Submitted by Romulus Lima (romulus.lima@ufpe.br) on 2015-03-10T13:53:40Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Leandro Inacio da Silva.pdf: 10343622 bytes, checksum: c57f859f206fc18bfb4d6b53cb664f29 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-10T13:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Leandro Inacio da Silva.pdf: 10343622 bytes, checksum: c57f859f206fc18bfb4d6b53cb664f29 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES / O presente trabalho avalia a capacidade de carga obtida através de diversos métodos: semiempíricos (Aoki-Velloso (1975), Décourt-Quaresma (1978, 1982) e de Teixeira (1996)); métodos dinâmicos (Fórmulas de Brix, Holandeses, Velloso (1987), Rosa (2000) e Uto et al (1985)) para 25 estacas metálicas perfil “H”, através de ensaios de carregamento dinâmicos de energia crescente (programa CASE e CAPWAP) e prova de carga estática. As estacas foram executadas em uma edificação localizada em Paulista-PE. Os resultados obtidos pelos métodos semiempíricos apresentaram comportamento conservador quando comparados com os resultados de ensaio de carregamento dinâmico e prova de carga estática, sendo o método de Aoki-Velloso (1975) o que teve melhor aproximação. As fórmulas dinâmicas com base nos dados de nega mostraram-se extremamente conservadoras na estimativa da capacidade de carga, diferente dos resultados obtidos das fórmulas com base no repique elástico que apresentaram resultados com boa correlação. Em relação aos resultados obtidos pelo programa CASE e os obtidos em provas de carga estática mostram que a depender das circunstâncias, o ensaio de carregamento dinâmico pode superestimar a capacidade de carga.

Este trabalho apresenta a análise de provas de carga dinâmica realizadas em estaca metálicas tipo trilho (TR - 68) cravadas no Campo Experimental de Fundações da USP/São Carlos. As estacas possuem segmentos de 12 e de 3 m, soldados segundo a NBR 8800/86, totalizando um comprimento máximo 27 m. Os objetivos desta análise são: 1) realizar um estudo abrangente da capacidade de carga do tipo trilho, 2) verificar a utilização de trilho usado como elemento estrutural de fundação, 3) comprovar o uso do repique como método de controle do estaqueamento, 4) demostrar a importância da energia crescente na prova de carga dinâmica. As medidas de repique foram realizadas com o uso de papel e lápis em vinte estacas, para níveis crescentes de energia. A energia foi aplicada pelo martelo de gravidade caindo de uma altura de 0,20 - 0,40 - 0,60 - 0,80 - 1,00 - 1,20 e 1,50 m. A capacidade de carga das estacas, determinada pela extrapolação da curva carga mobilizada - deslocamento, foi comparada com os valores obtidos pelos métodos de previsão da prática brasileira, bem como com os resultados de dois ensaios com PDA (Pile Driving Analyzer) e também com uma prova de carga estática, realizados em estacas representativas. / This paper presents an analysis of dynamic load tests performed on steel crane rails piles (TR-68) at the Experimental Foundation Field of USP/São Carlos. The piles have segments of 12 and 3 m, welded according to NBR 8800/86, comprising a maximum driving length of 27 m. The objectives of this analysis are: 1) to carry out a wide study of steel track pile bearing capacity, 2) verify the utilization of the steel crane rails piles with structural element of foundation, 3) to prove the use of the rebound with the control method of driving piles. 4) to demonstrate the importance of increasing energy in the dynamic load test. The rebound measurements were performed with paper and pencil in twenty piles and were analyzed by applying increasing energy level. The energy was applied by the gravity hammer falling of a drop heights of 0.2 - 0.4 - 0.6 - 0.8 - 1.0 - 1.2 and 1.5 m. The pile bearing capacity, determined by the extrapolations of the mobilized resistance - displacement curves was compared to the Brazilian experience methods, as well as to two load tests employing the Pile Driving Analyzer (PDA) and to one static load test carried out on representative piles.

