FUNDAÇÕES PROFUNDAS: ESTACAS E TUBULÕES

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Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 1 
4- FUNDAÇÕES PROFUNDAS: ESTACAS E TUBULÕES 
 
4.1- Principais tipos de fundações profundas e métodos construtivos 
 
A carga da superestrutura é transmitida ao terreno pela base da fundação (resistência de ponta), por sua superfície lateral 
(resistência de fuste) ou a combinação das duas. A profundidade de assentamento(D) em relação ao terreno adjacente é superior 
a duas vezes a menor dimensão da fundação (B) ou seja relação 
2
B
D
 e no mínimo 3m 
 
Tipos de fundações profundas: estacas, tubulões 
 
4.1.1- Estacas 
 
 
 
- carga de ruptura da estaca: 
fpr QQQ 
 
 
pQ
= resistência de ponta 
fQ
= 
lQ
 = resistência lateral (por atrito e/ou adesão ao longo do fuste) 
 
Outras nomenclaturas usadas no meio técnico: capacidade de carga, capacidade de suporte, carga de ruptura, carga última, 
capacidade de carga última, capacidade de carga na ruptura. Símbolos: PR, PR, Pu, Qu, Pult, Qult, R 
 
Observação: capacidade de carga do sistema estaca-solo, ou seja, inclui verificação da resistência da estaca como elemento 
estrutural 
 
 
4.1.2- Classificação das estacas 
 
No mercado existe uma grande variedade de estacas. 
 
Do ponto de vista executivo podem ser classificadas em: 
a- pré-moldadas: aço, concreto armado ou protendido, estacas de madeira 
b- moldadas "in situ" ou “in loco”: concreto simples ou armado (broca, pilão ou apiloada, rotativa, strauss, Franki, hélice 
contínua, ômega, hélice segmentada, barrete, raiz, etc) 
 
Do ponto de vista da perturbação que causam no solo, as estacas podem se classificadas em: 
a- estacas escavadas: ocorre amolgamento ao longo do fuste da estaca em zona relativamente estreita, com alívio de tensões 
laterais 
b- estacas de deslocamento: amolgamento maior na zona adjacente à estaca, aumento das tensões laterais no solo, 
deslocamento do solo 
 
 
 
 
 
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4.2- Métodos para determinação da capacidade de carga do sistema estaca-solo 
 
Podem ser divididos em métodos estáticos, métodos dinâmicos, provas de carga. 
 
a- Métodos estáticos: 
- métodos racionais: são métodos baseados na teoria da capacidade de carga 
- métodos empíricos: são métodos baseados em correlações com os ensaios de penetração CPT e SPT 
 
b- Métodos dinâmicos: 
- são métodos baseados na resposta da estaca aos esforços de cravação 
 
c- Prova de carga 
 
 
4.2.1- Métodos racionais (fórmulas teóricas) 
 
A capacidade de carga de uma estaca é a soma de duas parcelas: capacidade de carga ou resistência lateral (
fQ
) e 
capacidade de carga ou resistência de ponta (
pQ
) 
 
Determinação da resistência de ponta (
pQ
) 
 
- semelhante ao cálculo carga de ruptura sapata em profundidade 
- carga de ruptura de uma placa em profundidade pode ser calculada pela equação: 
 
pq
'
vocp A)NcN(Q 
 
 
desprezando-se a parcela devida a 
N
 (D>>B, ½  B N desprezível) 
 
cN
 e 
qN
são fatores de capacidade de carga que dependem do ângulo de atrito do solo (

) 
'
vo
= tensão vertical de peso próprio do terreno na cota da ponta da estaca 
pA
= área da base da estaca 
 
Determinação da resistência lateral (
fQ
) 
 
- resistência ao cisalhamento se desenvolve na interface solo/estaca 
 
 tgC 'ha
 
 
aC
= adesão entre o solo e a estaca 

= ângulo de atrito solo/estaca 
'
h
= tensão efetiva horizontal 
 
A relação 
'
v
'
hk



 permite escrever: 
 tgkC 'va
 
 
a expressão para cálculo da resistência lateral: 
 
   zUdzUQf
 
 
U = perímetro da estaca 
k: depende do método construtivo; 
aC
 e 

: dependem da natureza das superfícies em contato 
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 3 
 
 
 
A) Estacas em solos granulares 
dztgkUdzUQ 'v
L
0
L
0
f   
 
 
- caso de estaca de seção uniforme 
- k e 

 constantes em profundidade 
 
'
médiovf
'
médiovf AtgkLUtgkQ 
 
 
fA
= área lateral do fuste da estaca 
'
médiov
= média da tensão efetiva de peso próprio na zona atingida pelo fuste da estaca 
 
