Fundações profundas (estacas)

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UNIVERSIDADE: _____________________ 
Curso: ________________________ 
 
 
Fundações Profundas: 
 
 
“Estacas” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aluno: _____________________________ RA: __________ 
 
 
Professor: Professor Douglas Constancio 
Disciplina: Fundações I 
 
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FUNDAÇÕES - Professor Douglas Constancio – Engenheiro Lucas A. Constancio 
0
Data: Americana, junho de 2004. 
ESTACAS: 
 
01 – CONSIDERAÇÕES GERAIS: 
 
São consideradas como elementos estruturais e podem ser: 
♦ Madeira 
♦ Aço 
♦ Concreto 
Podem ser armadas ou não. 
São dimensionadas para suportar cargas verticais, horizontais e inclinadas. 
 
02 – DEVEM SER UTILIZADAS QUANDO: 
(considerações de norma) 
 
a - Transmitir as cargas de uma estrutura através de uma camada de solo de baixa 
resistência ou através de água, até uma camada de solo resistente que garanta o apoio 
adequado. A forma de trabalho das estacas assemelha-se aos pilares de uma estrutura. 
 
b - Transmitir a carga a uma certa espessura de solo de resistência não muito elevada, 
utilizando para isso o atrito lateral que se desenvolve entre o solo e a estaca. 
 
c - Compactar solos granulares para aumentar a capacidade de carga desses solos. 
 
d - Proporcionar escoramento lateral a certas estruturas ou resistir a forças laterais que se 
exerçam sobre elas (como o caso de pontes), nesses casos é comum utilizar estacas 
inclinadas. 
 
e - Proporcionar ancoragem a qualquer efeito que tenha a tendência de “levantar” a 
estrutura (estaca de tração). 
 
f - Alcançar profundidades onde não tenha a ocorrência de erosão ou outro efeito nocivo 
que comprometa a estabilidade da estrutura. 
 
g - Proteger estruturas marítimas contra o impacto de navios ou outros objetos flutuantes. 
 
03 – CLASSIFICAÇÃO DAS ESTACAS: 
 
a - Quanto à forma de trabalho: 
• Estaca de ponta: Capacidade de carga se dá com o apoio direto a uma camada 
resistente. 
• Estaca de atrito: Capacidade de carga se dá através do atrito lateral, produzido 
contra o solo adjacente. 
• Estaca mista: Utiliza os dois efeitos acima. 
 
 
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b - Forma de instalação no terreno: 
• Cravação 
• Escavação ou perfuração do terreno 
• Reação ou prensagem 
• Injeção d’água 
 
04 – TIPOS DE ESTACAS: 
 
Podem ser (quanto ao material): a – madeira 
 b – concreto 
 c – Aço 
 d – Mista: Madeira + concreto 
 Concreto + Aço 
 
Categorias: a – Estacas pré-moldadas: Madeira 
 Aço 
 Concreto 
 b – Moldada in loco 
 c – Mistas (fundamentalmente pré-moldadas). 
 
 
05 – CARACTERÍSTICAS DAS ESTACAS: 
 
Neste capítulo estaremos abordando as características técnicas e executivas das estacas 
usualmente empregadas em nosso mercado de trabalho, sendo que algumas serão 
detalhadas num capítulo especial denominado de fundações especiais. 
 
Estacas pré-moldadas: 
 
Estacas de madeira: 
 
• São utilizadas sempre abaixo do nível d’água do subsolo. 
• Duração ilimitada abaixo do N.A., pois não sofrem o ataque de organismos aeróbios 
e organismos inferiores, que delas se alimentam, causando seu apodrecimento. 
• Permitem uma emenda fácil, como pode ser visto abaixo. 
 
Esquema tradicional de emendas Esquema de proteção 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Chapa de aço 
Parafuso com rosca 
e porca 
Anel metálico 
Ponteira 
metálica 
Madeiras mais utilizadas são: 
• Eucalipto 
• Aroeira 
• Peroba do campo (rosa) 
 
 
Diâmetros usuais: 
• 25 cm 
• 30 cm 
• 35 cm 
• 40 cm 
 
 
O diâmetro da estaca de madeira é determinado pela fórmula empírica. 
 
d = do + 0,02 x l 
 
Onde: do = diâmetro (de tabela) 
 l = comprimento 
 
 
Cargas de trabalho x diâmetro: 
 
Ø (cm) C.T. (tf). 
25 28 
30 33 
35 38 (*) 
40 45 (*) 
 
 
 
Desvantagens: 
• Dificuldade de encontrar. 
• Só para ser utilizada abaixo do N.A. 
• Ataque por microorganismos quando utilizada acima do N.A. 
• Limitações de carga. 
• Alto custo. 
 
Vantagens: 
• Facilidade de emendas. 
• Duração ilimitada quando utilizada abaixo do N.A. 
• Oferece grande resistência a solicitação oriunda de levantamentos e transportes. 
 
 
 
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3
} 
Diâmetros aparentes. 
 
