Curso Unicamp PIT

ENSAIO DE INTEGRIDADE

DE ESTACAS - PIT

Alessander C. Morales Kormann

Verificao da Integridade de

Fundaes Profundas

No uma tarefa fcil acesso apenas a pores limitadas dos elementos

Avaliao do estado fsico de estacas ou tubules constitui-se em um desafio:

geometria (rea transversal e comprimento)

uniformidade e continuidade

Fundaes Moldadas In Loco -

Dificuldades Construtivas

Concretagem de pilares, lajes e vigas: frmas bem delimitadas e livres da interferncia de gua

Estacas moldadas in loco e tubules: o terreno interfere no contorno dos elementos

Dificuldades no lanamento e adensamento do concreto

SOLO (conjunto de partculas) + GUA

SUBTERRNEA podem levar a:

contaminao do concreto

redues de seo

interrupo do fuste

Estacas Pr-Fabricadas -

Dificuldades Construtivas

A cravao gera esforos que podem

exceder largamente as tenses de

trabalho

Tenses de compresso ou trao no

previstas podem quebrar a estaca

Problemas Posteriores

Execuo das Fundaes

Exemplos:

Arrasamento das estacas

Trfego de veculos pesados no canteiro de obras

Movimentaes do terreno devido a escavaes ou instabilidade de taludes

Evoluo Tecnolgica

Aperfeioamento dos mtodos de

execuo de fundaes e controle

durante a instalao

Desenvolvimento de tcnicas para a

verificao da qualidade aps a

implantao dos elementos

Avaliao da Integridade

Estrutural de Estacas

Escavaes

Sondagens rotativas

Registros de cravao

Provas de carga estticas

Provas de carga dinmicas

Tendncia internacional: mtodos indiretos, baseados na emisso/recepo de ondas

acsticas:

Cross Hole Sonic Logging - CSL

Pile Integrity Test - PIT

PIT Ensaio de Integridade de Estacas

UNIDADE PORTTIL:

AQUISIO E

VISUALIZAO DOS

SINAIS

MARTELO

ACELERMETRO

Tornou-se disponvel na Europa, a partir da dcada

de 1980 estacas escavadas

PIT - Princpio Fsico

ESTACA

NTEGRA

ESTACA COM

DEFEITO

PIT Execuo do Ensaio

recomendvel que o concreto das estacas a

ensaiar esteja curado

Inicialmente, deve-se remover todo o concreto

de m qualidade eventualmente existente, com

o mximo cuidado

Alguns pontos do topo so tratados com uma lixadeira eltrica, para se obter superfcies lisas e planas

Objetivo permitir a fixao do acelermetro (usa-se uma cera apropriada) e a aplicao dos golpes em regies lisas e limpas



Nunca utilizar argamassa para a

regularizao

Presena de umidade no inviabiliza a

execuo do ensaio secar a regio em que o acelermetro ser posicionado

Seleo dos pontos evitar a periferia da estaca ou interferncias com a armadura

Estacas de grandes dimenses, ensaiar

todos os quadrantes do elemento

Interpretao

A onda gerada no impacto do martelo se propaga na estaca com uma velocidade c:

E - mdulo de elasticidade dinmico

- massa especfica

Estacas de concreto velocidades de propagao de onda entre 3500 e 4300 m/s

Ec

Interpretao

Conhecendo-se o comprimento L da estaca e o tempo T que o pulso leva para alcanar a ponta e retornar ao topo:

Sempre que a onda encontra mudanas de seo transversal (A) ou de propriedades do material, aparecem reflexes

As reflexes ocorrem quando a estaca apresenta variaes de impedncia Z:

T

Lc

2

c

EAZ

L (m)

v (cm/s)

Interpretao Resultado tpico do ensaio

v (cm/s)

T (s)

2

cTL

ESTACA

Interpretao

ESTACA

NTEGRA

Exemplo Estaca Hlice-Contnua ntegra

-0.15

0.00

0.15

0.306: # 89cm/s

Vel

F/Z

MA: 5.00

MD: 1.80

LE: 9.10

WS: 4000

LO: 0.53

HI: 0.00

PV: 0

T1: 32

0 5 m

T1 Toe

ESTACA COM

REDUO DE

IMPEDNCIA

Interpretao

Interpretao

ESTACA COM REDUO DE IMPEDNCIA

ESTACA COM AUMENTO DE IMPEDNCIA

PIT - Exemplos de Aplicao

1. Obra industrial com estacas

escavadas (broca mecnica)