No caso geral, 
fQ
 pode ser calculada pela equação: 
zUtgkQ 'vf 
 
 
- resistência de ponta da estaca calculada pela equação: 
q
'
vopp NAQ 
 
 
pA
= área basal da estaca 
'
vo
= tensão vertical efetiva de peso próprio do terreno no nível da base da estaca 
qN
= fator da capacidade de carga 
 
Avaliação de 

 (ângulo de atrito) 
 
- solos arenosos: 

 obtido por correlações com SPT (tabela do Bowles, 1977) ou outras correlações 
 
 
Correção de 

após a implantação da estaca 
 
Resistência de ponta: - Estaca cravada: 
20
2
1
ad 
 Estaca escavada: 
3ad 
 
Resistência lateral: - Estaca cravada: 
10
4
3
ad 
 Estaca escavada: 
3ad 
 
 
 
Sugestão de Broms (1965) para estimar k 
 
Tipo de estaca Solo granular fofo Solo granular compacto 
Cravadas Aço 0,5 1,0 
 Concreto 1,0 2,0 
 Madeira 1,5 4,0 
 Escavada 0,5 1,0 
Fonte: Simons & Menzies, 1981, p. 154 
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 4 
 
Avaliação de k 
Forma de execução K 
Cravada 





 

2
45tg2
 
Pequeno deslocamento 
 sen1
 
Escavada 





 

2
45tg2
 
Fonte: Araújo, 1999 
 
 
Avaliação de 

 (ângulo de atrito solo-estaca) 
 
Aas (1966) – citado por Simons & Menzies, 1981 Estaca de aço: 
20
 
Estaca de concreto: 

4
3
 
Estaca de madeira: 

3
2
 
 
Determinação de 
qN
 
- penetração da estaca na camada granular até 5B (B = diâmetro da estaca) empregar fatores de capacidade de carga de 
Terzaghi 
- penetração maiores, empregar fator de capacidade de carga de Berezantsev (1961), ver figura seguinte 
- outra questão se refere a tensão vertical ’vo : verificações experimentais dos valores de Qp e Qf 
para D < 15B 
Dvo  
,
 
para D  15B 
Bvo  15
, 
 constante 
 
 
Figura: Relação 
qN
 e 

, segundo Berezantsev (1961). Fonte: Simons & Menzies, 1981 p.155 
 
 
 
 
 
 
 
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 5 
B) Estacas em solos coesivos 
- resistência de ponta 
pQ
 calculada pela equação: 
ucpp sNAQ 
 
 
us
= resistência ao cisalhamento (não drenada) do solo da base 
cN
= fator de capacidade de carga de Skempton 









m0,1B,6
m0,1B5,0,7
m5,0B,9
Nc
 
- resistência lateral (
fQ
) calculada pela equação: 
zUUdzQ
L
0
f   
 
-  na interface solo/ estaca: fração da resistência não drenada da argila 
ua sC 
 
 
- expressão geral de 
fQ
 : 
zUsQ uf 
= coeficiente de adesão 
 
 
Avaliação de 

 
- difícil de ser avaliado em face das perturbações causadas pelo processo de cravação da estaca ou de escavação e concretagem 
- faixas mais comuns de variação de 

 são: 
 estacas cravadas: 

 = 0,4 a 0,7 
estacas escavadas: 

= 0,4 a 0,5 
 
 
- observação: a rigor o método racional de cálculo da capacidade de carga de estacas só pode ser usado para solos granulares ou 
solos coesivos, não pode ser usado para solos mistos (ou intermediários). 
 
Carga admissível das estacas (método das tensões admissíveis) 
 





estruturalelementodocargadecapacidade
2
1
rQQ
 
 
 
 
 
Observação: Carga admissível X carga resistente de projeto 
 
NBR6122/2010 item 6.2.1.2.1- “o fator de segurança a ser utilizado para determinação da carga admissível é 2,0 e para carga 
resistente de projeto é de 1,4”. Os fatores de segurança podem ser reduzidos dependendo no número de sondagens e outros 
ensaios 
 
Lembrete: ELS e ELU devem ser respeitados 
 
 
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4.2.2- previsão para capacidade de carga por métodos empíricos 
 
a- Método de Aoki-Veloso (1975) 
 
- resistência de ponta (
pQ
): 
rpp qAQ 
 
1
c
r
F
q
q 
 
cq
= resistência de ponta do cone 
 
- resistência lateral (Qf) : 
  zUQf
 
2
f
F
q

 
fq
=resistência lateral do cone 
 
 
1F
e 
2F
 são coeficientes que dependem do tipo da estaca 
 
Tipo da estaca 
1F
 
2F
 
Franki 2,5 2 x F1 
Pré-moldada (metálica) 1,75 2 x F1 
Pré-moldada (concreto) 
80,0
11
estacaF


