A prova de carga estática (PCE) busca reproduzir a aplicação do carregamento real de uma construção antes da mesma ser finalizada, permitindo a avaliação da segurança que a fundação apresentará em relação ao seu carregamento proposto.
A prova de carga estática consiste na aplicação de cargas conhecidas sobre uma estaca teste, aguardando até estabilização dos recalques. São realizados acréscimos de carregamento (também conhecidos como estágios de carga) e, simultaneamente os respectivos registros dos recalques coletados na estaca, que podem ser de origem de encurtamento do fuste ou de recalque da ponta da estaca. Os carregamentos são até a carga máxima programada ou até a ruptura do sistema e, posteriormente é procedido o descarregamento planejado. Caso haja um recalque que qualifique uma ruptura aparente, o carregamento poderá ser interrompido e finalizado o ensaio.
“Nesse tipo de prova o elemento de fundação é solicitado com cargas em verdadeira grandeza, aplicadas geralmente por um cilindro hidráulico que reage contra um sistema constituído de vigas metálicas e estacas e/ou tirantes de reação.”
Informação e dados
A análise dos dados obtidos em campo traz informações importantes, tais como:
Curva carga x deslocamento;
- Capacidade de carga das estacas;
- Recalque associado à carga aplicada;
- Coeficiente de segurança das estacas de fundação.
É importante que a montagem desta estrutura assegure a aplicação da carga na direção e sentido desejados. O tempo de ensaio varia principalmente devido ao critério do projetista conforme a norma, podendo ser lento, misto ou rápido.
Bloco de coroamento
Antes do início do ensaio PCE (Prova de Carga Estática), é executado pelo cliente um bloco de coroamento, que é uma estrutura de concreto projetada para suportar e distribuir uniformemente as cargas durante o ensaio. Este bloco serve como uma base estável e sólida para garantir que as forças aplicadas não sejam alteradas ou desviadas, proporcionando resultados precisos e confiáveis no teste.
Além disso, o bloco de coroamento deve ser construído de acordo com especificações técnicas rigorosas, garantindo sua integridade estrutural e a capacidade de suportar as cargas projetadas.
Sensores de medição
Monitoram-se durante o ensaio de carregamento, a medição de deslocamento da estaca ao longo do tempo devido ao acréscimo de carga aplicada nos diferentes estágios.
Atualmente são utilizados dois tipos de sensores para o monitoramento:
Células de carga: mede a carga exercida pelo macaco hidráulico que é instalado entre o macaco hidráulico e à estaca. Pode ser usado uma ou mais células, dependendo do carregamento máximo desejado.
Relógios comparadores: mede o deslocamento durante a aplicação da carga. São simetricamente posicionados em quatro pontos no topo do bloco de coroamento.
Estes sensores têm substituído o manômetro devido à precisão dos equipamentos, bem como da possibilidade de visualização em tempo real e do armazenamento dos dados de medição, quando utilizados em conjunto com um sistema de medição.
Sistema de reação utilizando helicoides recuperáveis
O sistema de reação utilizado pela GEOTESTE para a execução do teste de carga estática emprega helicoides de aço, que atuam como elementos de resistência aos esforços de tração. Este sistema é composto por helicoides cravados no solo, que funcionam como ancoragens recuperáveis. Os helicoides são conectados a tirantes especialmente projetados para suportar as tensões geradas pela aplicação de carga, realizada através de um macaco hidráulico nos perfis metálicos, conforme mostrado nas fotos anteriormente.
Os helicoides de aço são instalados no solo em uma configuração que garante estabilidade e capacidade de suportar as cargas impostas durante o ensaio. Sua função principal é fornecer uma reação eficaz contra as forças de tração geradas, mantendo o sistema equilibrado e garantindo a precisão dos resultados do teste. Por serem recuperáveis, os helicoides podem ser removidos e reutilizados em outros ensaios ou projetos, proporcionando eficiência e economia no processo de teste.
Este sistema de reação é projetado para assegurar que as forças aplicadas durante o teste sejam adequadamente distribuídas e que a estrutura de teste permaneça estável, permitindo uma avaliação precisa das propriedades de carga e resistência.
A utilização de helicoides recuperáveis no sistema de reação para a Prova de Carga Estática (PCE) gera significativa economia em comparação com o método tradicional, que exigem estacas de fundação permanentes. Este sistema oferece vantagens econômicas substanciais de várias maneiras:
- Redução de Custo com Materiais: Os helicoides recuperáveis são mais econômicos em termos de materiais quando comparados às estacas de fundação tradicionais. Em vez de utilizar grandes volumes de concreto e aço para estacas permanentes, e muita das vezes perdidas, os helicoides são fabricados com menos material e podem ser reutilizados em diferentes projetos, promovendo ao cliente uma economia e ganho de tempo na execução das reações.
- Economia em Mão de Obra: A instalação de helicoides é geralmente mais rápida e menos complexa do que a execução de estacas de fundação. Isso reduz o tempo necessário para completar a instalação, diminuindo os custos associados à mão de obra e ao tempo de trabalho.
- Eliminação de Resíduos: Como os helicoides são recuperáveis, não há necessidade de arrasar o concreto ou cortar barras de aço das estacas permanentes após o teste. Isso evita os custos e o impacto ambiental associados à remoção e ao descarte de materiais, contribuindo para um processo mais sustentável e econômico.
Conclusão sobre a prova de carga estática com helicoides
A Prova de Carga Estática (PCE) é o método mais tradicional para a avaliação da segurança e capacidade de carga das fundações antes da finalização da construção. Através da aplicação de cargas conhecidas e da medição dos recalques na estaca teste, é possível garantir que a fundação responderá adequadamente às cargas projetadas. A execução precisa e conforme as normas, como a NBR 16.903/2020, asseguram a integridade e a confiabilidade dos resultados obtidos.
Portanto, o sistema de reação baseado em helicoides de aço representa uma inovação significativa na metodologia de testes de carga estática. Proporcionando vantagens econômicas consideráveis em comparação com métodos tradicionais, além de oferecer uma solução sustentável e reutilizável, ou seja, esse método alinha eficiência econômica e preocupação ambiental.