Slide 03 - Estaca broca e hélice contínua

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PÓS-GRADUAÇÃO
Análises de 
fundações profundas
PÓS-GRADUAÇÃO
Estaca broca e 
hélice contínua
Bloco 1
Bianca Lopes de Oliveira
Objetivos
• Apresentar as características construtivas de uma 
estaca broca e hélice contínua.
• Demonstrar o cálculo de capacidade de carga de 
estacas.
• Exemplificar o dimensionamento de estacas e o 
posicionamento correto.
Estacas
• São elementos de fundação profunda que, com o 
auxílio de equipamentos e ferramentas, são 
cravados ou perfurados no solo.
• Podem ser de madeira, aço, concreto, entre 
outros. 
Escolha do tipo de estaca
• Níveis de cargas dos pilares e demais esforços. 
• Características do subsolo.
• Existência de água. 
• Características do local da obra.
• Características das construções vizinhas.
Estacas moldadas in loco
• Estacas tipo Franki.
• Estacas escavadas sem lama bentonítica
(estaca tipo Strauss, estacas de trado helicoidal 
e estaca broca).
• Estaca tipo hélice contínua. 
• Estacas escavadas com lama bentonítica.
• Estacas injetadas.
Estaca broca
Fonte: GrashAlex/iStock.com.
• Estaca moldada no local após 
escavação do solo, utilizando, 
usualmente, trados manuais, 
como trado concha e trado 
helicoidal. 
• Pouca profundidade. 
• Acima do nível de água.
Figura 1 – Escavação manual
Processo executivo – Estaca broca
• Escavação com o trado até a 
profundidade desejada.
• Apiloamento do fundo.
• Concretagem.
• Colocação da armadura de espera.
Vantagens e desvantagens – Estaca broca
Vantagens: simplicidade de seu processo construtivo, 
rapidez, ausência de vibração e baixo custo.
Desvantagens: 
• Não podem ser executadas abaixo do nível da água. 
• O concreto não pode ser inspecionado após a 
concretagem.
• Desconfinamento do solo.
Estaca hélice contínua
Fonte: GrashAlex/iStock.com.
• Estaca de concreto moldada 
in loco, executada pelo uso de 
um trado helicoidal, que é 
introduzido no terreno e, 
simultaneamente, é feita a 
injeção de concreto pela 
própria haste central do 
trado, sob pressão 
controlada.
Figura 2 – Execução de estaca 
hélice contínua
Processo Executivo – Estaca hélice contínua
• Perfuração: cravação da hélice no terreno por rotação, 
continuamente, com torque adequado, até a 
profundidade estabelecida por projeto. 
• Concretagem: pelo interior da haste tubular, após a 
hélice atingir a profundidade desejada. 
• Colocação da armadura: é colocada na estaca logo 
após a concretagem. 
Vantagens – Estaca hélice contínua
• Alta produtividade de execução, reduzindo o 
cronograma da obra.
• Ausência de distúrbios e vibrações típicas de 
equipamentos a percussão.
• Possibilidade de seu uso na maioria dos tipos de 
terrenos, exceto na presença de matacões e rochas, 
podendo ser executadas acima ou abaixo do lençol 
freático.
• Ausência de detritos poluídos por lama bentonítica.
Desvantagens – Estaca hélice contínua
• Porte e movimentação do equipamento para a 
escavação da estaca.
• Necessidade de uma central de concreto próxima 
ao local da obra.
• Limitação do comprimento da estaca e armação.
Capacidade de carga de uma estaca
Fonte: elaborada pela autora.
• Métodos empíricos:
• Aoki-Velloso (1975). 
• Décourt-Quaresma (1978). 
• Método de Antunes & 
Cabral (1996).
Figura 3 – Capacidade de carga de 
ruptura de uma estaca
Método Aoki-Velloso (1975)
A capacidade de carga de ruptura da 
estaca pelo método de Aoki-Velloso é:
𝑃𝑅 =
𝑈
𝐹2
.෍(∆𝐿 . 𝑁𝐿. 𝐾. 𝛼) +
𝑁𝑃. 𝐴. 𝐾
𝐹1
A carga admissível é calculada com 
um fator de segurança global igual 
a 2:
𝑃𝑎𝑑𝑚 =
𝑃𝑅
2
Método Decourt-Quaresma (1978)
A capacidade de carga de ruptura da estaca 
pelo método de Decourt-Quaresma é:
𝑃𝑅 = 𝛼. 𝐶. 𝑁′𝑃. 𝐴 + 𝛽. 10.
𝑁𝐿
3
+ 1 .𝑈. 𝐿
A carga admissível é calculada com 
um fator de segurança global igual 
a 2:
𝑃𝑎𝑑𝑚 =
𝑃𝑅
2
Método Antunes & Cabral
𝑃𝑅 = 𝑈.෍𝛽1. 𝑁. ∆𝐿 + 𝛽2. 𝑁𝑃. 𝐴
Onde:
U é o perímetro da seção transversal 
do fuste. 
