atrito superficial.

b. Mudstone e siltstone. Estes enfraquecer quando exposto à água ou lama. Especial formulação de chorume e procedimentos incrementais tiveram que ser desenvolvidos para permitir a perfuração de soquetes.

c. Outwash Glacial, que consiste em cascalhos de tamanho uniforme ou calçamento, desenvolvendo pouco atrito da pele interna ou externamente. Estacas deslocadas desenvolvem um bom final rolamento.

d. Enroscamento, pedregulhos, pedras. Estacas deslocadas, com ponta sem corte, reforçados contra esmagamento local, são os melhores. Eles empurram as pedras de lado enquanto que cônico ou pontas falhar no corte ou flambagem local.

Empilhamento de estacas dentro de uma ensecadeiras e caixotões escavado apresentou muitos problemas. Uma delas é que a vibração causa a liquefação, levando a executar-in do solo e perda de passivo resistência aos dedos dos estacas-prancha. Em outros casos, cravação de estacas de compactação causou alçada excessiva, a condução folhas de distância de sua órtese. Quando estacas tubulares são conectadas, temporariamente tornando-se estacas de compactação, limpeza para dentro de um diâmetro da ponta normalmente irá aliviar a ficha. Se os solos abaixo da ponta são coesa-por exemplo, argila, em seguida, a perfuração à frente um buraco menor para uma distância limitada (por exemplo, 2 diâmetros) pode ajudar. Furos adjacentes ou próximas não devem ser abertas ao mesmo tempo.

Estacas não-compactadas, tais como estacas em aço H são geralmente mais apropriado para este condição. Alternativamente, estacas de compactação pode ser conduzido e seguiu para baixo antes de instalação do ensecadeiras e caixotões. Porque muitos dos problemas acima têm surgido em áreas remotas, onde as informações sobre condição geotécnica existente é inadequada, os preparativos seguintes cautelares são recomendadas:

1. Escolha um bate estaca de capacidade maior do que seria normalmente utilizada.

2. Ser equipado com uma broca estrela ou broca churn, e uma broca para baixo-a-buraco.

3. Ser equipados com um jato pesados e capacidade da bomba adequada.

4. Ser equipado com um elevador de ar e uma garra martelo.

5. adequadamente reforçar tipos de estaca

6. Com estacas de concreto, tem um bloco de madeira macia almofada fresca para cada estaca.

7. Seja conservador na escolha de espessura de estacas de cilindros de aço.

8.17 Outros métodos de melhoria da capacidade de estacas cravadas

Uma vez que as estacas são instaladas, é necessário avaliar a sua capacidade de suporte de carga para garantir que a capacidade necessária tenha sido atingida. Por vezes, o atrito da pele pode ser deficiente; esta é frequentemente encontrado em solos calcários e micáceas. Outra situação que pode surgir é o lugar onde uma plataforma já existente deve ser atualizado para suportar cargas maiores ambientais ou operacionais.

Um método consiste em limpar os solos internas para uma distância segura acima da ponta (geralmente vários metros) e, em seguida, para construir um plug concreto dentro da ponta da estaca, de adequada comprimento para desenvolver a transferência de ligação para a estaca. Isso converte a estaca para uma estaca de suporte final. Este método foi utilizado com sucesso para as estacas previamente conduzidos no Kingfish plataformas A e B em bass Straits, Austrália, que foram empurrados para areias calcárias. No North Rankin A flarestack, também em areias calcárias, após o plugue de concreto foi colocado, reboco foi injetado sob o bujão de reconsolidate as areias e minimizar liquidação de consolidação.

Quando a capacidade inadequada é encontrado na condução inicial e a estaca não desenvolver uma resistência adequada à penetração design, sendo tomadas medidas adequadas prontamente pode permitir a construção de uma base adequada com o mínimo custo adicional. Por exemplo, em um terminal offshore no Mediterrâneo, o 2-mdiameter estacas de aço abertas não conseguiu desenvolver a resistência necessária com 60 m penetração. Na primeira estaca, verificou-se que a penetração teria que ser aumentada mais de duas vezes, a um custo proibitivo. Soldando em uma placa de fecho ponta que fechado 80% da ponta, deixando um pequeno orifício central para a fuga de água e de alívio resistência do solo, as estacas desenvolvem capacidade estática adequada nas areias calcárias e sustentado com segurança uma carga de ensaio de 4000 tn.

