PIT – Teste de Integridade de Estacas – Parte 1 – informações fundamentais que Engenheiros Civis precisam ter sobre o ensaio.

O teste de integridade em Estacas, conhecido usualmente como PIT (Pile Integrity Test), tem sido empregado em vários países como principal método de avaliação de qualidade de execução de estacas de concreto. Neste artigo apresentamos os conhecimentos fundamentais que os engenheiros civis precisam ter sobre o assunto. As informações apresentadas referem-se especificamente aos equipamentos produzidos pela empresa americana PDI Pile Dynamics, Inc.

1) Para que serve o ensaio?

O ensaio PIT proporciona aos engenheiros (tanto aos responsáveis pelo projeto, quanto aos responsáveis pela execução da obra) a tranquilidade de saber que uma estaca não apresenta defeitos consideráveis, tais como trincas e vazios, antes da construção da superestrutura. O teste pode ser aplicado na maioria das fundações de concreto. O PIT também pode ser usado para testar estacas já interligadas à estrutura, tais como as que servem de suporte a pontes ou estruturas portuárias já construídas, e pode ser utilizado também para avaliar o comprimento de uma determinada estaca.

2) Como o ensaio é realizado?

O teste PIT consiste em fixar um ou dois acelerômetros à estaca e usar um martelo de mão para impactá-la. O equipamento PIT coleta os dados de aceleração e exibe curvas que revelam quaisquer alterações significativas nas seções transversais que possam existir ao longo do eixo da estaca. Utiliza-se o software PIT-W para  pós-processamento dos dados e geração de relatórios, e utiliza-se o software PIT-S para simular um teste PIT e executar a correspondência de sinal simplificada para avaliar a forma da fundação.

3) Qual a tecnologia empregada no ensaio?

O PIT realiza investigações  não destrutivas baseadas em equações da onda, considerando-se pequenos impactos. Estas investigações são conhecidas como Testes de Integridade de Impacto de Baixa Deformação ou Testes Dinâmicos de Baixa Deformação. Esses testes podem ser realizados pelos métodos de eco de pulso (ou sônico) ou resposta transitória.

É usual a aplicação de vários golpes sequenciais, para que o equipamento PIT obtenha a média dos sinais correspondentes. Isso permite a “filtragem” de interferências randômicas, sobressaindo no sinal apenas as variações causadas pelas reflexões da onda.

4) Quantos testes um operador do equipamento consegue realizar por dia?

Com o equipamento PIT, os testes são realizados rapidamente, tornando possível testar todas as estacas de uma determinada obra em pouco tempo. Geralmente, com um único equipamento, é  possível testar cerca de 50 a 100 estacas por dia, a depender das condições climáticas e de acesso aos locais dos testes.

5) Que normas estabelecem o procedimento do Ensaio?

Infelizmente, ainda não há norma da ABNT para o ensaio PIT. Entretanto, vários outros países já apresentam normalização do ensaio, tais como:

• Austrália – AS215901995
• China – JGJ 93095
• Estados Unidos – ASTM D-5882-2016 – Standard Test Method for Low Strain Impact Integrity Testing of Deep Foundations
• França – Norme Française NFP 94-160-2; NFP 94-160-4
• Inglaterra – (Specification for Piling – Institution of Civil Engineers – capítulo 11.2)

Enquanto não é desenvolvida uma norma da ABNT referente ao ensaio no Brasil, geralmente utiliza-se o documento da ABENDI  (Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos e Inspeções), PRe-001-2016, “Práticas Recomendadas, Execução e Diagnóstico de Ensaio de Integridade de Estaca com Baixa Deformação”.

6) Há quanto tempo este ensaio vem sendo realizado em estacas?

O método de pulso eco no qual o ensaio é baseado foi desenvolvido nos anos 70 paralelamente na Europa e nos Estados Unidos. Um dos primeiros trabalhos publicados sobre o método publicado nos Estados Unidos foi, por exemplo, Steinback (1975) (ver referências no final da página). No entanto, o método somente encontrou aceitação no meio técnico, após o processamento digital de sinais em tempo real ter se tornado prático no local da obra.

O ensaio PIT foi inicialmente utilizado e desenvolvido na Europa, onde havia uma maior demanda por ensaios em estacas escavadas. A empresa norte americana PDI desenvolveu o primeiro equipamento no final da décade de 80, e após isso, o ensaio começou a se popularizar nos Estados Unidos. O primeiro equipamento PIT foi trazido para o Brasil no início da década de 90.