A é a área da projeção da ponta da 
estaca.
β1 e β2 são obtidos na tabela 6; N é o 
número SPT. 
ΔL é o comprimento da estaca na 
camada. 
Com β1.N e β2.N em kg/cm² e β2.N ≤ 40 
kg/cm².
PÓS-GRADUAÇÃO
Estaca broca e hélice 
contínua
Bloco 2
Bianca Lopes de Oliveira
Exemplo de cálculo
Fonte: elaborada pela autora.
• Calcular a carga admissível de 
uma estaca broca de 6 m, com 
20 cm de diâmetro, com um 
ensaio de sondagem SPT 
conforme a figura ao lado.
Figura 4 - Exemplo de cálculo
Método Aoki-Velloso (1975)
Fonte: elaborado pela autora.
Quadro 1 – Cálculo de Aoki e Velloso
ΔL (m) N (médio) K (kPa) α (%) ΔL.N. K.α
1,20 6 330 3,0 71,28
1,30 3 330 3,0 38,58
3,5 20 250 3,0 525
634,86
U = π.D = 0,628 m e A = 0,0314 m²
Método Aoki-Velloso (1975)
𝑃𝑅 =
𝑈
𝐹2
.෍(∆𝐿 . 𝑁𝐿. 𝐾. 𝛼) +
𝑁𝑃. 𝐴. 𝐾
𝐹1
=
0,628
6
. 634,86 +
26.0,0314.250
3
𝑃𝑅 = 134,5 𝑘𝑁
Carga admissível: 67,25 kN.
Método Decourt Quaresma
𝑃𝑅 = 𝛼. 𝐶. 𝑁′𝑃. 𝐴 + 𝛽. 10.
𝑁𝐿
3
+ 1 . 𝑈. 𝐿
= 0,6.200.25.0,0314
+ 0,65.10.
11
3
+ 1 . 0,628.6
𝑃𝑅 = 208,5 𝑘𝑁
Utilizando Fs = 2  104,25kN
Dimensionamento de estacas
𝑁 =
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑛𝑜 𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑠í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑎
• Centro de carga do pilar 
deve coincidir com o centro 
de carga do estaqueamento. 
• Bloco de coroamento com 
estacas de mesmo tipo e 
diâmetro.
PÓS-GRADUAÇÃO
Teoria em prática
Bloco 3
Bianca Lopes de Oliveira
Problema proposto
• Dois desses pilares (30x30 cm) estão próximos entre 
sim, paralelos, distantes 150 cm de centro a centro.
• Estacas hélice contínua de 0,30 m de diâmetro, com 
capacidade de carga admissível calculada de 700 kN.
• Quantas estacas são necessárias para cada pilar, 
sabendo que a carga deles é de 2500 kN e 2200 kN, 
respectivamente? 
• Haverá sobreposição entre as estacas? Se sim, qual 
seria uma possível solução de disposição das estacas?
Problema proposto
Pilar 1: carga de 2500kN
N=
2500
700
= 3,5 → 4 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑎𝑠
Pilar 2: carga de 2200kN
N=
2700
700
= 3,14 → 4 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑎𝑠
Posicionando as estacas
Fonte: elaborada pelo autor.
Figura 5 - Sobreposição das estacas • Distância entre estacas 
de 3 x o diâmetro 
3x0,30 = 0,90m.
Solução
Fazer um único bloco para os dois pilares.
Somar as cargas: 2500 + 2200  7 estacas.
Achar o centro de carga da 
carga dos pilares e centralizar 
no centro de um bloco de 
coroamento de 7 estacas, 
obedecendo a distância 
mínima entre elas.
PÓS-GRADUAÇÃO
Dica da professora
Bloco 4
Bianca Lopes de Oliveira
Assista à palestra
Hélice contínua - como não cair no conto do vigário.
Eng. Nelso Schneider Neto.
Leitura de capítulo de livro
• Leia o capítulo 9, Execução de fundações profundas, do 
livro: 
HACHICH, W.; FALCONI, F. F.; SAES, J. L. et al. Fundações –
teoria e prática. São Paulo: Editora PINI, 1996. 750p.
Referências
ALONSO, U. R. Exercícios de fundações. 3 ed. São Paulo: Blucher, 
2019.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 
6122: projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro: ABNT, 
2010.
BARROS, N. B. F. Previsão de recalque e análise de 
confiabilidade de fundações em estacas hélice contínua. São 
Carlos, 2012. Dissertação (Mestrado) – Escola de Engenharia de 
São Carlos – Universidade de São Paulo.
HACHICH, W.; FALCONI, F. F.; SAES, J. L. et al. Fundações – teoria 
e prática. São Paulo: Editora PINI, 1996.