Quando é necessária uma maior capacidade de tensão, dois métodos são possíveis. Um deles é para perfurar em uma estaca de inserção. Em um caso, a própria coluna de perfuração foi utilizada como uma estaca de inserção e grauteada no lugar. Outra solução é a ponderação da

estaca, semelhante a colocação de pesos nos pés de uma mesa. A estaca é limpa, um plug de concreto é colocado, e areia de ferro ou baritas são colocados. Estes deve ser cuidadosamente selecionado para que a densidade no local, durabilidade seja livre da corrosão e efeitos sobre o aço. Em lugar de densidades de 3,5 foram alcançados com areias de ferro. Ambos Foram utilizados sistemas para as pilhas do Kingfish A e B plataformas em Bass Estreito, na Austrália.

Uma terceira solução, aplicável em solos onde a compressão e tensão estratificadas capacidades deve ser aumentada, é a, como descrito acima.

Inserir as estacas podem ser acionados por meio de estacas existente, sendo composta em segmentos curtos, soldadas como eles são instalados. Eles são movidos com um seguidor usando rosca mecânica conexões para os segmentos seguidor. Depois de dirigir abaixo da ponta original é uma suficiente distância para desenvolver o rolamento necessário, as estacas de inserção são ligados a estaca primaria por grouting do anel. Em alternativa, as estacass de inserção podem ser instaladas por perfuração e rejuntamento. Resistência lateral de estacas existente pode ser aumentada através da instalação de uma estaca de inserção, grouted, ou concretados em, para endurecer a estaca nas imediações do fundo do mar. Este foi com êxito realizado por uma plataforma off Bombay High, Índia, onde a estaca estava mostrando deflexão excessiva sob cargas cíclicas. Os solos foram areias calcárias. O fundo do mar sedimentos que cercavam a pilha pode ser, em alguns casos fortalecidos pela densificação vibratória ou pressão grouting, ou eles podem ser sobrecarregado com cascalho, quer de densidade normal ou de alta densidade, para consolidar o solo existente, substitua todos os assentamentos, e preencher eventuais lacunas que ocorrem sob a ação da onda cíclica. Rigidez da estaca também pode ser aumentada até 25% ou até 33% mediante o preenchimento com concreto.

Ele tem sido a prática com estacas tubulares para pilares de pontes sendo para limpá-los para fora e preenchê-los com concreto, a fim de desenvolver o projeto axial e capacidades laterais. Reforço gaiolas de aço são normalmente instalados. Para evitar o afrouxamento do solo ao redor a ponta, durante a limpeza para fora, a estaca deve ser mantido cheio de água e solo limpo-out deve parar dois diâmetros superiores a ponta. Para evitar assentamentos sob altas cargas, o ponta da estaca deve ser rebocada sob pressão após o enchimento concreto definiu. Composto acção entre o aço e o núcleo de betão pode ser obtido por anéis de corte no interior da a estaca.

Congelamento do solo ao redor da estaca e sob a ponta da estaca é outro método que tem foram propostos como um meio de aumentar a capacidade de estacas previamente accionados. O conceito é que, depois de dirigir, a estaca de aço seria feita por jateamento, pelo transporte aéreo, ou perfuração e, em seguida, utilizado como o tubo de revestimento por congelação. Entre os assuntos que devem ser aqui considerados são os seguintes:

O comportamento dos solos salinos quando congelado e a formação de lentes e salmoura bolsos. Enquanto a maioria dos solos mostram um aumento dramático na resistência quando congelado, isto é aparentemente, não é verdade de todos os solos carbonatados. Alguns outros podem desenvolver planos fracos.

Temperatura necessária para alcançar congelamento sólido. Devido à salinidade, este pode ser 78ºC para 108º C.

Adfreeze apartir do congelamento do solo da estaca

A transferência de carga da estaca dura para o solo congelado elastoplástica heave geada

Fluência de solo congelado sob carga sustentada

Propriedades de transferência de carga de fortemente congelado para fracamente congelado para o solo descongelado

Sensibilidade da estaca de aço, e especialmente as juntas soldadas, a baixa temperatura. Resistência à ruptura frágil sob impacto ou cargas de tração cíclica, aplicado rapidamente

Taxa de warm-up (degelo) em caso de falha do sistema, especialmente desde que a estaca funciona como um condutor térmico

As necessidades energéticas de manutenção do solo em uma condição congelado

O congelamento foi feito com sucesso na estrutura suportada por estaca elevada do Alyeska Pipeline de Prudhoe Bay a Valdez, no Alasca. Aço estacas tubulares foram levados para o solo existente e limpo. Congelar tubos foram então inseridos. Um tubo de congelamento consiste em um tubo fabricado que permite um solvente flua para baixo as ranhuras maquinadas com precisão de a parede tubular interior. Quando se atinge a parte inferior da estaca, que extrai calor o solo circundante e o solvente, semelhante ao propano, vaporiza. O vapor sobe para alhetas estendendo-se para o ar no topo da estaca. Em temperaturas do ar abaixo de zero, o o vapor é condensado em líquido e flui de volta para baixo da parede interior do tubo. Tudo o que é necessária para congelar o solo em torno da estaca tubular é que a temperatura do ar for inferior congelamento por longos períodos de cada ano. Em períodos quentes, o processo cíclico automaticamente desliga (ver também a Seção 8.10).

