NBR 13208 - 1994 - Estacas - Ensaio de Carregamento Dinâmico

OUT 1994

A B N T

Estacas

NBR 13208

Ensaio de carregamento dinâmico

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Sede: Rio de Janeiro Av. Treze de Maio, 13 28º andar andar CEP 2000320003-900 Caixa Postal 1680 Rio de Janeiro RJ Tel.: PABX (021) 210210-3122 Telex: (021) 34333 ABNT BR Endereço Telegráfico: NORMATÉCNICA Método de ensaio

Copyright © 1996. ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Printed in Brazil/ 

Origem: Projeto 02:004.11-002/1993 CB-02 Comitê Brasileiro de Construção Civil CE-02:004.11 Comissão de Estudo de Execução de Prova de Carga em Estacas NBR 13208 Dynamic Testing of Piles - Method of test Descriptor: Pile Válida a partir de 30.11.1994

Impresso no Brasil

Palavralavra-chave: Estaca

Todos os Direitos Reservados

4 páginas

1. Objetivo

3. Aparelhagem

1.1 Esta Norma prescreve o método de ensaio de

3. Dispositivo de aplicação da força de impacto

carregamento dinâmico em estacas, com análises fundamentada na teoria da equação da onda (ver também

NBR 6122).

Nota: Este ensaio visa verificar o comportamento da

interação estaca-solo durante a aplicação de uma força de

impacto no seu topo.

1.2 Esta Norma aplica-se a estacas, verticais ou indicadas,

independentemente do processo de execução ou de instalação no terreno, desde que exista a possibilidade de determinar as característica geométricas e de submete-las a uma força de impacto.

Elemento de fundação superficial que abrange todos os pilares da obra ou carregamentos distribuídos (por exemplo: tanques, depósito s, silos, etc.). 1.3 Nesta Norma, dependendo das técnicas e equipamentos

empregados, o ensaio de carregamento dinâmico das estacas permite a obtenção de dados de força, aceleração e/ou deslocamento da estaca próximo do seu topo, para a avaliação da capacidade de carga, da eficiência do sistema de cravação, das tensões máximas ao longo da estaca, da integridade estrutural, além das características dinâmicas do

Qualquer martelo convencional de cravação de estacas ou dispositivo similar pode ser utilizado para aplicação da força de impacto, capaz de provocar um deslocamento permanente, ou para mobilizar a resistência das camadas do solo atravessadas pela estaca. O dispositivo deve ser posicionado de tal forma que o impacto seja aplicado centrada e axialmente ao topo da estaca.

3.2 Dispositivo para obtenção das r espostas dinâmica

Para obtenção das respostas dinâmicas, podem ser utilizados transdutores ou dispositivos que forneçam valores de deformação, de aceleração ou de deslocamento, em função do tempo e numa seção transversal específica da estaca conforme 3.2.1 a 3.2.3.

3.2.1 Transdutor de deformação ou de força 3.2.1.1 As medidas de deformação podem ser convertidas

em força, considerando-se a área da seção transversal e o módulo de elasticidade dinâmico do material da estaca, na posição da instrumentação. O valor do módulo de elasticidade dinâmico (E) pode ser calculado através da seguinte expressão:

solo.

2 Documentos complementares

E = p . c²

na aplicação desta Norma é necessário consultar. Onde:

NBR 6122

Projeto e execução de fundações P = massa específica do material que compõe a estaca

Procedimento

NBR 12131

Estacas

Método de ensaio

Prova de carga estática

C = velocidade de propagação da onda do material da estaca.

NBR-13208/1994

3.2.1.2 Os dispositivo para medida direta de força também

4.3.2 Os transdutores devem ser instalados uma mesma

características do sistema de cravação.

detectar e compensar os efeitos de momento fletor.