Comprimento disponível de 4 á 10 metros com 
possibilidade de emendas. 
(*) São consideradas 
especiais. 
Estacas Metálicas: 
 
Estas estacas no Brasil possuem 03 categorias: 
• Perfis (novos) 
• Trilho de trem (usados) 
• Tubos (novos ou usados) 
 
Perfis: Podem ser utilizados isolados ou soldados como pode ser visto abaixo, formando a 
área que precisamos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tubos: Podem ser preenchidos de concreto ou não e também podem ser cravados com a 
ponta aberta ou fechada. 
 
 
 
 
 
Trilhos: 
São conhecidos como estacas “TR”. São trilhos de ferrovias que não servem mais como 
rolamento, ou seja, perdera 10% de seu peso original, os quais possuem uma ótima 
utilização como elemento de fundação profunda. 
Podem ser utilizados isoladamente ou conjugados como podem ser vistos abaixo. 
 
 
DESENHO pág. 6 
 
 
TIPOS PRINCIPAIS DE TRILHOS DISPONÍVEIS NO MERCADO: 
 
Dimensões Trilhos A B C D 
 TR - 37 122,2 122,2 62,7 13,5 
DESENHO pág. 6 
 
TR – 45 142,9 130,2 65,1 14,3 
 TR – 50 152,4 136,5 68,2 14,3 
 TR - 67 168,3 139,7 69,0 15,9 
 
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4
Solda 
Solda 
Perfil I Perfil I 
Desvantagens: 
• Falta de conhecimento técnico do produto 
• Poucos fornecedores 
 
Vantagens: 
• Não fissuram – não trincam – não quebram. 
• Fácil descarga e manuseio. 
• Custo do frete mais barato em vista de seu peso. 
• Pouca vibração de cravação. 
• Facilidade de emendas. 
• Podem ser utilizadas em galpões com altura de até 4,00 metros. 
• Elevada resistência à flexão e compressão. 
 
 
ESTACAS DE CONCRETO (UM CAPÍTULO A PARTE): 
 
 
 
Tipos: 
 
 
 
 
 
Estacas curtas: L 10 m ≤
 
Estacas longas: L > 10 m 
 
 
 
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5
{ 
Pré – moldadas 
 
e 
 
Moldadas in Loco L 
Desprezamos a ponta. 
 
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7
1 – Estacas Pré-moldadas de Concreto: 
 
São segmentos de concreto armado ou protendido com seção quadrada, ortogonal, circular 
vazadas ou não, cravada no solo com o auxílio de bate estacas. 
 
 
Detalhe típico de umaemenda. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Este tipo de emenda deve ser utilizado em estacas onde além dos esforços de compressão 
atuam também os esforços de tração e flexão. 
É feita a superposição dos elementos, já com as luvas ancoradas nos mesmos, aplicando-se 
a solda em todo o contorno da emenda. 
 
 
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9
 
Desvantagens: 
• Dificuldades de transporte. 
• Devem ser armadas para levantamento e transporte. 
• Limitadas em seção e comprimento, devido ao peso próprio. 
• Dificuldade de cravação em solos compactos, principalmente em areais compactas. 
• Danos na cabeça quando encontra obstrução. 
• Cortes e emendas de difícil execução. 
• Exige determinação precisa de comprimento. 
 
 
Vantagens: 
• Duração ilimitada quando abaixo do N.A. 
• Boa resistência aos esforços de flexão e cisalhamento. 
• Boa qualidade do concreto (pois é confeccionada em fábricas apropriadas). 
• Diâmetro e comprimento precisos. 
• Controle do concreto feito em laboratório. 
• Boa capacidade de carga. 
 
 
 
2 – Estaca Mega: 
 
São conhecidas também como estacas de reação, sua utilização é feita para reforçar 
fundações e também em locais onde não podemos admitir vibrações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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10
0,50 m 
São segmentos curtos, cravados um após o 
outro, justaposto por meio de um macaco 
hidráulico que reage contra um peso que 
pode ser a própria estrutura a ser reforçada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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11
Vazio ∅ = 5cm 
0,50m 
0,20m 
0,20m 
Cabeça (elemento de concreto ou chapa metálica) 
Macaco hidráulico 
Estrutura a ser 
reforçada 
0,50m 
Reação
Estaca Mega 
 
 
3 – Estacas de Concreto Moldadas “In Loco”: 
 
a - Estaca de Broca Manual: 
 
São executadas com o auxílio de um trado manual do tipo espiral ou cavadeira, em solos 
coesivos e sempre acima do N.A. 
 
Diâmetros: 6” = 15 cm Æ 5 Ton 
 8” = 25 cm Æ 10 Ton 
 
Comprimentos: 5.0 a 6.0 metros. 
 
Desvantagens: 
• Concreto feito a mão (baixa qualidade). 
• Material de escavação mistura com o concreto. 
• Só pode ser executada em solos coesivos. 
• Só pode ser executada acima do N.A. 
 