 
2 x F1 
Escavada 3,0 2 x F1 
Raiz, hélice contínua, ômega 2,0 2 x F1 
Fonte: Cintra e Aoki, 2010 
 
No caso de estaca Franki, admite-se que o bulbo da base seja esférico: 
3
1
4
v3
R 







 e 
2
p RA 
 R = raio do bulbo,v = volume do bulbo 
 
- 
cq
 e 
fq
 podem ser avaliados a partir do índice N do SPT: 
Nkqc 
 
Nkqf 
 
 
onde 

 e k são tabelados em função do tipo de solo. Lembrando que razão de atrito do cone (resistência lateral/resistência de 
ponta) é 
c
s
f q
f
R 
 
 
Portanto, tem-se: 
fpr QQQ 
 
1
pp
F
Nk
AQ 
 
zU
F
NK
Q
2
f 


 
Valores dos coeficientes k e 

 propostos por Aoki e Velloso (1975) 
Tipo de terreno k(MN/m²) 

 (%) 
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 0,50 2,8 
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 
 
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- Observações: 
 
a- para estacas pré-moldadas de pequeno diâmetro, o valor F1 adotado em 1975, mostrou-se muito conservador. Aoki (1985) 
propôs, nesse caso, o uso de F1 descrito na tabela e F2 igual a 2 vezes F1. Utilizar estaca = diâmetro da estaca em metros. (Cintra 
et al. 1999 p. 19) 
 
b- a relação entre F1 e F2 variar entre 
121 2 FFF 
. De acordo com Cintra e Aoki, 2010 p.26 se os dados do solo se 
referem ao cone elétrico e piezocone, pode-se usar F1=F2 
 
- carga admissível estabelecida mediante os seguintes critérios: 
 
Estaca Franki, Pré-moldada 





ica)caracterít carga(estruturalelementodocargadecapacidade
2
1
rQQ
 
 
Estaca escavada 










ica)caracterít (cargaestruturalelementodocargadecapacidade
25,1
8,0
2
1
f
f
r
Qou
Q
Q
Q
 
 
- no máximo, a ponta da estaca pode suportar 20% da carga admissível, ou seja, a capacidade de carga lateral deve ser 80% da 
carga admissível 
QQ f  8,0
 ou 
fQQ  25,1
, NBR6122/2010 item 8.2.1.2 
 
 
 
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 8 
b- Método de Decourt-Quaresma (1978) 
 
- a capacidade de carga (resistência) de ponta é calculada por: 
 
kNAQ ppp 
 
 
pN
= média do SPT medido na cota da ponta da estaca, 1 m acima e 1 m abaixo desta 
k = valor que depende do tipo do solo onde ponta da estaca está apoiada (ver tabela); 
pA
= área basal da estaca 
 
- capacidade de carga (resistência) lateral pode ser calculada pela expressão: 
 
lff qAQ 
 
 
fA
= área lateral da estaca 
1
3
N
q fl 
 
22 m/tf6)m/tf( 
 
 
fN
= média do SPT ao longo do fuste da estaca, não se considerando os valores utilizados no cálculo da resistência de ponta da 
estaca 
 
- quando N <3 usar N=3 (ver Lopes & Velloso, p. 121) 
- em estacas escavadas, quando N>15 usar N=15 
- em estacas de deslocamento e estacas escavadas com uso de lama bentonítica quando N>50 usar N=50 
 
valores k propostos por Decourt-Quaresma para diferentes tipos de solo 
 
Tipo de solo 
)m/tf(k 2
 
Argila 12 
Silte argiloso 20 
Silte arenoso 25 
Areia 40 
 
- esse método foi estabelecido inicialmente para estacas pré-moldadas de concreto. Entretanto, os próprios autores afirmavam 
que ele poderia ser aplicado às estacas Franki, Strauss, escavadas em geral. Entretanto, em 1996 Decourt propôs uma tabela de 
correção para as parcelas de resistência de ponta e atrito para alguns tipos de estacas. Para estacas pré-moldadas e Franki, os 
coeficientes permanecem igual a 1. 
 