7) O Ensaio pode ser realizado quanto tempo após a execução da estaca?

De acordo com o PRe-001-2016 da ABENDI, para estacas de concreto moldadas no local ou estacas tubulares preenchidas com concreto, deve-se realizar o teste de integridade não antes de 10 dias após a moldagem e após a resistência do concreto atingir pelo menos 75% de sua resistência de projeto.

8) Como a estaca deve ser preparada para a realização do ensaio?

O preparo da estaca, propriamente dito, inicia-se pelo arrasamento. O arrasamento visa eliminar todo o concreto de má qualidade existente no topo da estaca. É importante que esse procedimento siga os devidos cuidados para que não sejam geradas trincas durante o processo. A superfície do topo da estaca deverá estar nivelada, lisa, limpa e seca.

O preparo prévio deverá ser da seguinte forma, conforme recomendado pela ABENDI:

1. Após o arrasamento, o topo da estaca deverá estar nivelado e sua superfície razoavelmente lisa, o que deverá ser obtido com a utilização de lixadeira elétrica munida de disco de desbaste;
2. Nenhum tipo de material, tal como argamassa ou graute, poderá ser utilizado para obtenção desta superfície lisa, a qual deverá cobrir o máximo possível da superfície total do topo da estaca;
3. Também não deverá existir concreto magro lançado em contato com a estaca a ser ensaiada. caso já tenha sido lançado o concreto da base do bloco, a estaca deverá ser isolada desta base, mediante a quebra de uma estreita região em volta da estaca;
4. Como mínimo, poderá ser preparada uma superfície que permita a colocação do sensor e aplicação dos golpes, localizada próximo ao eixo da estaca. Para estacas com diâmetros maiores que 50 cm, o preparo deverá permitir a colocação do acelerômetro também em outras posições, além do eixo da estaca;
5. Qualquer objeto em contato direto com a estaca ou que interfira na realização do ensaio deverá ser removido. A armadura de espera da estaca não precisará ser removida, desde que não impeça o preparo e a realização do ensaio. os ferros deverão ser cortados até o menor comprimento possível;
6. Caso a área preparada esteja úmida, por capilaridade ou chuvas, dificultando o posicionamento do acelerômetro para o ensaio, é prudente que seja especificado um procedimento que garanta a secagem rápida do topo das estacas previamente à execução dos ensaios. Sugere-se o uso de um secador ou até mesmo um novo lixamento no topo apenas para secar a estaca por fricção.

9) Que literatura técnica pode ser consultada para um aprofundamento do entendimento do ensaio?

Vários artigos descrevendo esses desenvolvimentos estão disponíveis na literatura técnica. Para possibilitar a utilização dos equipamentos para a execução dos ensaios e a interpretação dos ensaios, a PDI recomenda inicialmente a leitura dos seguintes artigos: Raushe (1998) e Raushe (1991). Recomenda-se sobretudo a leitura da norma ASTM 5882-2016.

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Referências

• ABENDI (2016) Associação Brasileira de Ensaios Não Destrutivos e Inspeções. “APRe-001-2016, Práticas Recomendadas, Execução e Diagnóstico de Ensaio de Integridade de Estaca com Baixa Deformação”, Brasil.
• ASTM D 5882 (2016) American Society for Testing and Materials, Standard Test Method for Low Strain Impact Integrity Testing of Deep Foundations
• AFNOR (1993) Association Française de Normalisation. ‘‘NF P94-160-2 Sols: reconnaissance et essais – Auscultation d’un élément de fondation – Partie 2: méthode par réflexion’’, France.
• AFNOR (1994) Association Française de Normalisation. ‘‘NF-P94-160-4 Sols: reconnaissance et essais – Auscultation d’un élément de fondation – Partie 4:
  méthode par impédance’’, France.
• Steinbach, Vey, “Caisson Evaluation by Stress Wave Propagation Method”, Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE, 1975)
• F. Rausche, G.E. Likins, M.H. Hussein, “Pile Integrity by Low and High Strain Impacts,” Third International Conference on the Application of Stress-Wave Theory to Piles, Ottawa, Canada, pp.44-55, 1998.
• F. Rausche, R.K. Shen, G.E. Likins, “A Comparison of Pulse Echo and Transient Response Pile Integrity Test Methods,” Proc. of the Transportation Research Board Annual Meeting, Washington, D.C. 1991.
• G. Beim, G. Likins, “Worldwide dynamic foundation testing codes and standards.” Proc. of the 8th International Conference on the Application of Stress Wave Theory to Piles, pp.689-697, 2008.