Vantagens: 
• Elimina transporte de equipamento. 
• Facilidade de execução. 
• Baixo Custo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Armadura 
Concreto 
Bulbo "utiliza 
concreto apiloado". 
Bulbo ou 
cebola 
b - Estaca tipo Strauss: 
 
São estacas moldadas “in loco”, executadas com revestimento metálico recuperável, de 
ponta aberta, para permitir a escavação do solo. Podem ser em concreto simples ou armado. 
Como são estacas muito utilizadas no mercado da Construção Civil estamos colocando 
abaixo as características das mesmas, sugeridas pela APEMOL (Associação Paulista de 
Empresas Executoras de Estacas Moldadas no Local, do Sistema Strauss – 1979). 
 
Desvantagens: 
• Não pode ser executada abaixo do N.A. 
• Concreto de baixa qualidade (feito à mão). 
• Muita lama proveniente escavação. 
• Execução lenta. 
 
Vantagens: 
• Simples Execução. 
• Baixo Custo. 
• Capacidade de carga e diâmetros diversos. 
 
I – CARACTERÍSTICAS: 
 
1.1 - Classificação 
 As estacas moldadas no local, tipo Strauss, são estacas executadas com 
revestimento metálico recuperável, de ponta aberta, para permitir a escavação do solo. 
Podem ser em concreto simples ou armado. 
1.2 - Utilização 
 São usadas para resistir a esforços verticais de compressão, de tração ou ainda, 
esforços horizontais conjugados ou não com esforços verticais. 
1.3 - Disponibilidade 
 As estacas Strauss estão disponíveis no mercado com cargas e características 
técnicas seguintes: 
 
 
CAPACIDADE 
DE CARGA (t) 
 
DIÂMETRO 
NOMINAL 
(cm) 
 
 
DIÂMETRO 
INTERNO DA 
TUBULAÇÃO 
(cm) 
DISTÂNCIA 
MÍNIMA DO 
EIXO DA 
ESTACA A 
DIVISA (cm) 
20 25 20 15 
30 32 25 20 
40 38 30 25 
60 45 38 30 
90 55 48 35 
NOTAS: 
 
- Distância mínima entre eixos de estacas: 3 diâmetros nominais. 
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- Estacas sujeitas à tração estão sujeitas à armação (utilizar φnominal ≥ 32 cm). 
1.4 - Vantagens 
 
 As estacas Strauss apresentam vantagem pela leveza e simplicidade do 
equipamento que emprega. Com isso, pode ser utilizada em locais confinados, em 
terrenos acidentados ou ainda no interior de construções existentes, com pé direito 
reduzido. O processo não causa vibrações, o que é de muita importância em obras que 
as edificações vizinhas, dada a natureza do subsolo e de suas próprias deficiências, 
sofreriam danos sérios com essas vibrações. 
 Por ser moldada no local, fica acabada com comprimento certo, arrasada na cota 
prevista, não havendo perda de material nem necessidade de suplementação. 
 
 
II – EQUIPAMENTO: 
 
Consta de um tripé de madeira ou de aço, um guincho acoplado a motor a explosão ou 
elétrico, uma sonda de percussão munida de válvula em sua extremidade inferior para 
retirada de terra, um soquete com aproximadamente 300 quilos, linhas de tubulação de aço, 
com elementos de 2,00 a 3,00 metros de comprimento, rosqueáveis entre si, um guincho 
manual para retirada da tubulação, além de roldanas, cabos e ferramentas. (fig.1) 
 
Fig. 1 - Descrição do Equipamento. 
 
 
III – PROCESSO EXECUTIVO: 
 
3.1 - Centralização da estaca 
 O tripé é localizado de tal maneira que o soquete preso ao cabo de aço fique 
centralizado no piquete de locação. 
 
3.2 - Início da perfuração 
 Com o soquete é iniciada a perfuração até a profundidade de 1,00 a 2,00 metros, 
furo esse que servirá de guia para a introdução do primeiro tubo, dentado na 
extremidade inferior, chamado "coroa". (fig.2) 
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Fig. 2 - Início da Perfuração 
 
3.3 - Perfuração 
 Com a introdução da coroa, o soquete é substituído pela sonda de percussão, a 
qual, por golpes sucessivos vai retirando o solo do interior e abaixo da coroa, e a 
mesma vai se introduzindo no terreno. 
 Quando estiver toda cravada, é rosqueado o tubo seguinte, e assim por diante, 
até atingir uma camada de solo resistente e/ou que se tenha uma comprimento de 
estaca considerado suficiente para garantia de carga de trabalho da mesma. A seguir, 
com a sonda, procede-se à limpeza da lama e da água acumulada durante a perfuração. 
(fig.3 e 4). 
 
Fig. 3 - Colocação da Coroa. Fig. 4 - Estaca perfurada. 
 
 
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IV – CONCRETAGEM 
 
4.1 - Nessa etapa, a sonda é substituída pelo soquete. 
 É lançado concreto no tubo em quantidade suficiente para se ter uma coluna de 
aproximadamente 1 metro. 
 Sem puxar a tubulação apiloa-se o concreto formando uma espécie de bulbo. (fig.5) 
Fig. 5 - Início da concretagem. 
 