3.2.1.3 Os dispositivos devem ter resposta linear em toda a faixa de deformação ou de força a ser medida.

4.3.3 Estes transdutores devem ser calibrados para uma exatidão de 2% na faixa de valores a serem medidos.

3.2.2 Transdutor de aceleração, de velocidade ou de deslocamento

4.3.4 A fixação dos transdutores deve ser feita de modo a impedir o deslocamento destes em relação à estaca

podem ser utilizados entre o topo da estaca e o martelo de cravação, lembrando-se que o uso destes pode alterar as

As medidas de velocidade podem ser obtidas através de acelerômetros, interando-se o sinal num equipamento adequado. Estes acelerômetros podem ser lineares, no mínimo, até 1000 gramas e 7500 Hz no de estacas de concreto, e, no mínimo, até 5000 gramas, no caso de estacas de aço. Transdutores de velocidade ou de deslocamento podem ser utilizados para obtenção direta destas variáveis Nota: g = aceleração da gravidade

seção transversal, aos pares, em posições de a metralmente opostas em relação ao eixo, de forma a

durante o golpe, sem afetar suas características de funcionamento. 4.4 Medições durante a cravação ou recravação

Além da medição de diversos parâmetros de interesse, obtidos por um meio de instrumentação dinâmica, devem ser feitos também registros da correspondência entre os golpes e as respectivas penetrações da estaca, além da altura de queda do martelo naqueles instantes, valores da resistência à penetração ou de repique, e demais dados de relevância, como troca de coxim, entre outros.

3.2.3 Dispositivo para registro de deslocamento

Este dispositivo deve possibilitar o registro contínuo de deslocamento de uma seção transversal de estaca em função do tempo, para uma exatidão de um mm para um deslocamento e de 0,5 ms para o tempo. 3.3 Equipamentos para aquisição, registro e tratamento de dados

Os equipamentos utilizados para aquisição, registro e tratamento dos sinais obtidos por um meio de instrumentação devem ser adequados ao uso e às condições a que são submetidas. É desejável que estes equipamentos possuam um sistema de autodiagnóstico para verificação da calibração interna das variáveis utilizadas, devendo os desvios não exceder a 2% dos valores de

4.5 Avaliação da capacidade de carga

4.5.1 Para melhor avaliação da capacidade de carga, a

instrumentação deve ser realizada durante uma recravação da estaca decorrido um período suficiente para ocorrência de toda a variação de resistência do solo afetada pelo processo de cravação

4.5.2 A capacidade de carga deve ser estimada a parti de

um ou dois golpes no início da recravação, utilizando energia igual ou ligeiramente superior àquela utilizada ao final da cravação. A utilização do procedimento de aplicação de golpes com energias crescentes, a partir de um nível de energia inferior ao da cravação, é possível desde que comprovadamente não ocorram fenômenos tais como relaxação ou outros que possam prejudicar

calibração esperados.

interpretação

Nota: Os dispositivos para obtenção das respostas dinâmicas, bem como os equipamentos para análise, registro e tratamento de dados devem ser utilizados seguindo procedimentos atualizados que atendam às recomendações de projeto.

4.6 Determinação da velocidade de propagação da onda

4. Execução do ensaio

pequena variação deste valor.

4.1 Generalidades

4.7 Verificação da qualidade dos dados

Todos os dados relativos às estacas, ao solo, à instrumentação (como as respectivas calibrações) e aos equipamentos de cravação utilizados devem ser devidamente registrados.

Nos equipamentos que registram sinais de força e velocidade, a qualidade dos sinais obtidos pode ser verificada pela proporcionalidade entre as curvas de força e do produto da velocidade e impedância da estaca no momento de impacto. Não se verificando uma concordância satisfatória, deve ser investigada a sua causa, e caso isto se deva aos instrumentos, estes devem ser submetidos a novas aferições ou substituídos. A

4.2 Preparação da estaca

O topo da estaca deve estar suficientemente plano e perpendicular ao eixo, bem como não conter materiais de qualidade inferior ao restante da estaca. Para as estacas que vão ser cravadas, recomenda-se pintar uma seqüência de faixas com espaçamentos constantes como a finalidade de elaborar-se o diagrama de cravação. 4.3 Instalação de transdutores 4.3.1 Os transdutores, no mínimo quatro, devem ser

instalados a uma distância mínima de dois diâmetro do topo da estaca, exceto se utilizados os dispositivos para medida direta de força citados em 3.2.1.

