Aula 17 - Metodologias de projeto em fundações por estacas

Prévia do material em texto

FUNDAÇÕES
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Aula 17
Considerações sobre a resistência de ponta em 
estacas escavadas.
Metodologias de projeto geotécnico de 
fundações em estacas.
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Considerações sobre a resistência de ponta em estacas escavadas
Abordagem da NBR 6122:2010
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
- Portanto, a NBR 6122/2010 preconiza que, no caso específico de estacas
escavadas, no máximo 20% da carga admissível pode ser suportada pela ponta da
estaca, o que equivale a um mínimo de 80% para a resistência lateral. Assim:
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Abordagem da NBR 6122:2019
Item 8.2.1.2 Métodos estáticos
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Incerteza do efetivo contato da
ponta com o solo compentente
Carga de catálogo
- Uma outra verificação do ELU contempla basicamente a estaca,
cada tipo em particular, sem levar em consideração o aspecto
geotécnico.
- Se considerarmos que o material que compõe a estaca possui uma
espécie de tensão admissível (σe), o seu produto pela área da seção
transversal do fuste resulta em uma carga admissível da estaca (Pe),
em termos estruturais da mesma.
- Chamaremos Pe de carga de catálogo pelo fato de ser o valor de
carga indicado no catálogo do fabricante ou executor da estaca, em
função da seção transversal do fuste e do tipo de estaca.
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
- Conhecidos os valores de Pa e Pe, devemos adotar o menor deles para
garantir a segurança ao elo mais fraco do sistema (elemento geotécnico ou
estrutural).
- A estaca (elemento estrutural) não é necessariamente o ele mais forte.
Podemos ter estaca apoiada em material muito resistente ou estaca
demasiadamente longa, de maneira tal que a resistência seja superior à
estrutural.
- Na prática de projeto, como a carga de catálogo é definida inicialmente,
ela passa a representar o limite superior para a carga admissível da
fundação:
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Carga de catálogo – estaca escavada com trado helicoidal
Diâmetro (cm) 
Carga de catálogo 
tradicional Pe (kN)
φ 25 200
φ 30 300
φ 35 400
φ 40 500
φ 45 600
φ 50 800
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Carga de catálogo – estaca pré-moldada de concreto e estaca de aço
Carga de catálogo – estaca de madeira
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Carga de catálogo – estaca escavada e outros tipos
Escolha do tipo de estaca
- Dados da edificação: planta de carga de pilares, localização, etc.
- Dados do terreno: sondagens, SPT.
- Entorno da edificação: vizinhança, limitação dos níveis de ruído e de vibração.
- Disponibilidade de equipamentos para certos tipos de fundação.
- Através da planta de carga e sondagem exclusão de certos tipos de
estacas.
- Análise dos dados da edificação, localidade e terreno custo e prazo.
- Escolhido o tipo de estaca definição do diâmetro através das cargas de
catálogo.
- Aspectos relativos à execução: comprimento máximo limitado pelo equipamento
e parada do embutimento da estaca devido o aumento da resistência do solo (NSPT).
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Metodologias de projeto geotécnico
- Em termos geotécnicos, todo projeto de fundações por estacas culmina com a
previsão da cota de parada das estacas e a fixação da carga admissível.
1°Metodologia
- Escolhido o tipo de estaca e o diâmetro ou seção transversal do fuste, temos a
correspondente carga de catálogo.
- Adotamos a carga admissível como sendo a própria carga de catálogo, obtemos o
valor da capacidade de carga:
- Por tentativas, baseado no valor da capacidade de carga, procuramos o
comprimento da estaca (L) compatível com essa capacidade de carga:
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
2°Metodologia
- Uma limitação do equipamento ou do comprimento da estaca pode impor o
comprimento máximo (Lmáx) exequível.
- Dessa formam adotamos o comprimento da estaca como sendo esse valor
máximo, calculamos a capacidade de carga pelo método de Aoki – Velloso e,
aplicando o FS, chegamos à carga admissível:
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
3°Metodologia
- Na tabela apresentada anteriormente, vimos que para cada tipo de estaca há uma
faixa de valores de NSPT que provocam a parada da estaca.