8.18 Paredes de lamas , Paredes secante e Paredes tangente

Estes têm sido muito rapidamente desenvolvidos nos últimos anos para servir tanto durante a construção e em serviço permanente para reter escavações profundas. Entre as suas vantagens são o capacidade de instalar através de lentes muito densos ou estratos, por meio de obstruções e pedras, mesmo através de pedregulhos e cama rock.

Os princípios são simples: para uma parede secante, broca de concreto e todos os outros estacas, com cuidado espaçadas e vertical. Em seguida, perfurar um monte de sobreposição entre eles, reforçá-lo com uma gaiola de barras de aço ou um membro estrutural e concreto que, com tecnologia similar à perfurado lançar-in- eixo (CIDH) estacas.

Paredes tangentes são perfurados tão próximas quanto possível. Em seguida, uma segunda linha de tangente pilhas é perfurado por trás da primeira linha, tão próximas quanto possível, ou argamassa é injetada atrás cada intersecção.

Para um muro de pasta, as ranhuras escavadas são rectangulares, tipicamente um metro de espessura e 5 m grandes. Estas são formadas nas extremidades de modo a ter a transferência de cisalhamento. Esses slots são tipicamente perfurado num padrão semelhante alternativa (isto é, todos os outros um). Eles são reforçados e concreto colocado. Então, os painéis intermédios são escavadas. Reforço e concretagem deve seguir os princípios recomendados para pilhas CIDH.

Para ambos os sistemas de parede e secantes de lamas, as várias juntas de construção verticais apresentar alguns problemas. Construção precisa, tolerâncias limitantes, e a utilização de verticais chaves de cisalhamento, pode garantir a transferência de cisalhamento transversal mas nem corte vertical entre painéis de transferência nem momento. As articulações são uma fonte de fugas.

Empreiteiros parede de lodo têm desenvolvido muitos esquemas engenhosos para superar estes problemas. Muitos dos esquemas são proprietários. Eles incluem o uso de aço de largura flange feixes para formar as extremidades parada, guiar o alinhamento, transferir corte transversal, e reforçar a parede. Isto é conhecido como o concreto tremie sistema (SPTC) soldado e estaca e tem sido amplamente utilizado, principalmente para projetos subterrâneos de trânsito rápido. Outros sistemas usam removíveis extremidades de paragem pipe. Através da utilização destes sistemas, pode ser waterstops instalado, e que se sobrepõem barras de reforço podem ser instalados entre os segmentos. No presente momento, tangente e paredes secante pode ser instalado debaixo de água, utilizando temporária tripas para estender os buracos perfurados através da água. No entanto, as paredes de lama só pode ser instalado abaixo da água, transformando temporariamente a coluna de água localmente em terra por, por exemplo, areia de enchimento entre as paredes folha pilha paralelas, como foi feito para a lama paredes da Kawasaki Ventilação Shaft na Baía de Tóquio, e, em seguida, a construção do muro no maneira convencional.

8.19 Estaca-prancha de aço

Estes são utilizados para paredes do cais e anteparas de ensecadeiras e para subterrâneo cut-offs. Eles estão disponíveis numa variedade de configurações, dependendo do requisito de concepção e as exigências de instalação. Todos incluem interligação, de modo a permitir a construção de um parede contínua. Comprimentos disponíveis têm nos últimos anos foi alargada a cerca de 30 m embora comprimentos de mais de 20 m comandar um preço premium.

A maioria das estacas-prancha de aço são laminados a quente, com pontos de rendimento de 300-400 MPa. Por menos exigentes instalações, ou seja, requisitos de resistência reduzidos e menos de intertravamento chapas laminadas a força-frio estão disponíveis. Chapas laminadas a frio de aço (a frio) são fina, por conseguinte, relativamente baixa no custo. Têm força de alto rendimento. Intertravamentos são placa revirada. Assim, eles são restritos em uso para águas

rasas e de baixo custo adicional, tais como paredes marina cais, e instalação de vibração e / ou jateamento. O restante desta seção abordará apenas folhas laminadas a quente.

