Como Determinar a Capacidade de carga dos Solos a partir da Placa de Teste de Carga
A placa de teste de carga ou ‘chapa de teste’ é uma das formas mais simples de determinar a capacidade de carga e de liquidação características dos solos no local. Este teste é essencialmente útil especialmente para o projeto de fundações rasas tais como footings da almofada.
consiste basicamente em Carregar uma placa rígida no nível da fundação e aumentar a carga em incrementos arbitrários. O assentamento correspondente a cada incremento de carga é registrado usando pelo menos dois ou três medidores de discagem com uma contagem mínima de 0,02 mm. Os medidores devem ser colocados separadamente a 120° ou 90°, respectivamente. A carga do teste é aumentada gradualmente até que a placa comece a estabelecer-se em uma taxa rápida. A curva de assentamento de carga é traçada a partir da qual a capacidade de assentamento e suporte do solo pode ser determinada.
o valor total da carga na placa dividida pela área da placa de aço dá o valor da capacidade de carga final do solo. Um fator de segurança é aplicado para dar a capacidade de suporte segura do solo.
o aparelho necessário para a realização de um teste de carga da placa são;
- contrapeso tal como a caixa ou a plataforma com material pesado tal como o concreto, o aço, etc. O contrapeso total deve ser pelo menos 10% maior do que a carga máxima de ensaio prevista.
- macaco Hidráulico para aplicar a carga
- Provando anel, 1 kg de precisão para medir a carga
- Placa de Rolamento, 350, 450 e 600 mm de diâmetro
- Quatro medidores
- Referência vigas.
O procedimento para a realização de placa de teste de carga de acordo com a norma BS 1377 parte 9 são como segue;
- Uma placa circular com um diâmetro máximo de 300 – 600mm devem ser utilizados.
- escavar no nível de teste o mais rápido possível para minimizar os efeitos do alívio do estresse, particularmente em preenchimentos coesivos. Uma escavadeira mecânica pode ser usada desde que a caçamba da escavadeira não tenha dentes e a última profundidade de escavação de 100 mm seja realizada com cuidado à mão. Se o teste for realizado em um poço de teste, a largura do poço deve ser de pelo menos 4 a 5 vezes de diâmetro da placa.
- corte cuidadosamente e remova todo o material solto e quaisquer fragmentos embutidos para que a área da placa seja geralmente nivelada e o mais imperturbável possível.
- Proteja a área de teste e o aparelho das mudanças de umidade, da luz solar e dos efeitos do clima adverso assim que o nível de teste for exposto e durante todo o teste.
- a placa deve ser colocada sobre uma camada fina (10 a 15 mm de espessura) de areia limpa e seca para produzir uma superfície nivelada sobre a qual a placa deve ser colocada.
- configurar o carregamento e deflexão, sistemas de medição para que a carga seja aplicada à placa sem excentricidade e o sistema de deflexão esteja fora da zona de influência dos acessórios. Durante estas operações, uma pequena carga de assento pode ser aplicada à placa para permitir ajustes a serem feitos: esta carga de assento deve ser inferior a 5 kN/m2.
- a carga deve ser aplicada em cinco incrementos. A leitura do Acordo será feita em 0.Intervalos de 50 minutos nos primeiros 2 minutos e intervalos de 1 minuto depois, até que o movimento detectável da placa pare, ou seja, até que a taxa média de liquidação seja inferior a 0,02 mm por intervalo de 5 minutos.
- em cada incremento, a pressão deve ser mantida o mais próximo possível constante.
- após a conclusão do incremento final do teste, a pressão na bomba hidráulica deve então ser liberada e o assentamento da placa deve ser recuperado. Quando a recuperação estiver essencialmente concluída, o valor de liquidação residual deve ser registado.
de acordo com Venkatramiah (2006), deve-se ter muito cuidado ao interpretar os resultados das curvas de assentamento de carga do teste de carga da placa. Curvas típicas obtidas a partir carga-assentamento curvas de placa de testes de carga são mostrados na figura abaixo;
Curva I é típico de densa areia ou cascalho ou barro duro, em geral de cisalhamento falha ocorre. O ponto correspondente à falha é obtido extrapolando para trás (como mostrado na figura), como uma partida pronunciada da relação de linha reta que se aplica aos estágios iniciais de carregamento é observada. (Isso coincide aproximadamente com o ponto até o qual a faixa de proporcionalidade se estende).
