Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento

Prévia do material em texto

Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 1 
4.3- capacidade de carga de estacas sujeitas à tração (esforço de arrancamento) 
 
- exemplos: torres de transmissão de energia e de telefonia (fixa e móvel); estacas submetidas a esforços horizontais 
ou de flexão como pontes, estruturas off-shore, cais 
 
 
4.3.1- Capacidade de carga do sistema estaca-solo para esforços de tração 
 
A capacidade de carga à tração de uma estaca de seção uniforme pode ser determinada pela soma de duas 
parcelas: 
a- resistência lateral 
b- peso da estaca 
 
 
 
 
Fonte: Velloso e Lopes, 2002 
 
 
Há basicamente 2 tipos de ruptura para estacas submetidas a tração: ruptura na interface solo-estaca e rurtuta 
segundo uma superfície cônica. Estudos mais recentes apontam que o método de ruptura segundo uma superfície 
cônica apresenta resultados mais próximos daqueles obtidos em provas de carga à tração. 
 
Os métodos de cálculo da resistência lateral das estacas sujeitas à tração podem ser os mesmos já vistos para os 
casos de estacas que trabalham à compressão. 
 
CUIDADO: quando estaca é comprimida, ocorre confinamento do solo, quando estaca é tracionada, ocorre 
desconfinamento do solo. 
 
Recomendação de Velloso, 2002 p.134: reduzir o atrito lateral calculado como compressão (Tf = Qf x70%) ou 
usar FS maior (2,5). 
 
Assim, pode-se calcular: 
pfpfr WQWTT  7,0
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 2 
 
Tr = capacidade de carga ou carga de ruptura da estaca sujeita à tração 
 Tf = parcela de resistência lateral 
pW
 = peso da estaca 
 
 
 
E, portanto Carga admissível a tração: 
 





tica)caracterís carga( traçãoa estruturalelementocargacapacidade
2
1
rTT
 
 
 
Para resistir aos esforços de tração, pode ser necessário: 
a- empregar estacas suficientemente longas, onde a resistência lateral equilibra o esforço de tração 
b- usar estaca com base alargada (tubulões) 
c- estacas metálicas helicoidais “aparafusadas no terreno” 
 
 
 
 
Estacas de base alargada e estacas helicoidais 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 3 
 
 
Fonte:WWW.verticebr.com.br 
 
 
 
Fonte:WWW.verticebr.com.br 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 4 
 
 
Tipos, instalação e emenda de estacas metálicas helicoidais (Contagem MG). Fonte: Tsuha, 2007 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 5 
 
 
 
 
Prova de carga em estacas helicoidais (tração). Fonte: tese Tsuha, 2007 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 6 
 
Fonte: http://www.fec.unicamp.br/~pjra/Arquivo21.pdf 
 
 
Fonte: Carvalho, 2007 mestrado UFMG 
 
 
 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 7 
 
4.3.2- Capacidade de carga de grupo de estacas sujeitas à tração 
 
Quando as estacas estão muito próximas: a capacidade de carga do grupo pode não ser a soma das capacidades de 
carga das estacas individuais. Motivo: toda a massa de solo encerrada pelo grupo tende a ser puxada para cima. Assim, 
Tomlinson, 1977 sugere os seguintes métodos para o cálculo da capacidade de carga de grupo de estacas submetido a 
tração: 
 
a- grupo de estacas em solos arenosos e parcialmente argilosos: 
 
- distribuição aproximada da carga com ângulo de espraiamento com a vertical tipo 1:4 
- peso do volume de terra que tende a ser puxado pode ser adotado como a capacidade de carga do grupo na tração 
- peso específico submerso é empregado quando o solo está abaixo do NA 
- coeficiente de segurança pode ser unitário 
 
 
Figura: Grupo de estacas sujeitas a tração em solos granulares. Fonte: Tomlinson, 1977 p. 213 
 
 
b- grupo de estacas em solos coesivos, a capacidade de carga do grupo na tração será: 
  WsHBL2T ur 
 
 
us
 = média da resistência não drenada ao longo do grupo 
W = peso das estacas mais bloco e do solo encerrado pelo grupo 
 
- coeficiente de segurança empregado igual a 2. 
 