4.2 - Para execução do fuste, o concreto é lançado dentro da tubulação e, à medida que é 
apiloado, esta vai sendo retirada com emprego de guincho manual. (fig.6, 7 e 8) 
 Para garantia da continuidade do fuste, deve ser mantida, dentro da tubulação durante o 
apiloamento, uma coluna de concreto suficiente para que o mesmo ocupe todo o espaço 
perfurado e eventuais vazios no subsolo. 
 Dessa forma o pilão não tem possibilidade de entrar em contato com o solo da parede da 
estaca e provocar desbarrancamento e mistura de solo com o concreto. 
 Fig. 6 - Início do apiloamento. Fig. 7 Fig. 8 
 
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4.3 - A concretagem é feita até um pouco acima da cota de arrasamento da estaca, 
deixando-se um excesso para o corte da cabeça da estaca. 
 
4.4 - O concreto utilizado deve consumir, no mínimo 300 quilos de cimento por metro 
cúbico e será de consistência plástica. 
 É importante frisar que a coluna de concreto plástico dentro das tubulações, por 
seu próprio peso, já tende a preencher a escavação e contrabalançar a pressão do 
lençol freático, se existente. 
 
 
V – COLOCAÇÃO DOS FERROS 
 
A operação final será a colocação dos ferros de espera para amarração aos blocos e 
baldrames, sendo colocados 4 ferros isolados, com 2 metros de comprimento, que são 
simplesmente enfiados no concreto. Os ferros servirão apenas para ligação das estacas 
com o bloco ou baldrame, não constituindo uma armação propriamente dita. 
Quando houver necessidade de colocação da armação para resistir a esforços outros que 
não de compressão, devem-se tomar os seguintes cuidados: 
a) A bitola mínima para execução de estacas armadas é 32cm; 
b) Os estribos devem ser espaçados no mínimo 30 centímetros; 
c) As armações serão sem emendas até 6 metros de comprimento, uma vez que os 
tripés usuais têm 7 metros de comprimento; 
d) Os estribos, sem ganchos, deverão ser firmemente amarrados aos ferros 
longitudinais e, se possível, não havendo prejuízo ao aço, soldados; 
e) O concreto deverá ser francamente plástico, para vazar através da armação. 
 
 Armação: os dados a seguir são limitações para se garantir a perfeita concretagem da 
estaca. 
 Armações mais pesadas poderão ser usadas em casos especiais. 
 
 
32 25 22 1/4" 3/8" e 1/2" 4 
38 30 27 1/4" 1/2" e 5/8" 6 
45 38 35 1/4" a 3/8" 5/8" e 3/4" 6 
55 48 43 1/4" a 3/8" 5/8" e 1" 8 
 
 
VI – PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA: 
 
 
 
Já a cargo do construtor, há necessidade de se preparar a cabeça da estaca, para a sua 
perfeita ligação com os elementos estruturais. 
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Diâmetro da 
estaca 
(cm) 
Diâmetro 
interno da 
tubulação 
(cm) 
Diâmetro 
externo do 
estribo 
(cm) 
Diâmetro do 
ferro do 
estribo 
Diâmetro do 
ferro 
longitudinal 
Quantidade de 
ferros 
longitudinais 
O concreto da cabeça da estaca geralmente é de qualidade inferior, pois ao final da 
concretagem há subida de excesso de argamassa, ausência de pedra britada e 
possibilidade de contaminação com o barro em volta da estaca. 
Por isso, a concretagem da estaca deve terminar no mínimo 20cm acima da cota de 
arrasamento. 
 
 
A preparação ou "quebra" da cabeça das estacas, ou seja, a remoção do concreto 
excedente deve ser feita com ponteiros, os quais devem ser aplicados verticalmente. O 
acabamento da cabeça deverá ser feito com o ponteiro inclinado, para se conseguir uma 
superfície plana e horizontal. 
A estaca deverá ficar embutida 5 cm dentro do bloco ou baldrame. Quando se usa lastro 
de concreto magro, abaixo do bloco ou baldrame, a cabeça da estaca deve ficar livre 5 
cm acima do mesmo. (fig.9 e 10). 
 
 
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c - Estaca tipo Franki: (Standard) 
(Bucha Seca) 
 e areia, a qual é socada 
uete (peso de 1,0 a 3,0 ton). 
er abaixo as fases de execução: 
 
 
Esta estaca é executada, cravando-se no terreno um tubo de revestimento (posteriormente 
recuperado), cuja ponta é fechada por uma bucha de brita
energicamente por um pilão ou soq
V
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tubo de revestimento 
1,00m
1ª ETAPA: 
Tampão de brita + areia 
ou 
Concreto magro
Tubo de revestimento 
Pilão 1,0 a 3,0 ton. 
 
3ª
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20
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vai sacando o revestimento e socando 
o concreto com o auxilio do soquete. 
Tubo de revestimento 
Bulbo ou cebola 
 ETAPA: 
Armadura estribada 
Detalhe da estaca terminada 
4ª ETAPA 
Desvantagens: 
 
- Alto custo 
- Provoca muita vibração 
- Dificuldade de transporte de equipamentos 
- Espaço da obra deve ser grande para permitir o manuseio no canteiro, do equipamento 
FRANKI. 
 
