Aula 16 - Métodos semiempíricos

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FUNDAÇÕES
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
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Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Aula 16
Métodos semiempíricos para a previsão da 
capacidade de carga de estacas.
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Introdução
- Amann (2010): os métodos semiempíricos podem ser definidos como os que partem das
formulações teóricas complementando-as com o estabelecimento das tensões máximas de
atrito e ponta obtidas a partir de correlações empíricas com ensaios de campo (que
eliminam a influência das variáveis relativas à retirada e transporte de amostras do solo ao
laboratório, entre outras). Assim, os ensaios de campo, ou sondagens, são parte essencial
dos métodos semiempíricos.
- Velloso e Lopes (2010): em nosso país, a sondagem (com realização do SPT) é a
investigação geotécnica mais difundida e realizada, assim expressa por Milititsky (1986):
A Engenharia de fundações no Brasil pode ser descrita como a Geotecnia do SPT. Por
isso, há muito tempo, os profissionais de fundações têm a preocupação de estabelecer
métodos de cálculo da capacidade de carga de estacas utilizando os resultados das
sondagens a percussão.
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- Alledi (2014): os métodos de previsão de capacidade de carga com base em
investigações geotécnicas in situ constituem-se na principal forma de se estimar o
comprimento das estacas e, consequentemente, o custo de uma obra antes da sua
realização propriamente dita ou da execução de estaca piloto para ser submetida à
prova de carga.
- Schnaid e Odebrecht (2012): os métodos semiempíricos são ferramentas valiosas
para a Engenharia de Fundações, porém, ressaltam a importância de se reconhecer
que sua validade é limitada à prática construtiva regional e às condições específicas
dos casos históricos utilizados no seu desenvolvimento.
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Método de Aoki e Velloso (1975)
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K = coeficiente de conversão que estabelece a proporcionalidade entre a resistência de ponta
unitária;
F1 = fator de conversão (escala e tipo de estaca) aplicado à parcela referente à resistência de ponta;
F2 = fator de conversão (escala e tipo de estaca) aplicado à parcela referente à resistência lateral;
α = razão de atrito, ou seja, coeficiente que correlaciona o atrito local do cone com a ponteira e a
tensão de ponta da estaca.
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K = coeficiente de conversão que estabelece a proporcionalidade entre a resistência de ponta
unitária;
NP = valor de NSPT considerado como representativo da ponta da estaca (NSPT ao nível da ponta);
F1 = fator de conversão (escala e tipo de estaca) aplicado à parcela referente à resistência de ponta;
AP = área de ponta ou base da estaca;
U = perímetro da estaca;
F2 = fator de conversão (escala e tipo de estaca) aplicado à parcela referente à resistência lateral;
α = razão de atrito, ou seja, coeficiente que correlaciona o atrito local do cone com a ponteira e a
tensão de ponta da estaca;
NLi = valor médio do NSPT correspondente a cada segmento (∆Li) de estaca;
∆Li = comprimento de cada segmento de estaca discretizado.
D = diâmetro ou lado da seção transversal
do fuste da estaca, mantendo F2 = 2 F1.
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Método de Décourt e Quaresma (1978) modificado por Décourt (1996)
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α e β são fatores introduzidos no método por Décourt (1996) e representam
coeficientes empíricos de correção dados em função do tipo de estaca e de solo,
respectivamente aplicados na parcela de resistência de ponta e lateral.
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O método de Décourt e Quaresma propõe que a carga admissível geotécnica da
estaca seja dada por:
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Tipo de solo C (kN/m²)
Argilas 120
Silte argiloso (residual) 200
Silte arenoso 250
Areia 400
Valores do coeficiente C em função do solo (DÉCOURT, 1996).
Tipo de solo Coeficiente
Escavadas 
em geral
Escavada 
(bentonita)
Hélice 
contínua
Estaca 
raiz
Injetadas sob 
altas pressões
Argilas
α 0,85 0,85 0,30 0,85 1,00
β 0,80 0,90 1,00 1,50 3,00
Solos 
intermediários
α 0,60 0,60 0,30 0,60 1,00
β 0,65 0,75 1,00 1,50 3,00
Areias
α 0,50 0,50 0,30 0,50 1,00
β 0,50 0,60 1,00 1,50 3,00
Coeficientes empíricos de correção α e β em função do tipo de solo e estaca (DÉCOURT, 1996, 
adaptada).
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Contribuição de Silveira (2002) ao método de Décourt e Quaresma (1978, 1996)
Tipo de solo C (kN/m²)
Argila siltosa 110
Argila arenosa 120
Silte argiloso 200
Silte arenoso 250
Areia argilosa 350
Areia siltosa 350
Areia 400
Areia com pedregulhos 400
Valores do coeficiente C em função do solo (SILVEIRA, 2002).
