Garcia_JeanRodrigo_D

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JEAN RODRIGO GARCIA 
 
 
 
 
ANÁLISE EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DE RADIERS 
ESTAQUEADOS EXECUTADOS EM SOLO DA REGIÃO 
DE CAMPINAS/SP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINAS 
2015 
 
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iii 
 
 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS 
FACULDADE DE ENGENHARIA CIVIL, ARQUITETURA E 
URBANISMO 
 
 
 
 
JEAN RODRIGO GARCIA 
 
 
 
ANÁLISE EXPERIMENTAL E NUMÉRICA DE RADIERS 
ESTAQUEADOS EXECUTADOS EM SOLO DA REGIÃO 
DE CAMPINAS/SP 
 
 
 
 
Tese de Doutorado apresentada à Faculdade de 
Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo da 
Unicamp, para obtenção do título de Doutor em 
Engenharia Civil, na área de Estruturas e Geotécnica. 
 
 
 
 
Orientador: Prof. Dr. PAULO JOSÉ ROCHA DE ALBUQUERQUE 
 
 
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA 
TESE DEFENDIDA PELO ALUNO JEAN RODRIGO GARCIA E 
ORIENTADO PELO PROF. DR. PAULO JOSÉ ROCHA DE 
ALBUQUERQUE. 
 
ASSINATURA DO ORIENTADOR 
 
 
______________________________________ 
 
 
 
 
CAMPINAS 
2015 
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas
Biblioteca da Área de Engenharia e Arquitetura
Elizangela Aparecida dos Santos Souza - CRB 8/8098
 
 Garcia, Jean Rodrigo, 1980- 
 G165a GarAnálise experimental e numérica de radiers estaqueados executados em solo
da região de Campinas/SP / Jean Rodrigo Garcia. – Campinas, SP : [s.n.], 2015.
 
 
 GarOrientador: Paulo José Rocha de Albuquerque.
 GarTese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de
Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo.
 
 
 Gar1. Prova de carga. 2. Fundação em radier. 3. Análise numérica. 4. Análise de
elementos finitos. 5. Estacas de concreto. 6. Planejamento experimental. I.
Albuquerque, Paulo José Rocha de,1964-. II. Universidade Estadual de
Campinas. Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo. III. Título.
 
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Experimental and numerical analysis of piled rafts executed in soil of
the Campinas/SP region
Palavras-chave em inglês:
Load test
Ratf foundation
Finit Elements
Numerical analysis
Finite element analysis
Concrete piles
Experimental design
Área de concentração: Estruturas e Geotécnica
Titulação: Doutor em Engenharia Civil
Banca examinadora:
Paulo José Rocha de Albuquerque [Orientador]
David de Carvalho
Armando Lopes Moreno Júnior
Maurício Martines Sales
Renato Pinto da Cunha
Data de defesa: 25-05-2015
Programa de Pós-Graduação: Engenharia Civil
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
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http://www.tcpdf.org
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Resumo 
 
GARCIA, Jean Rodrigo. Análise experimental e numérica de radiers estaqueados 
executados em solo da região de Campinas/SP. Tese (Doutorado) – Faculdade de 
Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas 
(UNICAMP), 2015. 
 
Nesta pesquisa, analisou-se o comportamento de quatro radiers estaqueados, 
executados a partir de conjuntos de blocos compostos por estacas mecanicamente 
escavadas a trado, com 5 m de comprimento e 0,25 m de diâmetro (), executados em 
solo de diabásio da região de Campinas/SP. Para tanto, foram executados blocos de 
fundação tipo radier estaqueado, compostos de uma, duas, três e quatro estacas, 
espaçadas de 5. Esses blocos de fundação foram ensaiados a partir de provas de carga 
do tipo estática e lenta (SML), seguindo as prescrições da NBR12131/2006. As estacas 
foram instrumentadas em profundidade com strain-gages posicionados no topo e na 
ponta, com a finalidade de avaliar o mecanismo de distribuição de carga em 
profundidade, assim como avaliar as parcelas de contribuição de cada elemento (estaca 
e radier) na capacidade do radier estaqueado. Para melhor entender o comportamento 
desse tipo de fundação utilizou-se de análises tridimensionais (3D) por elementos finitos, 
por meio do software LCPC-Cesar. O modelo constitutivo utilizado foi de Mohr-Coulomb, 
que leva em consideração o comportamento elastoplástico do solo. Os resultados 
experimentais apontaram uma contribuição média devido ao contato radier-solo de 21% 
e 79% devido às estacas (lateral + ponta), em relação à capacidade total delas. Os 
resultados numéricos, justificados pela dificuldade em representar o efeito de 
escorregamento do contato entre o elemento de fundação e o solo, demonstraram maior 
participação pelo contato (36%) e menor parcela devido às estacas (64%). As análises 
numéricas de grupos de estacas, comparadas aos radiers estaqueados, demonstraram 
que a maior participação da resistência de ponta é gerada em função da existência do 
efeito de contato. 
 
Palavras-chave: radier estaqueado; análise numérica 3D; elementos finitos; análise 
experimental. 
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Abstract 
 
GARCIA, Jean Rodrigo. Experimental and numerical analysis of piled rafts executed 
in soil of the Campinas / SP region. Thesis (Doctorate) – School of Civil Engineering, 
Architecture and Urbanism, State University of Campinas (UNICAMP), 2015. 
 
This research analyzed the behavior of four piled rafts executed from sets of blocks 
composed by bored piles. The piles (5m long, 0.25m diameter) were executed in diabase 
soil from the region of Campinas/SP. With this purpose, foundation blocks comprising one, 
two, three and four piles with spacing of 5 diameter were executed in contact with the soil. 
These foundation blocks underwent slow maintained load tests (SML) per prescriptions of 
NBR12131/2006. The piles were instrumented at depth with strain-gages placed at the 
top and at the tip in order to assess the mechanism of load distribution in depth, and also 
to asses the percentage of contribution of each element (pile and radier) on the capacity 
of the piled rafts. To get a better understanding of this type of foundation, three-
dimensional (3D) finite element analyses were made by means of the LCPC-Cesar 
software program. The constitutive model used was the Mohr-Coulomb, which takes the 
elastoplastic behavior of the soil in consideration. The experimental results indicated a 
mean contribution via contact of 21% and 79% due to the piles (lateral + tip) in comparison 
to their total capacity. The numerical results, justified by the difficulty to represent the effect 
of 'breaking' the contact between the foundation element and the soil, demonstrated 
greater participation of the contact (36%) and a smaller percentage due to the piles (64%). 
In comparison with the foundation blocks with contact, the numerical analyses from which 
the contact was eliminated demonstrated that the greater participation of tip resistance is 
generated as a function of the existence of the contact effect. 
 
Key words: piled raft; 3D numerical analysis; finite elements; experimental analysis. 
 
 
 
 
 
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xi 
 
SUMÁRIO 
LISTA DE FIGURAS .......................................................................................... XIX 
LISTA DE TABELA ........................................................................................ XXXIII 
LISTA DE SÍMBOLOS ................................................................................... XXXV 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................... 1 
1.1 JUSTIFICATIVA ........................................................................................... 3 
1.2 OBJETIVO .................................................................................................. 3 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................... 5 
2.1 HISTÓRICO DE RADIER ESTAQUEADO ........................................................... 5 
2.2 APLICAÇÃO DE RADIER ESTAQUEADO ......................................................... 10 
2.3 SISTEMAS DE FUNDAÇÃO .......................................................................... 14 
2.4 EFEITO DO CONTATO RADIERSOLO EM FUNDAÇÕES ESTAQUEADAS .............. 16 
2.4.1 Bulbo de tensões em radiers estaqueados .................................................. 21 
2.5 PROJETO DE RADIER ESTAQUEADO ............................................................ 23 
2.5.1 Filosofia de projeto de Randolph .................................................................. 33 
2.5.2 Etapas de projeto ......................................................................................... 34 
2.6 MECANISMO DE INTERAÇÃO RADIER X ESTACAS .......................................... 36 
2.7 MÉTODOS DE ANÁLISE .............................................................................. 40 
2.7.1 Método simplificado ...................................................................................... 43 
2.7.2 Método híbrido ............................................................................................. 45 
2.7.3 Trabalhos empregando Métodos Numéricos ............................................... 46 
2.8 ESTACAS COMO ELEMENTOS REDUTORES DE RECALQUES ........................... 49 
2.9 CONDIÇÕES PARA APLICAÇÃO DE RADIER ESTAQUEADO .............................. 51 
2.10 RECALQUES EM FUNDAÇÕES ESTAQUEADAS ............................................... 53 
2.11 ESTUDOS EM RADIERS ESTAQUEADOS: EXPERIMENTAL E NUMÉRICO ............. 63 
3 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................................ 91 
3.1 CAMPO EXPERIMENTAL ............................................................................ 91 
3.1.1 Localização geográfica ................................................................................. 91 
3.1.2 Geologia local ............................................................................................... 93 
xii 
 