Vantagens: 
 
- Suporta cargas elevadas 
- Pode ser executada abaixo do N. A. 
 
 
∅cm 
 
Carga máxima 
tf 
 
Armação mínima 
 
Espaçamento entre 
eixos (cm) 
35 55 4∅ 5/8" 1,20 
40 75 4∅ 5/8" 1,30 
45 90 4∅ 5/8" 1,40 
52 130 4∅ 4/4" 1,50 
60 170 4∅ 7/8" 1,60 
 
Cargas usualmente utilizadas nas estacas 
 
 
VII – BLOCO DE CAPEAMENTO PARA ESTACAS: 
 
- As estacas devem ser dispostas de modo a conduzir a um bloco de dimensões mínimas 
as cargas estruturais. 
- As dimensões são definidas em função do número de estacas e o diâmetro. 
- São consideradas dimensões mínimas 
 
a- Bloco com 1 estaca: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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21
1,10 x S 
1,10 x S 
Só para cargas reduzidas, sempre 
com travamento em 02 direções, no 
mínimo, ideal travamento nas 04 
direções. 
b- Bloco com 02 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c- Bloco com 03 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d- Bloco com 4 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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FUNDAÇÕES - Professor Douglas Constancio – Engenheiro Lucas A. Constancio 
22
Travamento lateral entre um bloco e 
outro. B 
 S 
C 
C 
Para utilizar em divisa 
 S S 
C 
 1,10xS ou B 
C 
 S 
 S 
C 
 S 
 S 
e- Bloco com 05 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
f- Bloco com 06 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
g- Bloco com 07 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Valores de 'S' ou 'd' 
 
a- Para estacas pré-moldadas: 2,5 x ∅ 
b- Para estacas moldadas in loco: 3,0 x ∅ 
____________________________________________________________________________________FUNDAÇÕES - Professor Douglas Constancio – Engenheiro Lucas A. Constancio 
23
C 
1,41 x S 
1,41 x S 
C 
S 
S 
S S 
S S 
S 
C 
S 
C 
Recomendação: 
Limite máximo de estacas para um 
único bloco 
S 
Valores de C e B 
 
cmC 15
2
+= φ 
 
cmB 152×+= φ 
 
Nota importante: As condições acima representam dimensões mínimas.
 
 
VIII – REFORMULAÇÃO DE BLOCOS DE ESTACAS 
 
Quando uma estaca de um bloco não pode ser aproveitada, o bloco tem que ser reformulado 
e deve atender: 
 
a- Manter o centro de gravidade do bloco ou, no caso de não ser mantido, verificar a carga 
na estaca mais carregada. 
b- Manter o espaçamento mínimo entre estacas aproveitadas: 
2,5 x ∅ para estacas pré-moldadas 
3,0 x ∅ para estacas moldadas in loco 
 
c- Manter uma distância mínima de 1,5 x ∅ entre qualquer estaca não aproveitada de uma 
nova que a substituirá, porém sempre acima de 30cm. 
d- Na reformulação não devem existir diâmetros diferentes de estacas. 
 
Exemplo: 
 
Admitir: 
 
 
 
 
 
 
 
 
a - Caso de quebra da 1ª estaca a ser cravada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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24
Estaca quebrada 
 
Estaca já cravada 
 
Estaca a ser cravada 
b- Caso da primeira estaca já estar cravada e a segunda estaca quebra 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c- Caso de estar cravada duas estacas e quebrar uma terceira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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25
IX – CAPACIDADE DE CARGA EM ESTACAS 
 
1- Fórmulas teóricas 
2- Métodos empíricos 
a- Método Aoki - Velloso - 1975 
b- Método Decourt - Quaresma - 1978 
c- Método Velloso - 1991 
 
Lembrança 
 
 
 
 
 
 
 
CAPACIDADE DE CARGAS NAS ESTACAS 
 
a- Método Decourt-Quaresma 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TIPO DE SOLO K (kN/m2) K (tf/m2) 
ARGILA 120 12 
SILTE ARGILOSO 200 20 
SILTE ARENOSO 250 25 
AREIA 400 40 
 
 
Np = SPT médio na ponta da estaca, obtido com os valores de SPT correspondentes ao 
nível da ponta da estaca, o imediatamente anterior e o imediatamente posterior. 
 
Ap = Área da seção transversal de ponta 
SlqlRl ⋅= = resistência lateral 
____________________________________________________________________________________ 
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26
É verdade que experiência em fundações não se transfere, mesmo que 
se queira, mas adquire-se na vida prática pela vivência. 
Também é importante se Ter bons mestres, como tudo na vida. 
PU 
Rl 
RP 
Onde: 
PU = capacidade de carga da estaca 
Rl = Resistência lateral por atrito ao longo do fuste 
RP = Resistência de ponta 
RPRlPU += 
ApqpRP ×= Æ Resistência de ponta 
pNkqp ×= Æ Capacidade de carga do solo junto à 
ponta da estaca 
k = fator característico do solo 
 
Sl = área = HR ⋅⋅⋅π2 = área de contato ao longo do fuste 
 
Onde: R = raio da estaca 
 H = altura da estaca 
 
 
)1
3
(10 +⋅= lNql = Adesão média ao longo do fuste 
 
lN = Valor médio se SPT ao longo do fuste, sem levar em conta aqueles utilizados no 
cálculo de ponta. 
 