- Então, pelo perfil de sondagem identificamos o Nlim, o qual indicará a provável
cota de parada da estaca e o seu provável comprimento (L).
- Para esse comprimento, calculamos a capacidade de carga e a carga admissível:
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Interdependência das metodologias
- A preferência por uma das metodologias não implica em dizer que ela possa ser
seguida até o final.
- Quando empregamos a 1° metodologia, pode ocorrer que o comprimento
encontrado para a estaca seja superior ao máximo exequível.
- Passando para a 2° metodologia, podemos encontrar L que exigiria atravessar
camadas com valores de NSPT além do NSPT limite.
- Passando para a 3° metodologia, podemos obter carga admissível superior à de
catálogo.
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Exercício prático – previsão de capacidade
de carga geotécnica
Considerando estacas pré-moldadas de
concreto, com diâmetro de 33 cm, carga de
catálogo de 750 kN e comprimento de 12 m,
cravadas em local cuja sondagem com NSPT é
apresentada a seguir, com a ponta à cota -13
m, fazer, fazer a previsão da capacidade de
carga dessa fundação utilizando o método
Aoki e Velloso (1975).
Cota NSPT Solo
-2 2
A
re
ia
 a
rg
il
o
sa
-3 3
-4 2
-5 4
-6 4
-7 7
-8 9
-9 9
-10 7
-11 7
-12 9
-13 14
-14 16
-15 15
-16 13
-17 14
1 - Cálculo dos fatores de correção:
2 - Cálculo da resistência lateral:
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
3 - Cálculo da resistência de ponta: Cota NSPT Solo
-2 2
A
re
ia
 a
rg
il
o
sa
-3 3
-4 2
-5 4
-6 4
-7 7
-8 9
-9 9
-10 7
-11 7
-12 9
-13 14
-14 16
-15 15
-16 13
-17 144 - Cálculo da capacidade de carga:
Exercício prático – aplicação das metodologias de projeto para definição da
carga admissível
Determine a carga admissível do estaqueamento:
a) Considerando que 12 m é o máximo comprimento disponível desta estaca e, que,
não haverá opção didática.
b) Considerando a possibilidade de emenda de estacas.
Dados:
- Estaca pré-moldada de concreto, com diâmetro de 0,33 m, cargade catálogo de 750
kN e comprimento de 12 m, cravadas em local cuja sondagem com NSPT é
apresentada a seguir, com a ponta à cota -13 m.
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
a) Foi imposto que L = Lmáx, condição para a qual obteve-
se R = 1092,15 kN. Examinemos as metodologias:
1°Metodologia
Observação: para L = 12,0 m obtivemos capacidade de carga
de 1092,15 kN, portanto, para R = 1.500,0 kN precisaremos
de profundidade maior que a máxima 2° metodologia.
2°Metodologia
3°Metodologia
b) Considerando a metodologia de emendar as
estacas, a 2° metodologia fica descartada,
pois, não há comprimento máximo
preestabelecido.
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
1°Metodologia
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Cota da 
ponta (m)
NP rP (kPa) RP (kN)
NL 
médio
rL (kPa) RL (kN) R (kN) Pa (kN)
-13 16 6808,51 582,33 6,42 40,98 509,80 1092,14 546,07
-14 15 6382,98 545,94 7,15 45,64 141,94 687,88 343,94
-15 13 5531,91 473,14 7,71 49,21 204,08 677,22 338,61
-16 14 5744,68 491,34 8,07 51,51 267,01 758,35 379,18
-17 16 6808,51 582,33 8,44 53,87 335,10 917,44 458,72
-18 21 8936,17 764,31 8,88 56,68 411,34 1175,65 587,82
-19 28 11914,89 1019,08 9,56 61,02 442,84 1461,92 730,96
-20 25 10638,30 909,89 10,53 67,21 487,77 1397,66 698,83
-21 30 12765,96 1091,87 11,25 71,81 521,12 1612,99 806,50
A -19m a carga admissível geotécnica mobilizada já é
praticamente a carga admissível estrutural.
3°Metodologia
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.
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais Campus - VIII 
Engenharia Civil 
Fundações
Prof. Eng° Civil Armando Belato Pereira
Muito obrigado. Bons estudos!