Figura: Grupo de estacas sujeitas a tração em solos coesivos. Fonte: Tomlinson, 1977 p.214 
 
 
Entretanto, a capacidade de carga calculada pelos métodos anteriores para o grupo deve ser inferior à soma das 
capacidades de carga calculadas para cada estaca. 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 8 
4.4- atrito negativo em estacas 
 
 O atrito negativo ocorre em estacas executadas em áreas de aterros, solos granulares ou solos coesivos muito 
compressíveis. Um detalhe importante: as estacas executadas nesses materiais devem ter sua ponta apoiada numa 
camada com boa capacidade de suporte (solo firme ou rocha). 
 Ocorre um movimento descendente do solo (recalque) em relação à estaca, causado principalmente pela ação de 
sobrecargas ou devido a esforços de cravação. O movimento do solo fará desenvolver uma força, que tende a fazer a 
estaca penetrar no terreno, denominada atrito negativo. No trecho do fuste onde o recalque do solo é maior que o 
recalque da estaca, ocorre a atrito negativo. 
 
- o recalque da camada compressível pode resultar dos seguintes fatores: 
a) sobrecarga na superfície do terreno 
b) rebaixamento do NA do terreno 
c) dissipação de tensões neutras geradas durante a cravação das estacas 
d) elevação do teor de umidade acima do limite crítico em solos colapsíveis 
 
 
 
Fonte: Lopes e Velloso, 2002 
 
 
4.4.1- Avaliação da força de atrito negativo 
 
A determinação da força de atrito negativo é complexa e depende: 
 
a) das características da estaca (tipo, comprimento e estado da superfície da estaca) 
b) das características do solo (tipo, compressibilidade e espessura da camada compressível, rigidez da 
camada firme) 
c) do tempo de execução da obra 
 
O atrito negativo aumenta o esforço de compressão que a estaca como elemento estrutural está submetida, e por isso, a 
estaca pode chegar a ruptura seja por compressão ou seja por flambagem (Lopes e Velloso p.351) 
 
- atrito negativo em solos granulares: técnicas já apresentadas para o cálculo do atrito lateral 
 
- atrito negativo em solos coesivos: movimento relativo (estaca-solo) muito lento em comparação com a velocidade de 
carregamento da estaca 
 
Exemplo: cálculo da força de atrito unitária (
a
) negativa em solos coesivos, para baixa velocidade de deslocamento 
do solo em relação à estaca (de acordo com Bjerrum): 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 9 
'
va k
,'
v
 =tensão efetiva de peso próprio no ponto considerado 
 
argila muito siltosa: k = 0,25 
argila de baixa plasticidade: k = 0,20 
argila de média plasticidade: k = 0,15 
argila de alta plasticidade: k = 0,10 
 
- a força de atrito negativo pode ser muito grande, podendo superar a carga de serviço da estaca (capacidade de carga 
do elemento estrutural). Exemplo: Bjerrum mediu força de atrito negativo, em estacas de aço cravada através de 53 m 
de argila até encontrar estrato rochoso, da ordem de 1750 kN 
 
- capacidade de carga, método das tensões admissíveis, (
Q
) para uma estaca sujeita ao atrito negativo: (item 
5.8.1 NBR6122/2010) 
 
n
lp
Q
FS
QQ
Q 


 
pQ
= resistência de ponta da estaca 
lQ
= resistência lateral do trecho do fuste sem atrito negativo 
nQ
 = força de atrito negativo 
FS = fator de segurança global 
 
 
Ver outros métodos: capítulo 6, Alonso, 1989 
 
- efeito de grupo: as estacas do centro sofrem menor influência (ver Hachich, 1996 p. 299) 
 
 
 
4.4.2- Redução do atrito negativo 
 
- tratamento superficial da estaca com material viscoso (betume, lama bentonítica) 
- cravar a estaca, com superfície revestida de betume, com uma ponteira de diâmetro maior que o do fuste da estaca 
para preservar a camada betuminosa 
- cravar a estaca dentro de um revestimento, sendo o espaço entre a estaca e o revestimento preenchido com material 
viscoso. Posteriormente, o revestimento é retirado 
- estacas escavadas: concretar apenas a parte inferior da estaca, sendo a parte compreendida na zona de aterro 
constituído de concreto pré-moldado, envolvida por lama bentonítica. 
 
 
4.4.3- Carregamento assimétrico ou efeito Tschebotarioff em estacas 
 
Esse efeito que também ocorre em solos muito compressíveis e que é provocado por sobrecargas unilaterais na 
superfície. Sobrecarga vertical assimétrica provoca esforços horizontais nas estacas e deslocamentos que podem levá-
la a ruptura. 
 