NOTA IMPORTANTE:
 
Quando: N ≤ 3 adotar 3 
 N ≥ 50 adotar 50 
 
N = SPT 
 
Finalmente temos: 
 
0,43,1
RpRlUP += (kN ou tf) 
 
 
Fatores de Segurança 
 
b- Método AOKI-VELLOSO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2
PUR = 
 
 
Rl Δ
 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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27
PU 
l 
RP 
PU = RP + Rl 
Sendo: 
PU = capacidade de carga total 
RP = resistência de ponta 
Rl = resistência lateral 
Sendo: R = capacidade de carga 
 admissível 
 2 = coeficiente de segurança 
 
 
 
Cálculo da resistência de ponta - RP 
 
ApRpRp ×= ou Aprp ×
 
1F
Npkrp ×= 
 
Np = SPT da camada de apoio da estaca 
k = coef. do solo (tabela) 
F1 = coeficiente do tipo de estaca (tabela) 
Ap = Área da ponta da estaca. 
 
Cálculo da resistência lateral - Rl 
 
rllURl ×Δ×Σ= 
 
2F
Nlkrl ××= α 
 
α = coeficiente do solo (tabela) 
F2 = coeficiente do tipo de estaca (tabela) 
Nl = SPT da camada (Δl) 
U = perímetro da estaca 
 
Tabela n°1 
 
Coeficiente F1 e F2 
 
Tipo da estaca F1 F2 
FRANKI 2,50 5,0 
METÁLICA 1,75 3,5 
PRÉ-MOLDADA DE CONCRETO 1,75 3,5 
 
 
Tabela n°2 
 
Coeficiente K E α 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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28
TIPO DE SOLO K (MN/m2) α (%) 
AREIA 1,00 1,4 
AREIA SILTOSA 0,80 2,0 
AREIA SILTO-ARGILOSA 0,70 2,4 
AREIA ARGILOSA 0,60 3,0 
AREIA ARGILO-SILTOSA 0,30 2,0 
SILTE 0,40 3,0 
SILTE ARENOSO 0,55 2,2 
SILTE ARENO-ARGILOSO 0,45 2,8 
SILTE ARGILOSO 0,23 3,4 
SILTE ARGILO-ARENOSO 0,25 3,0 
ARGILA 0,20 6,0 
ARGILA ARENOSA 0,35 2,4 
ARGILA ARENO SILTOSA 0,30 2,8 
ARGILA SILTOSA 0,22 4,0 
ARGILA SILTO-ARENOSA 0,33 3,0 
 
 
X – DIMENSIONAMENTO DAS ESTACAS 
 
1. Pilar isolado
eP
Pn ×= 10,1 
 
ONDE: n = numero de estacas 
 P = carga do pilar 
 eP = carga de trabalho da estaca 
 1,10 = coeficiente onde leva em conta o peso próprio da estaca 
 
2. Pilar de divisa 
 
cmbae 5,2
2
0 −−= 
 
ONDE: bo = menor dimensão do pilar 
 
 
el
lPR −×= 11 
 
eP
Rn 11 10,1 ×= 
 
11 PRP −=Δ onde: 222
PPR Δ−= 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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29
eP
Rn 22 10,1 ×= 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBSERVAÇÕES: 
 
a- Devido ao formato e as dimensões dos equipamentos de cravação das estacas, deve-se 
respeitar uma distância mínima do centro da estaca a divisa a. Onde a é característica do 
fabricante (tabelado). 
b- Até um numero de 04 estacas na divisa, podem ser alinhadas, minimizando o valor 
da excentricidade. 
c- Não podemos utilizar ∅ diferentes de estacas em um mesmo bloco. 
____________________________________________________________________________________ 
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30
S 
a c 
S 
P1 P2 
P2 
P1 
l 
R1 R2 
 
3- Associação de pilares próximos 
 
 
Quando temos a necessidade da associação de dois ou mais pilares num mesmo bloco deve-
se promover a coincidência do ponto de aplicação da resultante das cargas com o centro de 
gravidade do bloco. 
 
 
 
 
l
C.G.
x
 
 
 
21
2
PP
lPX +
×= 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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31
eP
PPn 2110,1 +×= 
Exercícios de cálculo de capacidade de carga de estacas 
 
Exercício n°1 
Dado o perfil de sondagem abaixo: 
Pede-se: calcular a capacidade de carga para uma estaca tipo Strauss com um comprimento 
nominal de 7,00m; Diâmetro = 38cm, utilizando o método de DECOURT-QUARESMA. 
 