Tipo de solo Tipo de estaca 
 Escavadas em 
geral 
Escavada 
(bentonita) 
Hélice contínua Raiz Injetadas (sob alta 
pressão) 
 Coeficiente multiplica a resistência de ponta (βp) 
argilas 0,85 0,85 0,30 0,85 1 
Solos intermediários 0,60 0,60 0,30 0,60 1 
Areias 0,50 0,50 0,30 0,50 1 
 Coeficiente multiplica a resistência lateral (βf) 
argilas 0,80 0,90 1 1,5 3 
Solos intermediários 0,65 0,75 1 1,5 3 
Areias 0,50 0,60 1 1,5 3 
 
 
 
Portanto, tem-se: 
ffppr QQQ  
 
 
 
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-os autores sugerem que a carga admissível da estaca (
Q
) pode ser calculada pela expressão (que considera fatores de 
segurança diferenciados para ponta e lateral): 
3,14
fp QQ
Q 
 
 
- observações para avaliação da carga admissível: 
 
1- estacas pré-moldadas 





ica)caracterít carga(estruturalelementodocargadecapacidade
2
1
rQQ
 
NBR6122/2010 
 
2- estacas escavadas 










ica)caracterít (cargaestruturalelementodocargadecapacidade
25,1
8,0
2
1
f
f
r
Qou
Q
Q
Q
 
NBR6122/2010 
 
3- comparar resultado NBR6122/2010 e proposta dos autores: 
3,14
fp QQ
Q 
 
 
 
 
 
 
 
Apresenta-se a seguir tabelas para diferentes tipos de estacas com suas características 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
____________________________________________________________________________________________10 
 
Fonte: Cintra e Aoki, 2010 p. 46 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
____________________________________________________________________________________________ 
 11 
 
Fonte: Cintra e Aoki, 2010 p. 46 
 
e
 Tensão admissível a compressão do material da estaca 
 
 
 
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4.2.3- previsão da capacidade de carga das estacas por métodos dinâmicos 
 
a- fórmulas dinâmicas: métodos que levam em conta as leis de choque de Newton(princípio da conservação da energia) 
 
b- fórmulas baseadas nas equações de onda: métodos que levas em conta a propagação de uma onda de tensão (gerada 
por um golpe) ao longo da estaca (ver item 4.2.5 prova de carga dinâmica) 
 
fórmulas dinâmicas da cravação das estacas 
 
- determinar relação entre a resistência dinâmica de uma estaca durante a cravação e a capacidade de carga estática da mesma 
- solos argilosos saturados: relação é dependente do tempo 
 
- funciona bem em casos de solos granulares 
 
- fórmulas dinâmicas:deduzidas com base na teoria do choque 
 
 
 
- princípio básico: 
- Energia aplicada = energia para penetrar a estaca + perdas 
 
- energia aplicada (energia de cravação) é igual à energia potencial do pilão do bate estacas (W.H) 
- energia consumida para penetrar a estaca é dada pelo produto da resistência à penetração oferecida pelo solo pela penetração 
da estaca (R.s) 
 
 
- perdas compõem-se das parcelas: 
 perda devida ao choque do pilão (martelo) com a estaca (gera calor) 
 perda por deformação elástica do solo 
 perda por deformação elástica da estaca e capacete 
 
- literatura: grande variedade de fórmulas dinâmicas. Exemplifica-se duas, de uso freqüente, apesar de antigas. 
 
 
A) Fórmula de Janbu (1953) (FS = 3,0) ou fator de correção para relacionar com capacidade estática) 
 
s
HW
k
1
Q
u
r


 
 
rQ
=carga de ruptura da estaca 
W = peso do pilão do bate-estaca 
H = percurso do pilão (altura de queda) 

 = coeficiente de eficiência do equipamento de cravação (influência do tipo de solo e tipo de estaca também) 
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= 0,70 boas condições de cravação; = 0,55 condições regulares, = 0,40 condições insatisfatórias (difíceis) 
s = nega (penetração permanente por golpe do pilão) 
 









d
e
du
c
ck

11
, 
W
W
15,075,0c
p
d 
 
2sEA
LHW
e



 
 
L = comprimento da estaca 
A = área da seção transversal da estaca 
E = módulo de elasticidade do material da estaca 
pW
 = peso da estaca (incluindo os pesos do capacete e do coxim) 
 
B) Fórmula de Hiley (1930) (FS = 2,7 ou FC) 
 
p
p
r
WW
WnW
cs
HWk
Q






2
2
1
 
- termos da equação têm o mesmo significado da equação anterior 
k = coeficiente de rendimento do pilão do bate-estacas (perda de energia relacionada ao martelo) 
n = coeficiente de restituição do choque 
c = compressão elástica temporária da estaca (c2), do capacete (c1) e do solo(c3) 
c= c1+c2+c3 
 