 Essa situação aparece nos seguintes casos: fundações próximas a aterros executados assimétricos sobre solos muito 
compressíveis; tanques e galpões de armazenamento como silos e caixas d´água. 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 10 
 
 
Fonte: Milititsky, Scnaid, Consoli, 2005 p. 63 
 
 
Fonte: revista Techné 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 11 
 
Fonte: Lopes e Velloso, 2002 p. 397 
 
 
- veja a seguir, fotos veiculadas na internet em 2010 (autoexplicativas). Prédio na China. 
 
 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 14 
 
- veja a seguir o caso de Ubatuba SP 
 
 
 
 
 
Fonte: mestrado USP E.G. Souza, Edifício em Ubatuba, Praia Toninhas 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 15 
4.5- Mecanismo de transferência de carga no sistema estaca-solo 
 
- carga aplicada à cabeça da estaca é transferida ao solo adjacente: através do atrito ou adesão ao longo do fuste, e 
através de sua ponta à profundidade L 
 
fp wwQ 
 
 
Figura: Fonte- Araújo, 1999 
 
pw
= carga transmitida pela ponta 
fw
 = carga transferida ao solo por resistência lateral 
 
- relação entre estas parcelas depende: características geotécnicas do solo, das dimensões da estaca, do processo 
executivo e da magnitude das cargas aplicadas 
- carga na estaca aumentada gradualmente: veja figura 
 
Figura: Fonte Araújo, 1999 
 
- curva carga-recalque apresenta 3 trechos distintos: 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 16 
a) trecho elástico linear onde há linearidade entre Q e 

 
b) trecho visco-elástico onde os recalques dependem da velocidade de carregamento 
c) trecho que apresenta variação crescente de recalques, não sendo mais possível aumentar a carga na estaca 
 
- para pequenas cargas (
1Q
), nenhuma parcela da carga será transferida para a base da estaca 
- para uma carga maior (
3Q
), haverá, simultaneamente, mobilização das parcelas de resistência lateral e de ponta 
- na condição de ruptura, serão mobilizados toda a resistência de ponta (
pQ
) e resistência lateral (
fQ
): 
fpr QQQ 
. 
 
Mobilização diferencial das parcelas 
pQ
e
fQ
 
 
- mecanismo de transferência de carga do sistema solo-estaca: inicialmente o fuste da estaca é responsável pela 
transmissão de toda carga aplicada 
- somente após um certo recalque da estaca, é que a resistência de ponta da estaca começa a ser mobilizada 
- a relação 
fpr QQQ 
 pressupõe a condição de que tanto a ponta da estaca como todos os pontos ao longo do 
fuste da estaca, deslocam-se suficientemente em relação ao solo, de modo a desenvolver simultaneamente, as 
resistências de ponta e de atrito lateral 
- resistência lateral é mobilizada para um recalque relativamente pequeno (cerca de 5 a 15 mm; 0,5 a 2% para solos 
argilosos, 1 a 3% para solos granulares do diâmetro da estaca) 
- resistência de ponta só é totalmente mobilizada para um recalque relativamente elevado (cerca de 15% do diâmetro 
da ponta para estaca cravada e de 30%, para estaca escavada; média 20%) 
 
Referência: Hachich, 1996 p. 27 e 279 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 17 
4.6- Grupos de estacas 
 
Espaçamento entre as estacas 
 
- espaçamento entre as estacas: minimizar efeito inchamento do solo causado pela cravação em material compacto e 
do amolgamento de solos argilosos 
- o espaçamento entre as estacas não deve ser muito grande para evitar blocos de coroamento muito caros 
- cravação das estacas: do centro do grupo para fora de modo a evitar o confinamento do solo no interior do grupo 
- NBR 6122: espaçamento é condicionado por razões de ordem executiva e econômica 
 
 
Fonte: Lopes e Velloso, 2002 
 
 
4.6.1-Capacidade de carga de grupo de estacas 
 
- estabelecida através do conceito de eficiência do grupo de estacas 
 
- eficiência: relação entre a capacidade de carga do grupo e a soma das capacidades de carga de cada estaca, 
consideradas isoladamente 
 


ri
rg
Q
Q 
 
rgQ
 = capacidade de carga do grupo 
riQ
 = capacidade de carga de i-ézima estaca do grupo, considerada isoladamente 

= eficiência do grupo. 
 
- caso grupo com estacas idênticas: 
rrg QnQ 
 
n = número de estacas; 
rQ
= capacidade de carga de uma das estacas,considerada isoladamente. 
 
