Como funciona a prova de carga com célula expansiva?

A prova de carga é um teste feito em fundações com o objetivo de avaliar o desempenho e a interação entre solo e estrutura. O ensaio permite verificar a parcela do atrito lateral, também chamada resistência de fuste e a resistência de ponta das estacas. 

O teste com célula expansiva possibilita avaliar as estacas com menor custo e maior agilidade. Essa tecnologia é hoje uma das mais usadas no mundo e teve pioneirismo brasileiro em seu desenvolvimento. Você já conhece o ensaio? Acompanhe maiores informações!

A verificação das curvas de carga e recalque convergem para os resultados obtidos pelo método de ensaio tradicional (provas de carga estática). Vale ressaltar que o experimento bidirecional é mais eficiente, pois demanda menos tempo, menores custos para realização e gera menos interferência no canteiro de obras.

Veja, a seguir, informações importantes sobre a realização do ensaio, as etapas, quais são os resultados obtidos e quando o ensaio é indicado!

O que é a prova de carga estática?

A prova de carga estática é um ensaio feito para verificar a deformabilidade, a resistência do solo e do elemento de fundação simultaneamente. Consiste em aplicar esforços crescentes na estaca e monitorar os deslocamentos ocasionados em função de tais carregamentos.

A prova de carga estática é realizada em estacas do tipo hélice contínua, estacas escavadas e também em estacas pré moldadas de concreto ou metálicas. 

Nesta prova de carga, o elemento da fundação é solicitado utilizando um ou mais macacos hidráulicos, por meio de um sistema de reação estável. Para tanto, é comum o uso de vigas metálicas e ancoragens embutidas no terreno. 

O que é prova de carga com célula expansiva?

O ensaio considera a aplicação de carregamento por pressurização de fluído hidráulico. Desta forma, o fuste e a ponta da estaca serão solicitados obtendo as reações no segmento superior do elemento de fundação. A reação será de igual intensidade, porém de sentido contrário.

Os deslocamentos obtidos no ensaio serão medidos por extensômetros com precisão de medida de 0,01mm. A célula de carga será implantada na profundidade de equilíbrio entre resistência lateral somada ao peso próprio da porção superior da estaca. A profundidade de instalação da célula deve ser calculada antes do ensaio, que por sua vez é realizado em quatro etapas fundamentais, as quais são:

1. Instalação de células estáticas descartáveis (CED) na posição determinada. As CED deverão ser acopladas à armadura da estaca. A posição de implementação da CED é parte importante para o sucesso do ensaio.
2. Acompanhamento da concretagem, nesta etapa é verificado se o sistema de medição foi instalado no ponto correto. Caso a instalação não seja adequada, os resultados do ensaio não serão válidos, portanto, perde-se o experimento.
3. Ensaio para adquirir as curvas de cargas, deslocamento e recalque. São usados relógios comparadores e acoplados sistemas de pressão aos tubos conectados às células estáticas descartáveis.
4. Depois de concluído o ensaio, deve-se injetar calda de cimento na estaca para restaurar as fissuras ocasionadas pelo procedimento. É normal que na parte recuperada ocorra um alargamento de sessão, pois, a calda pressurizada será inserida com tensões superiores àquelas resistentes do solo.

Quais são os resultados obtidos?

A prova de carga com célula expansiva resulta em três curvas de análise, as quais:

• curva de recalque do topo ou fuste da estaca;

• curva de recalque da base do fuste e ponta da estaca;

• curva de recalque que soma causa e efeito.

As curvas de carga e recalque de topo e base da estaca ou curvas bidirecionais podem ser convertidas a uma única curva de carga e recalque, por meio de uso de modelo matemático. Esse modelo converge para os resultados obtidos no ensaio de carga tradicional.

A prova de carga com célula expansiva fornece os resultados necessários para avaliação das estacas e do solo simultaneamente, porém de forma mais econômica quando comparada ao ensaio tradicional. A metodologia é muito precisa e eficiente.

Quando realizar a prova de carga com célula expansiva?

O ensaio é indicado para substituir a prova de carga estática. Segundo a NBR 6122, o experimento é indicado a partir de um número mínimo de estacas e variável de acordo com o tipo de estaca. As considerações da normativa seguem o estabelecido na tabela abaixo.

Qual é a importância do ensaio?

Os ensaios de resistência de fundação implicam em alto custo, prazo de execução e interferências no canteiro de obras, por isso, buscaram-se maneiras de atestar o desempenho de solo e fundação simultaneamente, de forma mais prática e sem onerar a execução do serviço. A prova de carga com célula expansiva possibilita dimensionar fundações mais econômicas, eficazes, com menor coeficiente de segurança e conferir a adequação do projeto.

A redução do coeficiente de segurança é possível, pois, o modelo bidirecional verifica in loco as resistências consideradas em dimensionamento. Com os dados de resistência, o cálculo é validado.

A prova de carga com célula expansiva é um processo de fácil execução, permite instalação simultânea à execução da estaca e gera menor interferência no canteiro de obras. A verificação não depende do uso de guindastes e ancoragens externas. Também viabiliza verificar capacidades ilimitadas de carga.

A prova de carga com célula expansiva dispensa o uso de tirantes, vigas de reação e cargueiras para avaliação. Além das questões econômicas, o teste diminui a probabilidade de acidentes no canteiro de obras, uma vez que a estabilidade do sistema é assegurada. Ao instalar a célula expansiva acompanhada da execução da estaca o ensaio se torna mais rápido.

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