Memorial_Dimensionamento

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO CAMPUS CARAÚBAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL
ERIC DE ARAÚJO FACUNDO
JEFFERSON KENEDE JALES DANTAS
JORGE VEIGA SILVA COSTA FILHO
LUZIANNE GALVÃO PIMENTA
NAYAMMA ALMEIDA DA SILVA
RENATO LOPES DE OLIVEIRA
DIMENSIONAMENTO DA ESTACA RAÍZ
CARAÚBAS/RN
2022
ERIC DE ARAÚJO FACUNDO
JEFFERSON KENEDE JALES DANTAS
JORGE VEIGA SILVA COSTA FILHO
LUZIANNE GALVÃO PIMENTA
NAYAMMA ALMEIDA DA SILVA
RENATO LOPES DE OLIVEIRA
DIMENSIONAMENTO DA ESTACA RAÍZ
Estudo de caso da fundação no bairro Embaré na cidade de Santos/SP apresentada a Universidade Federal Rural do Semi-Árido como requisito parcial para obtenção da nota na disciplina de Fundações e Estruturas de Contenção. 
Orientador: Prof. Wilker Fernandes Soares.
CARAÚBAS/RN
2022
SUMÁRIO
	4
1. INTRODUÇÃO	5
2. ÁREA DE ESTUDO	5
2.1 CARACTERIZAÇÃO DO TERRENO	5
2.2 CARACTERIZAÇÃO DA OBRA/PROJETO	7
3.3 CARACTERÍSTICAS DO SOLO	10
4. DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA	11
4.1. MÉTODO AOKI-VELLOSO	11
4.2. MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA	14
6. CONCLUSÃO	14
REFERÊNCIAS	15
		
1. INTRODUÇÃO
Fundações independente da sua dimensão, é um elemento de transição entre estrutura e substrato, sendo responsável pela transferência de cargas da estrutura para o solo. Assim, as obras de fundação são um dos principais itens a serem implementados na execução de um empreendimento (BARCELOS, 2019).
Sendo assim, este trabalho irá utilizar os métodos Aoki-Velloso e Décourt-Quaresma para determinar a carga admissível da fundação profunda: estaca raíz. Sendo esta a melhor opção para a obra estudada, onde suas considerações foram realizadas no estudo de caso da unidade 1, considerando o laudo de sondagem disponível no trabalho de Marianna Silva Dias no bairro Embaré em Santos/SP. A obra em questão é uma edificação, que será executada na R. Vergueiro Steidel, 121 - Aparecida no bairro Embaré em Santos/SP.
2. ÁREA DE ESTUDO 
2.1 CARACTERIZAÇÃO DO TERRENO 
Santos é uma cidade do Estado de São Paulo (Figura 1), onde é conhecida não apenas pelo belo jardim ao longo da praia, mas também por apresentar diversos problemas de recalques em edifícios apoiados na camada superficial de areia (DIAS, 2010).
Figura 1 – Estado de São Paulo
Fonte: Wikipédia (2022).
O bairro estudado se chama Embaré, destacado em vermelho na Figura 2. 
Figura 2 – Localização do Bairro Embaré, Santos/SP
Fonte: Google Maps (2022).
A Figura 3 mostra a localização da Rua Vergueiro Steidel, 121 – Aparecida, dentro do bairro Embaré em Santos/SP. 
Figura 3 – Localização do Bairro Embaré, Santos/SP
 
Fonte: Google Maps (2022).
Um terreno com dimensões de, aproximadamente, 10x20 (10 metros de largura por 20 metros de comprimento), cerca de 200 m², mostrado na figura 4, na qual se encontra localizado a aproximadamente 600m da praia de Embaré.
Figura 4 – Localização do Terreno no Bairro Embaré em Santos/SP
 
Fonte: Google Maps (2022).
2.2 CARACTERIZAÇÃO DA OBRA/PROJETO
O empreendimento a ser construído será um prédio residencial, contendo três (3) pavimentos, sendo dois (2) pavimentos tipo. As dimensões são 7,45m de largura por 7,55m de profundidade, totalizando uma área construída de 56,25m². Com isso, o terreno escolhido está adequado para construção, pois estar dentro da limitação do terreno. As Figuras 5 e 6, são referentes as plantas baixas do pavimento térreo e do pavimento tipo.
Figura 5 – Planta baixa do Pavimento Térreo
 