Este trabalho apresenta a análise de provas de carga dinâmica realizadas em estaca metálicas tipo trilho (TR - 68) cravadas no Campo Experimental de Fundações da USP/São Carlos. As estacas possuem segmentos de 12 e de 3 m, soldados segundo a NBR 8800/86, totalizando um comprimento máximo 27 m. Os objetivos desta análise são: 1) realizar um estudo abrangente da capacidade de carga do tipo trilho, 2) verificar a utilização de trilho usado como elemento estrutural de fundação, 3) comprovar o uso do repique como método de controle do estaqueamento, 4) demostrar a importância da energia crescente na prova de carga dinâmica. As medidas de repique foram realizadas com o uso de papel e lápis em vinte estacas, para níveis crescentes de energia. A energia foi aplicada pelo martelo de gravidade caindo de uma altura de 0,20 - 0,40 - 0,60 - 0,80 - 1,00 - 1,20 e 1,50 m. A capacidade de carga das estacas, determinada pela extrapolação da curva carga mobilizada - deslocamento, foi comparada com os valores obtidos pelos métodos de previsão da prática brasileira, bem como com os resultados de dois ensaios com PDA (Pile Driving Analyzer) e também com uma prova de carga estática, realizados em estacas representativas. / This paper presents an analysis of dynamic load tests performed on steel crane rails piles (TR-68) at the Experimental Foundation Field of USP/São Carlos. The piles have segments of 12 and 3 m, welded according to NBR 8800/86, comprising a maximum driving length of 27 m. The objectives of this analysis are: 1) to carry out a wide study of steel track pile bearing capacity, 2) verify the utilization of the steel crane rails piles with structural element of foundation, 3) to prove the use of the rebound with the control method of driving piles. 4) to demonstrate the importance of increasing energy in the dynamic load test. The rebound measurements were performed with paper and pencil in twenty piles and were analyzed by applying increasing energy level. The energy was applied by the gravity hammer falling of a drop heights of 0.2 - 0.4 - 0.6 - 0.8 - 1.0 - 1.2 and 1.5 m. The pile bearing capacity, determined by the extrapolations of the mobilized resistance - displacement curves was compared to the Brazilian experience methods, as well as to two load tests employing the Pile Driving Analyzer (PDA) and to one static load test carried out on representative piles.

O monitoramento em campo de fundações em estacas metálicas helicoidais é baseado em correlações empíricas entre a capacidade de carga à tração e o torque medido durante a instalação. Nesta pesquisa é proposto um modelo teórico da relação entre o torque de instalação e a capacidade de carga à tração deste tipo de estaca em areias para ser utilizado como procedimento de controle durante a execução deste tipo de fundação. Para validar esta relação teórica e para avaliar o desempenho desta fundação em solos arenosos, foi realizado um programa experimental dividido em dois grupos: ensaios de campo e ensaios de laboratório. Em campo foram realizadas provas de carga à tração na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) e em Contagem (Minas Gerais). Os ensaios de laboratório foram divididos em três grupos. O primeiro corresponde aos ensaios de modelagem física em centrífuga realizados no Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) em Nantes, França. O segundo engloba ensaios de cisalhamento direto de interface entre o aço da hélice da estaca e diferentes areias, parte executada no LCPC e parte na EESC. O terceiro grupo refere-se a ensaios de torção de tubos de estacas metálicas helicoidais efetuados na EESC. A partir dos resultados dos ensaios, o modelo teórico proposto nesta tese foi verificado e mostrou-se adequado para estacas metálicas helicoidais profundas com diferentes dimensões e número de hélices instaladas em solos arenosos. Os resultados das provas de carga realizadas em centrífuga e em campo foram examinados por meio dos métodos existentes na literatura para estimativa de capacidade de carga à tração desenvolvidos para este tipo de fundação. Por meio dos resultados obtidos nos ensaios em centrífuga, constatou-se que nas estacas multi-hélices a porcentagem de capacidade de carga relativa à hélice da ponta aumenta de acordo com o diâmetro da hélice e com a densidade da areia. Nos ensaios de torção de fustes de estacas helicoidais observou-se que, para tubos de mesmo diâmetro e espessura, a ruptura se inicia a partir do mesmo valor de momento torçor aplicado, independentemente de conter ou não emenda. / Empirical correlations between installation torque and uplift capacity of helical screw piles are routinely used as a procedure for quality control on site of this type of foundation. In this work, a theoretical model of the relationship between uplift capacity and installation torque of deep helical screw piles in sand was presented to be used as a quality control method for this type of foundation. An experimental program of laboratory and field investigations was carried out in order to validate this theoretical relationship. The field study included uplift tests of full-scale piles installed at the Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) and in Contagem (Minas Gerais). The laboratory tests were performed in the Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC/ Nantes) and at the EESC. In the LCPC a program of centrifuge and direct shear interface tests was completed. A set of torsion tests on pile shafts and of direct shear interface tests were carried out at the EESC. The results showed that the theoretical model presented is applicable to different pile dimensions, number of helices, and sand relative density. The methods existing in the literature for estimating uplift capacity of helical screw piles were used to verify the results of uplift capacities measured in field and in centrifuge studies. The results of centrifuge modelling tests demonstrated that the fraction of uplift capacity corresponding to the bottom helix increases with helix diameter and sand density. The torsion tests showed that the failure of the pile shaft begins at the same torque magnitude in experiments on shafts with and without connections.