 
PROF. (m) SPT DESCRIÇAO DO MATERIAL 
1 3 
2 4 
Areiafina pouco siltosa, fofa 
amarela clara 2,00 
3 8 
4 10 
5 12 
6 13 
7 18 
 
Areia fina siltosa, 
Mediamente compacta, 
Vermelha clara. 
 7,00 
8 25 
9 28 
10 32 
11 43 
12 I.P. 
 
 
Silte argiloso compacto, 
Amarelo escuro. 
 12,00 
 
 
RpRlPU += 
ApqpRp ×= Resistência de ponta 
pNkqp ×= 
6,18
3
251318 =++=pN 
2
22
113,0
4
38,0
4
mdAp =×=×= ππ 
74406,18400 =×=qp 
 
 Tabela para areia 
kNApqpRp 72,840113,07440 =×=×= 
 
SlqlRl ×= Resistência por atrito lateral 
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ +×= 1
3
10 lNql 
4,7
5
1210843 =++++=lN 
2/6,341
3
4,710 mkNql =⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +×= / m 
296,5519,014,322 mHRSl =×××=×××= π (Obs.: l - 2,0m = 5,0 m) 
____________________________________________________________________________________ 
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32
Rp 
Rl 
kNSlqlRl 20,20696,56,34 =×=×= 
RpRlPU += 
0,43,1
RpRlUP += 
kNUP 80,368
0,4
72,840
3,1
20,206 =+= 
Ou 36,88tf. 
 
 
 
 
Exercício nº 2 
 
Calcular a capacidade de carga da estaca; conforme características abaixo como mostra 
perfil de sondagem. 
 
PROF. (m) SPT Descrição do material 0,00 
1,00 5 
2,00 7 
Argila arenosa 
 2,00 
3,00 8 
4,00 12 
Areia siltosa 
 4,00 
5,00 22 
6,00 25 
7,00 40 
 
Silte arenoso 
 7,00 
 Limite da sondagem 
 
 
Dados: 
Estaca Pré-moldada de concreto 
∅ = 26cm = 0,26m 
l = 6,0metros 
Ap= 531cm2 = 0,05m2 = área 
U = 82cm = 0,82m = perímetro 
RlRpPU += 
Rp = Resistência de ponta 
AprpRp ×= 
1F
Npkrp ×= 
 
 
22 /785/85,7
75,1
2555,0 mtfmMNrp ==×= 
tRp 25,3905,0785 =×= 
 
____________________________________________________________________________________ 
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33
Nota: 
Utilizar o método de cálculo de 
Aoki - Velloso 
K= tabela n°2 (silte arenoso) = 0,55 
Np= 25 golpes 
F1= tabela n°1 (estaca pré-moldada de 
concreto) = 1,75
Rl = Resistência lateral 
rllURl ×Δ×Σ= 
2F
Nlkrl ××= α ( MN/m2 = 100 tf/m2 ) 
 
l 
comprimento 
α % 
tabela 02 
K(MN/m2) 
Tabela 02 
Nl 
SPT 
F2 
Tabela1 
rl 
1,00 2,4 0,35 5 3,5 1,20 
2,00 2,4 0,35 7 3,5 1,68 
3,00 2,0 0,80 8 3,5 3,66 
4,00 2,0 0,80 12 3,5 5,48 
5,00 2,2 0,55 22 3,5 7,60 
6,00 2,2 0,55 25 3,5 8,64 
- - - - - Σ = 
28,26tf/m2
 
tfRl 17,2382,026,28 =×= 
RlRpPU += 
tfPU 42,6217,2325,39 =+= 
tfPUR 2,31
2
42,62
2
=== 
 
 
 
Exercício n°3 
 
Dado o perfil de sondagem abaixo: 
 
Prof (m) SPT Descrição do material 
1 2 
2 2 
3 3 
Argila silto arenosa mole, 
vermelha clara. 
 3,00
4 5 
5 8 
6 9 
7 12 
8 19 
9 23 
Silte arenoso pouco 
compacto a compacto, 
amarelo claro. 
 N.A.=7,00 
 
 9,00
10 25 
11 41 
12 48 
13 54 
14 61 
15 I.P. 
Areia fina argilosa muito 
compacta, variegada 
vermelha clara/escura. 
 
 
 15,00
 
____________________________________________________________________________________ 
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34
Pede-se: 
Calcular a capacidade de carga para uma estaca do tipo Franki com um comprimento 
nominal de 10m e diâmetro de 0,42m, utilizando o método de DECOURT- QUARESMA e 
o método de AOKI - VELLOSO. 
 
U = 123 cm; A = 1385 cm2
 
Exercício de dimensionamento por estacas: 
 
Exercício n°01 
Dimensionar o pilar isolado abaixo, utilizando estacas pré-moldadas de concreto. 
Dados: ∅ = 50 cm 
 
Pe = PU: carga de trabalho = 90 tf 
 
 
 
Definir seu bloco de capeamento. 
 