3.1.3 Geotecnia local ............................................................................................. 95 
3.1.4 Ensaios de campo ...................................................................................... 102 
3.2 PARÂMETROS DO SOLO PARA A ANÁLISE NUMÉRICA .................................. 105 
3.2.1 Propriedades mecânicas do solo por meio de ensaios laboratoriais ......... 106 
3.3 ESTUDOS EXPERIMENTAIS – ESTACAS E BLOCOS ..................................... 107 
3.3.1 Estacas-teste e de reação .......................................................................... 107 
3.3.2 Radiers estaqueados ................................................................................. 111 
3.3.3 Características mecânicas do concreto ..................................................... 118 
3.3.4 Instrumentação das estacas-teste ............................................................. 121 
3.3.5 Montagem da prova de carga .................................................................... 124 
3.3.6 Execução das provas de carga .................................................................. 126 
4 MODELAGEM NUMÉRICA ........................................................................ 129 
4.1 ANÁLISES COMPARATIVAS COM CASOS DA LITERATURA ............................. 130 
4.1.1 Estaca isolada quadrada ............................................................................ 130 
4.1.2 Radier sobre 9 estacas quadradas e carga no pilar central ....................... 131 
4.1.3 Radiers Sobre 9 e 15 Estacas (Poulos et al., 1997). ................................. 133 
4.2 DEFINIÇÃO DO SEMIESPAÇO DO MODELO NUMÉRICO.................................. 134 
4.2.1 Teste de convergência ............................................................................... 136 
4.2.2 Modelagem numérica dos radiers .............................................................. 140 
4.3 ANÁLISE NUMÉRICA COMPARATIVA PARA UMA ESTACA EXPERIMENTAL ........ 142 
5 RESULTADOS E ANÁLISES ..................................................................... 145 
5.1 RADIER ESTAQUEADO COMPOSTO DE 1 ESTACA ....................................... 147 
5.1.1 Radier estaqueado experimental de 1 estaca ............................................ 148 
5.1.2 Radier estaqueado numérico de 1 estaca .................................................. 152 
5.1.3 Grupo de estacas SC1 NUM ...................................................................... 157 
5.1.4 Comparação entre CC1 EXP x CC1 NUM ................................................. 163 
5.1.5 Comparação entre CC1 NUM x SC1 NUM ................................................ 169 
5.2 RADIER ESTAQUEADO COMPOSTO DE 2 ESTACAS ..................................... 175 
5.2.1 Radier Estaqueado CC2 EXP .................................................................... 175 
5.2.2 Radier Estaqueado CC2 NUM ................................................................... 179 
5.2.3 Grupo de estacas SC2 NUM ...................................................................... 185 
5.2.4 Comparação entre CC2 EXP x CC2 NUM ................................................. 190 
xiii 
 
5.2.5 Comparação entre CC2 NUM x SC2 NUM ................................................ 197 
5.3 RADIER ESTAQUEADO COMPOSTO DE 3 ESTACAS ..................................... 203 
5.3.1 Radier Estaqueado CC3 EXP .................................................................... 203 
5.3.2 Radier Estaqueado CC3 NUM ................................................................... 207 
5.3.3 Grupo de estacas SC3 NUM ...................................................................... 213 
5.3.4 Comparação entre CC3 EXP x CC3 NUM ................................................. 218 
5.3.5 Comparação entre CC3 NUM x SC3 NUM ................................................ 225 
5.4 RADIER ESTAQUEADO COMPOSTO DE 4 ESTACAS ..................................... 231 
5.4.1 Radier Estaqueado CC4 EXP .................................................................... 231 
5.4.2 Radier Estaqueado CC4 NUM ................................................................... 235 
5.4.3 Grupo de estacas SC4 NUM ...................................................................... 241 
5.4.4 Comparação entre CC4 EXP x CC4 NUM ................................................. 247 
5.4.5 Comparação entre CC4 NUM x SC4 NUM ................................................ 253 
6 SÍNTESE DAS ANÁLISES ......................................................................... 259 
7 CONCLUSÕES .......................................................................................... 287 
8 RECOMENDAÇÕES PARA PESQUISAS FUTURAS ................................ 289 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 291 
APÊNDICE A ..................................................................................................... 303 
APÊNDICE B ..................................................................................................... 307 
APÊNDICE C ..................................................................................................... 309 
APÊNDICE D ..................................................................................................... 313 
APÊNDICE E ..................................................................................................... 315 
APÊNDICE F ..................................................................................................... 317 
ANEXO A ........................................................................................................... 319 
 
 
 
 
xiv 
 
 
xv 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicatória 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
À minha esposa Ana Maria, pela compreensão, incentivo e 
participação em mais esta etapa de nossas vidas. 
 
À minha filha Mariana, um anjo enviado por Deus. 
 
Aos meus pais Francisco e Mercedes, pela vida, amor e 
ensinamentos ao longo da minha existência. 
 
xvi 
 
 
xvii 
 
Agradecimentos 
 
 
A Deus, que é a luz que sempre iluminouos caminhos da minha vida. 
 
Ao amigo e professor, Paulo José Rocha de Albuquerque, pelos ensinamentos, 
generosidade, compreensão e incentivo ao longo de todos esses anos. Sua amizade é 
algo inestimável! 
 
Ao Professor David de Carvalho, pelas tantas contribuições ao longo do desenvolvimento 
do trabalho. 
 
Ao Professor Pérsio Leister de Almeida Barros, pelos ensinamentos sobre análise 
numérica. 
 
Aos irmãos Jacqueline e José Francisco, pelo incentivo e exemplo de vida. Aos sobrinhos 
Pedro Henrique, Maria Júlia e Ramón, pelos momentos de descontração. 
 
Aos amigos Emanuelle e Osvaldo, pelo auxílio, incentivo, compartilhamento de 
conhecimentos e desafios superados durante a realização desta pesquisa. 
 
Ao amigo e professor Osvaldo de Freitas Neto, pelos ensinamentos sobre o software 
Cesar 3D. 
 
Aos técnicos do Laboratório de Mecânica dos Solos e Estradas "Luiz Eduardo Meyer" e 
do laboratório de estruturas: José Benedito Cipriano, Wagner Pizani Guidi, Reinaldo 
Leite, Anderson Silvestre da Luz e Ademir de Almeida, pela contribuição na 
implementação do projeto de pesquisa em sua fase experimental na FEC-UNICAMP. 
 
Ao colega Roberto Kassouf, pelos serviços prestados no campo experimental. 
 
À Fundação de Amparo à Pesquisa no Estado de São Paulo (FAPESP) e à FAEPEX, 
pelo apoio financeiro. 
 
Ao Departamento de Geotecnia e Transporte (DGT-Unicamp), pelo apoio a essa 
pesquisa. 
 
À DYWIDAG, em nome do Eng. José Luiz, pelo apoio à pesquisa, com doação dos 
tirantes utilizados nas estacas de reação das provas de carga. 
 
À Mendes Júnior, que me possibilitou conquistar mais este degrau. 
 
À Graciela Paparazo pela revisão gramatical e ortográfica desta tese. 
 
 
 
xviii 
 
 
xix 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 2.1. Formas de ruptura de um radier estaqueado (modificado PHUNG, 1993). .... 6 
Figura 2.2. Efeito do contato em estaca isolada (modificado POULOS, 1968). ............... 6 
Figura 2.3. Fatores de incremento na capacidade de carga das estacas e do bloco devido 
à interação bloco/estacas (AKINMUSURU, 1980). .......................................................... 8 
Figura 2.4. Modelo Estaca “T” (DÉCOURT, 1996). .......................................................... 9 
Figura 2.5. Commerzbank Tower em Frankfurt: (a) foto da estrutura; (b) disposição das 
estacas no radier (KATZENBACH ET AL., 1994). .......................................................... 10 
Figura 2.6. Edifício Messeturm em vista e corte (KATZENBACH ET AL., 2005). .......... 11 
Figura 2.7. Planta do edifício Messeturm: distribuição e cortes do radier estaqueado. .. 11 
Figura 2.8. Edifício Burj Khalifa (HERNÁNDEZ, 2014). .................................................. 12 
Figura 2.9. Perspectiva do radier estaqueado do Burj Khalifa (HERNÁNDEZ, 2014). ... 12 
Figura 2.10. Introdução da armação da estaca escavada durante a construção do Burj 
Khalifah (FOUNDATION, CONCRETE AND EARTHQUAKE ENGINEERING, 2014). .. 13 
Figura 2.11. Contorno da máxima carga axial. (POULOS, 2008) ................................... 14 
Figura 2.12. Sistemas de fundação: (a) Estaca isolada, (b) grupo de estacas, (c) radier 
estaqueado (BEZERRA, 2003). ..................................................................................... 15 
Figura 2.13. Distribuição de cargas entre estacas (MANDOLINI et al., 2005)................ 18 
Figura 2.14. Porcentagem de distribuição de cargas no radier estaqueado (MANDOLINI 
et al., 2005). ................................................................................................................... 18 
Figura 2.15. Curvas carga x recalque para o radier isolado, para estaca isolada, para o 
radier estaqueado e para a soma das parcelas do radier isolado e estaca isolada (WU et 
al., 2002). ....................................................................................................................... 19 
Figura 2.16. Pequeno e grande radiers estaqueados (VIGGIANI et al., 2012) .............. 21 
Figura 2.17. Pequeno radier estaqueado (VIGGIANI et al., 2012) ................................. 22 
Figura 2.18. Redução de recalque diferencial com inserção de estacas na porção central 
do radier (RANDOLPH, 1994). ....................................................................................... 25 
Figura 2.19. Projeto esquemático da abordagem com estacas redutoras de recalque 
(RANDOLPH, 1994). ...................................................................................................... 26 
Figura 2.20. Relação entre custo e benefício da técnica de fundação em radier 
estaqueado (DE SANCTIS ET AL., 2002). ..................................................................... 27 
xx 
 