-“a eficiência do grupo depende da forma e tamanho do grupo, do espaçamento entre as estacas, do tipo de estaca e do 
tipo de solo” Cintra e Aoki, 2010 p. 31 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 18 
Grupo de estacas em solos argilosos 
 
Pode-se dizer que a eficiência diminui com a redução do espaçamento entre as estacas. Antigamente a avaliação da 
eficiência do grupo através de fórmulas empíricas. 
 
1. Fórmula de Converse-Labarre 
 
   
90nm
n1mm1n
1






 

, 
m = número de filas de estacas; n = número de estacas por fila; 
d = diâmetro das estacas; s = espaçamento entre as estacas; 
)(
s
d
arctg 
. 
 
2. Regra de Felds 
 capacidade de carga de uma estaca no grupo deve ser reduzida de 
16
1
 para cada estaca adjacente 
 
O cálculo da eficiência do grupo através desses métodos, para os espaçamentos freqüentes na prática (2,5 d a 4 d), 
resultava em uma eficiência da ordem de 0,7 a 0,85. Atualmente, após realização de ensaios em grupos de estacas, 
verificou-se que a eficiência é geralmente superior ou igual a unidade. 
 
Grupos de estacas em solos granulares 
 
Na cravação de estacas ocorre a compactação do solo na vizinhança do grupo. Por isso, a eficiência tende a ser 
superior à unidade. Experimentos recentes apresentam resultados da ordem de 1,5 a 1,7 para a eficiência do grupo em 
solos granulares. (Vesic, 1967 e Cintra e Albiero, 1989). Entretanto, esse efeito não é, geralmente, considerado no 
projeto. 
 
Observações: 
 
- a realização de ensaios em grupo de estacas tem demonstrado que a eficiência é igual ou superior a unidade, mesmo 
para solos argilosos. Cintra e Aoki, 2010 p. 31. Explicação provável: “efeito setup” ou cicatrização dos solos ao longo do 
tempo (aumento da resistência) 
 
- bloco de coroamento também transmite carga diretamente para o solo. Ensaios de campo verificaram contribuição de 
20% carga (Cintra e Aoki, 2010 p. 32). Esse efeito não é considerado no projeto. 
 
- NBR 6122/2010 item 8.3: recalque do grupo é diferente do recalque estaca isolada. Verificar carga admissível do 
grupo, não pode ser superior a capacidade de carga de uma sapata fictícia de mesmo contorno do grupo, assentada a 
uma profundidade igual a 1/3 do comprimento de penetração na camada de suporte. Veja figura. 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 19 
 
4.7- Distribuição da carga entre as estacas de um grupo (Estática do Estaqueamento) 
 
- blocos rígidos sobre conjuntos de estacas, verticais ou inclinadas, aparecem com freqüência em obras viárias e 
industriais 
 
- análise estrutural dos grupos de estacas: aplicação da teoria das estruturas 
 
- cálculo dos esforços atuantes em cada estaca de um grupo: problema complexo 
 
- motivo: interação do bloco com as estacas e o solo e interação das estacas com o solo, efeito da instalação das 
estacas nas propriedades do solo, variação das propriedades do solo com a profundidade, etc. 
 
- processos clássicos (Nokkentved, Schiel e Stamato) para a solução do problema fazem hipóteses simplificadoras: 
 
a) blocos de rigidez infinita 
b) estacas iguais e bi-articuladas nas extremidades 
c) ação do solo sobre as estacas negligenciada 
d) existência de planos de simetria no estaqueamento 
 
- soluções mais realistas do problema fazem uso de métodos numéricos: consideram a interação do solo com as 
estacas, variação de propriedades do solo com a profundidade, etc. 
 
Casos Particulares 
 
1- Estaqueamento vertical com carga vertical centrada 
 
-carga de cada estaca: P/n 
P = carga aplicada ao bloco n = número de estacas do grupo 
 
 
 
2- Estaqueamento vertical, carregado com carga vertical excêntrica 
 
- adotando-se um sistema de referência baricêntrico, tem-se: 
 
cxz yFM 
 
cxy ZFM 
 
 
- admitindo-se que após o carregamento, a face do bloco permaneça plana, tem-se: 
 
ZcybaL ''' 
, 
'a
, 
'b
 e 
'c
= constantes 
 
AE
LN
L 
 = encurtamento da estaca 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 20 
 
 
Portanto, a carga numa estaca será: 
cZbyaL
L
AE
N 
. 
Impondo as condições de equilíbrio, temos: 
 
   ZcybanNFx
; 
    2y ZcyZbZaNZM
. 
   yZcybyayNM 2z
. 
 