79,0
90
6510,110,1 =×=×=
eP
Pn ; 1 estaca 
S= 2,5 x ∅ = 2,5 x 0,50 = 1,25m 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exercício n°02 
 
Dimensionar o pilar isolado abaixo utilizando estaca tipo pré-moldada de concreto 
 
∅ = 30 cm 
Pe = PU = 40 tf 
 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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35
P = 65 tf 
25 
25 
1,10S = 1,40 m 
1,10S = 1,40 m 
S=1,25m 
1,10 x 1,25 = 1,38 ∴1,40m 
40 
60 
P=200 tf 
65,5
40
20010,110,1 ∴=×=×=
eP
Pn estacas 
S = 2,5 x ∅ = 2,5 x 0,30 = 0,75 m 
mcmc 30,015
2
3015
2
=+=+= φ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Exercício n°03 
Dimensionar o esquema abaixo, utilizando: 
Estacas do tipo Pré-moldada de concreto 
 
∅ = 35 cm; PU= 55 tf 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento do P1 
025,0
2
−−= boae 
a = 0,40m (tabela) 
me 25,0025,0
2
25,040,0 =−−= 
____________________________________________________________________________________ 
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36
S 
C 
S 
S 
2,10m 
1,
35
m
V.A. 
4,00 
DIVISA 
.25 
 
0,025m 
.25 
1,90 
1,00 
P2=200 tf P1=150 tf 
tP
el
lR 9,15950,1
25,04
411 =×−=×−= 
 
419,3
55
9,15910,110,1 ∴=×=×=
eP
Pn estacas 
 S= 2,5 x ∅ = 2,5 x 0,35 = 0,875m 
mcmcmc 325,05,3215
2
3515
2
==+=+= φ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensionamento de P2 
 
2
22 PPR Δ−= 
1509,15911 −=−=Δ PRP 
tfR 5,195
2
1509,1592002 =−−= 
491,3
55
5,19510,110,1 ∴=×=×=
eP
Pn estacas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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37
3,30 
S 
S 
S 
a 
C 
0,75m 
C 
S
1,
55
 
1,55 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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38
 
 
 
 
XI – COMPORTAMENTO DE GRUPO DE ESTACAS 
 
____________________________________________________________________________________ 
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39
 Difere do comportamento de um estaca isolada, porque no grupo de estacas é maior 
o recalque do que numa estaca isolada, devido ao efeito do bulbo de pressões das várias 
estacas, resultando um bloco de pressões de dimensões maiores. Inclusive a capacidade de 
suporte de um grupo de estacas é menor do que a soma das capacidades de cargas das 
estacas consideradas isoladamente. 
 
 Æ Segundo a regra de Feld: Consiste em descontar 1/16 da eficiência de cada 
estaca, para cada estaca vizinha a ela. O método de Feld não se refere a um grupo 
específica de estacas. 
 
 Obs.: O método de Feld não leva em consideração a distância entre as estacas, e 
pode ser equacionado da seguinte forma: 
 
 
∑
∑ ⋅
=+++
⋅++⋅+⋅= m
i
m
ii
m
mm
n
en
nnn
enenene
1
1
21
2211
...
...
 
 
 
Bloco com 02 estacas: 
 
 
 
 
 
 
Bloco com 03 estacas: 
 
 a-) 
 
 
 
 
 
 b-) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bloco com 4 estacas: 
 
____________________________________________________________________________________ 
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40
e = 93,75 % 
 
 
e = 91,67 % 
e = 87,50 % 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bloco com 05 estacas:Bloco com 06 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bloco com 07 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Onde e = Eficiência 
 
 
Exemplo: 
 
____________________________________________________________________________________ 
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41
e = 81,25 % 
e = 80,00 % 
e = 77,00 % 
e = 78,50 % 
Determinar a eficiência de um bloco de seis estacas, segundo o Método de Feld: 
 
Bloco com 06 estacas: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculos: 
1a condição: 04 estacas com 03 estacas vizinhas; logo: 
 
 
 
 
 
 
 
 ( ) %82
16
13
16
3
16
164 ≈=−⇒ vizinhasestacas 
 
2a condição: 02 estacas com 05 estacas vizinhas; logo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ( ) %69
16
11
16
5
16
162 ≈=−⇒ vizinhasestacas 
 
Portanto: 
%77
24
%692%824
...
...
1
1
21
2211 =+
⋅+⋅=
⋅
=+++
⋅++⋅+⋅=
∑
∑
m
i
m
ii
m
mm
total
n
en
nnn
enenene 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
FUNDAÇÕES - Professor Douglas Constancio – Engenheiro Lucas A. Constancio 
42
e = ? 
e = ? 
e = ? 
 
 
 
Anexos: 
 
 
 
Projeto Estacas 01 
Projeto Estacas 02 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
____________________________________________________________________________________ 
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43
 
	Estaca.doc
	Fundações Profundas:
	“Estacas”
	 
	DESENHO pág. 6
	DESENHO pág. 6
	Estacas longas: L ( 10 m
	Projeto-Estaca-01.pdf
	Projeto-Estaca-02a.pdf
	Projeto-Estaca-02b.pdf