202367_161221_Unidade 5 - Fundações Profundas_Parte II

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Barragens, Fundações e 
Obras de Terra
Unidade 5 – Fundações Profundas Parte II
Prof. Lucas Broseghini Totola
Curso: Engenharia Civil – 2023/1
e-mail: lucastotola@professor.multivix.edu.br
1
• ALBUQUERQUE, Paulo José Rocha de. Engenharia de Fundações. [Digite o Local da Editora]: Grupo 
GEN, 2020. ISBN 9788521636977. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521636977/
• Livro com videoaulas.
• DANZIGER, Bernadete R. Fundações em Estacas. [Digite o Local da Editora]: Grupo GEN, 2021. ISBN 
9788595158122. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788595158122/
REFERÊNCIAS
2
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521636977/
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788595158122/
3
CAPACIDADE DE CARGA
• Capacidade de carga de uma estaca isolada: É o valor nominal da carga a ser aplicada a uma estaca isolada que 
causa a ruptura do solo ou recalque excessivos não aceitáveis à estrutura em implantação.
• Determinação da capacidade de carga de uma estaca isolada:
a) Método estáticos:
• métodos teóricos: baseados teoria da capacidade de carga;
• métodos empíricos: baseados em correlações com os ensaios de penetração CPT e SPT;
b) Método dinâmicos: baseados na resposta da estaca aos esforços de cravação;
c) Prova de carga: estáticas (PCE) e dinâmicas (PDA)
4
CAPACIDADE DE CARGA
• Capacidade de Carga de Fundações por Estacas
• Variáveis Geotécnicas:
Nspt/metro;
Tipo de solo;
outras informações?
• Variáveis Geométricas da Estaca:
Material;
Geometria;
Comprimento;
Área de ponta;
5
CAPACIDADE DE CARGA
• Capacidade de Carga (Ru) e Carga Admissível (Radm) de Fundações por Estacas
𝑅𝑎𝑑𝑚 =
𝑅𝑢
𝐹𝑆
𝑅𝑢 = 𝑅𝑃 + 𝑅𝐿
6
CAPACIDADE DE CARGA
• Capacidade de Carga (Ru) e Carga Admissível (Radm) de Fundações por Estacas
• A capacidade de carga, Ru, é definida pela soma das resistências máximas suportadas pela ponta RP e pelo atrito 
lateral RL:
𝑅𝑢 = 𝑅𝑃 + 𝑅𝐿
RL : parcela da carga de ruptura devido ao atrito lateral 
solo‐estaca desenvolvido ao longo do fuste da estaca 
(capacidade de carga do fuste);
RP : parcela da carga de ruptura resistida pela ponta da 
estaca (capacidade de carga de ponta);
• Para estacas pré-moldadas de concreto com seção vazado, usualmente considera-se como estaca maciça, na 
definição da área de cálculo. Para perfis metálicos, a área pode variar desde a área real do perfil até a área 
correspondente ao retângulo circunscrito. Para estacas Franki, a área de ponta é calculada a partir do volume da 
base alargada (V), admita esférica:
7
CAPACIDADE DE CARGA
• Resistência de Ponta (RP): 
• Definida pelo produto da resistência de ponta em unidades de tensão (rp) da camada de solo na cota de apoio da 
estaca, pela área da seção transversal de sua ponta, Ap:
𝑅𝑃 = 𝑟𝑝 ∗ 𝐴𝑝
• Com U = πd ou U = 4D, para a seção transversal circular ou quadrada do fuste da 
estaca, respectivamente.
• Logo:
8
CAPACIDADE DE CARGA
• Resistência Lateral (RL): 
• Para a parcela de atrito, representemos por (U) o perímetro do fuste e façamos o somatório das forças resistentes 
por atrito lateral nos diversos segmentos da estaca. Logo:
𝑅𝐿 = 𝑈 ∗෍𝑟𝐿 ∗ ∆𝐿
𝑅𝑢 = 𝑟𝑝 ∗ 𝐴𝑝 + 𝑈 ∗෍𝑟𝐿 ∗ ∆𝐿
• Variáveis geométricas + variáveis geotécnicas.
9
• Uma vez que as fórmulas teóricas geralmente não são confiáveis na previsão da capacidade de carga de 
fundações por estacas, muitos autores têm proposto métodos baseados em correlações empíricas com 
resultados de ensaios in situ e ajustados com provas de carga. Destacam-se:
• Método Aoki-Velloso (1975)
• Método Décourt-Quaresma (1978)
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
10
• Método Aoki-Velloso (1975)
• Apresentado em 1975 no Congresso Panamericano de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações pelos 
engenheiros brasileiros Nelson Aoki e Dirceu Velloso. Pelo método, rp e rL são incógnitas correlacionadas com 
resultados de penetração estática de cone (CPT) e ensaios SPT.