 
- Como o sistema de referência é baricêntrico: 
   0Zy
 
 
 solução do sistema de equações fornece os valores de a, b e c que permitem o cálculo dos esforços N nas estacas: 
 
i
yzzzy
i
yzyzyx
i Z
IMIM
y
IMIM
n
F
N






; 
 
2
yzzy III 
, 
 
  yZI,ZI,yI yz2y2z
. 
 
- determinados os esforços em cada estaca, é necessária a verificação da estabilidade da estaca sob o carregamento 
encontrado 
 
- Quando os eixos OY e OZ são de simetria do estaqueamento, as equações se reduzem a: 
 
    i2i
y
i2
i
zx
i Z.
Z
M
y.
y
M
n
F
N


. 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 21 
4.9- Dimensionamento geométrico de fundações profundas, estacas 
 
- carga nominal da estaca: capacidade de carga do elemento estrutural 
 
- carga de trabalho do conjunto estaca-solo: deve estar muito próxima do valor da carga nominal, para isso é 
necessário adequar o comprimento da estaca (solução mais econômica) 
 
- calcular carga média dos pilares 
 
- bloco econômico: 3 estacas por pilar com carga média 
 
- número de estacas por pilar: 
eP
P
n


1,1
 
 
 onde: P carga no pilar, 
eP
: carga de trabalho da estaca 
 
- para blocos sobre 1 ou 2 estacas, usar vigas baldrame ou alavanca para aumentar a rigidez da direção mais fraca 
 
- blocos n > 5 ou 6 estacas: adotar outra carga de trabalho maior 
 
- blocos com cargas mais leves e blocos com cargas mais pesadas 
 
- para um mesmo bloco cargas das estacas devem ser iguais. É comum em grandes obras a presença de estacas com 
diâmetros diferentes, mas sempre em blocos diferentes. 
 
 
dimensões dos blocos 
 
- centro de gravidade coincidente com centro de carga (sempre que possível) 
- distância entre eixos das estacas (d): 2,5 estaca – pré-moldada 
 3 estaca – moldada no local 
- distância entre eixos das estaca e face do bloco (c): ½ estaca +15cm 
- dimensão mínima do bloco 60cm 
 
 
pilares de divisa 
 
- aceita-se execução de blocos com até 4 estacas alinhadas 
- objetivo: menor excentricidade possível 
- observar distância mínima da divisa (a) que depende do equipamento de execução da estaca e diâmetro mesma 
- usar viga alavanca ou viga de equilíbrio para combater excentricidade do bloco 
- não é necessário calcular alívio do pilar central 
 
pilares próximos 
 
- blocos associados: CG bloco deve coincidir com CC pilares 
- são raros: por ex. elevadores de edifícios 
 
pilares no alinhamento da rua 
 
- bloco pode avançar 1m ou 2/3 do passeio, além do alinhamento 
 
reformulação de blocos 
 
- quando 1 estaca do bloco não pode ser aproveitada: reformular 
- manter CG ou verificar cargas 
Fundações– capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 22 
- manter espaçamentos mínimos 
- não usar seções diferentes nas estacas reformuladas 
- ver exemplos em figuras seguintes 
 
Blocos submetidos à carga vertical e momento fletor 
 
- verificar carga em cada estaca 
    i2i
y
i2
i
zx
i Z.
Z
M
y.
y
M
n
F
N


 
 
- comparar os valores de carregamento diferenciado das estacas com a capacidade de carga do sistema estaca-solo. 
 
- quando carregamento produzir estacas tracionadas: usar viga alavanca para absorver momento fletor ou 
redimensionar o bloco. 
 
Limites aceitáveis para excentricidade e desaprumo de execução 
 
- NBR 6122/2010 item 8.5.6 e 8.5.7 
 
- excentricidade máxima: desvio entre o eixo da estaca e o ponto de aplicação da resultante do pilar (eixo inicialmente 
previsto) 10% da menor dimensão da estaca. Caso contrário, considerar no cálculo do bloco a excentricidade 
executiva. 
- desaprumo máximo: 1/100 do comprimento da estaca. Caso contrário, recalcular esforços atuantes. 
 