Figura 2.21. Conceito de radier estaqueado (KATZENBACH ET AL., 2000) ................. 29 
Figura 2.22. Configuração dos sistemas (MANDOLINI, 2003). ...................................... 30 
Figura 2.23. Dados experimentais obtidos por Mandolini et al. (2005). .......................... 31 
Figura 2.24. Gráfico para seleção de uma abordagem de projeto adequado para 
fundações (MANDOLINI, 2005). ..................................................................................... 33 
Figura 2.25. Curvas carga x recalque para radier estaqueado de acordo com várias 
filosofias de projeto (POULOS, 2001). ........................................................................... 37 
Figura 2.26. Diferentes interações que afetam o comportamento de sapata estaqueada 
(EL-MOSSALAMY e FRANKE, 1997). ........................................................................... 38 
Figura 2.27. Relação carga x recalque de uma estaca isolada comparada com o 
comportamento de estacas de um grupo de estacas e com estacas de uma sapata 
estaqueada (EL-MOSSALLAMY e FRANKE, 1997). ...................................................... 39 
Figura 2.28. Relação carga x recalque de uma estaca isolada e estacas individuais de 
uma sapata estaqueada (EL-MOSSALLAMY e FRANKE, 1997). .................................. 39 
Figura 2.29. Mecanismos de interação em radiers estaqueados (HAIN e LEE, 1978). .. 45 
Figura 2.30. Mobilização de carga e recalque obtidos a partir de uma estaca flutuante e 
por uma estaca sob radier de largura infinita (BURLAND, 1995). .................................. 51 
Figura 2.31. Substituição do grupo de estacas pelo “pilar equivalente” (CASTELLI E 
MAUGERI, 2002) ........................................................................................................... 56 
Figura 2.32. Solução de um grupo de estacas (SAĞLAM, 2003). .................................. 58 
Figura 2.33. Transferência de carga em grupo de estacas (SAĞLAM, 2003). ............... 59 
Figura 2.34. Fatores para o cálculo do recalque imediato médio de uma área carregada 
(CHRISTIAN e CARRIER, 1978) .................................................................................... 60 
Figura 2.35. Variações da média e COV de Rs de grupos de estacas com carga 
normalizada (XU e ZHANG, 2007). ................................................................................ 62 
Figura 2.36. Sistema reduzido de prova de carga (EL-GARHY, 2013). ......................... 65 
Figura 2.37. Casos estudados de radiers com estacas no centro (El-GARHY, 2013). .. 65 
Figura 2.38. (a) Variação da taxa de melhoria de carga, LIR, com o número de estacas 
com 10 mm de recalque e (b) Compartilhamento de carga entre radier e estacas para o 
centro do radier estaqueado (EL-GARHY, 2013). .......................................................... 67 
Figura 2.39. Esquema de medição de carga nas provas de carga (SOARES, 2011) .... 68 
xxi 
 
Figura 2.40. Cargas para o recalque máximo das fundações em grupos de estacas 
(SOARES, 2011) ............................................................................................................ 69 
Figura 2.41. Curva carga x recalque obtidos para os radiers isolado e estaqueado 
(SOARES, 2011). ...........................................................................................................69 
Figura 2.42. Representação da malha de elementos finitos usada nas análises (e.g. 3x3 
matriz, Lp = 16 m): (a) típica malha 3D de FE e condições de contorno; (b) Vista lateral 
(CHO et al., 2012). ......................................................................................................... 71 
Figura 2.43. Malha de Elemento finito típico: (a) malha de FE-3D; (b) vista em planta; (c) 
vista lateral (CHO et al., 2012). ...................................................................................... 72 
Figura 2.44. Carga x recalque médio normalizado de UR, PR: (a) argila mole; (b) argila 
rija (CHO et al., 2012). ................................................................................................... 73 
Figura 2.45. Recalque diferencial normalizado com grupo de estaca-radier, taxa de área 
do radier (argila mole): (a) 3x3; (b) 4x4 (CHO et al., 2012). ........................................... 74 
Figura 2.46. Recalque médio normalizado x fator de segurança global (CHO et al., 2012).
 ....................................................................................................................................... 74 
Figura 2.47. Planta dos radiers ensaiados experimentais e numéricos (ANJOS, 2006).75 
Figura 2.48. a) Elemento triangular da malha de elemento finito em 2D para elemento 
sólido 3D; b) Planta dos radiers ensaiados numericamente (JANDA et al., 2009). ........ 76 
Figura 2.49. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados obtidas 
experimentalmente e numericamente (JANDA et al., 2009)........................................... 76 
Figura 2.50. Curvas versus carga x recalque obtidas numericamente com o Plaxis 3D 
para os grupos de estacas (g) e para os radiers estaqueados (r) (JANDA et al., 2009).77 
Figura 2.51. Esquema longitudinal das estacas defeituosas (FREITAS NETO, 2013). . 78 
Figura 2.52. Distribuição de cargas entre o radier e a estaca defeituosa no radier 
estaqueado composto de uma estaca CD1 (FREITAS NETO, 2013). ........................... 79 
Figura 2.53. Distribuição de cargas entre o radier e as estacas no radier estaqueado CD3 
(EXP). (FREITAS NETO, 2013). .................................................................................... 79 
Figura 2.54. Distribuição de cargas entre o radier e as estacas no radier estaqueado CD4 
(EXP). (FREITAS NETO, 2013). .................................................................................... 80 
Figura 2.55. Recalque obtido via análise numérica para os radiers estaqueados com uma 
estaca defeituosa cada (FREITAS NETO, 2013). .......................................................... 81 
xxii 
 
Figura 2.56. Perspectiva FEM-3D do radier estaqueado (ALNUIAM et al., 2013).......... 82 
Figura 2.57. Carga nas estacas com diferentes espessuras do radier e relação s/d: a) 
s/d=4 e b) s/d=10 (ALNUIAM et al., 2013). .................................................................... 83 
Figura 2.58. Carga nas estacas com diferentes: (a) larguras e (b) diâmetros (ALNUIAM 
et al., 2013). ................................................................................................................... 83 
Figura 2.59. Malha de elementos finitos da fundação em radier estaqueado (n=25 e 
L=16m) (BOURGEOIS et al., 2012). .............................................................................. 84 
Figura 2.60. Malha de elementos finitos da fundação em radier estaqueado modelado em 
duas fases (BOURGEOIS et al., 2012). ......................................................................... 84 
Figura 2.61. Interação solo-estaca: (a) ao longo do comprimento da estaca; (b) na ponta 
das estacas (BOURGEOIS et al., 2012). ....................................................................... 85 
Figura 2.62. Leis de interação em diagrama tensão-deformação (a) atrito lateral e (b) 
ponta da estaca (BOURGEOIS et al., 2012). ................................................................. 86 
Figura 2.63. Radier estaqueado de 3x3 no estudo paramétrico (FATTAH et al., 2014). 87 
Figura 2.64. Influência dos parâmetros na absorção de carga pelas estacas sob o radier: 
(a) efeito da espessura –tc; (b) diâmetro da estaca – D; (c) comprimento da estaca – L e 
(d) relação S/D (FATTAH et al., 2014). .......................................................................... 88 
Figura 3.1. Localização do campo experimental ............................................................ 92 
Figura 3.2. Localização do campo experimental na UNICAMP (Google Earth - capturada 
em 14 de junho de 2014). .............................................................................................. 92 
Figura 3.3. Mapa geológico de Campinas (INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS, 2011). ..... 94 
Figura 3.4. Locação das sondagens e do poço no Campo Experimental. ..................... 96 
Figura 3.5. Valores de Sucção em profundidade (GON, 2011). ..................................... 98 
Figura 3.6. Teor de umidade durante a realização das provas de carga. ...................... 99 
Figura 3.7. Valores de WL, WP, WC e IP (GON, 2011). ................................................. 100 
Figura 3.8. Distribuição granulométrica com defloculante (GON, 2011). ..................... 101 
Figura 3.9. Valores de coesão e ângulo de atrito (GON, 2011).................................... 102 
Figura 3.10. Valores de NSPT em profundidade (RODRIGUEZ, 2013). ........................ 103 
Figura 3.11. Valores de Tmáx em profundidade (RODRIGUEZ, 2013). ......................... 103 
Figura 3.12. Valores médios de qc, fs e Rf (modificado RODRIGUEZ, 2013).............. 104 
Figura 3.13. Parâmetros médios do perfil geológico do campo experimental. ............. 107 
xxiii 
 