𝑅𝑢 = 𝑅𝑃 + 𝑅𝐿
𝑅𝑢 = 𝑟𝑝 ∗ 𝐴𝑝 + 𝑈 ∗෍𝑟𝐿 ∗ ∆𝐿
𝑟𝑝 =
𝑞𝑐
𝐹1
e 𝑟𝐿 =
𝑓𝑠
𝐹2
• Em que qc é a resistência de ponta do cone e fs é o valor do atrito lateral unitário do ensaio. F1 e F2 são 
fatores de correção para levar em conta a diferença de comportamento entre a estaca e o cone.
• Como no Brasil o ensaio CPT não é tão difundido, esses valores podem ser substituídos por uma correlação 
com o índice de resistência à penetração Nspt
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
11
• Método Aoki-Velloso (1975)
𝑟𝑝 =
𝑞𝑐
𝐹1
e 𝑟𝐿 =
𝑓𝑠
𝐹2
𝑞𝑐 = 𝐾𝑁𝑆𝑃𝑇
• E utilizando a razão de atrito (α) (ou Rf):
𝛼 =
𝑞𝑐
𝑓𝑠
∴ 𝑓𝑠 = 𝛼𝑞𝑐 = 𝛼𝐾𝑁𝑆𝑃𝑇
• Em que o coeficente K e α dependem do tipo de solo. Portanto:
𝑟𝑝 =
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
e 𝑟𝐿 =
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
• Em que NP e NL são, respectivamente, o índice de penetração na cota de 
apoio da ponta da estaca e o índice de resistência à penetração médio 
na camada de solo de espessura Δ, obtidos a partir da sondagem mais 
próxima.
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
12
• Método Aoki-Velloso (1975)
• Portanto, a capacidade de carga de um elemento isolado de fundação 
pode ser estimada pela fórmula semiempírica:
𝑅𝑢 =
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
∗ 𝐴𝑝 + 𝑈 ∗෍
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
∗ ∆𝐿
• Os valores de F1 e F2 foram obtidos por meio de retroanálise de 
resultados de provas de carga em estacas.
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
13
• Método Aoki-Velloso (1975)
• Portanto, a capacidade de carga de um elemento isolado de fundação pode ser estimada pela fórmula 
semiempírica:
𝑅𝑢 =
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
∗ 𝐴𝑝 + 𝑈 ∗෍
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
∗ ∆𝐿
𝑹𝒂𝒅𝒎 =
𝑹𝒖
𝟐
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
14
• Método Décourt-Quaresma (1978, 1982)
• O método Décourt‐Quaresma (1978) foi proposto baseado em um estudo realizado basicamente em estacas 
pré‐moldadas de concreto.
• No método inicial, a estimativa da resistência unitária lateral propôs a utilização da Tabela 1, considerando os 
valores médios de SPT ao longo do fuste (NL), sem distinção ao tipo de solo (obs: 1 Kg/cm² = 10t/m² = 100 kPa 
= 0,1 MPa). No cálculo, limitava-se o valor de NL a 15.
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
15
• Método Décourt-Quaresma (1978, 1982)
• Decourt (1982) transformaram os valores tabelados na expressão, estendendo o 
limite de NL para 50:
𝑟𝐿 = 10
𝑁𝐿
3
+ 1
• Para NL > 50, utilizar 50. Para NL < 3, utilizar 3.
• NL: valor médio do Nspt ao longo do fuste, não considerando os valores de Nspt 
utilizados para o cálculo da resistência de ponta.
• Para a estimativa da resistência unitária de ponta, utiliza-se a seguinte expressão:
𝑟𝑝 = 𝐶 ∗ 𝑁𝑝
• C: é coeficiente característico do solo ajustado.
• Np: é valor médio do índice de resistência à penetração na ponta da estaca, 
obtido a partir de 3 valores: o correspondente ao nível da ponta, o 
imediatamente anterior e o imediatamente posterior.
