UNID2 AULA 2 CAPACIDADE DE CARGA ESTACAS

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AAM 0724 FUNDAÇÕES E ESTRUTURA DE CONTENÇÃO
CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS
Prof°: Arthur Araújo
CONCEITO
CAPACIDADE DE CARGA: Trata-se da força correspondente à máxima resistência que o
sistema estaca-solo pode oferecer ou o valor representativo da condição de ruptura do sistema,
em termos geotécnicos.
CONCEITO
Obs.: caso a capacidade de carga seja superior à resistência à compressão da estaca,
deve-se prevalecer como valor limite a resistência da própria estaca. Devemos conside-
rar sempre o menor do dois valores.
CONCEITO
CONCEITO
a=100%: condição máxima do atrito é atingida para baixos valores de recalque,
Geralmente entre 5 a 10 mm, independente do tipo e diâmetro do fuste.
Ao contrário, b=100% (máxima mobilização de resistência de ponta) exige recalques
bem mais elevados, com valores de cerca de 10% D (estacas cravadas) e de até 30% D
(estacas escavadas).
CONCEITO
Estacas de atrito (flutuantes): predominância de parcela de atrito lateral, como as
estacas escavadas e perfis metálicos cravados. 
Estacas de ponta: predominância de parcela de ponta, como em estacas cravadas
mais robustas, estacas Franki e estacas apoiadas em rocha sã.
Obs.: Capacidade de carga pode variar em função do tempo: (a) set-up em estacas cra-
vadas em argila; (b) solos colapsíveis decorrente as variações de umidade do solo com
as variações sazonais; (c) solo saturado: comportamento inicial não drenado do solo ao
redor e ponta da estaca pode se tornar drenado com o tempo, ganhando resistência.
FÓRMULAS TEÓRICAS
• Diversos autores pesquisaram o problema. Essa diversidade de proposições
decorre da dificuldade de ajustar um bom modelo físico e
matemático quanto a ruptura de fundações profundas.
• Existem diversas tentativas de equacionar o problema, mas são ainda
ineficazes, principalmente para estacas em areia.
• Uso deve ser restrito e com cautela de fórmulas teóricas para previsão de
capacidade de carga.
FÓRMULAS TEÓRICAS – ESTACAS EM 
ARGILA
Variáveis geotécnicas: rL e rP.
* Resistência lateral:
rl: tensão de adesão do solo ao fuste da estaca;
α: fator de adesão entre o solo e a estaca.
FÓRMULAS TEÓRICAS – ESTACAS EM 
ARGILA
* Resistência de ponta:
Skempton (1951): 
FÓRMULAS TEÓRICAS – ESTACAS EM 
AREIA
Variáveis geotécnicas: rL e rP.
* Resistência lateral:
FÓRMULAS TEÓRICAS – ESTACAS EM 
AREIA
• Resistência lateral:
Obs.: Efeito do arqueamento nas areias. O atrito lateral não cresce
indefinidamente com a profundidade.
Moretto (1972): 
FÓRMULAS TEÓRICAS – ESTACAS EM 
AREIA
• Resistência lateral:
FÓRMULAS TEÓRICAS – ESTACAS EM 
AREIA
• Resistência de ponta:
FÓRMULAS TEÓRICAS – ESTACAS EM 
AREIA
• Resistência de ponta:
Discrepância entre os modelos, causa
descrédito ao uso das fórmulas teóricas.
Outra limitação é ter que considerar o uso
exclusivo de solo granular ou coesivo.
MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS
• Método Aoki-Velloso (1975):
Variáveis geotécnicas: rL e rP.
MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS
• Método Aoki-Velloso (1975):
Variáveis geotécnicas: rL e rP.
MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS
• Método Aoki-Velloso (1975):
MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS
• Método Décourt-Quaresma (1978):
Variáveis geotécnicas: rL e rP.