Valores do coeficiente k do pilão do bate-estaca, segundo o Livro de Bolso BSP (1969) 
Pilão do bate-estaca K 
Martelo da queda livre, operado a guincho 0,8 
Martelo de queda livre, operado a gatilho 1,0 
Martelo de efeito simples 0,9 
Martelo BSP de efeito duplo 1,0 
Martelo diesel McKleernan-Terry 1,0 
Fonte Simons & Menzies, 1981 p.158 
 
 
Valores do coeficiente de restituição (n) segundo o livro de bolso BSP (1969) 
 
Tipo de estaca Condições da cabeça da estaca Martelo de efeito simples ou de 
queda livre ou martelo diesel 
Martelo de efeito 
duplo 
Concreto armado Capacete com coxim plástico composto ou similar 0,4 0,5 
Capacete com coxim de madeira 0,25 0,4 
Martelo diretamente sobre a estaca - 0,5 
Aço Capacete de cravação com coxim plástico 
composto ou similar 
0,5 0,5 
Capacete de cravação com coxim de madeira 0,3 0,3 
Martelo diretamente sobre a estaca - 0,5 
Madeira Martelo diretamente sobre estaca 0,25 0,4 
Fonte Simons & Menzies, 1981 p.158 
 
 
- termo c1 (capacete): avaliado com base na tabela seguinte: 
 
Material da estaca e tipo de 
capacete 
Tensão aplicada na cabeça da estaca ou no capacete em MPa 
3,5 7,0 10,5 14 
Valor de c1: compressão elástica do capacete (mm) 
Concreto pré-moldado e 
capacete sem coxim 
3 6 9 12,5 
Capacete com coxim de 
madeira 
1,0 2,0 3,0 4,0 
Capacete com coxim de plástico 0,5 1,0 1,5 2,0 
Fonte: adaptada de Bowles, 1990 p.980 (original de Chellis, 1961) 
 
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 14 
- parcela c2 (estaca): pode ser avaliada pela equação: 
EA
LQ
c r2
 
 
- parcela c3 (solo): arbitrada mediante o critério: 
 
- 




.,0,55,2
;,,0
3
casosdemaisosparamma
cascalhoedensaareiarochadecasoopara
c
 
 
 
- as parcelas c1, c2 c3 e o termo s : podem ser obtidos a partir das medições realizadas na obra 
- s e 
32 cc 
 determinados a partir de um registro numa folha através do deslocamento, a velocidade constante, de um lápis 
apoiado sobre o bordo de uma régua 
 
- como a estaca se move para baixo pelo golpe do martelo e, depois, para cima (rechaço da estaca), obtém-se, sobre uma folha 
de papel fixada à estaca, um diagrama que permite determinar s e 
32 cc 
 
 
 
 
 
 
Figura: representação esquemática das medidas do repique (c2+c3) e nega (s) na cravação de estacas. Fonte: catálogo SCAC 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 15 
 
 
 
Fonte: http://www.scac.com.br/telas/pagina.asp?id=25&at=2 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 16 
 
Figura: controle executado durante cravação de estaca pré-moldada de concreto. Fonte: catálogo da SCAC. 
 
 
Veja a seguir explicação sobre diferentes tipos de bate-estacas. 
 
Fonte: http://www.uepg.br/denge/aulas/fundacao/conteudo.htm#bate2, acesso em 02/11/2010 
 
Bate-estacas por gravidade 
São os mais utilizados e de funcionamento mais simples, constituído de uma massa metálica (pilão ou martelo) que içado por 
meio de guinchos, cabos e uma torre ou tripé, é deixado cair de uma altura determinada, cravando a estaca com golpes 
sucessivos. Embora de custo relativamente acessível, tem como principal desvantagem sua lentidão, pois não consegue ser 
manobrado facilmente. 
 
Bate-estacas de simples ou duplo efeito 
Em geral, funcionam a vapor ou a ar comprimido, proporcionando uma cravação mais rápida pois além da gravidade recebem 
um adicional de pressão no martelo. Embora muito eficientes estão caindo em desuso. A estrutura da torre, a movimentação e a 
operação são muito semelhantes ao bate-estaca comum de gravidade. Os de simples efeito, apenas recebem pressão no 
martelo de baixo para cima para elevar o martelo e a cravaçãose dá por gravidade. Os de duplo efeito, além da pressão de 
levantamento ocorre uma pressão adicional no momento da queda do martelo, somando-se o efeito da gravidade e da pressão 
adicional na cravação 
 
Bate-estacas de vibração 
São equipamento que dispensam o uso de torres, tripés e guias, necessitando apenas de um guindaste para fazer o 
acoplamento nas estacas. As vantagens são a extrema rapidez e a versatilidade de operação e movimentação em canteiros com 
pouco espaço. A cravação se dá por oscilação de massas excêntricas acionados por eletricidade, motor diesel ou ar 
comprimido. 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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4.2.4- Prova de carga estática em estacas e tubulões (NBR 12131/1992) 
 