Fonte: SYDOR (2022).
Figura 6 – Planta baixa do Pavimento Tipo 
Fonte: SYDOR (2022).
As plantas de locação de pilares do pavimento térreo e do pavimento tipo estão representadas, respectivamente, nas figuras 7 e 8.
Figura 7 - Planta de Localização de Pilar (Pavimento Térreo)
Fonte: SYDOR (2022).
Figura 8 – Planta de Localização de Pilar (Pavimento Tipo).
Fonte: SYDOR (2022).
Através do projeto estrutural, foram coletados os dados das cargas máximas dos pilares, como mostra a Tabela 1. Esses dados são importantes para a analisar os possíveis tipos de fundações que podem ser utilizadas na construção do prédio, pois será utilizado a carga mínima de 300kN. 
Tabela 1 – Cargas Máximas dos Pilares 
	CARGAS NOS PILARES
	PILAR
	CARGA MÁXIMA (kN)
	P1
	127
	P2
	254,87
	P3
	188,88
	P4
	187,8
	P5
	253,4
	P6
	250,84
	P7
	200,45
	P8
	323,03
	P9
	263,41
	P10
	138,57
	P11
	259,97
	P12
	129,94
Fonte: SYDOR (2022).
De acordo com os dados da Tabela 1, o pilar mais carregado é o P8 com 323,03kN. Portanto, será utilizado esta carga para analisar as fundações que poderão ser empregadas na construção da edificação, levando em consideração também as características do terreno onde será executada. 
3.3 CARACTERÍSTICAS DO SOLO
Para este trabalho iremos abordar o perfil geotécnico do Bairro Embaré, localizado entre o canal 4 e 5, onde seu perfil de sondagem representativo está demonstrado no Anexo A, pelo laudo SE-09, no trabalho de Marianna Silva Dias.
Com isso, observando o laudo de sondagem do bairro Embaré foi possível representar através da Tabela 2 os valores dos NSPT médios, bem como as espessuras da primeira camada de areia e da primeira camada de argila (SFL).
Tabela 2 – Analise da sondagem no Bairro Embaré 
	Bairro Embaré (canal 4 – canal 5)
	Sondagem
	SE09
	Espessura camada de areia (m)
	8,5
	Espessura camada de argila (m)
	15,0
	NSPT médio camada de areia
	10,5
	NSPT médio camada de argila
	1,8
Fonte: Adaptado de Dias, 2010.
A Tabela 3 evidencia a descrição do solo e a espessura de sua camada presente no laudo SE-09.
Tabela 3 – Analise da sondagem no Bairro Embaré 
	Sondagem SE-09
	Descrição do solo
	Espessura da camada
	Aterro de silte arenoso, pouco argiloso com entulho
	0,80
	Areia fina pouco argilosa, medianamente compacta
	8,85
	Argila marinha siltosa, pouco arenosa, muito mole a mole
	23,50
	Areia fina pouco argilosa, pouco a medianamente compacta
	30,90
	Argila marinha siltosa, pouco arenosa, mole a média
	39,00
	Areia fina pouco argilosa, muito compacta
	43,85
	Argila marinha siltosa, pouco arenosa, média
	48,70
	Areia fina pouco argilosa, medianamente compacta
	51,60
	Argila silto-arenosa, média
	52,65
	Areia fina pouco argilosa, medianamente compacta
	53,70
	Areia fina e média pouco argilosa, com pedregulhos variados, compacta
	55,40
Fonte: Autoral, 2022.
A areia fina se classifica como um solo não coesivo e não plástico com comportamento predominantemente devido à fração areia, constituída por minerais ou partículas de rochas com diâmetros compreendidos entre 0,06 mm e 0,2 mm. São classificadas em: Fofas, medianamente compactas, ou compactas. Onde, qualitativamente, a compacidade pode ser avaliada pela dificuldade de penetração de um instrumento de sondagem ou dificuldade de escavação (ALMEIDA, 2005).
As argilas são solos de granulação fina constituída principalmente por partículas com dimensões menores que 0,002 mm, apresentando coesão e plasticidade. Suas propriedades dominantes são devidas à parte constituída pela fração argila. Argilas com grande volume de vazios, cujos poros estejam parcialmente cheios de ar recebem ainda a complementação “porosa” (ALMEIDA, 2005). 