No havia indcios de m execuo PIT prescrito como parte do processo de

controle de qualidade

A totalidade do estaqueamento deveria ser

ensaiada


Sinais do PIT indicaram a presena de anomalias

prximo ao topo, em 1/3 do estaqueamento

-0.50

0.00

0.50

1.006: # 66cm/s

Vel

F/Z

MA: 2.00

MD: 1.20

LE: 6.00

WS: 3800

LO: 0.00

HI: 0.00

PV: 0

T1: 32

0 5 m

T1 Toe

Escavaes foram realizadas para investigar

o problema


Danos foram atribudos ao trfego de caminhes

sobre o estaqueamento

Ensaio refeito aps a remoo das pores danificadas

-0.15

0.00

0.15

0.306: # 275cm/s

Vel

F/Z

MA: 5.00

MD: 1.10

LE: 5.40

WS: 3585

LO: 0.00

HI: 0.00

PV: 0

T1: 27

0 5 m

T1 Toe

Novos ensaios mostraram que as pores remanescentes das estacas estavam ntegras

Soluo: execuo de prolongamentos de concreto armado

2. Obra com estacas hlice-contnua

Dimetro nominal: 30 cm

Comprimento: 9,10 m

Ensaios prescritos como parte do processo

de controle de qualidade indicaram

anomalias em um grupo de quatro estacas

Escavaes foram realizadas


-0.30

0.00

0.30

0.606: # 68cm/s

Vel

F/Z

MA: 10.00

MD: 1.80

LE: 9.10

WS: 3800

LO: 0.50

HI: 0.00

PV: 0

T1: 32

0 5 m

T1 Toe-0.30

0.00

0.30

0.606: # 73cm/s

Vel

F/Z

MA: 20.00

MD: 1.80

LE: 9.10

WS: 3600

LO: 0.47

HI: 0.00

PV: 30

T1: 32

0 5 m

T1 Toe

-0.30

0.00

0.30

0.606: # 77cm/s

Vel

F/Z

MA: 10.00

MD: 1.80

LE: 9.10

WS: 3700

LO: 0.49

HI: 0.00

PV: 0

T1: 32

0 5 m

T1 Toe

-0.30

0.00

0.30

0.606: # 80cm/s

Vel

F/Z

MA: 10.00

MD: 1.80

LE: 9.10

WS: 3720

LO: 0.54

HI: 0.00

PV: 0

T1: 32

0 5 m

T1 Toe

Estacas com

alargamentos, concreto

em bom estado

Perfil geotcnico simplificado

Aterro silto-argiloso variegado,

consistncia mdia

Solo orgnico, consistncia mole

0,0 m

0,6 m

1,8 m

3. Obra com estacas raiz

Dimetro nominal: 30 cm

Comprimento: 5,0 m

Ensaios prescritos como parte do processo

de controle de qualidade indicaram

anomalias em quatro estacas

Escavaes foram realizadas


PIT - Limitaes

Energia do golpe se dissipa (atrito lateral), podendo limitar o comprimento investigado

Arrasamento inadequado produz anomalias nos sinais Presena de emendas gera interferncias, podendo

impedir a avaliao de todos os segmentos

Variaes bruscas de impedncia dificultam a anlise exemplo tpico: estacas raiz

Aplicao limitada em estacas metlicas O PIT pode no detectar: danos de pequena extenso em relao ao

comprimento do pulso

variaes graduais de impedncia danos prximos ponta da estaca

Limitaes

O ensaio identifica variaes de impedncia (no

possvel dissociar seo transversal de mdulo)

Apesar de sua simplicidade operacional, a

interpretao dos sinais pode se tornar bastante

complexa

Variaes de atrito lateral produzem reflexes importante comparar a tendncia dos sinais com o

perfil geotcnico

O PIT no permite uma quantificao precisa das

variaes de impedncia

A anlise dos sinais pode indicar danos que, na realidade, no comprometem a utilizao da estaca importante considerar o padro dos sinais da obra e o histrico da execuo

PIT - Vantagens

Simplicidade de execuo muitas vezes o PIT a nica alternativa prtica de verificar a integridade

Estando as estacas preparadas, pode-se ensaiar mais

de 50 elementos em um dia custo reduzido

Qualquer estaca pode ser selecionada para ensaio

Ensaio no-destrutivo a totalidade de um estaqueamento pode ser avaliada

A execuo do PIT interfere pouco com os demais

servios do canteiro de obras

Facilidade de operao em condies desfavorveis

Aplicaes especiais: pesquisa do comprimento de

fundaes antigas ou confirmao de comprimentos

Concluses

A verificao da integridade de uma fundao profunda no uma tarefa simples

Muitas vezes o PIT se constitui na nica maneira prtica de se avaliar o estado fsico de um estaqueamento

O entendimento das vantagens e limitaes da ferramenta fundamental para que seu potencial seja devidamente explorado

Concluses

Na realidade, o processo de qualidade das fundaes bastante amplo:

Investigaes e projeto

Controle de materiais

Controle dos processos executivos

Controle do elemento acabado:

Escavao

Ensaio de Integridade

Prova de Carga Esttica e Dinmica

Avaliao final de desempenho:

Monitoramento de Deslocamentos

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