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
16
• Método Décourt-Quaresma (1996)
• Decourt (1996) introduz os coeficientes α e β, respectivamente, nas parcelas de resistência de ponta e 
resistência lateral, resultando na seguinte fórmula:
𝑅𝑢 = α ∗ 𝐶 ∗ 𝑁𝑝 ∗ 𝐴𝑝 + β ∗ 10
𝑁𝐿
3
+ 1 ∗ 𝑈 ∗ 𝐿
• Para aplicação do método em estacas escavadas, hélice-contínua, raiz e estacas injetadas. Os valores propostos 
são:
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
17
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
18
• Método Décourt-Quaresma (1996)
𝑅𝑢 = α ∗ 𝐶 ∗ 𝑁𝑝 ∗ 𝐴𝑝 +෍β ∗ 10
𝑁𝐿
3
+ 1 ∗ 𝑈 ∗ 𝐿
𝑅𝑎𝑑𝑚 ≤
𝑅𝑃
4
+
𝑅𝐿
1,3
𝑅𝑢
2
CAPACIDADE DE CARGA – Métodos semi-empíricos
19
• Conhecidos as cargas de projeto e o perfil geotécnico do terreno, e escolhido o tipo de estacas a serem 
utilizadas, o dimensionamento consiste em determinar o comprimento das estacas, assim como o número delas 
necessário para transferir a carga para o subsolo. Para o dimensionamento de uma fundação por estacas, 
basicamente levam-seem consideração:
• Escolha do tipo de estaca, com base em critérios técnicos e econômicos
• Carga admissível estrutural da estaca
• Na grande maioria dos casos, procura-se trabalhar com a carga máxima que a estaca pode suportar do ponto de 
vista estrutural, isto é, de acordo com sua seção transversal e a resistência à compressão do material que a 
constitui.
• Em qualquer caso, para a definição da carga admissível de uma estaca, deve ser levado em consideração que
𝑅𝑎𝑑𝑚 (𝑔𝑒𝑜𝑡é𝑐𝑛𝑖𝑐𝑎) ≤ 𝑅𝑎𝑑𝑚 (𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙)
DIMENSIONAMENTO
20
• Após escolhido o tipo de estaca, o número de estacas por pilar é determinado como:
𝑁. 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑎𝑠 =
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑛𝑜 𝑝𝑖𝑙𝑎𝑟 + 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑝𝑟ó𝑝𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑜 𝑏𝑙𝑜𝑐𝑜 
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑎𝑑𝑚𝑖𝑠𝑠í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑎𝑐𝑎
• O cálculo acima só é valido se o centro de carga coincidir com o centro de carga do bloco de estacas a ser 
dimensionado. Para pilares de divisa, deve-se recorrer ao uso de vigas de equilíbrio.
DIMENSIONAMENTO
21
• Estaqueamentos Padronizados (Alonso, 2010) 
DIMENSIONAMENTO
22
• Estaqueamentos Padronizados (Alonso, 2010) 
DIMENSIONAMENTO
23
• Estaqueamentos Padronizados (Alonso, 2010) 
DIMENSIONAMENTO
24
• Estaqueamentos Padronizados (Alonso, 2010) 
DIMENSIONAMENTO
25
• Para blocos com mais de um pilar, o “centro de carga” deve coincidir com o centro de gravidade das estacas. 
• Nós projetos comuns, não se devem misturar estacas de diferentes diâmetros num mesmo bloco.
• É recomendável indicar, no projeto, que os blocos de uma estaca estejam ligados aos blocos vizinhos, pelo 
menos em duas direções aproximadamente ortogonais, e os blocos de 2 estacas pelo menos com uma viga – 
absorção de excentricidades entre o eixo do pilar e das estacas.
• O espaçamento d entre estacas deve ser respeitado também entre estacas de blocos vizinhos:
DIMENSIONAMENTO
26
DIMENSIONAMENTO
• Efeito de Grupo:
• Entende-se por efeito de grupo a 
interação entre as diversas estacas ou 
tubulões constituintes de uma 
fundação, no processo de transmissão 
ao terreno das cargas que lhes são 
aplicadas. Esta interação acarreta uma 
superposição de tensões, de tal sorte 
que o recalque do grupo resulta, em 
geral, diferente daquele do elemento 
isolado.
27
DIMENSIONAMENTO
• Considerando estacas pré-moldadas de concreto 
centrifugado, com diâmetro de 0,33m, carga de 
catálogo de 750 kN e comprimento de 12 m, cravadas 
em local cuja sondagem com Nspt é representada na 
figura, com a ponta à cota -13m, fazer a previsão da 
capacidade de carga dessa fundação utilizando o 
método Aoki e Velloso.