Outras verificações durante execução 
 
- verificar se ocorre levantamento ou deslocamento lateral das estacas já executadas. Se necessário, cravar ou prensar 
novamente. 
- densificação do solo pode exigir uso de pré-furação ou revisão do espaçamento entre estacas 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 23 
 
Figura: Representação esquemática de blocos sobre estacas. Fonte: Cintra e Albiero, 1984 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 24 
 
Figura: Representação esquemática de soluções na reformulação de blocos que apresentam problemas com quebra de estacas na etapa de 
execução das mesmas. Fonte: Cintra e Albiero, 1984 
 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 25 
Estacas e seu comprimento 
Tabela: Valores limites do SPT para parada de estacas 
Tipo de estaca detalhe Valores limites do NSPT 
Pré-moldada de concreto Diâmetro < 30cm 
2515  SPTN
 
80 SPTN
 
Diâmetro ≥ 30cm 
3515  SPTN
 
Perfil metálico 
5515  SPTN
 
Tubada (oca, ponta fechada) 
4020  SPTN
 
Strauss 
2510  SPTN
 
Franki Solos arenosos 
158  SPTN
 
Solos argilosos 
4020  SPTN
 
Estação e diafragma com fluido estabilizante 
8030  SPTN
 
Hélice contínua 
4520  SPTN
 
ômega 
4020  SPTN
 
raiz 
60SPTN
 penetra rocha sã 
Fonte: Cintra e Aoki, 2010 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 26 
4.10-Tubulões: capacidade de carga e dimensionamento geométrico 
 
A capacidade de carga de um tubulão pode ser calculada de forma semelhante as estacas escavadas. Entretanto, é 
usual no meio técnico se desprezar a resistência lateral e o peso próprio (estrutural) do tubulão. 
Quando se despreza a resistência lateral, o cálculo da capacidade de carga se resume no cálculo da capacidade de 
carga de uma placa colocada em profundidade. Esse problema já foi resolvido no estudo das fundações rasas. 
 
 
 
 
A capacidade de carga da base pode ser determinada por métodos teóricos ou correlações com os resultados dos 
ensaios CPT e SPT 
 
Alonso (1983) propôs fórmula para o cálculo da tensão admissível (

) do solo sob a base do tubulão: 
30
SPTN
 (MPa) 
 
NSPT = média do SPT numa profundidade de duas vezes o diâmetro da base a partir da cota de apoio e
186  SPTN
 (Cintra et al. 2003, p.82) 
 
diâmetro da base do tubulão circular (B ou Db): 

 P
DB
P
B b
4
4
2 
 
 
 
área da seção do fuste : calculada pela equação: 
cd
dPA


 
cd
= tensão resistente de projeto do concreto à compressão 
dP
= carga aplicada verticalmente ao tubulão (Pk) multiplicada pelo coeficiente de majoração discriminado em norma 
(
4,1f
) 
 
 
Dimensionamento Geométrico de Tubulões 
 
É necessário conhecer cota de apoio do tubulão e taxa de trabalho (

) 
 
O dimensionamento diâmetro do fuste, depende do elemento estrutural ou das características do concreto. Assim, 
adotando-se 
4,1f
 e 
5,1c
, tem-se: 
5,1
85,0
)4,1(4
ck
k
f f
P
D




 
 
Veja item 8.6.4 NBR6122/2010 
 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 27 
O dimensionamento da base alargada do tubulão depende da taxa de trabalho do solo (tensão admissível) 
 

 kb
P
D
4 
 
 
 A altura e alargamento da base, devem resistir aos esforços de tração e assim 
 
 
- CG base coincidente com CG fuste coincidente com CG pilar 
- Tubulões a céu aberto Df mínimo 70 cm (prática correta, para permitir entrada e saída de operários com 
segurança) Hachich, 1986, p. 400 
- altura máxima (h) deve ser 1,8m (NBR6122/2010, a antiga adotava 2m, Hachich, 1996 p.400). Admite-se 3m para 
tubulões pneumáticos. 
- rodapé 20cm 
- peso próprio do tubulão não é usado no dimensionamento: igual a resistência lateral ao longo do fuste 
 
 
 
 
 
 
- pilares de divisa: usar falsa elipse para diminuir excentricidade, usar viga alavanca 
- calcular R1, adotar x tal que r< x <3r 
- calcular Df, h 
- usar metade do alívio no pilar central 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 28 
 
Figura: Representação esquemática de um tubulão isolado. Fonte: Cintra e Albiero, 1984 
 
 
 
Fundações – capítulo 4: Fundações profundas – capacidade de carga, pré-dimensionamento 
____________________________________________________________________________________________ 
 29 
 
Figura: Fonte: Cintra & Albiero, 1984