6 - Aulas 12 e 13

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ESTRUTURAS DE FUNDAÇÕES E 
CONTENÇÕES
AULAS 12 e 13 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
Planejamento da Aula
• Projeto de fundações profundas
• Estacas - Dimensionamento
Bibliografia
• https://www.ofitexto.com.br/comunitexto/prova-de-carga-
dinamica-vantagens-e-desvantagens/
• http://www.pdi.com.br/ecd-port.htm
Ver vídeos Estacas Strauss
Definição estaca Strauss:
A estaca Strauss é uma estaca escavada, pois para
ser inserida no terreno é necessária remoção prévia do
solo. A estaca tipo Strauss se caracteriza por ser
moldada in loco e são executadas enchendo-se de
concreto as perfurações que foram escavadas.
As estacas Strauss surgiram com o intuito de
substituir as estacas pré-moldadas cravadas no solo
por percussão devido à grande vibração e ocorrência
de ruídos causados pelo processo de cravação.
Fonte: Engecon Fundações 
Vantagens e desvantagens estaca Strauss
Vantagens:
• Fator custo/benefício favorável.
• Não gera vibrações no solo suficientes para danificar
edificações vizinhas. No entanto, é sempre
recomendado realizar laudo pericial em todas as
edificações no entorno da obra para evitar futuras
reclamações sem fundamentos de vizinhos que
querem se aproveitar da situação.
Vantagens e desvantagens estaca Strauss
Desvantagens:
Geralmente produz muita lama. O cliente as vezes
se sente desconfortável no aspecto visual da lama.
Capacidade de carga baixa. Uma estaca Strauss pode
ter até metade da capacidade de carga de uma estaca
pré-moldada.
Apresenta dificuldade para escavar solo mole ou
fofo por causa do estrangulamento do fuste.
Quanto ao Processo Executivo
É um tipo de estaca moldada no solo que
requer um equipamento relativamente simples:
 Tripé com guincho;
 Pilão;
 Ferramenta de escavação;
 Tubos de revestimento.
A execução começa descendo um tubo
metálico que servirá de revestimento, para a
escavação que ocorrerá no interior do tubo, com
uma ferramenta chamada sonda ou piteira.
Quando for atingida a cota desejada, enche-
se o tubo com cerca de 75 cm de concreto
úmido, que se apiloa à medida que se vai
retirando o tubo. A manobra é repetida até que
atinja a cota de arrasamento.
Fonte: Total Construção (2020)
A estaca Strauss requer grande cuidado na
execução quando se trabalha abaixo do lençol freático.
Caso ao final da perfuração exista água no fundo do
furo, que não possa ser retirada pela sonda, deve ser
lançado concreto seco para que seja obturado o furo.
Neste caso deve-se desconsiderar a contribuição da
ponta da estaca para a capacidade de carga.
Obs: capacidade da estaca Strauss varia entre 200
KN a 850 kN e diâmetro máximo 52 cm, ou seja,
superior ao prescrito em na tabela da norma.
Fonte: Velloso e Lopes (2010, p. 206)
Exercício 1 
Estaca Strauss
Considerando o perfil de sondagem a seguir, fazer
o dimensionamento geotécnico de uma estaca Strauss
para suportar uma carga de 80 tf.
Considerar ainda:
• Diâmetro = 50 cm
• Solo = silte arenoso
• Aço CA-50
• E = 210000 MPa
• = 15 Mpa
Considerar o SPT da cota -12 m = 30
PERFIL
Profundidade SPT
1 m - trado -
2 m 20
3 m 22
4 m 25
5 m 25
6 m 25
7 m 28
8 m 28
9 m 30
10 m 30
11 m 30
Respostas 
Rp = 117,78 tf
Rl = 24,09 tf
𝒂𝒅𝒎 29,7 tf
FM = 80/29,7 = 2,69
2,69 x 4 = 11 m
Exercício 2 
Estaca Strauss
Considerando o perfil de sondagem
a seguir, fazer o dimensionamento
geotécnico e estrutural de uma
estaca Strauss para suportar uma
carga de 30 tf .
Considerar ainda:
• Diâmetro = 50 cm (diâmetros
usuais 40 e 60 cm)
• Solo = silte arenoso
• Aço CA-50
• E = 210.000 MPa
• = 15 MPa
Considerar a primeira tentativa com 6,0
m
PERFIL
Profundidade SPT
1 m - trado -
2 m 20
3 m 22
4 m 25
5 m 25
6 m 25
7 m 28
8 m 28
9 m 30
10 m 30
11 m 30
12 m 30
13 m 32
14 m 32
15 m 32
16 m 33
Resposta
Verificar se a tensão na estaca ultrapassa 5 MPa.