Figura 3.14. Equipamento de perfuração utilizado ....................................................... 108 
Figura 3.15. Execução das estacas escavadas. .......................................................... 108 
Figura 3.16. Armadura das estacas-teste. ................................................................... 109 
Figura 3.17. Armadura das estacas de reação. ............................................................ 109 
Figura 3.18. Colocação das armaduras das estacas- teste. ........................................ 110 
Figura 3.19. Detalhe da instrumentação instalada nas estacas-teste. ......................... 110 
Figura 3.20. Estaca-teste concretada e proteção da instrumentação. ......................... 110 
Figura 3.21. Armadura da estaca de reação depois de inserida no furo. ..................... 111 
Figura 3.22. Implantação topográfica do tirante de reação. ......................................... 111 
Figura 3.23. Estaca de reação concretada com tirante em arranque. .......................... 111 
Figura 3.24. Geometria dos radiers estaqueados. ....................................................... 111 
Figura 3.25. Detalhe da armadura do bloco de 1 estaca. ............................................. 112 
Figura 3.26. Perspectiva 3D da armação do bloco de 1 estaca. .................................. 112 
Figura 3.27. Detalhe da armadura do bloco de 2 estacas. ........................................... 112 
Figura 3.28. Perspectiva 3D da armação do bloco de 2 estacas. ................................ 112 
Figura 3.29. Detalhe da armadura do bloco de 3 estacas. ........................................... 113 
Figura 3.30. Perspectiva 3D da armação do bloco de 3 estacas. ................................ 113 
Figura 3.31. Detalhe da armadura do bloco de 4 estacas. ........................................... 113 
Figura 3.32. Perspectiva 3D da armação do bloco de 4 estacas. ................................ 113 
Figura 3.33. Exemplo de radier estaqueado. ............................................................... 114 
Figura 3.34. Armadura do radier de 1 estaca (CC1 EXP). ........................................... 114 
Figura 3.35. Concretagem dos radiersde 1 estaca (CC1 EXP). .................................. 114 
Figura 3.36. Armadura do radier de 2 estacas (CC2 EXP). ......................................... 114 
Figura 3.37. Concretagem do radier de 2 estacas (CC2 EXP). .................................... 114 
Figura 3.38. Armadura do radier de 3 estacas (CC3 EXP). ......................................... 115 
Figura 3.39. Concretagem do radier de 3 estacas (CC3 EXP). .................................... 115 
Figura 3.40. Armadura do radier de 4 estacas (CC4 EXP). ......................................... 115 
Figura 3.41. Concretagem do radier de 4 estacas (CC4 EXP). .................................... 115 
Figura 3.42. Radier estaqueado CC3 EXP com laterais escavadas. ........................... 116 
Figura 3.43. Radier estaqueado CC2 EXP com laterais escavadas. ........................... 116 
Figura 3.44. Distribuição dos blocos estaqueados testes e estacas de reação. .......... 117 
xxiv 
 
Figura 3.45. Strain gages colados ao CPs de concreto. .............................................. 118 
Figura 3.46. Corpos de prova instrumentados para rompimento. ................................ 118 
Figura 3.47. Prensa de ruptura. .................................................................................... 118 
Figura 3.48. Processo de rompimento com sistema de aquisição de dados. ............... 118 
Figura 3.49. Curva tensão-deformação dos corpos de prova ensaiados. .................... 119 
Figura 3.50. Posicionamento da instrumentação ao longo do fuste da estaca. ........... 121 
Figura 3.51. Strain Gage EXCEL. ................................................................................ 122 
Figura 3.52. Fixação da roseta extensométrica. ........................................................... 122 
Figura 3.53. Ligações ao extensômetro. ...................................................................... 123 
Figura 3.54. Ligação dos fios de conexão. ................................................................... 123 
Figura 3.55. Ligações completas. ................................................................................. 123 
Figura 3.56. Aplicação de resina protetora. .................................................................. 123 
Figura 3.57. Instrumentação completa e pronta para aplicação. .................................. 123 
Figura 3.58. Croqui em vista frontal do Sistema de Reação Principal. ......................... 124 
Figura 3.59. Detalhe “A” de travamento superior na viga de reação com a porca (Dywidag, 
2014). ........................................................................................................................... 125 
Figura 3.60. Detalhe “B” da emenda entre tirantes (Dywidag, 2014). .......................... 125 
Figura 3.61. Sistema de reação da prova de carga do radier estaqueado CC1. .......... 126 
Figura 3.62. Medidores de recalque no radier de 1 estaca. ......................................... 127 
Figura 3.63. Medidores de recalque no radier de 2 estacas. ....................................... 127 
Figura 3.64. Sistema de aquisição de dados durante uma prova de carga. ................. 128 
Figura 3.65. Detalhe do QuantumX Assistant 840, da HBM. ....................................... 128 
Figura 3.66. Software Catman Easy, durante realização de prova de carga. .............. 128 
Figura 4.1. Valores de constante de recalque versus rigidez relativa, obtidos com o LCPC 
– CESAR para uma estaca isolada com 20 metros de comprimento e relação H/L igual a 
4,0 (FREITAS NETO, 2013). ........................................................................................ 131 
Figura 4.2. Resultados obtidos para radier sobre 9 estacas quadradas de 17 metros de 
comprimento (FREITAS NETO, 2013). ........................................................................ 132 
Figura 4.3. Valores de recalque médio no radier de 15 estacas, carga admissível igual a 
12 MN e FS igual a 2,60, obtidos na literatura e pelo método dos elementos finitos (LCPC-
Cesar) (FREITAS NETO, 2013). .................................................................................. 134 
xxv 
 
Figura 4.4. Modelo Numérico (BRINKGREVE, 2002). ................................................. 135 
Figura 4.5. Deslocamentos na extremidade da malha de elementos finitos. ............... 137 
Figura 4.6. Variação do recalque em função do número de nós. ................................. 138 
Figura 4.7. Variação do recalque em função do número de elementos. ...................... 139 
Figura 4.8. Dimensão da malha de elementos finitos e condições de contorno. .......... 139 
Figura 4.9. Perspectiva da malha de elementos finitos do radier estaqueado CC1 NUM.
 ..................................................................................................................................... 140 
Figura 4.10. Perspectiva da malha de elementos finitos do radier estaqueado CC2 NUM.
 ..................................................................................................................................... 140 
Figura 4.11. Perspectiva da malha de elementos finitos do radier estaqueado CC3 NUM.
 ..................................................................................................................................... 141 
Figura 4.12. Perspectiva da malha de elementos finitos do radier estaqueado CC4 NUM.
 ..................................................................................................................................... 141 
Figura 4.13. Curva carga x recalque experimental e numérica de 1 estaca. ................ 142 
Figura 4.14. Transferência de carga obtida pela análise numérica de 1 estaca........... 143 
Figura 5.1. Cargas de ruptura para os radiers estaqueados experimentais. ................ 147 
Figura 5.2. Curva carga x recalque do radier estaqueado de 1 estaca. ....................... 148 
Figura 5.3. Transferência de carga média na estaca do radier estaqueado de 1 estaca.
 ..................................................................................................................................... 149 
Figura 5.4. Distribuição de carga no radier estaqueado de 1 estaca. .......................... 150 
Figura 5.5. Variação do fator de segurança e recalque para o radier de 1 estaca. ...... 151 
Figura 5.6. Deslocamentos no radier estaqueado CC1 NUM por estágios de carga. .. 152 
Figura 5.7. Compressão no radier estaqueado CC1 NUM por estágios de carga. ....... 153 
Figura 5.8. Curva carga x recalque do radier estaqueado CC1 NUM. ......................... 155 
Figura 5.9. Transferência de carga média na estaca do radier estaqueado CC1 NUM.
 ..................................................................................................................................... 155 
Figura 5.10. Distribuição de carga no radier estaqueado CC1 NUM. ........................... 156 
Figura 5.11. Fator de segurança e recalque para o radier estaqueado CC1 NUM. ..... 157 
Figura 5.12. Deslocamentos no grupo de estacas SC1 NUM por estágios de carga. .. 158 
Figura 5.13. Compressão no grupo de estacas SC1 NUM por estágios de carga. ...... 159 
Figura 5.14. Curva carga x recalque do grupo de estacas SC1 NUM. ......................... 160 
xxvi 
 
Figura 5.15. Transferência de carga média na estaca do grupo de estacas SC1 NUM.
 ..................................................................................................................................... 161 
Figura 5.16. Distribuição de carga no grupo de estacas SC1 NUM. ............................ 162 
Figura 5.17. Fator de segurança e recalque para o grupo de estacas SC1 NUM. ....... 163 
Figura 5.18. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados CC1 EXP x CC1 NUM.
 ..................................................................................................................................... 164 
Figura 5.19. Distribuiçãode Carga entre CC1 EXP x CC1 NUM. ................................ 165 
Figura 5.20. Transferência de carga na estaca dos radiers estaqueados CC1EXP e 
CC1NUM. ..................................................................................................................... 166 
Figura 5.21. Fator de segurança e recalque entre os radiers estaqueados CC1 EXP x 
CC1 NUM. .................................................................................................................... 166 
Figura 5.22. Recalque médio normalizado com fator de segurança global dos radiers 
estaqueados CC1 EXP x CC1 NUM. ........................................................................... 167 
Figura 5.23. Recalque médio normalizado e carga normalizada dos radiers estaqueados 
CC1 EXP x CC1 NUM. ................................................................................................. 168 
Figura 5.24. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados CC1 NUM x SC1 NUM.
 ..................................................................................................................................... 170 
Figura 5.25. Distribuição de carga entre CC1 NUM x SC1 NUM. ................................ 171 
Figura 5.26. Fator de segurança e recalque entre os radiers estaqueados CC1 NUM x 
SC1 NUM. .................................................................................................................... 172 
Figura 5.27. Recalque médio normalizado com fator de segurança global dos radiers 
estaqueados CC1 NUM x SC1 NUM. ........................................................................... 173 
Figura 5.28. Recalque médio normalizado e carga normalizada dos radiers estaqueados 
CC1 NUM x SC1 NUM. ................................................................................................ 173 
Figura 5.29. Curva carga x recalque do radier estaqueado CC2 EXP. ........................ 176 
Figura 5.30. Transferência de carga média na estaca do radier estaqueado CC2 EXP.
 ..................................................................................................................................... 176 
Figura 5.31. Distribuição de carga no radier estaqueado CC2 EXP. ............................ 177 
Figura 5.32. Variação do fator de segurança e recalque para o radier estaqueado CC2 
EXP. ............................................................................................................................. 178 
Figura 5.33. Deslocamentos no radier estaqueado CC2 NUM por estágios de carga. 180 
xxvii 
 
