GOST 5686-2012 Solos. Métodos de ensaio de campo com estacas

O conhecimento do solo subjacente é essencial para a construção de estruturas robustas e fiáveis. É aqui que a norma GOST 5686-2012 é útil. Esta norma oferece instruções sobre como utilizar estacas para testar o solo no terreno, uma técnica crucial para determinar as propriedades do solo antes do início da construção.

Um componente integral das investigações geotécnicas é o ensaio de campo envolvendo estacas. Ajudam os engenheiros a descobrir o comportamento do solo sob carga, o que é essencial para garantir a estabilidade das fundações. Os procedimentos para a realização destes testes, que garantem resultados exactos e fiáveis, estão descritos na norma GOST 5686-2012.

Para além de detalhar os procedimentos, esta norma garante a uniformidade entre os vários cenários de ensaio. Os engenheiros podem avaliar com confiança as condições do solo e tomar decisões bem informadas sobre o projeto e a construção de fundações, aderindo ao GOST 5686-2012. O conhecimento desta norma pode ajudá-lo em todos os aspectos, quer esteja a trabalhar num grande empreendimento comercial ou num pequeno projeto residencial.

Secção	Descrição
Introdução	Visão geral dos métodos de ensaio de campo para o solo utilizando estacas de acordo com GOST 5686-2012.
Âmbito de aplicação	Detalha as normas e condições em que devem ser efectuados os ensaios de solos com estacas.
Equipamento	Lista das ferramentas e dispositivos necessários para a realização de ensaios de estacas.
Procedimento	Guia passo-a-passo sobre como efetuar os ensaios de solo com estacas.
Registo de dados	Instruções sobre como documentar com exatidão os resultados dos ensaios.
Medidas de segurança	Precauções e protocolos de segurança a seguir durante os ensaios.

Terminologia

De acordo com a norma, podem ser utilizadas três categorias de elementos de suporte para os ensaios:

• Uma amostra à escala real, que é um produto real utilizado na construção convencional. As dimensões geométricas, o material de que é feito, bem como o método de instalação correspondem totalmente às condições reais do estaleiro de construção. Em particular, se for planeada uma amostra à escala real para testar uma fundação por estacas escavadas, então a sua instalação deve ser realizada tendo em conta as regras e a tecnologia para a instalação de elementos semelhantes. Neste caso, deve ser efectuada a perfuração do poço, a instalação da cofragem, o reforço, a colocação do betão.
• Uma estaca de referência feita de uma haste metálica composta que imita um produto padrão do tipo cravado e tem um diâmetro de 114 mm. Um padrão montado a partir de segmentos individuais tem um comprimento de 12 metros.
• Estaca-sonda feita de elementos metálicos compósitos com um diâmetro de 127 milímetros. Tem uma ponta de pólo e está equipada com uma embraiagem de fricção. A sonda montada tem 16 metros de comprimento.

Figuras A.1 e A.2 visualização dos diagramas de projeto da estaca de referência e da estaca sonda.

Figura A.1: Esquema de conceção da estaca-sonda

Os diagramas de projeto da estaca de referência são apresentados na Figura A.2.

Fases de trabalho

Nas fases seguintes, o GOST controla tanto os ensaios estáticos como os ensaios dinâmicos das estacas:

• na fase de levantamento e de execução das actividades de conceção, para determinar a secção transversal, as dimensões e também para avaliar a capacidade de carga prevista pelo projeto. Com base nos resultados das medições efectuadas, os especialistas concluem sobre o cálculo correto dos parâmetros e, em caso de discrepância, efectuam um novo cálculo;
• durante a imersão e a extração das estacas, o que permite comparar a capacidade real de absorção de forças com os dados de projeto.

Tipos de estruturas de estacas listadas numa tabela

A precisão das medições obtidas como resultado do controlo estático é maior. Em comparação com os dados adquiridos pelo método dinâmico, são mais fiáveis.