5
Não é necessário armar a estaca calculada acima.
Exercício 3 
Estaca Strauss
Dimensionar estruturalmente a estaca do exercício anterior,
considerando que a carga que a estaca deverá suportar seja
de 120 tf .
6
ESTACA RAIZ
VER VÍDEO
Processo simplificado da execução
Fonte: GEOFIX FUNDAÇÕES (2018)
Introdução
A estaca raiz é um tipo de fundação moldada
in loco, em que a perfuração em solo é
revestida integralmente, por meio de
segmentos de tubos metálicos que são
rosqueados à medida que a perfuração está
sendo executada.
Para posicionar corretamente a perfuratriz, o terreno
deve estar nivelado. Antes de começar a perfuração, é
importante conferir a verticalidade e o ângulo de
inclinação do tubo metálico em relação à estaca locada.
1- Posicionamento da perfuratriz
Processo de execução na estaca tipo Raiz
Para executar a perfuração, o equipamento injeta
água com golpes de baixa pressão ao mesmo tempo
em que insere o tubo metálico de modo rotativo. O
tubo perfura até atingir a profundidade indicada em
projeto.
Um cuidado importante nessa etapa é verificar o
material que sai pelo tubo para conferir se é o mesmo
tipo de solo indicado nas sondagens SPT.
2- Perfuração
3- Limpeza
Assim que a perfuração atingir a cota de projeto,
ainda são injetados golpes de água dentro da estaca,
sem avançar a perfuração, apenas para promover a
limpeza interna do tubo.
4- Armadura
É o diâmetro de cada estaca que determina a
quantidade de armadura a ser empregada nos fustes.
O importante é garantir que, durante a concretagem,
os estribos - geralmente em aço CA-50 - permaneçam
na posição correta. Para isso, utilizam-se
espaçadores plásticos ou em argamassa espaçados
conforme projeto para manter a estrutura
centralizada e o cobrimento determinado em projeto.
5- Concretagem
Durante a concretagem, que acontece de baixo para
cima até que a argamassa extravase pela boca do furo,
o macaco hidráulico deve ser programado para que a
retirada dos tubos metálicos não aconteça de maneira
muito rápida, a fim de não comprometer a distribuição
uniforme da massa.
VANTAGENS DESVANTAGENS 
Executadas em locais de difícil acesso. Consumo elevado de aço e cimento. 
Utilizadas para reforços de fundações. Custo elevado. 
Não produz vibrações. Consumo elevado de água. 
Execução abaixo no nível do lençol freático. Processo executivo relativamente demorado. 
Execução em matacões e rochas. 
Podem ser executadas inclinadas. 
 
Vantagens e desvantagens - Estacas tipo Raiz
ESTACA FRANKI
VER VÍDEO
Fontes: Infraestrutura urbana
Vista do pilão Vista do Bate Estacas Franki
Fonte: Total ConstruçãoFonte: WM estaqueamentos
Concretagem
Fonte: VWF Fundações
Introdução
Essas estacas são executadas com o auxílio de um bate
estacas que realiza a cravação de seus elementos no
solo por meio de golpes de um pilão. A armadura e o
concreto são inseridos na estaca à medida que o tubo
vai sendo retirado do solo.
Processo de execução na estaca tipo Franki
1 – Locação das estacas:
O primeiro passo para a execução de uma fundação
em estaca Franki é a perfeita locação das estacas.
Para isso, é importante a utilização de equipamentos
de topografia de alta precisão. O equipamento deverá
ser posicionado no eixo indicado pela locação.
Caso uma estaca seja executada fora do seu local
correto é necessário informar ao projetista para a
adequação dos projetos de fundação ou eliminação da
estaca escavada incorretamente.
Durante o posicionamento do equipamento, deverá ser
aferida a inclinação correta indicada em projeto.
2 – Cravação do tubo:
A cravação do tubo é realizada por meio da queda livre
de um pilão sobre uma bucha de material granular na
ponta do tubo.
Este pilão pode ter um peso de 1 a 4,5 toneladas e uma
altura de queda livre que pode chegar até 7 metros e
altura.
A bucha de material granular é uma mistura de areia e
brita, que tem como objetivo manter a ponta do tubo
sempre fechada e receber os golpes da cravação. Esta
bucha também impede que na presença de lençol
freático a água entre no tubo.Um equipamento convencional tem uma produtividade
média de até 50 metros de cravação por dia.