Figura 5.34. Compressão no radier estaqueado CC2 NUM por estágios de carga. ..... 181 
Figura 5.35. Curva carga x recalque do radier estaqueado CC2 NUM. ....................... 182 
Figura 5.36. Transferência de carga média na estaca do radier estaqueado CC2 NUM.
 ..................................................................................................................................... 183 
Figura 5.37. Distribuição de carga no radier estaqueado CC2 NUM. ........................... 184 
Figura 5.38. Fator de segurança e recalque para o radier estaqueado CC2 NUM. ..... 184 
Figura 5.39. Deslocamentos no grupo de estacas SC2 NUM por estágios de carga. .. 186 
Figura 5.40. Compressão no grupo de estacas SC2 NUM por estágios de carga. ...... 187 
Figura 5.41. Curva carga x recalque do grupo de estacas SC2 NUM. ......................... 188 
Figura 5.42. Transferência de carga média na estaca do grupo de estacas SC2 NUM.
 ..................................................................................................................................... 189 
Figura 5.43. Distribuição de carga no grupo de estacas SC2 NUM. ............................ 189 
Figura 5.44. Fator de segurança e recalque para o grupo de estacas SC2 NUM. ....... 190 
Figura 5.45. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados CC2 EXP x CC2 NUM.
 ..................................................................................................................................... 191 
Figura 5.46. Distribuição de Carga entre CC2 EXP x CC2 NUM. ................................ 192 
Figura 5.47. Transferência de carga na estaca dos radiers estaqueados CC2EXP e 
CC2NUM. ..................................................................................................................... 193 
Figura 5.48. Fator de segurança e recalque entre os radiers estaqueados CC2 EXP x 
CC2 NUM. .................................................................................................................... 194 
Figura 5.49. Recalque médio normalizado com fator de segurança global dos radiers 
estaqueados CC2 EXP x CC2 NUM. ........................................................................... 195 
Figura 5.50. Recalque médio normalizado e carga normalizada dos radiers estaqueados 
CC2 EXP x CC2 NUM. ................................................................................................. 196 
Figura 5.51. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados CC2 NUM x SC2 NUM.
 ..................................................................................................................................... 198 
Figura 5.52. Distribuição de carga entre CC2 NUM x SC2 NUM. ................................ 199 
Figura 5.53. Fator de segurança e recalque entre os radiers estaqueados CC2 NUM x 
SC2 NUM. .................................................................................................................... 200 
Figura 5.54. Recalque médio normalizado com fator de segurança global dos radiers 
estaqueados CC2 NUM x SC2 NUM. ........................................................................... 201 
xxviii 
 
Figura 5.55. Recalque médio normalizado e carga normalizada dos radiers estaqueados 
CC2 NUM x SC2 NUM. ................................................................................................ 202 
Figura 5.56. Curva carga x recalque do radier estaqueado CC3 EXP. ........................ 203 
Figura 5.57. Transferência de carga média na estaca do radier estaqueado CC3 EXP.
 ..................................................................................................................................... 204 
Figura 5.58. Distribuição de carga no radier estaqueado CC3 EXP. ............................ 205 
Figura 5.59. Variação do fator de segurança e recalque para o radier estaqueado CC3 
EXP. ............................................................................................................................. 206 
Figura 5.60. Deslocamentos no radier estaqueado CC3 NUM por estágios de carga. 208 
Figura 5.61. Compressão no radier estaqueado CC3 NUM por estágios de carga. ..... 209 
Figura 5.62. Curva carga x recalque do radier estaqueado CC3 NUM. ....................... 210 
Figura 5.63. Transferência de carga média na estaca do radier estaqueado CC3 NUM.
 ..................................................................................................................................... 211 
Figura 5.64. Distribuição de carga no radier estaqueado CC3 NUM. ........................... 211 
Figura 5.65. Fator de segurança e recalque para o radier estaqueado CC3 NUM. ..... 212 
Figura 5.66. Deslocamentos no grupo de estacas SC3 NUM por estágios de carga. .. 214 
Figura 5.67. Compressão no grupo de estacas SC3 NUM por estágios de carga. ...... 215 
Figura 5.68. Curva carga x recalque do grupo de estacas SC3 NUM. ......................... 216 
Figura 5.69. Transferência de carga nas estacas do grupo de estacas SC3 NUM. ..... 217 
Figura 5.70. Distribuição de carga no grupo de estacas SC3 NUM. ............................ 217 
Figura 5.71. Fator de segurança e recalque para o grupo de estacas SC3 NUM. ....... 218 
Figura 5.72. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados CC3 EXP x CC3 NUM.
 .....................................................................................................................................219 
Figura 5.73. Distribuição de Carga entre CC3 EXP x CC3 NUM. ................................ 220 
Figura 5.74. Transferência de carga nas estacas dos radiers estaqueados CC3EXP e 
CC3NUM. ..................................................................................................................... 221 
Figura 5.75. Fator de segurança e recalque entre os radiers estaqueados CC3 EXP x 
CC3 NUM. .................................................................................................................... 222 
Figura 5.76. Recalque médio normalizado com fator de segurança global dos radiers 
estaqueados CC3 EXP x CC3 NUM. ........................................................................... 223 
xxix 
 
Figura 5.77. Recalque médio normalizado e carga normalizada dos radiers estaqueados 
CC3 EXP x CC3 NUM. ................................................................................................. 224 
Figura 5.78. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados CC3 NUM x SC3 NUM.
 ..................................................................................................................................... 226 
Figura 5.79. Distribuição de carga entre CC3 NUM x SC3 NUM. ................................ 227 
Figura 5.80. Fator de segurança e recalque entre os radiers estaqueados CC3 NUM x 
SC3 NUM. .................................................................................................................... 228 
Figura 5.81. Recalque médio normalizado com fator de segurança global dos radiers 
estaqueados CC3 NUM x SC3 NUM. ........................................................................... 229 
Figura 5.82. Recalque médio normalizado e carga normalizada dos radiers estaqueados 
CC3 NUM x SC3 NUM. ................................................................................................ 230 
Figura 5.83. Curva carga x recalque do radier estaqueado CC4 EXP. ........................ 231 
Figura 5.84. Transferência de carga média na estaca do radier estaqueado CC4 EXP.
 ..................................................................................................................................... 232 
Figura 5.85. Distribuição de carga no radier estaqueado CC4 EXP ............................. 233 
Figura 5.86. Variação do fator de segurança e recalque para o radier estaqueado CC4 
EXP. ............................................................................................................................. 234 
Figura 5.87. Deslocamentos no radier estaqueado CC4 NUM por estágios de carga. 236 
Figura 5.88. Compressão no radier estaqueado CC4 NUM por estágios de carga. ..... 237 
Figura 5.89. Curva carga x recalque do radier estaqueado CC4 NUM. ....................... 238 
Figura 5.90. Transferência de carga nas estacas do radier estaqueado CC4 NUM. ... 239 
Figura 5.91. Distribuição de carga no radier estaqueado CC4 NUM. ........................... 240 
Figura 5.92. Fator de segurança e recalque para o radier estaqueado CC4 NUM. ..... 241 
Figura 5.93. Deslocamentos no grupo de estacas SC4 NUM por estágios de carga. .. 242 
Figura 5.94. Compressão no grupo de estacas SC4 NUM por estágios de carga. ...... 243 
Figura 5.95. Curva carga x recalque do grupo de estacas SC4 NUM. ......................... 244 
Figura 5.96. Transferência de carga média na estaca do grupo de estacas SC4 NUM.
 ..................................................................................................................................... 245 
Figura 5.97. Distribuição de carga no grupo de estacas SC4 NUM. ............................ 246 
Figura 5.98. Fator de segurança e recalque para o grupo de estacas SC4 NUM. ....... 246 
xxx 
 