28
EXERCÍCIO
29
EXERCÍCIO
𝑅𝑢 =
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
∗ 𝐴𝑝 + 𝑈 ∗෍
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
∗ ∆𝐿
𝑈 = 2𝜋𝑟
𝐴𝑝 =
𝜋𝐷2
4
30
EXERCÍCIO
𝑅𝑃 =
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
∗ 𝐴𝑝 =
600 ∗ 14
1,4125
∗
𝜋 0,33 2
4
= 508, 7 𝑘𝑁
𝐹1 = 1 +
0,33
0,80
= 1,4125
𝐹2 = 2 ∗ 𝐹1 = 2,825−13 𝑚
𝐿
=
1
2
𝑚
0,60*1000 -> kPa
31
EXERCÍCIO
𝑅𝐿 = ෍
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
∗ ∆𝐿 ∗ 𝑈 =
0,03 ∗ 600 ∗ 3,2
2,825
∗ 5𝑚 ∗ 1,04𝑚 +
0,03 ∗ 600 ∗ 7,2
2,825
∗ 5𝑚 ∗ 1,04𝑚 +
0,03 ∗ 600 ∗ 8
2,825
∗ 2𝑚 ∗ 1,04𝑚
𝑁𝐿,𝐼 =
5 + 2 + 3 + 2 + 4
5
= 3,2
𝑁𝐿,𝐼𝐼 =
4 + 7 + 9 + 4 + 7
5
= 7,2
𝑁𝐿,𝐼𝐼𝐼 =
7 + 9
2
= 8
𝑈 = 𝜋𝐷 = 𝜋 ∗ 0,33 = 1,04m
CAMADA I CAMADA II CAMADA III
𝑅𝐿 = 106 + 238 + 106 = 450 𝑘𝑁
1
II
III
𝐿
=
1
2
𝑚
3% = 0,03
32
𝑅𝑢 = 𝑅𝑃 + 𝑅𝐿
𝑅𝑢 =
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
∗ 𝐴𝑝 + 𝑈 ∗෍
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
∗ ∆𝐿
𝑅𝑢 = 508,7 + 106 + 238 + 106 = 958,7 𝑘𝑁
𝑅𝑎𝑑𝑚 =
𝑅𝑢
2
=
958,7
2
= 𝟒𝟖𝟎 𝒌𝑵
EXERCÍCIO
33
EXERCÍCIO
Profundidade
(m) Cota (m) Nspt ΔL (m) Solo K (kPa) α
Ap 
(m²) F1
RP 
(kN) F2 U (m)
RL 
(kN)
RLacum
(kN) Ru (kN) Ru,adm (kN)
0 -1,0m 0 1,0 - - - - - - - - 0 0 0,0 0,0
1 -2,0m 5 1,0
Areia 
argilosa
600 0,03 0,086 1,4125
72,7
2,825 1,037
33,0 33,0 105,7 52,8
2 -3,0m 2 1,0 109,0 13,2 46,2 155,2 77,6
3 -4,0m 3 1,0 72,7 19,8 66,1 138,7 69,4
4 -5,0m 2 1,0 145,3 13,2 79,3 224,6 112,3
5 -6,0m 4 1,0 145,3 26,4 105,7 251,0 125,5
6 -7,0m 4 1,0
Areia
argilosa
254,3 26,4 132,1 386,4 193,2
7 -8,0m 7 1,0 327,0 46,2 178,4 505,3 252,7
8 -9,0m 9 1,0 327,0 59,5 237,8 564,8 282,4
9 -10,0m 9 1,0 254,3 59,5 297,3 551,6 275,8
10 -11,0m 7 1,0 254,3 46,2 343,5 597,8 298,9
11 -12,0m 7 1,0
Areia 
argilosa
327,0 46,2 389,7 716,7 358,4
12 -13,0m 9 1,0 508,6 59,5 449,2 957,8 478,9
13 -14,0m 14 1,0 581,3 92,5 541,7 1123,0 561,5
14 -15,0m 16 1,0 545,0 105,7 647,4 1192,3 596,2
15 -16,0m 15 1,0 472,3 99,1 746,4 1218,7 609,4
16 -17,0m 13 1,0 472,3 85,9 832,3 1304,6 652,3
Eu posso determinar a variação da resistência admissível com o 
comprimento da estaca (ou profundidade do solo)
34
EXERCÍCIO
Profundidade
(m) Cota (m) Nspt ΔL (m) Solo K (kPa) α
Ap 
(m²) F1
RP 
(kN) F2 U (m)
RL 
(kN)
RLacum
(kN) Ru (kN) Ru,adm (kN)
0 -1,0m 0 1,0 - - - - - - - - 0 0 0,0 0,0
1 -2,0m 5 1,0
Areia 
argilosa
600 0,03 0,086 1,4125
72,7
2,825 1,037
33,0 33,0 105,7 52,8
2 -3,0m 2 1,0 109,0 13,2 46,2 155,2 77,6
3 -4,0m 3 1,0 72,7 19,8 66,1 138,7 69,4
4 -5,0m 2 1,0 145,3 13,2 79,3 224,6 112,3
5 -6,0m 4 1,0 145,3 26,4 105,7 251,0 125,5
6 -7,0m 4 1,0
Areia
argilosa
254,3 26,4 132,1 386,4 193,2
7 -8,0m 7 1,0 327,0 46,2 178,4 505,3 252,7
8 -9,0m 9 1,0 327,0 59,5 237,8 564,8 282,4
9 -10,0m 9 1,0 254,3 59,5 297,3 551,6 275,8
10 -11,0m 7 1,0 254,3 46,2 343,5 597,8 298,9
11 -12,0m 7 1,0
Areia 
argilosa
327,0 46,2 389,7 716,7 358,4
12 -13,0m 9 1,0 508,6 59,5 449,2 957,8 478,9
13 -14,0m 14 1,0 581,3 92,5 541,7 1123,0 561,5
14 -15,0m 16 1,0 545,0 105,7 647,4 1192,3 596,2
15 -16,0m 15 1,0 472,3 99,1 746,4 1218,7 609,4
16 -17,0m 13 1,0 472,3 85,9 832,3 1304,6 652,3
Observar que a resistência lateral se acumula.