3 – Execução do bulbo:
A execução do bulbo também é conhecida como o
alargamento da base da estaca. Este bulbo é, com
certeza, um dos diferenciais desta estaca.
A sua execução aumenta a capacidade de carga da
estaca, pois além de aumentar a seção da estaca,
gera uma melhora nas características mecânicas do
solo, devido à compactação.
Para a execução do bulbo o primeiro passo é garantir
que o tubo esteja preso com auxílio de cabos de aço,
assim ele não descerá mais nos próximos golpes do
pilão. A bucha será removida com golpes em
sequência.
Assim que a bucha de material granular for removida é
inserido no tubo uma certa quantidade de concreto,
que também será apiloado para o alargamento da
ponta da estaca.
A quantidade do concreto do bulbo é definida pelo
projetista da fundação.
4 – Colocação a armadura:
O próximo passo é colocar a armadura dentro do furo
escavado. Vale lembrar que o tubo ainda está cravado
no solo e ele será retirado apenas no momento da
concretagem.
A armadura da estaca Franki é geralmente formado
por barras longitudinais soldadas e estribo espiral
soldado.
5 – Concretagem:
Com a armadura posicionada o próximo passo é a
concretagem. A concretagem é realizada com o
lançamento de pequenas quantidades de concreto e o
apiloamento destas camadas com o mesmo pilão da
escavação.
À medida que a estaca é concretada o tubo é retirado
por meio da suspensão dos cabos de aço. É importante
manter uma quantidade de concreto adequada para que
durante a retirada do tubo não corra o risco da entrada
de solo ou água em alguma parte da estaca.
Vantagens e desvantagens - Estacas tipo Franki
VANTAGENS DESVANTAGENS
Pode suportar grandes cargas
podendo ser executada abaixo do 
nível de água.
Causa muita vibração no terreno. É
recomendado realizar laudo pericial
em todas as edificações vizinhas
antes do início de sua execução e
registrar as condições das estruturas
no entorno da obra.
Atinge grandes profundidades. Demandam tempo na sua execução
que podem ocasionar maiores custos
com mão-de-obra e equipamentos.
Apresenta boa resistência lateral
e de ponta, contribuindo para a
dissipação das cargas no solo.
É necessário espaço amplo
no canteiro de obras para o manuseio
de seus equipamentos.
Atrito Negativo
Quando a estaca recalca mais do que o solo,
manifesta-se o atrito positivo, que contribui para a
capacidade de carga da estaca.
Quando, ao contrário, o solo recalca mais, tem-se o
atrito negativo, que sobrecarrega a estaca.
Causas do atrito negativo:
a) Adensamento de argila amolgada;
b) Adensamento de argila por aterro;
c) Adensamento de argila por rebaixamento do lençol
d’água;
d) Adensamento de argila por alívio de poropressões
em lençol d’água.
a) Uma estaca cravada, através de uma camada de argila mole,
amolga um certo volume dessa argila. A argila amolgada tende a se
adensar sob a ação de seu próprio peso, o que faz com que ela
recalque em relação à estaca.
b) O caso mais importante e frequente é quando estacas
atravessam uma camada de argila mole sobre a qual se depositou
recentemente um aterro. A argila mole, em processo de
adensamento, sofre recalques e o atrito negativo desenvolve-se ao
longo das camadas de aterro e de argila mole.
c) Quando se promove um rebaixamento do lençol d’água em
camada de areia acima da argila mole. Coloca-se a argila mole em
processo de adensamento e provoca-se o atrito negativo nas
estacas executadas naquela obra ou em estacas de obras vizinhas.
σ’ = σ - u
d) Alívio de pressões em camada de areia abaixo de argila mole.
Coloca-se a argila mole em processo de adensamento e provoca-
se o atrito negativo nas estacas executadas naquela obra ou em
estacas de obras vizinhas.
σ’ = σ - u
Em todos os casos mencionados, verifica-se
que o atrito negativo decorre do adensamento de
camadas de solo de baixa permeabilidade.
Consequentemente, é um fenômeno que se
desenvolve ao longo do tempo, crescendo até atingir
um valor máximo.
O atrito negativo é um problema de recalque da
fundação. Ele não é capaz de levar à ruptura uma
estaca por perda da capacidade de carga do solo,
pois essa ruptura seria precedida de um recalque da
estaca em relação ao solo que inverteria o sinal do
atrito.