Figura 5.99. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados CC4 EXP x CC4 NUM.
 ..................................................................................................................................... 247 
Figura 5.100. Distribuição de Carga entre CC4 EXP x CC4 NUM. .............................. 248 
Figura 5.101. Transferência de carga nos radiers estaqueados CC4 EXP e CC4 NUM.
 ..................................................................................................................................... 250 
Figura 5.102. Fator de segurança e recalque entre os radiers estaqueados CC4 EXP x 
CC4 NUM. .................................................................................................................... 250 
Figura 5.103. Recalque médio normalizado com fator de segurança global dos radiers 
estaqueados CC4 EXP x CC4 NUM. ........................................................................... 251 
Figura 5.104. Recalque médio normalizado e carga normalizada dos radiers estaqueados 
CC4 EXP x CC4 NUM. ................................................................................................. 252 
Figura 5.105. Curvas carga x recalque dos radiers estaqueados CC4 NUM x SC4 NUM.
 ..................................................................................................................................... 254 
Figura 5.106. Distribuição de carga entre CC4 NUM x SC4 NUM. .............................. 255 
Figura 5.107. Fator de segurança e recalque dos radiers estaqueados CC4 NUM x SC4 
NUM. ............................................................................................................................ 256 
Figura 5.108. Recalque médio normalizado com fator de segurança global dos radiers 
estaqueados CC4 NUM x SC4 NUM. ........................................................................... 257 
Figura 5.109. Recalque médio normalizado e carga normalizada dos radiers estaqueados 
CC4 NUM x SC4 NUM. ................................................................................................ 258 
Figura 6.1. Curvas carga x recalque para os radiers experimentais (CC1 EXP, CC2 EXP, 
CC3 EXP e CC4 EXP). ................................................................................................ 259 
Figura 6.2. Curvas carga x recalque dos radiers numéricos. ....................................... 260 
Figura 6.3. Curvas carga x recalque dos grupos de estacas numéricos. ..................... 260 
Figura 6.4. Carga de ruptura dos radiers estaqueados. ............................................... 262 
Figura 6.5. Carga de ruptura de radiers estaqueados x grupos de estacas. ................ 264 
Figura 6.6. Carga média na ponta das estacas nos radiers estaqueados experimentais.
 ..................................................................................................................................... 266 
Figura 6.7. Participação da resistência de ponta nos radiers estaqueados experimentais.
 ..................................................................................................................................... 266 
Figura 6.8. Resistência por atrito lateral por radier estaqueado CC EXP. .................... 267 
xxxi 
 
Figura 6.9. Participação do atrito lateral para os radiers estaqueados CC EXP. ......... 268 
Figura 6.10 Carga devido ao contato por radiers estaqueados CC EXP. .................... 269 
Figura 6.11 Participação devido ao contato para os radiers estaqueados CC EXP. .... 270 
Figura 6.12. Curvas de tensão aplicada no solo pelos radiers estaqueados ............... 270 
Figura 6.13 Participação de carga entre atrito lateral, ponta e contato radier solo para os 
radiers estaqueados experimentais. ............................................................................. 271 
Figura 6.14 Variação das relações de área dos radiers estaqueados CC EXP. .......... 273 
Figura 6.15 Variação da carga de ruptura pela relação de área dos radiers estaqueados 
CC EXP. ....................................................................................................................... 273 
Figura 6.16 Carga em função de (Aest) / (Atotal). ............................................................274 
Figura 6.17 Participação de carga em função de (Aest) / (Atotal). ................................... 274 
Figura 6.18 Variação da carga de ruptura em fundação da relação de áreas dos radiers 
estaqueados experimentais.......................................................................................... 275 
Figura 6.19 Participação de carga em função de (Aliq) / (Atotal) ..................................... 276 
Figura 6.20 Comparativo da participação do atrito lateral entre os radiers estaqueados 
experimentais e numéricos em relação à carga total da estaca. .................................. 277 
Figura 6.21. Comparativo da participação da ponta entre os radiers estaqueados CC EXP 
e CC NUM em relação à carga total da estaca. ........................................................... 278 
Figura 6.22 Comparativo da participação das estacas dos radiers estaqueados......... 278 
Figura 6.23. Contribuição do contato radier solo entre os radiers estaqueados........... 279 
Figura 6.24 Comparativo da participação da ponta entre o radier estaqueado e o grupo 
de estacas em relação à carga total da estaca. ........................................................... 281 
Figura 6.25 Comparativo da participação do atrito lateral entre o radier estaqueado e o 
grupo de estacas em relação à carga total da estaca. ................................................. 281 
Figura 6.26 Recalque médio normalizado com fator de segurança global para os radiers 
estaqueados experimental e numérico. ........................................................................ 282 
Figura 6.27 Recalque médio normalizado com fator de segurança global para os radiers 
estaqueados x grupo de estacas. ................................................................................. 283 
Figura 6.28 Participação entre a carga das estacas () e do radier (Pr) em relação à carga 
total do radier estaqueado experimental (Pt). .............................................................. 284 
xxxii 
 
Figura 6.29 Variação de Kpr em função da carga de ruptura para os radiers estaqueados 
experimentais. .............................................................................................................. 285 
Figura C.0.1. Curvas carga x recalque para os radiers estaqueados experimentais (CC1 
EXP, CC2 EXP, CC3 EXP e CC4 EXP). ...................................................................... 309 
Figura C.0.2. Curvas carga x recalque para os radiers estaqueados numéricos (CC1 
NUM, CC2 NUM, CC3 NUM e CC4 NUM). .................................................................. 309 
Figura C.0.3. Curvas carga x recalque para os grupos de estacas (SC1 NUM, SC2 NUM, 
SC3 NUM e SC4 NUM). ............................................................................................... 310 
Figura D 0.1. Resultado do método da rigidez para o radier estaqueado CC1 EXP .... 313 
Figura D 0.2. Resultado do método da rigidez para o radier estaqueado CC2 EXP .... 313 
Figura D 0.3. Resultado do método da rigidez para o radier estaqueado CC3 EXP .... 314 
Figura D 0.4. Resultado do método da rigidez para o radier estaqueado CC4 EXP .... 314 
 
xxxiii 
 
LISTA DE TABELA 
Tabela 2.1. Métodos de cálculo em radier estaqueado (FREITAS NETO, 2013). .......... 41 
Tabela 2.2. Fórmulas empíricas para RS do grupo de estacas em solo arenoso. .......... 54 
Tabela 2.3. Parâmetros dos materiais usados nas análises. ......................................... 72 
Tabela 2.4. Resumo das configurações de estacas numéricas: análises realizadas. .... 73 
Tabela 3.1. Índices Físicos (GON, 2011). ...................................................................... 97 
Tabela 3.2. Classificação do solo através do ensaio CPT. .......................................... 105 
Tabela 3.3. Parâmetros do solo determinados em laboratório (GON, 2011). .............. 106 
Tabela 3.4. Propriedades dos tirantes especiais informadas pelo fabricante. .............. 109 
Tabela 3.5. Características geométricas dos radiers estaqueados. ............................. 112 
Tabela 3.6. Resultados do ensaio de resistência a compressão. ................................. 119 
Tabela 3.7. Parâmetros do concreto empregados nas análises numéricas. ................ 120 
Tabela 4.1. Parâmetros geométricos e elásticos utilizados nas análises do caso de uma 
estaca isolada quadrada (FREITAS NETO, 2013). ...................................................... 131 
Tabela 4.2. Parâmetros geométricos e elásticos utilizados nas análises do caso do radier 
sobre 9 estacas quadradas (FREITAS NETO, 2013). .................................................. 132 
Tabela 4.3. Parâmetros utilizados nas análises do caso do radier sobre 9 e 15 estacas 
por Poulos et al., (1997) (FREITAS NETO, 2013). ....................................................... 133 
Tabela 4.4. Resultados dos testes de refinamento da malha de elementos finitos. ..... 138 
Tabela 4.5. Parâmetros do solo resultantes da retroanálise ........................................ 144 
Tabela 4.6. Parâmetros do aço e concreto .................................................................. 144 
Tabela 5.1. Valores da carga de ruptura via Método da Rigidez. ................................. 146 
Tabela 6.1 Comparativo entre cargas dos radiers estaqueados. ................................. 261 
Tabela 6.2 Relação entre as cargas de ruptura dos radiers estaqueados. .................. 263 
Tabela 6.3 Comparativo entre cargas dos radiers estaqueados e grupos de estacas. 263 
Tabela 6.4 Relação das cargas de ruptura dos radiers estaqueados e grupos de estacas.
 ..................................................................................................................................... 265 
Tabela 6.5 Relação de áreas dos radiers estaqueados. .............................................. 272 
Tabela C0.1 Valores de carga e deslocamento obtidos para os radiers estaqueados 
(experimental e numérico) e grupo de estacas (numérico) .......................................... 311 
Tabela D.0.1. Valores médios de fs, qc e Rf (RODRIGUEZ, 2013). ............................ 319 
xxxiv 
 