O valor da velocidade de propagação da onda deve ser determinado por métodos adequados para cada estaca ensaiada, com exceção da estaca de aço que apresenta

impedância da estaca (Z) é definida pela equação: Z = EA c Onde: E=módulo de elasticidade dinâmico do material da estaca A=área da seção transversal do material da estaca

NBR-13208/1994 C=velocidade de propagação da onda

4.8 Registro e análise de dados 4.8.1 Os diversos dados obtidos através da instrumentação

dinâmica, além de outros dados como diagrama de cravação, resistência à penetração e repique, devem ser devidamente registrados para permitir eventual análise posterior. Estas análises podem incluir máxima energia transferida, verificação da integridade da estaca, avaliação da capacidade de carga da estaca e respectiva curva de

5.3 Estaca ensaiada:

a) identificação e locação da(s) estaca(s) ensaiada(s); b) cargas de trabalho da (s) estaca(s) ensaiada(s); c) tipo de estaca(s);

transferência de carga no momento do ensaio.

d) especificações do material da(s) estaca(s);

4.8.2 Os procedimentos de análise a serem utilizados para

e) características geométricas da(s) estaca(s);

interpretação destes dados devem ser aqueles reconhecidamente consagrados em nível nacional e/ou internacional. Particularmente, para avaliação da capacidade de carga, têm -se os seguintes métodos: a)

método simplificado, do tipo CASE ;

b)

método numérico, do tipo CAPWAP

f)

características completas da qualidade resistência, no caso de estaca(s) de madeira(s);

e

g) descrição de reforços ou adaptações no topo e na porta;

h) descrição de pinturas asfálticas ou similar;

4.8.3 Os resultados dos métodos simplificados, desde que

i) resultados de ensaios de resistência do concreto; atendidas as condições especificadas para as quais foram concebidos, apenas permitem avaliar uma faixa de valores  j) descrição de eventuais reforços internos, bem como da capacidade de carga. Para uma avaliação mais precisa e dos processos de fabricação das estacas de confiável da capacidade de carga, os resultados obtidos por concreto. método simplificado, para cada lote de estacas de mesma características na obra, devem ser aferidos por pelo menos 5.4 Execução da estaca uma análise do tipo CAPWAP ou por uma nova carga estática, conforme NBR 12131. a) data da cravação ou da execução; 5 Resultados

Os resultados devem ser apresentados em relatório oficial do executor no qual devem constar, pelo menos, as informações prescritas em 5.1 a 5. 5. 5.1 Dados gerais a)

identificação do projeto:

b)

locação do ensaio;

c) fornecedor da estaca; d)

sondagem mais próxima;

e)

planta de locação das estacas e das sondagens;

5.2 Equipamentos de cravação da estaca: a)

massa do martelo;

b)

altura de queda nominal;

c) energia nominal do martelo;

b) volume de concreto utilizado em estacas moldadas no local;

c) pressão de injeção de nata utilizada; d) condições e operações do martelo; e) tipo e posição das emendas da estaca; f)

diagrama de cravação;

g) resistência à penetração ao final da cravação; h) altura de queda aplicada no golpe pelo martelo; i)

resistência à penetração na recravação;

 j)

substituição do capacete ou do coxim;

k) causa e período de eventual interrupção da operação;

l)

anotação de qualquer ocorrência anormal.

5.5 Ensaio dinâmico

d)

tipo, dimensão e rigidez do cepo e coxim;

e)

peso e dimensão do capacete;

a) descrição e dados de calibração de todos os instrumentos e equipamentos utilizados;

f)

descrição detalhada do prolongador;

b) data do ensaio;

g)

descrição do equipamento de pré -furo;

c) identificação da estaca ensaiada;

h)

descrição detalhada de algum arranjo especial

d) módulo de elasticidade, densidade e velocidade de propagação de onda na estaca e a forma de sua determinação.

utilizado para aplicação da força de impacto.

NBR-13208/1994

comprimento total e travado da estaca, bem como a distância do ponto de instalação do instrumento até a ponta da estaca;

h)

f)

resistência à penetração durante o ensaio dinâmico;

i)

parâmetros utilizados na análise;

g)

valores máximo de força de compressão e do deslocamento, bem como a máxima energia transferida (eficiência do sistema de cravação) dos golpes analisados, principalmente se tratando de

 j)

comentários sobre a integridade da estaca;

k)

representação gráfica dos sinais obtidos, principalmente daqueles nos quais se baseou a determinação da capacidade de carga ou se observou alguma anomalia, com indicação das

e)

estacas de concreto;

discriminação do modelo do método numérico utilizado nas análises;

escalas utilizadas.