Haverá uma certa profundidade onde os
recalques são iguais, isto é, uma profundidade onde
não haverá deslocamento relativo entre a estaca e o
solo essa profundidade é definida como ponto neutro.
Acima do ponto neutro tem-se atrito negativo e abaixo o
atrito positivo.
Quando ocorre um atrito negativo (Qn), este deve ser somado as
cargas aplicadas no topo da estaca (Q). Sendo que Qadm é capacidade de
carga admissível da estaca e Qp o atrito positivo.
Qn é fracoQn é forte
Q + Qn < Qadm
Estimativa do atrito negativo por De Beer e Wallays:
Atrito negativo total:
Cálculo da parcela do efeito da sobrecarga como atrito negativo:
𝟎
𝟎
Cálculo da parcela do efeito da camada compressível como atrito 
negativo:
𝟎
𝜸
Onde,
D diâmetro da estaca;
d espessura da camada compressível;
𝟎  atrito solo-estaca;
𝟎  sobrecarga no topo da camada compressível;
 peso específico submerso da camada compressível;
𝟎
𝝅𝒅²
𝟒
 área de influência da sobrecarga;
𝜸
𝝅𝒅²
𝟏𝟔
 área de influência do peso próprio da camada mole.
TIPO DE ESTACA E DE SOLO
Estacas com pintura asfáltica em argilas 0,02
Estacas com película anular de bentonita 0,05
Estacas cravadas em solos argilosos moles e solos orgânicos 0,20
Estacas escavadas sem revestimento, idem acima 0,15
Estacas escavadas com revestimento perdido, idem acima 0,10
Estacas cravadas em solos argilosos rijos a duros 0,30
Estacas escavadas sem revestimento, idem acima 0,20
Estacas escavadas com revestimento perdido, idem acima 0,15
Estacas cravadas em solos argilosos sensíveis – atrito negativo por
amolgamento
0,10
Estacas em areias, pedregulhos, fofos 0,35
Estacas em areias e pedregulhos, medianamente compactos 0,45
Estacas em areias e pedregulhos, compactos 0,5 a 1 e mais
Recomendações da norma NBR-6122 
Procedimentos para se tentar reduzir o atrito 
negativo:
a) Pré-carregamento da camada compressível antes da
instalação das estacas. Esse método, entretanto, só
pode ser empregado quando o cronograma da obra
o permite, visto que este pré-adensamento deve ser
mantido durante um certo tempo até que se
processem os recalques preestabelecidos. Por
outro lado, os custos envolvidos podem ser tal
ordem que, mesmo levando-se em conta uma carga
adicional no estaqueamento devido ao atrito
negativo, ainda assim este será mais vantajoso.
b) Eliminação do contato direto do solo com a estaca,
instalando-se as estacas após a cravação de tubos
de maior diâmetro, limpando-se o solo dentro dos
mesmos e instalando-se as estacas a seguir. Este
procedimento não pode ser usado quando, além
das cargas verticais, atuam, cargas horizontais.
c) Pintura da superfície externa da estaca com uma
mistura betuminosa especial. Esta pintura, porém,
deve ser feita com uma técnica que garanta uma
espessura mínima de betume que não seja
removida durante a cravação pelo atrito com o
solo. O betume deve ser aplicado até se obter uma
superfície uniforme em volta da estaca com
espessura mínima de 1 cm.
d) Instalar as estacas de modo que possam recalcar
da mesma ordem de grandeza do recalque da
camada compressível.
e) Utilizando estacas de pequeno diâmetro para
reduzir a área de contato com o solo.
Exercício 
Atrito Negativo
Exemplo 1:
Dimensionar um estaqueamento em estacas
Strauss para suportar uma carga de um pilar de 150 tf.
O terreno onde a estaca será instalada deve
ultrapassar uma camada de aterro de 4 m de altura e
uma camada de 12 m de solo compressível. Dado:  =
20° . Considerar aço CA-50 e
Es =
Obs: diâmetros disponíveis no mercado 25 cm a 40 cm. Para este
exercício: diâmetro da estaca será de 40 cm.
SPT
Dimensionar um estaqueamento emestacas Strauss
até a cota - 25 para suportar uma carga de um pilar de
80 tf.
O terreno onde a estaca será instalada deve
ultrapassar uma camada de aterro que exerce uma
tensão de 22 kN/m2 na camada de solo compressível e
a partir daí um silte argiloso e silte arenoso conforme
perfil.
Considerar aço CA-50, Es = , diâmetro de
40 cm. = 17 kN/m3 /m3
Exercício 1:
A PARTIR DA COTA - 20 m