 
 
xxxv 
 
LISTA DE SÍMBOLOS 
 
α - fator de incremento de capacidade de carga do grupo devido à interação; 
αPG,ult - eficiência do grupo de estacas em um radier estaqueado; 
αpr - fator que identifica a distribuição de cargas entre o bloco e as estacas; 
αR,ult - eficiência do topo em um radier estaqueado; 
αrp - fator de interação entre estacas e o bloco; 
L - variação da relação carga estacas / carga total; 
β - fator e incremento de capacidade de carga da sapata devido à presença do grupo de 
estacas; 
c - peso específico do concreto (radier e estacas); 
s - peso específico do solo; 
máx - recalque relativo máximo de ensaio; 
r - deformação radial do corpo de prova de concreto; 
v - deformação vertical do corpo de prova de concreto; 
s - coeficiente de Poisson do solo; 
 - coeficiente de Poisson; 
c - coeficiente de Poisson do concreto; 
 - recalque; 
máx - recalque máximo do radier; 
𝜎ℎ
′ - tensão horizontal efetiva do solo; 
𝜎𝑣
′ - tensão vertical efetiva do solo; 
s - resistência por atrito lateral; 
 - ângulo de atrito do solo; 
e - diâmetro nominal da estaca; 
Aa - área da seção útil de aço em planta; 
AB - área da ponta da estaca; 
Ac - área da seção útil de concreto em planta; 
Ae - área da seção da estaca; 
Aliq - área líquida do radier (Aliq = Ar - n·Ae) 
xxxvi 
 
Ar - área total do radier em planta; 
AS - área lateral do fuste da estaca; 
B/L - relação de esbeltez do radier estaqueado; 
Br - lado menor do radier em planta; 
c - coesão total do solo; 
c’ - coesão efetiva do solo; 
d - diâmetro da estaca; 
d/L - índice de esbeltez da estaca; 
dc - diâmetro do radier em contato; 
de - diâmetro da estaca; 
Ea - módulo de deformabilidade do aço; 
Ec - módulo de deformabilidade do concreto;Ecomposto - módulo de deformabilidade composta; 
Ee - módulo de deformabilidade da estaca; 
Er - módulo de deformabilidade do radier; 
Es - módulo de deformabilidade do solo; 
FSUR - fator de segurança último (Mandolini, 2005); 
H - altura da camada de solo (meio); 
hr - altura do radier; 
IP - índice de plasticidade; 
k0 - coeficiente de empuxo em repouso; 
Kes - coeficiente de rigidez entre estaca e solo. 
Kp - rigidez do grupo de estacas; 
Kpr - rigidez do radier estaqueado; 
Kr - rigidez do radier isolado; 
Ks - rigidez axial da estaca; 
L - comprimento da estaca; 
Le - comprimento da estaca; 
Lr - lado maior do radier em planta; 
M - momento fletor atuante; 
n - número de estacas; 
xxxvii 
 
n - número de estacas; 
NSPT - número de golpes necessários para cravar os últimos 30 cm do amostrador; 
P - carga vertical concentrada; 
P1 - carga pontual concentrada; 
PK - carga pontual; 
qB - resistência de base; 
QBF - capacidade de carga última; 
Qc - capacidade de carga da sapata isolada; 
qc - resistência de ponta do cone; 
Qf - carregamento final aplicado; 
Qg - capacidade de carga do grupo de estacas; 
Qmáx - carga máxima de ensaio; 
Qp - reação de ponta; 
QPG - carga de ponta da estaca; 
QPR - Carga estrutural; 
QR - carga no topo da estaca; 
qsj - carregamento distribuído; 
Qt - capacidade de carga da sapata estaqueada; 
Rc - resistência à compressão; 
Rg - fator de redução de grupo; 
RUR - resistência última (Mandolini, 2005); 
S - espaçamento entre estacas; 
s - recalque; 
SPR - recalque do radier estaqueado; 
SR - recalque do radier isolado; 
u - teor de umidade da amostra de solo; 
VUR - carga última (Mandolini, 2005); 
w - recalque; 
WADM - recalque admissível; 
WC - limite de Contração; 
WL - limite de Liquidez; 
xxxviii 
 
WP - limite de Plasticidade; 
WUR - recalque máximo (Mandolini, 2005); 
CPT - Cone Penetration Test; 
DMT - Flat Dilatometer Test; 
CC1 EXP - Radier estaqueado experimental com 1 estaca; 
CC2 EXP - Radier estaqueado experimental com 2 estacas; 
CC3 EXP - Radier estaqueado experimental com 3 estacas; 
CC4 EXP - Radier estaqueado experimental com 4 estacas; 
CC1 NUM- Radier estaqueado numérico com 1 estaca; 
CC2 NUM - Radier estaqueado numérico com 2 estacas; 
CC3 NUM - Radier estaqueado numérico com 3 estacas; 
CC4 NUM - Radier estaqueado numérico com 4 estacas; 
SC1 NUM - Grupo de estacas numérico com 1 estaca; 
SC2 NUM - Grupo de estacas numérico com 2 estacas; 
SC3 NUM - Grupo de estacas numérico com 3 estacas; 
SC4 NUM - Grupo de estacas numérico com 4 estacas; 
 
 
 
 
1 
 
1 INTRODUÇÃO 
No Estado de São Paulo, assim como nos demais estados da Federação 
Brasileira, a construção civil tem apresentado um elevado índice de crescimento. 
Grandes e pequenos empreendimentos comerciais, industriais e multifamiliares são 
lançados semanalmente; além das obras de reforma e construções unifamiliares. A 
verticalização das cidades, com edifícios cada vez mais altos, faz com que as cargas 
estruturais fiquem cada vez mais elevadas e concentradas, demandando-se pilares em 
maior número ou com seções transversais maiores. As consequências dessas mudanças 
fazem com que os elementos de fundação necessitem ser adequados em função dos 
carregamentos, permitindo a dissipação dessas cargas junto ao maciço de maneira 
eficiente. 
Para esses empreendimentos é comum o emprego de estacas como opção de 
fundação, principalmente pelas características do subsolo, onde suas propriedades 
superficiais não permitem o emprego de fundação direta, devido à existência de alguma 
limitação geotécnica, como, por exemplo, elevada porosidade e/ou pelo caráter 
colapsível ou por apresentarem recalques excessivos frente às cargas. Na região de 
Campinas, pode-se afirmar que grande parte das fundações empregadas são profundas, 
sendo as estacas escavadas a trado as mais comuns, trabalhando em grupo, como parte 
integrante de um bloco de coroamento. Essa denominação ocorre devido ao fato de que 
o bloco de coroamento não tem sua capacidade de carga levada em consideração no 
dimensionamento geotécnico, mesmo sabendo-se que existe o contato bloco-solo 
quando este for efetivamente executado. Quando o contato de um elemento superficial 
de fundação (bloco, sapatas ou radier) contribuir na capacidade de carga 
simultaneamente com fundações profundas (estacas), pode-se denominar tal elemento 
como radier estaqueado. A definição do termo radier estaqueado pode ser designada a 
qualquer elemento superficial que se apoia não somente em estaca ou estacas, mas que 
também recebe suporte do terreno em que se apoia e que de alguma forma 
inter-relaciona os efeitos de carga e recalque entre os demais elementos: solo, estaca e 
elemento superficial de contato, sendo comum a utilização de alguns termos como 
sapata, bloco e radier, que possuam estaca ou estacas em sua formação como elemento 
estrutural. 
2 
 
Janda et al. (2009) citam que o termo radier estaqueado é mencionado em grande 
parte dos artigos como “um sistema de fundação em que as estacas e o radier interagem 
uns com os outros e com o solo adjacente para sustentar cargas verticais, horizontais e 
momentos provenientes da superestrutura”. 
Mandolini et al. (2013) sugerem uso do “conceito radier estaqueado”, que é a de 
considerar estacas "cooperando" com radier em vez de ser considerada como uma 
"alternativa" para o radier. 
O radier estaqueado é então considerado um elemento de fundação de múltiplas 
interfaces, dentre os quais as estacas que estão sob o radier se inter-relacionam. Por 
outro lado, sabe-se que o comportamento de uma estaca isolada diverge ao de uma 
estaca pertencente a um grupo, principalmente se este grupo estiver “coroado” por um 
elemento de fundação superficial que contribuirá na capacidade de carga do sistema, 
tornando-se assim, um modelo de radier estaqueado. 
É de conhecimento da comunidade geotécnica que na maior parte dos projetos de 
fundações avalia-se o comportamento da fundação sem considerar o efeito de contato 
do elemento de fundação superficial (bloco/sapata/radier) no solo. Entretanto, sabe-se 
que uma fundação composta por sapata estaqueada ou radier estaqueado tem maior 
eficiência na redução dos recalques, pois o contato do elemento de fundação superficial 
contribui para o desempenho de capacidade de carga e redução do recalque para o 
sistema. 
Os primeiros passos sobre o conhecimento do sistema “radier estaqueado” 
surgiram em fundações superficiais (rasas), em terrenos nos quais a camada de solo 
superficial é resistente o suficiente para atender à capacidade de carga, e que os 
recalques absolutos ou diferenciais chegam a atingir valores inadmissíveis para a 
estrutura de uma edificação. Nesse contexto, uma maneira de reduzir os recalques 
excessivos é por meio da introdução de estacas nas fundações superficiais (sapatas, 
blocos ou radiers), denominando-os de radier estaqueado. 
Devido à complexidade nas interações do sistema radier estaqueado, utiliza-se 
uma ferramenta numérica para melhor compreender o processo de interação entre solo-
estaca, estaca-estaca, radier-estaca e radier-solo. O emprego da instrumentação por 
strain-gages instaladas em estacas facilitam o entendimento da complexidade do 
3 
 
comportamento desse tipo de fundação. Em virtude dessas premissas, existe a 
possibilidade de promover uma melhoria e racionalização no projeto de fundações 
estaqueadas em sua quantidade, posição, profundidade e diâmetro das estacas. 
 