Laminados a quente espessura chapa de aço é tipicamente 9.5-12.5 mm. As configurações variam de plano a profunda aço Zs e até mesmo toda a flange e tubulares com travas anexados. Como resultado, módulos de secção variar dentro de uma vasta gama. Estacas-pranchas são muitas vezes presas juntou em pares. Interloques são "polegar-e-dedos" ou "bola e soquete". Recentemente, o uso de estacas-prancha de aço foi estendido para ensecadeiras muito profundos. Onde necessário, as estacas-pranchas foram emendados. Enquanto força total em toda a emenda pode ser

alcançado nas partes de placa, é impraticável para atingir força total entre os encravamentos.

Em splicing, os bloqueios dos dois segmentos são enfiadas temporariamente durante um curto companheiro de bloqueio, de modo a manter um alinhamento preciso. No entanto, esta é uma localização onde a falha ocorre geralmente em condução dura.

Estacas-pranchas são geralmente instalados com uma estaca martelo vibratório, muitas vezes como um pré-montados par. Na condução dura, pode ser necessária martelos de impacto. Estacas-pranchas de aço pode ser conduzido subaquática com martelos vibratórios ou hidráulicos.

Um fator não reconhecido é que ao penetrar solos firmes ou duros, uma maior módulo de secção é necessária. Além disso, com penetrações profundas, a fricção da pele acumulada a resistência pode necessitar de folhas mais espessas e mais elevado módulo de secção, assim como uma maior martelo. Tubulação de estacas pranchas fornecem estas propriedades e são especialmente apropriado quando encontrando duro estratos e em que são necessárias comprimentos longos.

Estacas-pranchas precisam guias para assegurar uma orientação out-of-plane. Estes podem ser melhor realizada condução no escalão, de modo que cada folha se estende não mais do que 1,5-2 m abaixo do seu vizinho, e, assim, é guiado por ela. Isto é conhecido como a condução em painéis. Curtas estacas-prancha de aço pode ser instalado por alavanca progressivo, a fim de reduzir o ruído e a vibração. Instruções mais detalhadas sobre as várias aplicações comuns de chapa de aço pilhas são dadas no Capítulo 9. aço mínima pilha de folha espessura da parede para ambos cohensionless e solos coesivos de diferentes densidades são apresentados no Quadro 8.5.

8.20 Hammers estacas vibratório

Martelos estacas vibratório são quase sempre usados durante a instalação estacas-prancha de aço. O rotação rápida excêntricos transmitir uma força longitudinal em alta freqüência. este liquefaz os solos ao longo dos lados das estacas e na ponta. A sua utilização é especialmente eficaz em areias, mas também funciona em soft argilas a moderada. Alguns solos, como lentes de cinzas vulcânicas, não pode ser penetrada por vibração sozinha. Para precauções relativas liquefacção excessiva, veja Secção 9.4.9.2. Desalinhamento do martelo vibrando pode dissipar grande parte da energia lateralmente. Vibradores também são eficazes na extração de estacas-prancha, bem como antigos de madeira e de aço pilhas.

8.21 Microestacas

Estes pequeno diâmetro, ainda que relativamente pilhas de alta capacidade, têm sido amplamente utilizados para a sustentação estruturas em terra e, recentemente, foram empregados no fortalecimento sísmico da Richmond-San Rafael Bridge (California) cruzamento de San Francisco Bay. Estas pilhas são instalado por perfuração através da água e dos solos na rocha fundador ou solos densos e em seguida, inserir e rejuntamento pesado revestimento de tubos de aço com paredes, aumentado, se necessário, bares centrais de reforço de aço. No projeto da ponte, as microestacas foram sujeitos a testar cargas de até 500 toneladas métricas em ambos tensão e compressão. Quatrocentos em micro estacas 31 piers foram usadas para neutralizar forças de adernamento longitudinais sob a segurança terremoto nível. A embalagem de aço permanente, 300 mm de diâmetro, foi instalado até assento no resistido Rocha. A tomada foi perfurado em grauvaque enorme e várias rochas metamórficas, alterado pelo intemperismo e fraturando. Em seguida, um 210 milímetros! 25 milímetros inserção de tubos de aço foi executado, todo o caminho até o pé através. O anel no pé foi preenchido com argamassa sob

pressão. Em alguns casos, um centro # 18 barra de reforço de aço foi adicionado a fim de aumentar

capacidade (Figura 8.39).