Observar que a resistência de ponta não se acumula.
Exatamente o valor que encontramos para a camada I (-1m a -6m)
35
EXERCÍCIO
Profundidade
(m) Cota (m) Nspt ΔL (m) Solo K (kPa) α
Ap 
(m²) F1
RP 
(kN) F2 U (m)
RL 
(kN)
RLacum
(kN) Ru (kN) Ru,adm (kN)
0 -1,0m 0 1,0 - - - - - - - - 0 0 0,0 0,0
1 -2,0m 5 1,0
Areia 
argilosa
600 0,03 0,086 1,4125
72,7
2,825 1,037
33,0 33,0 105,7 52,8
2 -3,0m 2 1,0 109,0 13,2 46,2 155,2 77,6
3 -4,0m 3 1,0 72,7 19,8 66,1 138,7 69,4
4 -5,0m 2 1,0 145,3 13,2 79,3 224,6 112,3
5 -6,0m 4 1,0 145,3 26,4 105,7 251,0 125,5
6 -7,0m 4 1,0
Areia
argilosa
254,3 26,4 132,1 386,4 193,2
7 -8,0m 7 1,0 327,0 46,2 178,4 505,3 252,7
8 -9,0m 9 1,0 327,0 59,5 237,8 564,8 282,4
9 -10,0m 9 1,0 254,3 59,5 297,3 551,6 275,8
10 -11,0m 7 1,0 254,3 46,2 343,5 597,8 298,9
11 -12,0m 7 1,0
Areia 
argilosa
327,0 46,2 389,7 716,7 358,4
12 -13,0m 9 1,0 508,6 59,5 449,2 957,8 478,9
13 -14,0m 14 1,0 581,3 92,5 541,7 1123,0 561,5
14 -15,0m 16 1,0 545,0 105,7 647,4 1192,3 596,2
15 -16,0m 15 1,0 472,3 99,1 746,4 1218,7 609,4
16 -17,0m 13 1,0 472,3 85,9 832,3 1304,6 652,3
𝑅𝑢 = 𝑅𝑃 + 𝑅𝐿, 𝑎𝑐𝑢𝑚
𝑅𝑎𝑑𝑚 =
𝑅𝑢
2
• Considerando estacas pré-moldadas de concreto 
centrifugado, com diâmetro de 0,33m, carga de catálogo de 
750 kN e comprimento de 12 m, cravadas em local cuja 
sondagem com Nspt é representada na figura, com a ponta à 
cota -13m, fazer a previsão da capacidade de carga dessa 
fundação utilizando o método Decourt-Quaresma.
36
EXERCÍCIO 2
𝑅𝑢 = α ∗ 𝐶 ∗ 𝑁𝑝 ∗ 𝐴𝑝 +෍β ∗ 10
𝑁𝐿
3
+ 1 ∗ 𝑈 ∗ 𝐿
37
𝑅𝑃 = α ∗ 𝐶 ∗ 𝑁𝑝 ∗ 𝐴𝑝
𝑅𝑃 = 447,2 𝑘𝑁
EXERCÍCIO 2
𝐿
=
1
2
𝑚
1 tf/m² = 10 kN/m²
38
𝑅𝐿 = β ∗ 10
𝑁𝐿
3
+ 1 ∗ 𝑈 ∗ 𝐿
𝑅𝐿 = β ∗ 10
𝑁𝐿
3
+ 1 ∗ 𝑈 ∗ 𝐿
𝑅𝐿 = β ∗ 10
𝑁𝐿
3
+ 1 ∗ 𝑈 ∗ 𝐿
EXERCÍCIO 2
𝑅𝐿 = 107,33 + 176,29 + 76,04 = 359,7 𝑘𝑁
39
𝑅𝑎𝑑𝑚 ≤
𝑅𝑃
4
+
𝑅𝐿
1,3
= 388,42 𝑘𝑁
𝑅𝑢
2
= 403,43 𝑘𝑁
Da mesma forma, pode-se fazer uma tabela metro a metro.