O monitoramento em campo de fundações em estacas metálicas helicoidais é baseado em correlações empíricas entre a capacidade de carga à tração e o torque medido durante a instalação. Nesta pesquisa é proposto um modelo teórico da relação entre o torque de instalação e a capacidade de carga à tração deste tipo de estaca em areias para ser utilizado como procedimento de controle durante a execução deste tipo de fundação. Para validar esta relação teórica e para avaliar o desempenho desta fundação em solos arenosos, foi realizado um programa experimental dividido em dois grupos: ensaios de campo e ensaios de laboratório. Em campo foram realizadas provas de carga à tração na Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) e em Contagem (Minas Gerais). Os ensaios de laboratório foram divididos em três grupos. O primeiro corresponde aos ensaios de modelagem física em centrífuga realizados no Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) em Nantes, França. O segundo engloba ensaios de cisalhamento direto de interface entre o aço da hélice da estaca e diferentes areias, parte executada no LCPC e parte na EESC. O terceiro grupo refere-se a ensaios de torção de tubos de estacas metálicas helicoidais efetuados na EESC. A partir dos resultados dos ensaios, o modelo teórico proposto nesta tese foi verificado e mostrou-se adequado para estacas metálicas helicoidais profundas com diferentes dimensões e número de hélices instaladas em solos arenosos. Os resultados das provas de carga realizadas em centrífuga e em campo foram examinados por meio dos métodos existentes na literatura para estimativa de capacidade de carga à tração desenvolvidos para este tipo de fundação. Por meio dos resultados obtidos nos ensaios em centrífuga, constatou-se que nas estacas multi-hélices a porcentagem de capacidade de carga relativa à hélice da ponta aumenta de acordo com o diâmetro da hélice e com a densidade da areia. Nos ensaios de torção de fustes de estacas helicoidais observou-se que, para tubos de mesmo diâmetro e espessura, a ruptura se inicia a partir do mesmo valor de momento torçor aplicado, independentemente de conter ou não emenda. / Empirical correlations between installation torque and uplift capacity of helical screw piles are routinely used as a procedure for quality control on site of this type of foundation. In this work, a theoretical model of the relationship between uplift capacity and installation torque of deep helical screw piles in sand was presented to be used as a quality control method for this type of foundation. An experimental program of laboratory and field investigations was carried out in order to validate this theoretical relationship. The field study included uplift tests of full-scale piles installed at the Escola de Engenharia de São Carlos (EESC) and in Contagem (Minas Gerais). The laboratory tests were performed in the Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC/ Nantes) and at the EESC. In the LCPC a program of centrifuge and direct shear interface tests was completed. A set of torsion tests on pile shafts and of direct shear interface tests were carried out at the EESC. The results showed that the theoretical model presented is applicable to different pile dimensions, number of helices, and sand relative density. The methods existing in the literature for estimating uplift capacity of helical screw piles were used to verify the results of uplift capacities measured in field and in centrifuge studies. The results of centrifuge modelling tests demonstrated that the fraction of uplift capacity corresponding to the bottom helix increases with helix diameter and sand density. The torsion tests showed that the failure of the pile shaft begins at the same torque magnitude in experiments on shafts with and without connections.