Através da Tabela 3 percebe-se que os solos são designados pelo nome do tipo de sua fração granulométrica mais ativa, seguida dos adjetivos referentes às frações que influenciam seu comportamento. Exemplos: Argila marinha siltosa, pouco arenosa, muito mole a mole. No primeiro exemplo, o comportamento do solo é semelhante à argila, com influência da fração areia. Ainda que haja presença de silte, este não altera o comportamento do solo (ALMEIDA, 2005). 
Vale ressaltar que quase todas as sondagens realizadas em Santos até certo tempo eram executadas até 50 a 55m (profundidade onde costuma-se encontrar solo residual). Porém, com mais investigações geotécnicas, foram encontradas camadas de argila profundas, abaixo dos 55 a 60m, e a presença de solo residual abaixo dos 70 a 80m de profundidade (DIAS, 2010).
4. DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA
Será utilizado dois métodospara determinar a capacidade de carga da estaca raíz: Aoki-Velloso e Décourt-Quaresma.
4.1. MÉTODO AOKI-VELLOSO
Os valores de rp (capacidade de carga do solo na cota de apoio do elemento estrutural de fundação) e rl (tensão média de adesão ou de atrito lateral na camada de espessura ∆l) podem ser calculados a partir da resistência de ponta (qc) e do atrito lateral unitário (fc) medido em ensaios de penetração estática CPT, como mostra as equações abaixo:
Os valores de F1 e F2 são coeficientes de transformação que consideram o tipo de estaca e o efeito escala entre a estaca (protótipo), como também o cone do CPT (modelo) onde os valores para estacas Franki, metálica, pré-moldada e escavada são apresentados na Tabela 4.
Tabela 4 – Valores de F1 e F2 de acordo com o tipo de estaca
	Tipo de estaca
	F1
	F2
	Franki
	2,5
	5,0
	Metálica
	1,75
	3,5
	Pré-moldada
	1,75
	3,5
	Escavada
	3
	6
Quando não se tem o valor de fc, pode-se relaciona-lo com a resistência de ponta (qc), de acordo com a expressão a seguir, em que α é função do tipo de solo:
Tabela 4 – Determinação de F1 e F2 de acordo com o tipo de estaca
	Tipo de estaca
	F1
	F2
	Franki
	2,50
	2 F1
	Metálica
	1,75
	2 F1
	Pré-moldada
	1 + D/0,80
	2 F1
	Escavada
	3,0
	2 F1
	Raíz, Hélice contínua e Ômega
	2,0
	2 F1
Quando não possui os ensaios CPT, o valor da resistência de ponta (qc) pode ser considerado realizando uma correlação com o índice de resistência a penetração (N), obtido dos ensaios de SPT, utilizando a equação abaixo, em que K depende do tipo de solo:
Os valores de K são apresentados na Figura 9.
Assim, a capacidade de carga (R) de um elemento isolado de fundação pode ser estimada pela seguinte expressão semi-empírica:
Sendo:
Np: índice resistência à penetração na cota de apoio do elemento estrutural de fundação; 
Nl: índice de resistência à penetração médio na camada de solo de espessura ∆l.
Se a ponta da estaca estiver localizada entre as cotas de determinação de dois valores do índice de resistência à penetração do SPT, os dois valores correspondentes da capacidade de carga são calculados, e, em seguida, a interpolação linear é realizada para determinar o valor final da capacidade de carga do elemento de fundação (Aoki & Alonso, 1986).
Por fim, para determinar a carga admissível devem ser aplicados os coeficientes de segurança normativos, que de acordo com Aoki (1976), deve ser no mínimo 2.
4.2. MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA
	
6. CONCLUSÃO 
REFERÊNCIAS