Interpretação de provas de carga estática em estacas escavadas usando modelos de transferência de carga

Abstract

RESUMO: De acordo com a ABNT NBR 6122:2010, as provas de carga estáticas se constituem em uma importante ferramenta para garantia da qualidade em obras de fundação. Apesar disso, sua interpretação tem sido frequentemente relacionada somente à ruptura, e consequentemente, à determinação da capacidade de carga da estaca. No entanto, essa mesma norma preconiza a avaliação da segurança contra deslocamentos máximos, que impeçam o bom funcionamento da edificação (Estado Limite de Serviço), de modo que a interpretação adequada das provas de carga deve envolver o cálculo de recalques. Uma das principais dificuldades para cálculo de recalques em estacas consiste na determinação da distribuição de carga ao longo do fuste e também para a ponta. A forma de se quantificar essa distribuição consiste na execução de provas de carga instrumentadas. A realização de provas de carga instrumentadas permite um entendimento aprofundado das relações entre a forma da curva carga recalque e a curva de transferência de carga, cuja intepretação depende da interação solo estrutura na interface estaca-solo. Neste contexto, o presente trabalho apresenta a análise de 6 modelos de transferência de carga aplicados aos dados de 6 provas de carga em estacas escavadas (de grande diâmetro, hélice continua e barrete). O estudo consistiu em análises numéricas utilizando-se o método de iterações sucessivas para consideração da não linearidade na interface estaca-solo. Foram simulados dois cenários, o primeiro denominado de análise indireta, no qual, a resistência lateral foi calculada usando métodos semi-empíricos com base nos ensaios de campo, e o segundo denominado de análise direta, no qual, a resistência lateral foi utilizada a partir dos resultados de provas de carga instrumentadas. Além disso, foram obtidas curvas de atrito-deslocamento na interface da estaca ao longo da profundidade (Curvas T-Z), possibilitando comparação com os resultados numéricos. As análises permitiram a comparação de diversos modelos de transferência de carga e influência de seus parâmetros, de modo que se verificou que cada função se adequa melhor a um tipo de solo/estaca, e no geral, pode-se dizer que a função exponencial foi a melhor correlação e que para a interpretação da transferência de carga em estacas é imprescindível a determinação da resistência lateral com precisão

ABSTRACT: According to ABNT NBR 6122:2010, Static Load Test are an important tool to assure the quality of foundations structures. Even though, its interpretation has been frequently related only to failure load, and as consequence, on evaluation of pile load capacity. This same standard discusses about the evaluation of the security against maximus displacements, which can compromise the well working its edification (Serviceability Limit State), so the proper interpretation of Load Test should involve the evaluation of settlements. One of the main difficulties of pile's settlement evaluation is the determination of the load distribution through pile skin and point. This distribution can be evaluated by the instrumentation of Load Tests. The execution of Load Test in instrumented piles allows a deeper understanding of the relations between the shape of load settlement curve and load transfer curve, which interpretation depends on soils-structure interaction in pile-soil interface. On this background, the present work shows an analyze of 6 load transfer models applied to data of 6 Instrumented Load Test in bored piles (Large Diameter, Continuous Flight Auger and Clam - Shell). The study consists in numerical analyzes using the method of successive interactions to consider the non-linearity in pile-soil interface. Were simulated two scenarios, the first one called undirect analyze, in which, lateral resistance was calculated using semi-empirical methods based on field tests, and the second one called direct analyze, in which, lateral resistance was calculated from results from the own Instrumented Load Test. Were also obtained friction-displacement curves on soil-pile interface through al pile depth (T-Z Curves), allowing a comparison with the numerical results. The analyzes allowed a comparison between several load transfer models and its parameters influences, it was verified that each function fits better to one type of soil/pile, and in general, exponential function was the best fit and to load transfer in piles is essential to have a good precision on lateral resistance evaluation