A tensão de adesão ou de atrito lateral é feita com o valor médio do Nspt ao longo do
fuste da estaca (NL), em que 3≤NL≤50 (estacas de deslocamento e escavadas) e 
3≤NL≤15 (estacas Strauss e Tubulões a céu aberto).
MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS
• Método Décourt-Quaresma (1978):
Variáveis geotécnicas: rL e rP.
MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS
• Método Décourt-Quaresma (1978):
Para estacas pré-moldadas, metálicas e Franki tem-se α = β = 1
MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS
• Método Décourt-Quaresma (1978):
Para estacas pré-moldadas, metálicas e Franki tem-se α = β = 1
EXERCÍCIOS
Exercício 1: Para o perfil de sondagem apresentado, calcular a carga
admissível de uma estaca Strauss, de 0,42 m de diâmetro e 9 metros de
comprimento, arrasada na cota 0 m. Calcular pelos métodos Aoki-Velloso e
Décourt-Quaresma.
CAPACIDADE DE CARGA - GRUPO DE 
ESTACAS
CAPACIDADE DE CARGA - GRUPO DE 
ESTACAS
RGRUPO DE ESTACAS ≤ n. RESTACA ISOLADA
em que n é o número de estacas no grupo.
RGRUPO DE ESTACAS = ε.n. RESTACA ISOLADA
em que ε é a eficiência do grupo.
CAPACIDADE DE CARGA - GRUPO DE 
ESTACAS
MÉTODO DAS FILAS E COLUNAS 
Espaçamento “s”
Estacas cravadas:
Smin = 2,5.φ
Estacas moldadas
in loco: Smin = 3,0.φ
Cobrimento:
C = 15 + (φ/2)
CAPACIDADE DE CARGA - GRUPO DE 
ESTACAS
FÓRMULA DE CONVERSE-LABARRE
CAPACIDADE DE CARGA - GRUPO DE 
ESTACAS
MÉTODO DE FELD
Consiste em descontar 1/16 de cada estaca do grupo, para cada estaca vizinha
a ela. Trata-se de uma média ponderada entre a interação das estacas.
Considera-se que um bloco com uma única estaca tem eficiência igual a 100%.
CAPACIDADE DE CARGA - GRUPO DE 
ESTACAS
MÉTODO DE FELD
Consiste em descontar 1/16 de cada estaca do grupo, para cada estaca vizinha
a ela. Trata-se de uma média ponderada entre a interação das estacas.
Considera-se que um bloco com uma única estaca tem eficiência igual a 100%.
ATRITO NEGATIVO
Ocorre em estacas assentadas em solos adensáveis no qual o recalque por
adensamento supera o recalque da estaca. A camada adensável ao invés de
contribuir com o atrito lateral resistente, passar a gerar acréscimo de
solicitação vertical na estaca, de cima para baixo.
Exemplo: recalque de camadas compressível devido a atuação de
sobrecargas (aterros, estoque de material, etc.). Não é previsto no projeto
estrutural, nem é detectado em provas de carga, pois o processo de
adensamento ainda não iniciou; Rebaixamento do lençol freático.
EFEITO TSCHEBOTARIOFF
Ainda em solos adensáveis, este efeito é provocado por sobrecargas
unilaterais na superfície. Exemplos: caso típico dos aterros de acessos de
pontes e galpões industriais.
Com o processo de adensamento da camada de argila mole, sujeita a uma
sobrecarga assimétrica, surgem esforços horizontais nas estacas, em
profundidade, capazes de produzir grandes deslocamentos e até levá-las à
ruptura.
EXERCÍCIOS
Exercício 2: Para um grupo de estacas (obedecendo as especificações de
espaçamento mínimo), dispostas em um bloco de 4 x 5 estacas apresentado a
seguir, determinar a eficiência pelas fórmulas das filas e colunas; Converse-
Labarre e Feld. Fazer o cálculo para estacas pré-moldadas e moldadas in loco,
com diâmetro de 0,40 m.