𝑅𝑢 = α ∗ 𝐶 ∗ 𝑁𝑝 ∗ 𝐴𝑝 +෍β ∗ 10
𝑁𝐿
3
+ 1 ∗ 𝑈 ∗ 𝐿
EXERCÍCIO 2
• Utilizando o método Aoki e Velloso, 
calcular a carga admissível de uma estaca 
do tipo Franki, com diâmetro de fuste de 
40 cm e volume da base V = 180 l. O 
comprimento da estaca e as características 
geotécnicas do solo são dados a seguir:
40
EXERCÍCIO 3
41
EXERCÍCIO 3
𝑅𝑢=
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
∗ 𝐴𝑝 + 𝑈 ∗෍
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
∗ ∆𝐿
42
EXERCÍCIO 3
𝑅𝑢 =
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
∗ 𝐴𝑝 + 𝑈 ∗෍
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
∗ ∆𝐿
43
𝑅𝑃 =
𝐾𝑁𝑃
𝐹1
∗ 𝐴𝑝 = 2216,7 𝑜𝑢 2220 𝑘𝑁
EXERCÍCIO 3
ΔL (m) N (médio) K (kPa) α (%) U (m) F2 RL (kN)
44
𝑅𝐿 =෍
𝛼𝐾𝑁𝐿
𝐹2
∗ ∆𝐿 ∗ 𝑈 = 173,9 𝑘𝑁
𝑈 = 2𝜋𝑟
EXERCÍCIO 3
Profundidad
e (m)
Cota Ponta 
(m) ΔL (m) Nspt Solo K (kPa) α
Ap 
(m²) F1
RP 
(kN) F2 U (m)
RL 
(kN)
RLacum 
(kN) Ru (kN)
Radm
(kN)
0 -1,0m 1,0 2
Argila Arenosa
1 -2,0m 1,0 2
2 -2,50m 0,50 2
Argila Silto-
Arenosa
3 -3,0m 0,50 5
Areia Siltosa
3 -4,0m 1,0 4
4 -5,0m 1,0 5
5 -6,0m 1,0 5
6 -7,0m 1,0 5
7 -8,0m 1,0 9
Areia Siltosa 28 -9,0m 1,0 10 800 0,02 0,385 2,5 2216,7 5 1,257 40,2 173,9 2390,7 1195,4
9 -10,0m 1,0 18
10 -11,0m 1,0 20
Areia Siltosa 3
11 -12,0m 1,0 18
12 -13,0m 1,0 32
13 -14,0m 1,0 90
45
EXERCÍCIO 3
• Para o perfil de sondagem apresentado a seguir, 
calcular a carga admissível de uma estaca Strauss, de 
0,42 m de diâmetro e 9,0 de comprimento, arrasada na 
cota 0 m. Calcular pelos métodos Aoki e Velloso e 
Décourt e Quaresma.
• Resolvido em:
• https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/97885
21636977/epubcfi/6/40%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter1
1%5D!/4/1004/20/2/2%400:32.2
46
EXERCÍCIO 4
• Exercício 13.3
• https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/97885216369
77/epubcfi/6/44%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter13%5D!/4/716
/4%5Bvst-image-button-415917%5D%400:59.2
47
EXEMPLO PROJETO
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521636977/epubcfi/6/44%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter13%5D!/4/716/4%5Bvst-image-button-415917%5D%400:59.2
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521636977/epubcfi/6/44%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter13%5D!/4/716/4%5Bvst-image-button-415917%5D%400:59.2
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521636977/epubcfi/6/44%5B%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter13%5D!/4/716/4%5Bvst-image-button-415917%5D%400:59.2
48
• O atrito lateral entre o solo e a estaca ocorre quando há deslocamento relativo entre o solo e a estaca.
• Atrito positivo: estaca recalca mais que o solo – contribui para a capacidade de carga da estaca.
ATRITO LATERAL
49
• Atrito Negativo: Atrito lateral que solicita estacas ou tubulões quando o recalque do solo adjacente é maior 
do que o recalque dos elementos de fundação. Esse fenômeno ocorre no caso de o solo estar em processo de 
adensamento, provocado pelo seu peso próprio, por sobrecargas lançadas na superfície, por rebaixamento do 
lençol freático, pelo amolgamento da camada mole compressível decorrente de execução de estaqueamento 
etc.