Problemas resolvidos pelo controlo estático

As operações de ensaio são efectuadas no terreno pelas seguintes razões:

• Seleção da conceção dos produtos previstos para utilização nas instalações em construção, determinação dos seus parâmetros geométricos e capacidade de suportar forças.
• Determinar na prática a possibilidade de cravar estacas até à profundidade prevista no projeto para um determinado tipo de solo, avaliando a sua homogeneidade.
• Determinação da quantidade de movimento das estacas em proporção às influências aplicadas durante um período de tempo especificado pela norma.

O ensaio de carga estática é efectuado em estacas para verificar se os produtos podem efetivamente suportar as forças totais especificadas no projeto de construção.

A norma GOST 5686-2012 fornece diretrizes importantes para a avaliação da estabilidade do solo e da capacidade de suporte de carga e descreve como testar o solo no terreno utilizando estacas. Como oferece um método organizado para avaliar as condições do solo no local de construção, esta norma é crucial para engenheiros e outros profissionais do sector da construção. O cumprimento destes procedimentos permite garantir a fiabilidade dos projectos de fundações, bem como a durabilidade geral e a segurança das estruturas.

Métodos de ensaio estático

Os ensaios estáticos são efectuados através da aplicação de cargas alternadas ao produto ensaiado, em função do método de aplicação de força escolhido. Dependendo da técnica de carga, é escolhido o aparelho necessário:

• um dispositivo de carga especial, que é um macaco hidráulico ou uma plataforma com uma carga, cujo peso pode ser ajustado. É permitida a utilização de acoplamentos de tensão especiais, guinchos;
• uma estrutura pré-fabricada constituída por vigas metálicas e lajes de betão armado com ancoragens, que transmite forças à estrutura ensaiada
• um dispositivo de medição para monitorizar a quantidade de imersão sob a influência da força. O dispositivo é constituído por um grupo de dispositivos de medição combinados num único complexo. A exatidão das medições deve ser garantida até 0.01 mm.

Figuras B.1 e B.2 esquema de instalação para o ensaio de solos sob cargas de indentação estática.

Esquemas de instalações para utilização de estacas para ensaio de solos, ficha 1 (Figura B.1)

Folha 2, Figura B.2

Tecnologia de ensaios estáticos

De acordo com os requisitos da norma, o ensaio das estacas é efectuado utilizando o algoritmo seguinte:

• São desenvolvidos um programa e uma metodologia para a realização do ensaio, contendo informações sobre a força máxima transmitida à estrutura, o escalão de distribuição da carga, que deve ser 10% da massa da carga calibrada.
• A organização do projeto determina o número de produtos para o ensaio de solos com estacas, os locais da sua cravação.
• No futuro campo de estacas, um grupo de estacas é cravado nas zonas correspondentes às piores e mais desfavoráveis condições ou locais onde ocorreram falhas durante a cravação.
• Instalação da estrutura de carga, um conjunto de equipamentos que assegura a transferência de forças.

Ensaio estático de estacas

O controlo das estacas com uma carga estática é feito em três etapas:

• preparação do suporte a ensaiar;
• ensaio;
• tratamento da informação obtida.

De acordo com o GOST, o processo de preparação permite um “descanso” período de ensaio, que tem a duração seguinte:

• 1 dia, se a imersão for efectuada em camadas densas de areia ou em maciços de grandes fragmentos.
• 3 dias para fundações arenosas.
• 6 dias para superfícies argilosas e massas heterogéneas.
• 10 dias para areias finas e saturadas de água.
• 20 dias para as fracções de argila fluida, plástica e mole.