Item 6.2.1.2.2- NBR 6122/2010 fatores de segurança podem ser reduzidos dependendo número de provas de carga 
 
- finalidades: 
a) determinação do recalque sob a carga de serviço 
b) determinação da carga de ruptura 
c) prova de aceitabilidade 
 
- fornece valores confiáveis da capacidade de carga 
 
- NBR 12131: início do carregamento após 3 dias em solos com comportamento não coesivo (relaxação) e 10 dias em solos 
coesivos (esperar “setup” ou “cicatrização”) 
- Exceção: quando se deseja estudar recuperação ou perda de resistência ao longo do tempo, atrito negativo, etc 
- garantir ainda prazo mínimo para que resistência do elemento estrutural seja compatível com carga máxima ensaio (em 
estacas moldadas no local) 
- carregamento até ruptura ou 2X carga de trabalho prevista 
- aplicação carga: 1ou + macacos hidráulicos alimentados por bombas elétricas ou manuais 
- medida carga aplicada: manômetros ou células de carga 
- reação para o macaco hidráulico: uso de cargueira ou estacas de tração. Observar detalhes previstos pela NBR: carga 
máxima, segurança, distâncias mínimas para não influenciar na estaca a ser ensaiada 
 
a- carregamento lento 
- carga em estágios iguais e sucessivos, em cada estágio carga não superior à 20% da carga de trabalho prevista 
- recalques lidos em cada estágio de carga, a intervalos de tempo 0, 2, 4, 8, 15, 30 minutos, e posteriormente a cada 30 
minutos até estabilização dos recalques 
- carga máxima mantida por pelo menos 12 horas quando não houver ruptura 
- descarga com pelo menos 4 estágios (25% da carga total aplicada), até estabilização deslocamentos e no mínimo 15 minutos 
- após descarregamento total, leitura deslocamentos até estabilização 
 
b- carregamento rápido 
- carga em estágios iguais e sucessivos, em cada estágio carga não superior à 10% da carga de trabalho prevista 
- recalques lidos em cada estágio no início e final do estágio que deve durar 5 minutos, independentemente da estabilização 
dos recalques 
- descarga com 4 estágios com 5 minutos cada um e leitura dos deslocamento 
- após 10 minutos descarregamento total, leitura deslocamento final 
 
- deslocamentos verticais: 4 extensômetros (defletômetros) mecânicos instalados em 2 eixos ortogonais (vigas de referência) 
com precisão de leitura de 0,01m 
- ver recomendações NBR sobre sistema de medidas: distância mínima, proteção contra intempéries, medidas de 
deslocamentos transversais, deslocamentos ou deformações ao longo estaca 
Representação esquemática de uma prova de carga sobre estaca. Fonte: Araújo, 1999 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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Exemplo de prova de carga executada em estaca hélice contínua (comprimento 27m e diâmetro 60cm) no Aeroporto Salgado Filho 
(P.Alegre/RS). Fonte: Catálogo Geofix- fundações 
 
 
Interpretação dos resultados da prova de carga em estacas 
 
- é comum no ensaio a carga de ruptura da estaca não é atingida ou não se encontra bem caracterizada na curva carga x 
recalque obtida 
- a NBR 6122 recomenda que carga admissível da estaca, obtida a partir da prova de carga realizada de acordo com a NBR 
12131, seja calculada com uso de um fator de segurança igual a 2 
- a carga admissível na estaca não pode ser superior a 1/1,5 daquela que produz o recalque (medido no topo) aceitável para a 
estrutura 
- se na prova de carga, não foi possível levantar toda a curva carga x recalque, deve-se extrapolar essa curva e definir a carga 
de ruptura da estaca através de métodos consagrados 
- literatura apresenta várias propostas de autores para a extrapolação do comportamento carga x recalque da estaca até a 
ruptura 
 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 20 
A) Método de Zeevaert (1972) 
 
 
 
- representação da curva carga x recalque em escala logarítmica 
- neste gráfico, em geral, obtém-se um ponto bem definido de modificação do comportamento da estaca: ponto de ruptura 
 
 
B) Método de Van der Veen (1953) 
 
- admite que a curva carga (Q) x recalque (

) obedece a uma equação exponencial do tipo: 
  e1QQ r
 
 