ATRITO LATERAL
O atrito negativo pode ser 
interpretado como uma sobrecarga 
adicional, ou seja, ele atua em 
conjunto com as cargas aplicadas no 
topo da estaca
50
ATRITO LATERAL
51
• Os métodos dinâmicos são aqueles que preveem a capacidade de carga de uma estaca com base nos 
resultados da cravação, ou, ainda, aqueles em que determinada resposta à cravação é especificada no seu 
controle de embutimento no solo
• A maneira mais simples de controlar a cravação é traçar uma linha horizontal na estaca utilizando régua 
apoiada em dois pontos do bate-estacas (ou no terreno), e aplicar uma sequência de dez golpes, traçar 
novamente outra linha, medir a distância entre os dois traços e dividir esta distância por 10, obtendo-se 
assim a penetração média por golpe, também chamada de “nega”. Esses métodos são restritos para as 
estacas cravadas à percussão. 
CAPACIDADE DE CARGA – Fórmulas Dinâmicas
52
• As fórmulas dinâmicas se baseiam no princípio da conservação de energia, igualando a energia potencial do 
martelo ao trabalho realizado na cravação da estaca, ou seja, o produto de resistência vencida pela estaca 
por sua penetração no solo.
CAPACIDADE DE CARGA – Fórmulas Dinâmicas
53
CAPACIDADE DE CARGA – Fórmulas Dinâmicas
54
CAPACIDADE DE CARGA – Fórmulas Dinâmicas
55
CAPACIDADE DE CARGA – Prova de Carga Estática (PCE)
• A PCE possibilita conhecer o comportamento de uma fundação quando submetida a cargas estáticas 
crescentes até que ocorra a ruptura do elo mais fraco do sistema estaca‐solo. Normalmente, a ruptura ocorre 
no maciço de solo. A partir da NBR 6122/2010 tornou‐se obrigatória PCE ou sua substituição, nos termos da 
norma, por ensaio de carregamento dinâmico.
• O ensaio consiste basicamente em aplicar cargas conhecidas ao solo através do elemento de fundação e medir 
os deslocamentos correspondentes. As cargas aplicadas podem ser verticais, horizontais ou inclinadas; de 
compressão ou de tração. No caso de uma fundação profunda, o elemento de fundação ensaiado pode ser 
uma estaca, um conjunto de estacas associadas, ou ainda um tubulão (Niyama et al., 1996). 
• ABNT NBR 16903:2020;
56
CAPACIDADE DE CARGA – Prova de Carga Estática (PCE)
https://www.youtube.com/watch?v=UPpHfwVZLB0&ab_channel=CEDROEngenhariaConsultiva
57
CAPACIDADE DE CARGA – Prova de Carga Estática (PCE)
58
CAPACIDADE DE CARGA – Prova de Carga Estática (PCE)
• Diversos motivos que levam à execução de provas de carga:
• assegurar que não irá ocorrer ruptura para determinada carga de projeto;
• avaliar a integridade estrutural do elemento de fundação;
• determinar a carga de ruptura, comparando-a às estimativas por outros métodos;
• determinar o comportamento carga vs deslocamento de um elemento de fundação;
• conhecer a intensidade do recalque para a carga admissível da fundação.
• A prova de carga é essencial para garantir que determinada fundação está realmente de acordo com o que foi 
projetado, possibilitando que possíveis problemas ou erros sejam percebidos rapidamente, evitando 
patologias e custos excessivos de reparo.
• Além disso, seu uso permite economia, uma vez que ao se realizar provas de carga existe a possibilidade de 
redução normativa dos fatores de segurança dos projetos de fundação.
59
CAPACIDADE DE CARGA – Prova de Carga Estática (PCE)
60
CAPACIDADE DE CARGA – Prova de Carga Estática (PCE)
61
CAPACIDADE DE CARGA – Prova de Carga Dinâmica (PDA)
• O PDA (Pile Driving Analyzer) é um ensaio de carregamento dinâmico que tem como objetivo avaliar a capacidade de carga 
da interação solo/estaca. O ensaio é baseado na teoria de propagação da onda. Sabe-se que quando uma estaca é 
submetida a um golpe (por um bate estaca, por exemplo), é gerada uma onda de tensão que se propaga ao longo da estaca, 
a qual trafega com uma velocidade constante, e que depende apenas das características do material.
• Deste modo, o ensaio consiste basicamente em se aplicar impactos na cabeça de uma estaca, e medir com sensores afixados 
à mesma, a força aplicada e a velocidade de propagação da onda de tensão.
