geotecnia de fundações tc 041€“método de duncan, evans e ooi(19994) método de hetenyi(1956)...
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Geotecnia de Fundações TC 041
Setembro 2016
Curso de Engenharia Civil – 8º Semestre
Vítor Pereira Faro Roberta Bomfim [email protected] [email protected]
Carregamento Lateral em Estacas
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Carregamento Lateral em Estacas
Carregamento Lateral em Estacas
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Carregamento Lateral em Estacas
Projeto de Estacas Sob CarregamentosLaterais
– Avaliar:
• Resistência Última do Solo
• Carga Última do Elemento Estrutural
• Deflexão Máxima
– Verificar condições de Rigidez do Sistema
• Sistema Rígido – Deflexões na estaca não são problema
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Classificação das Estacas ‐ Rigidez
• Estacas Rígidas
• Estacas Semi‐Rígidas
• Estacas Flexíveis
Classificação das Estacas – Topo
• Estaca Engastada
• Estaca Não‐Engastada
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Método de Broms
• Capacidade de carga última do sistema solo –estaca
• Coeficientes de minoração e majoração
• Diferentes formulações para diferentes tiposde solo e estaca
Método de Broms
Rótulasplásticas
Rotação da estaca
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Método de Broms – Exemplos
• Estacas curtas com topo livre em areias
Método de Broms – Exemplos
• Estacas longas com topo engastado em argilas
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Método de Brinch Hansen
• Capacidade de carga última do sistema solo –estaca
• Estacas Curtas/Rígidas
Fy 0 Hu puBdz 0
Zr
puBdz
Zr
L
M 0 Mu puBZdz 0
Zr
puBZdzZr
L
Método de Winkler
• Comportamento Tensão – Deflexão
– Modelos de Reação do solo – coeficientes de reação horizontal ‐ Kh
3:)(.
L
FkUnidadeykp hh
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Método de Winkler ‐ Modelos de Reaçãodo solo
• Diferentes formas de expresser o kh
– mh = taxa de crescimento de kh
– nh = taxa de crescimento de kh, incluindo a dimensão transversal
BmnOndeB
znk
zmk
hh
hh
hh
.:
.
.
Método de Winkler – Coeficientes de Reação Horizontal ‐ Kh
• (Terzaghi 1955)
– Argilas Pré Adensadas (Kh constante com prof.)
– Válido para tensões até metade da tensão de ruptura do solo
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Método de Winkler – Coeficientes de Reação Horizontal ‐ Kh
• (Terzaghi 1955)
– Areias e Argilas Normalmente Adensadas (Khcresce com profundidade) – nh (F/L
3)
Valores em MN/m3
B
zBm
B
znhk
zmhk
ArgilasNAAreias
hh
h
)..(..
..
:/
Método de Winkler – Coeficientes de Reação Horizontal ‐ Kh
• (Terzaghi 1955)
– Argilas NA – Longo Prazo:
– Argilas NA – Curto Prazo (CIRIA 1984):
– Se houver E para o solo:
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Comportamento Tensão‐Deflexão
• Coeficiente de Reação Horizontal Constantecom a Profundidade– Método de Hetenyi (1956)
• Coeficiente de Reação Horizontal Variável com a Profundidade– Método de Miche (1930)
– Matlock & Reese (1956)
– Davisson e Robinson (1965)
– Método de Duncan, Evans e Ooi (19994)
Método de Hetenyi (1956)
• Coeficiente de Reação Horizontal Constantecom a Profundidade
– Viga elástica, de comprimento semi‐infinito
4. L 44..4..4
.
IE
Kh
IE
Bkh
pp
Rigidez relativasolo‐estaca
Momento de inércia seção da estaca
Variável Fórmula
yo(deslocamentotopo estaca)
Mmáx
(z = 0,7/)
Kh
M
Kh
Hyo
2..2..2
MH
Mmáx .7,0.32,0
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Método de Miche (1930)
• Coeficiente de Reação Horizontal Variável com a Profundidade
– Viga sobre base elástica).(.
.
BmhnhB
znhkh
ou
zmhkh
Variável Fórmula
yo(deslocamentotopo estaca)
MmáxEstaca curta
L<1,5.T
MmáxEstaca longa1,5.T < L < 4.T
Método de Miche (1930)
• Rigidez relativa da estaca ou comprimento característico da estaca (T)
IE
HTy
po
3
40,2
5.
h
pp
n
IET
HTM máx 25,0
HTM máx 79,0
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Norma Brasileira NBR 6122
7.6.3.3. Para equilibrar a força horizontal queatua sobre uma fundação em sapata ou bloco,pode‐se contar com o empuxo passivo, desdeque se assegure que o solo não venha a serremovido. O valor calculado do empuxopassivo deve ser reduzido por um coeficientede no mínimo igual a dois.
Norma Brasileira NBR 6122
8.4.2 Esforços transversais
• Quando uma estaca ou tubulão ou grupo de estacas estásujeito a esforços horizontais ou momentos, pode ocorrer aplastificação do solo ou do elemento estrutural, o que deveser considerado no projeto, levando‐se em consideração asdeformações respectivas.
8.4.4 Efeito de carregamento assimétrico sobre solo mole
• Estacas ou tubulões (isolados ou em grupo) implantadosatravés de camada de argila mole, submetidos acarregamento de aterro assimétrico, ficam sujeitos aesforços horizontais que devem ser considerados nodimensionamento das fundações.
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Norma Brasileira NBR 6122
E.3.3 Colocação da armadura
• No caso de estacas submetidas a esforços detração, horizontais ou momentos, a armaduradeve ser colocada no furo antes daconcretagem e presa na superfície de acordocom a cota de arrasamento.
Efeito Tschebotarioff
• Esforços que surgem em estacas sujeitas a carregamento assimétrico da superfície do terreno, em decorrência de deslocamentos horizontais do solo
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Efeito Tschebotarioff
Tschebotarioff (1973)
– Ph = pressão
– K = coeficiente de empuxo (depósito não amolgado ~ 0,4)
– z = acréscimo de tensão vertical
– B = largura da estaca
BKp zh
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Efeito Tschebotarioff
• Exemplos:
– Armazéns ou tanques estaqueados apenas na periferia
– Muros de arrimo sobre estacas
– Muros e aterros de encontro de pontes
Efeito Tschebotarioff
• Fatores que influenciam na solicitação lateral de estacas:
– Intensidade da sobrecarga (altura e peso específico do aterro ou material armazenado)
– Características da camada compressível
– Distância das estacas à sobrecarga
– Rigidez das estacas
– Geometria do estaqueamento
– Tempo
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Efeito Tschebotarioff
Efeito Tschebotarioff
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Efeito Tschebotarioff
• Medidas que podem minimizar o fenômeno:
– remoção de solos moles– melhoria da argila mole com pré‐carregamento e/ou aceleração dos recalques
– execução de laje estaqueada para receber a sobrecarga
– uso de materiais leves em aterros (redução da sobrecarga)
– encamisamento “com folga” nos trechos críticos das fundações
– dimensionamento das estacas para resistirem à flexão
Solo Cimento – Jet Grouting
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Solo Cimento – Jet Grouting
Solo Cimento – Deep Mixing
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Solo Cimento – Deep Mixing