 = coeficiente de forma da curva 
 
- escrita na forma logaritmo: 







rQ
Q
1ln
. 
- representar num gráfico semi-logarítmico, os valores de 







rQ
Q
1
 com os 

 obtidos na prova para cada valor de Q, 
arbitrando-se valores constantes de 
rQ
 
 
- quando os pontos se alinharem segundo um reta, considera-se que o valor arbitrado para 
rQ
representa a carga de ruptura 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 21 
 
 
 
 
C) Método sugerido pela NBR 6122/2010 item 8.2.1.1 
 
 
 
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 22 
 
 
 
 
 
 
Terzaghi (1943): carga de ruptura convencional corresponde a um recalque de 10% do diâmetro da 
estaca 
 
 
 
 
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 24 
 
 
Fonte: http://www.geofix.com.br/site2010/servicos/provas-de-carga-estaticas/introducao.html acesso em 03/11/2010 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 26 
 
 
 
 
É possível substituir 1 prova de carga estática por 5 provas de carga dinâmica, até 2 x número estacas tabela 6. 
Acima desse valor, necessário pelo menos 1 prova de carga estática. 
 
 
Fundações– capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 27 
4.2.5- Prova de carga dinâmica em estacas e tubulões (NBR 13208/1994) 
 
- conhecida também como ensaio PDA (Pile Driving Analyser) 
 
- fundamentada na teoria da propagação de ondas de tensão em barras (equação de onda): Smith – 1960, posteriormente, 
Goble et al., 1980 
 
- representa a cravação de uma estaca não como um fenômeno de impacto newtoniano entre 2 corpos rígidos, mas como um 
fenômeno de transmissão, através da estaca, de ondas de tensão 
 
- objetivo: conhecer de uma forma rápida e econômica a capacidade de carga do sistema estaca-solo 
 
- quando uma estaca é golpeada por um martelo, ondas resultantes do impacto se propagam ao longo da mesma 
- quando a estaca é atingida por um golpe, é gerada uma onda de tensão que trafega na estaca com velocidade dependente das 
características do material. 
- é possível medir a intensidade das ondas de impacto do martelo, e as alterações que as mesmas sofrem devido à 
resistência do sistema estaca-solo 
- instalação de sensores no fuste da estaca, em uma seção situada abaixo do topo da estaca, a uma distância, pelo menos duas 
vezes o diâmetro desta 
- os sinais são monitorados e armazenados através do equipamento denominado PDA, desenvolvido pela empresa Pile Dynamics 
Incorporation, USA 
 
- é possível também: avaliar a eficiência do sistema de cravação, as tensões máximas ao longo da estaca, a integridade estrutural, 
as características dinâmicas do solo 
 
- execução em estacas cravadas: encontra condições ideais, devido à presença do martelo na obra. 
- execução em estacas escavadas: é possível também ensaiar desde que se disponha de um sistema que permita aplicar golpes nas 
estacas e que seu topo seja adequadamente preparado para o ensaio. 
- grandezas medidas: aceleração (velocidade por integração), deslocamentos, força (ou tensão) 
- processamento dos resultados e avaliação da capacidade de carga: 
 - método simplificado do tipo “CASE” 
 - método numérico do tipo “CAPWAP” 
 
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Fonte: http://www.insitu.com.br/po_ee_pda.htm acesso em 10/11/2010 
 
 
Fonte: http://www.scac.com.br/telas/pagina.asp?id=25&at=2 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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No instante da execução do ensaio, o PDA já pode disponibilizar uma série de informações úteis ao controle de qualidade da 
estaca e do desempenho do martelo, tais como: 
 avaliação da capacidade de carga da estaca, através do método CASE; 
 força máxima do impacto e energia do golpe (utilizada para calcular a eficiência do sistema de cravação); 
 tensões máximas (controle que reduz o risco de quebra da estaca durante a cravação); 
 danos estruturais e sua localização, confirmação do comprimento da estaca, e muito mais. 
 
Sinais de Força e Velocidade Medidas 
 
Curvas de Deslocamento e Onda Ascendente 
 
Informações Obtidas 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 30 
Posteriormente, os sinais de força e velocidade podem ser processados através do método CAPWAP, que permite efetuar um 
refinamento na avaliação da capacidade de carga da estaca. 
Curvas Força Medida e Força Calculada 
 
Simulação de Prova de Carga Estática 
 
 
Diagramas de Atrito Lateral e Transferência de Carga 
 
 
 
 
 
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Exemplo 
ESTACA MOLDADA "IN LOCO" COM CAPACIDADE DE CARGA AQUÉM DO NECESSÁRIO 
 
Perfil Típico Solo x Estaca 
RESULTADO PDA 
Em 10 Elementos Ensaiados com Energia Crescente: 
-Peso do Martelo: 30kN, Maior Resistência Mobilizada: 1748kN; Menor Resistência Mobilizada: 850kN 
SOLUÇÃO: Reforço do Estaqueamento 
 
Sinal Típico do PDA para as Estacas da Obra 
 
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É possível substituir 1 prova de carga estática por 5 provas de carga dinâmica, até 2 x numero estacas tabela 6. Acima 
desse valor, necessário pelo menos 1 prova de carga estática. 
 