O ensaio de estacas, de acordo com as disposições do documento, é um aumento sequencial da carga. A quantidade de imersão numa massa de solo densa durante o primeiro ciclo de carga pode ser um quinto da massa total da carga calibrada. A força é aplicada ao estabilizar a posição após o ciclo anterior de aplicação de carga. O controlo do valor do assentamento é verificado com medidores de deformação do tipo relógio e dispositivos electrónicos, cujo valor de divisão é 0.1 milímetro. Antes de aplicar a força, os dados de todos os dispositivos são repostos a zero e, após cada ciclo de exposição à carga, as leituras de todos os dispositivos são monitorizadas. O critério para estabilizar a posição é um movimento não superior a 0.1 milímetro durante os últimos 60-120 minutos de observação.

A amostra à escala real desce mais de 40 milímetros durante o ensaio, quando são aplicados valores de força máximos, e os produtos de referência são empurrados pelo menos 20 milímetros para dentro do solo. A resistência final específica é igual à força com que a carga é interrompida.

Os resultados das medições são anotados no registo de observação. Os gráficos que permitem inferir sobre o número necessário de apoios, a sua geometria e a profundidade de cravação são criados após a conclusão dos ensaios. A fundação do futuro edifício é projectada utilizando os dados de medição como base.

Ensaio dinâmico

É efectuado com equipamento de imersão especializado. O nível de imersão do solo é monitorizado durante o ensaio para cada ciclo de impacto do martelo. À medida que se afunda lentamente no solo, o suporte começa a sentir a resistência. É demonstrado pela ideia de que o fracasso ganha menos significado à medida que se aprofunda. A base deste ensaio é a relação entre a capacidade de suporte da estrutura e o impulso do componente de funcionamento do equipamento.

No decurso do ensaio, é efectuada uma condução experimental. Com base nos resultados, é estabelecido o comprimento ideal para os apoios e é avaliada a conformidade dos valores teóricos e reais de rotura. Com estas medições, é possível identificar as camadas de suporte do solo, identificar as zonas fracas no campo das estacas e calcular as forças que os apoios cravados são susceptíveis de sofrer. Quando o controlo dinâmico está concluído, os resultados são apresentados graficamente e descrevem as coordenadas da posição em relação às forças aplicadas.

Ensaio dinâmico de estacas com peso adicional instalado sobre elas

Esta abordagem tem várias vantagens em relação ao método de ensaio estático, incluindo

• custos menores associados à utilização de equipamento disponível no local de construção;
• rapidez dos trabalhos, que podem ser concluídos num dia útil;
• a possibilidade de utilizar qualquer tipo de produto para os ensaios, independentemente da sua capacidade de resistir às forças aplicadas.

A possibilidade de sobrestimar a resistência às cargas quando a ponta, que penetra em solos pesados, entra numa camada de solo facilmente comprimida e deformável é o inconveniente do método de ensaio dinâmico.

A norma recomenda a comparação dos indicadores dos ensaios estáticos com os dados das medições dinâmicas. Em solos de areia ligeira, a construção de fundações por estacas não utiliza esta técnica de ensaio.

É essencial que qualquer pessoa que trabalhe no sector da construção ou dos ensaios de solos compreenda a norma GOST 5686-2012. Os métodos para a realização de ensaios de campo de estacas, que são cruciais para determinar o funcionamento de uma estaca em diferentes condições de solo, são descritos nesta norma. É importante certificar-se de que os pilares sobre os quais as nossas estruturas são construídas são robustos e fiáveis, e não apenas aderir a um conjunto de regulamentos.

Os engenheiros e especialistas em construção podem avaliar com precisão o comportamento das estacas e as propriedades do solo aderindo ao GOST 5686-2012. Desta forma, garante-se que as estacas utilizadas na construção serão capazes de suportar as cargas e condições climatéricas previstas. A norma fornece uma abordagem metódica aos ensaios, o que ajuda a evitar problemas futuros.

No final, o cumprimento destas regras contribui para preservar a durabilidade e a estabilidade das infra-estruturas e dos edifícios. É um passo na direção de projectos de construção com maior qualidade e segurança. Os profissionais que aderem às diretrizes fornecidas no GOST 5686-2012 aumentam a fiabilidade geral e o sucesso dos seus projectos.

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