1.1 Justificativa 
No Brasil poucos trabalhos foram desenvolvidos sobre o tema comportamento de 
radiers estaqueados trabalhando como elemento de transferência. Na região de 
Campinas empregam-se, em grande parte de suas edificações, fundações profundas em 
estacas e, principalmente, do tipo escavada a seco, pois o nível d’água encontra-se 
geralmente a mais de 15m de profundidade. Sendo assim, é importanteque se conheça 
o comportamento e as formas de interações que ocorrem no sistema solo-estaca-radier 
(sapata/bloco/radier). Os resultados que serão obtidos por intermédio desta tese poderão 
contribuir significativamente para o conhecimento do comportamento de carga e 
recalque, representando, assim, um avanço no dimensionamento de fundações 
profundas por radiers estaqueados para a comunidade geotécnica, principalmente aos 
projetistas de fundações. 
 
 
1.2 Objetivo 
Esta tese tem como objetivo analisar o comportamento de radiers estaqueados 
executados em solo de diabásio da região de Campinas/SP, utilizando-se blocos de 
fundação com uma, duas, três e quatro estacas, ensaiados por meio de provas de carga 
e análises numéricas. 
Dessa forma, pretende-se chegar à compreensão sobre alguns aspectos, tais 
como os enumerados a seguir: 
 Modelo de ruptura de estaca isolada vs. sistema em radier estaqueado; 
 Mecanismo de transferência de carga e recalque de radiers estaqueados; 
 Influência do contato no comportamento carga x recalque; 
 Determinar as peculiares do comportamento experimental e numérico; 
4 
 
 Determinar as características do radier estaqueado (radier e estacas) que exercem 
influência na análise do comportamento da sua curva carga x recalque. 
Com o resultado desta pesquisa pretende-se determinar, a partir dos parâmetros 
de resistência do solo e do concreto empregado no radier e nas estacas, qual o método 
de análise mais apropriado, diretrizes para elaboração de projetos racionais e melhorias 
na técnica construtiva dos radiers estaqueados. 
 
 
5 
 
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
Apresenta-se neste capítulo, um breve histórico sobre os primeiros estudos de 
radiers estaqueados no Brasil e no mundo, assim como são apresentados os principais 
aspectos sobre definição e conceito de radier estaqueado, inclusive os modelos de 
interação, ruptura e comportamento observados para esse tipo de fundação. 
A técnica de radier estaqueado vem sendo intensamente pesquisada por muitos 
especialistas que concentraram seus esforços, quer do ponto de vista teórico, 
experimental e numérico sobre o comportamento desse tipo de fundação estaqueada. 
Dentre os vários trabalhos destacam-se: Cunha e Sales (1998), Sales et al. (1999, 2001, 
2002 e 2005), Sales (2000), Cunha et al. (2000, 2001, 2004, 2006 e 2010), Poulos (2001, 
2008, 2011), De Sanctis e Mandolini (2003, 2006), Bezerra e Cunha (2002), Mandolini 
(2003), Reul (2003, 2004), Mandolini et al. (2005), Anjos (2006), Janda et al. (2009), 
Sousa (2010), Lee et al. (2010), Soares (2011), Viggiani et al. (2011), Poulos (2011), 
Mandolini et al. (2013), Mendoza (2013); Freitas Neto (2013), Cunha e Pando (2013), 
Russo et al. (2013), entre outros. 
 
 
2.1 Histórico de radier estaqueado 
O fator histórico é de grande importância, pois permite estabelecer um 
entendimento entre as experiências anteriormente analisadas e a direção para onde 
deverão verter os novos experimentos. 
A técnica do emprego do radier estaqueado foi desenvolvida por Zeevaert (1957), 
com o objetivo de reduzir, até certo valor desejado, os recalques de uma fundação por 
sapata, mediante a implantação de um determinado número de estacas para apoio 
parcial destas (TEIXEIRA, 1996). 
Um dos primeiros estudos teóricos que considera a contribuição do bloco apoiado 
no solo superficial em um radier estaqueado foi de Kishida e Meyerhof (1965). De acordo 
com a Figura 2.1b, para estacas com espaçamento elevado (s>4), a capacidade de 
carga da fundação seria a soma da capacidade de carga do radier com a do grupo de 
6 
 
estacas. Para estacas pouco espaçadas, ocorreria uma ruptura de todas as estacas em 
conjunto ou “pilar equivalente” (Figura 2.1a). 
 
 
Figura 2.1. Formas de ruptura de um radier estaqueado (modificado PHUNG, 1993). 
 
Quanto ao comportamento carga x recalque de uma fundação com a presença de 
um elemento superficial associado a uma estaca, o primeiro trabalho teórico pode ser 
atribuído a Poulos (1968), conforme apresentado na Figura 2.2. 
 
 
Figura 2.2. Efeito do contato em estaca isolada (modificado POULOS, 1968). 
 
7 
 
Poulos (1968) considerou a interação estaca/bloco para uma estaca isolada sob 
um radier em contato com o solo. O autor considerou o solo como um semiespaço 
elástico e o radier em contato com o solo, coroando as estacas como um elemento rígido. 
Denominando-se por “L” o comprimento da estaca, “d” o diâmetro da estaca e “dc” o 
diâmetro do radier circular com contato. O autor concluiu que, quanto menor o 
comprimento da estaca em relação ao seu diâmetro (L/d), maior a influência do contato 
na redução de recalques (Figura 2.2). Também observou que para estacas curtas (L/d < 
10) a existência do contato não deve ser desprezada. 
A capacidade de carga do radier estaqueado não é apenas a soma algébrica das 
capacidades individuais de cada elemento do conjunto, porém, poderá ser maior, em face 
da interação existente entre as partes; e em função de características próprias do 
conjunto ensaiado e do tipo de solo a contribuição do radier na capacidade de carga pode 
variar (AKINMUSURU, 1980). 
O estudo de Akinmusuru (1973) com modelos reduzidos em areia foi, talvez, o 
primeiro a analisar, em um mesmo solo, o comportamento da sapata isolada, da estaca 
isolada e do grupo de estacas e com o contato com a superfície, a fim de se obter a 
parcela de contribuição da interação radier/estacas. O autor concluiu que a capacidade 
de carga de uma sapata estaqueada é superior à soma algébrica da capacidade de carga 
da sapata isolada e do grupo de estacas, ou seja, há uma inter-relação entre a fundação 
superficial com a fundação profunda quando se utiliza o sistema de sapatas com estacas, 
de acordo com a equação 4.1: 
𝑄𝑡 = 𝛼𝑄𝑔 + 𝛽𝑄𝑐 (4.1) 
 
Onde: Qt = capacidade de carga da sapata estaqueada; Qg = capacidade de carga 
do grupo de estacas; Qc = capacidade de carga da sapata isolada; α = fator de incremento 
de capacidade de carga do grupo devido à interação; β = fator e incremento de 
capacidade de carga da sapata devido à presença do grupo de estacas. 
 
Os ensaios de Akinmusuru (1973) indicaram que a contribuição do bloco em 
contato com o solo é função de seu tamanho e do comprimento das estacas. Entretanto, 
preconiza que, de uma forma geral, a parcela de capacidade de carga das estacas (Qg) 
8 
 
é a mais influenciada (aumentada) ao se considerar a interação bloco/solo/estacas, 
resultando em α >> β. Sugere, portanto, desprezar β, adotando β 1 na equação 4.1. A 
seguir, a Figura 2.3 apresenta os valores dos parâmetros α, α’ e β. 
 
 
Figura 2.3. Fatores de incremento na capacidade de carga das estacas e do bloco devido 
à interação bloco/estacas (AKINMUSURU, 1980). 
 
Segundo Teixeira (1996), no Brasil os primeiros casos relatados que consideram 
a contribuição das tensões bloco/solo em uma fundação estaqueada são dos 
Engenheiros Luciano Décourt (Estaca “T”) e Eduardo Cerqueira Do Val (Estapata). Esse 
mesmo autor cita que a diferença entre as duas concepções é o contato da estaca com 
o bloco. Na Estaca “T” as estacas são engastadas na sapata e na Estapata há um disco 
de poliestireno expandido, cuja espessura é determinada em função do recalque da 
sapata. Nesse caso, a estaca passa a receber carga após a ocorrência de uma parcela 
do recalque da sapata isolada (Figura 2.4). 
Nas Figuras 2.4a e 2.4b, verifica-se que no caso da Estaca “T” o elemento 
horizontal simplesmente se apoia sobre a cabeça do elemento vertical, sem que haja 
qualquer tipo de engastamento. Os esforços horizontais e momentos fletores são 
9 
 
transferidos pelo topo diretamente ao solo. Um procedimento simplificado é proposto por 
Décourt (1996) para o dimensionamento da fundação em Estaca “T”, que consiste em se 
dimensionar a estaca para trabalhar com 70 % de sua carga de ruptura e projetar o topo 
como um misto de bloco de coroamento