a curva II é típica de areia solta ou argila macia, em que ocorre falha de cisalhamento local. A inclinação contínua da curva é observada e é bastante difícil identificar a falha; no entanto, o ponto em que a curva se torna subitamente íngreme está localizado e tratado como o correspondente à falha.
a curva III é típica de muitos solos c-φ que exibem características intermediárias entre os dois acima. Aqui também o ponto de falha não é fácil de localizar e o mesmo critério que no caso da curva II é aplicado.
assim, vê-se que, exceto em alguns casos, a localização arbitrária do ponto de falha torna-se inevitável na interpretação dos resultados do teste de carga.
no entanto, é importante saber que o teste de carga da placa apresenta algumas desvantagens, como efeitos de tamanho, e não leva em consideração a possibilidade de assentamento de consolidação, especialmente em solos coesivos. Além disso, é relatado que os resultados do teste de carga refletem as características do solo localizado apenas dentro de uma profundidade de cerca de duas vezes a largura da placa.
neste artigo, mostraremos como fazer cálculos a partir do teste de carga da placa.
exemplo
um teste de carga da placa foi realizado em um depósito uniforme de areia a uma profundidade de 1.5m abaixo do natural, do nível do solo e os seguintes dados foram obtidos;
| Pressão (kPa) | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| de Liquidação (mm) | 0 | 2 | 4.5 | 10 | 17 | 30 | 50 |
O tamanho da placa foi de 600 mm x 600 mm e que o poço de 3,0 m x 3,0 m x 1,5 m.
(i) Parcela a pressão de liquidação curva e determinar o fracasso de estresse.
(ii) uma base quadrada, 1,5 m × 1.5 m, deve ser fundada a 1,5 m de profundidade neste Solo.
assumindo o Fator de segurança contra falha de cisalhamento como 3.0 e o assentamento máximo permitido como 25 mm, determine a pressão de rolamento permitida.
(iii) projeto de pé para uma carga de 600 kN, se o lençol freático estiver a uma grande profundidade.
solução
(1) a curva de assentamento de pressão é mostrada na figura abaixo. O ponto de falha é obtido como o ponto correspondente à interseção das tangentes inicial e final. Nesse caso, a pressão de falha é de 335 kN/m2.
O ultimate capacidade de suporte da placa de teste de carga qult,bp = 335 kN/m2
a Aplicação de correção para o solo arenoso de depósito e de um pé de largura e 1,5 m;
qult,f = qult,bp x (Largura de fundação)/(Tamanho da placa de base) = 335 x (1.5/0.6) = 837.5 kN/m2
Aplicação de um fator de segurança de 3.0 contra cisalhamento falha;
qa = qult,f/FOS = 837.5/3 = 279.16 kN/m2
Alternativamente;
Equiparar o valor de qult,bp para 0,5 ybpNy
Onde:
bp = tamanho da placa de base = 600 mm
γ = densidade do solo (digamos 18.5 kN/m3)
Ny = capacidade de carga fator de (a ser determinado)
335 = 0.5 x 18,5 x 0,6 x Ny
Em resolver, Ny = 60.36
Isso reflete um ângulo de atrito interno (Φ) de cerca de 36,5° usando a teoria de Terzaghi. O valor correspondente do Nq é 50,48.
Para um quadrado de pé de largura (B) e a profundidade (Df) 1,5 m fundada sobre a areia;
qult = qNq + 0.4 yBNy = (18,5 x 50.48) + (0,4 x 18 x 1,5 x 60.36) = 1585.768 kN/m2
qa = qult/FOS = 1585.768/3 = 528.589 kN/m2
a Partir de liquidação consideração;
Sp = S2
Sp = 252 = 16 mm
a partir da curva de assentamento de carga, este assentamento corresponde a uma pressão de 290 kN/m2
para este estudo de caso específico, o assentamento governará o projeto.
a carga máxima permitida da coluna de serviço em uma base de almofada quadrada de 1,5 m x 1,5 m será, portanto (1,5 x 1,5 x 290) = 652,5 kN. Isso mostra que uma carga de coluna de 600 kN pode ser suportada com segurança em uma base de 1,5 m x 1,5 m no solo.