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Tipo de solo Coeficiente
Pré-moldada 
(concreto e aço)
Franki Hélice contínua
Escavada sem 
revestimento
Argila siltosa
α 1,00 1,00 0,85 0,85
β 1,00 1,00 1,00 0,80
Argila arenosa
α 1,00 1,00 0,85 0,85
β 1,00 1,00 1,00 0,80
Silte argiloso
α 1,00 1,00 0,60 0,60
β 1,00 1,00 1,00 0,65
Silte arenoso
α 1,00 1,00 0,60 0,60
β 1,00 1,00 0,90 0,65
Areia argilosa
α 1,00 1,00 0,50 0,50
β 1,00 1,00 0,80 0,50
Areia siltosa
α 1,00 1,00 0,50 0,50
β 1,00 1,00 0,80 0,50
Areia
α 1,00 1,00 0,50 0,50
β 1,00 1,00 0,70 0,50
Areia com 
pedregulhos
α 1,00 1,00 0,50 0,50
β 1,00 1,00 0,70 0,50
Coeficientes empíricos de correção α e β em função do tipo de solo e estaca (SILVEIRA, 2002).
Método de Teixeira (1996)
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- O autor adotou parâmetros de correção α e β, aplicados à resistência de ponta e à
resistência lateral da estaca, respectivamente, para o cálculo da capacidade de
carga de um sistema solo/estaca e, com isso, propôs uma espécie de equação
unificada (AOKI e CINTRA, 2010);
- A resistência lateral independe do tipo de solo, sendo função do tipo de estaca;
- Quanto ao cálculo da carga admissível, Teixeira (1996) recomenda, para as
estacas dos tipos I, II e IV o coeficiente de segurança da norma, isto é 2; para as
estacas do tipo III (escavadas) recomenda, para a ponta, um coeficiente 4 e, para o
atrito lateral, 1,5.
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Coeficiente de correção Solo
Tipos de estaca*
I II III IV
Valores de α (kN/m²) em 
função do tipo de solo e 
estaca (4 < N < 40)
Argila siltosa 110 100 100 100
Silte argiloso 160 120 110 110
Argila arenosa 210 160 130 140
Silte arenoso 260 210 160 160
Areia argilosa 300 240 200 190
Areiasiltosa 360 300 240 220
Areia 400 340 270 260
Areia com pedregulhos 440 380 310 290
Valores de β (kN/m²) em função do tipo de estaca 4 5 4 6
* Tipos de estaca: I - Estacas pré-moldadas de concreto e perfis metálicos; II - Estacas tipo 
Franki; III - Estacas escavadas a céu aberto; IV - Estacas raiz
Coeficientes α e β (TEIXEIRA, 1996, adaptada).
Exercício prático – determinação da carga
admissível geotécnica via método
semiempíricos
Para o perfil de sondagem apresentado, calcular
a carga admissível de uma estaca Strauss, de 42
cm de diâmetro e 9 m de comprimento, arrasada
na cota 0 m. Aplicar os métodos semiempíricos
estudados.
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Aoki e Velloso (1975)
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Décourt e Quaresma (1978, 1996)
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Teixeira (1996)
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Método
Resistência 
lateral (kN)
Resistência de 
ponta (kN)
Capacidade de 
carga (kN)
Carga admissível 
(kN)
Aoki e Velloso (1975) 228,96 480,29 709,25 354,63
Décourt e Quaresma 
(1978, 1996)
307,98 452,49 760,47 380,24
Teixeira (1996) 443,36 432,26 875,62 437,81
Média dos métodos 326,77 455,01 781,78 390,89
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Aoki e Velloso (1975) Décourt e Quaresma (1978,
1996)
Teixeira (1996)
Referências
- ABNT. NBR 6122 – Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro, 2019.
- ALBUQUERQUE, P. J. R.; GARCIA, J. R. Engenharia de Fundações. 1 ed. Rio
de Janeiro: LTC, 2020.
- CINTRA, J. C.; AOKI, N.; ALBIERO, J. H. Fundações por estacas – projeto
geotécnico. 1 ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2011.
- PEREIRA, A. B. Metodologia semiempírica de cálculo de capacidade de carga
geotécnica de estacas com base em dados de SPT extrapolados via krigagem e
ensaios de carregamento dinâmico. Tese (Doutorado em Geotecnia) – Núcleo de
Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto.
2020.
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Muito obrigado. Bons estudos!