• ABNT NBR 13208:2007
62
CAPACIDADE DE CARGA – Prova de Carga Dinâmica (PDA)
• Possibilidade de realizar vários ensaios por dia com pouca ou nenhuma interferência na rotina de obra.
63
TUBULÕES
• Tubulão é um tipo de fundação profunda, caracterizado por transmitir a carga da estrutura ao solo resistente, 
por compressão através de sua base alargada, diferenciando-se assim dos demais tipos de fundação profunda, 
como estacas, que transmitem as cargas ao solo por meio dos atritos, lateral e de ponta. Por ter essa 
característica de transmissão de carga, seu desempenho se assemelha ao das fundações diretas.
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TUBULÕES
• Elemento estrutural de fundação profunda que diferencia das estacas, por se fazer necessário a descida de 
operário para executar o alargamento da base ou ao menos para a limpeza do fundo da escavação, tendo em 
vista que neste tipo de fundação as cargas são resistidas predominantemente pela base.
• Tubulões a céu aberto
• Tubulões a ar comprimido
65
TUBULÕES
Tubulões a céu aberto
• São elementos estruturais de fundação constituídos concretando-se um poço aberto no terreno, geralmente 
dotado de uma base alargada. Esse tipo de tubulão é executado acima do nível d’água natural ou rebaixado, 
ou, em casos especiais, em terrenos saturadosonde seja possível bombear a água sem risco de 
desmoronamentos. No caso de existir somente carga vertical, esses tipos de tubulões não são armados; 
recebem apenas ferragem de topo para ligação com o bloco de coroamento.
66
TUBULÕES
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521636977/cfi/6/38!/4@0:0
67
TUBULÕES
Tubulões a céu aberto
• Sem contenção lateral: Esses tubulões têm seu fuste aberto por escavação manual ou mecânica, sendo sua 
base escavada manualmente. Não utilizam nenhum escoramento lateral. Desta forma, o fuste e a base, em 
especial, devem ser executados em solos que apresentem um mínimo de coesão capaz de garantir a 
estabilidade da escavação.
• Para terrenos com baixa coesão, ou que apresentem risco de desmoronamento, a escavação do poço deve ser 
acompanhada com escoramentos para contenção lateral da terra, retirados junto à concretagem.
68
TUBULÕES
Tubulões a Ar comprimido ou pneumáticos
• Quando houver a necessidade de escavação em um solo que, além de precisar de escoramento durante a escavação, estiver 
situado abaixo do nível d’água (N.A.), serão utilizados os tubulões a ar comprimido ou pneumáticos. Podem ser executados 
com revestimento de anéis de concreto sobrepostos, ou com revestimento de tubo de aço.
• A escavação do solo é feita no interior do revestimento, geralmente manual, a céu aberto, até que seja atingido o nível 
d’água. A partir deste ponto, é instalada no revestimento uma campânula de chapa de aço, própria para trabalhar com ar 
comprimido, que é fornecida por um compressor instalado próximo ao tubulão
PROIBIDO A PARTIR DE 
1o de AGOSTO de 2023
• A máxima pressão empregada em fundações 
a ar comprimido não deve ultrapassar ≅ 300 
kPa por causa das limitações de tolerância do 
organismo humano. Praticamente, os 
tubulões a ar comprimido ficam limitados a 
≅ 30 a 35 m de profundidade abaixo do N.A.
69
TUBULÕES
Vantagens:
• Durante a escavação é possível classificar o solo e compará‐lo com as condições de projeto
• Diâmetro e profundidade de assentamento podem ser modificados durante execução
• Menores custos de mobilização e desmobilização 
• Pode suportar a carga de cada pilar em um fuste único
• Não produz vibrações
• As escavações podem atravessar solos com pedras e matacões, sendo possível penetrar em vários tipos de materiais, inclusive em rochas;
Desvantagens:
• Qualidade depende da técnica construtiva empregada;
• Inspeção durante execução requer conhecimentos e experiência consideráveis;
• Resistência ao cisalhamento do solo de apoio reduzida devido a escavação (alívio);
• Grau de periculosidade elevado para o trabalhador: podem haver desmoronamentos durante a escavação, envenenamento do ar por 
lençol freático contaminado, além dos riscos com descompressão acelerada;
• Durante execução de prova de carga estática, atingir a carga de ensaio pode ser dispendioso, já que o tubulão geralmente é projetado 
para suportar cargas elevadas.
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TUBULÕES
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TUBULÕES
• Dimensionamento: Segue os mesmos conceitos das fundações diretas rasas. O atrito lateral entre o fuste e o 
terreno são desprezados.
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