Acima de 500 estacas: critério do projetista 
 
 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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4.2.6- Ensaio de Integridade - PIT (do inglês Pile Integrity Test) 
 
- metodologia simples permite verificar a qualidade de estacas moldadas in loco ou cravadas. 
- objetivo: garantir comprimentos e seções efetivamente executadas, sua continuidade e sua integridade 
 
- estacas cravadas: principal defeito é a quebra não detectada do elemento 
- estacas escavadas: assegurar que todo o fuste seja integralmente preenchido por concreto ou argamassa, não havendo falhas, 
estrangulamentos ou ponta descontínua 
 
- princípio: posicionamento de um acelerômetro no topo da estaca e aplicação de golpes com um martelo de mão instrumentado 
 
- as ondas de força geradas pelos golpes do martelo se propagam ao longo da estaca, e suas reflexões na geometria da fundação e 
resistência do solo são detectadas através da instrumentação 
 
 
 
 
 
Fonte:http://www.insitu.com.br/po_ee_pda.htm acesso em 10/11/2010 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 34 
OBRA COM ENSAIO PIT PRESCRITO COMO FERRAMENTA DE CONTROLE 
 
Execução do PIT como Controle da Execução 
Surpresa: Estacas Danificadas 
 
Exumação do Fuste e Confirmação do Diagnóstico 
Fonte:http://www.insitu.com.br/po_ee_pda.htm acesso em 10/11/2010 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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 35 
 
Remoção do Segmento Danificado da Estaca 
 
Repetição do Ensaio a Partir do Defeito 
 
DIAGNÓSTICO: Estaca Íntegra. SOLUÇÃO: Execução de "Emendas" 
Fonte:http://www.insitu.com.br/po_ee_pda.htm acesso em 10/11/2010 
 
O que a NBR6122/2010 fala sobre integridade do elemento estrutural de estacas? 
Estaca escavada sem fluido estabilizante item (E6), Strauss item (G6), hélice contínua monitorada item (F10), Franki item (H7), 
escavada com fluido estabilizante item (I 7.1), estaca hélice de deslocamento item (M10) 
 
Em estacas raiz., item L10 
 
Em tubulões a céu aberto, item J9 
 
Empresas como CVRD (Vale) e Petrobrás ensaiam (PIT) todas as estacas para verificação de sua integridade física. 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga do conjunto estaca-solo 
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Preço de provas de carga estática (placa e estaca), PDA, PIT (levantamento 17/11/2011)Empresa: Fulgro In Situ (contato Cristiane Alves) 
 
Valores para São Paulo – SP 
 
Prova de carga em placa 
 
Mobilização: R$5.000,00 
Tensão de ruptura (2x tensão admissível): até 50tf/m2 ( 500kPa) R$8.500,00 
 51 a 100tf/m2 R$ 10.500,00 
Projeto do sistema de reação (cargueira): R$1.000,00 
Relatório técnico: R$1.500,00 
 
Total: R$16.000,00 a R$18.000,00 
 
 
Prova de carga estática em estaca 
 
Mobilização: R$10.000,00 
Carga de ruptura : até 130tf ( 1300kN) R$11.500,00 
 131 a 220tf R$ 13.500,00 
 221 a 280tf R$ 15.500,00 
 281 a 450tf R$ 17.500,00 
 451 a 500tf R$ 19.500,00 
 
Projeto do sistema de reação (cargueira): R$1.000,00 
Relatório técnico: R$1.500,00 
 
Total: R$24.000,00 a R$32.000,00 
 
Prova de carga dinâmica em estaca (PDA) 
 
Preço por campanha ou por dia (inclui mobilização, relatório, alimentação) 
 
- em estaca pré-moldada: 1 a 5 estacas por dia R$ 3.600,00 (obra civil sem burocracia) a R$5200,00 (obras industriais) 
 
- em estaca moldada no local (raiz, hélice contínua): 1 a 3 estacas por dia 
 
- bate-estaca por conta do cliente 
 
Prova de integridade do elemento estrutural (PIT) 
 
Preço por campanha ou por dia (inclui mobilização, relatório, alimentação) 
 
- até 50 estacas por dia R$ 3.200,00 (obra civil sem burocracia) a R$4200,00 (obras industriais)