AVALIAÇÃO DO ATRITO LATERAL DE ESTACA HELICE CONTINUA

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Avaliação do Atrito Lateral de Estaca Hélice Contínua 
 
Carla Therezinha Dalvi Borjaille Alledi 
Ifes, Vitória, Brasil, borjaille@ifes.edu.br 
 
Enivaldo Minette 
UFV, Viçosa, Brasil, eminette@ufv.br 
 
Paulo José Rocha de Albuquerque 
Unicamp, Campinas, Brasil, pjra@fec.unicamp.br 
 
RESUMO: Este trabalho apresenta uma análise do intervalo de atrito obtido com a aplicação do 
método de Rigidez proposto por Décourt (1996,2008) com o resultado de atrito lateral determinado 
por meio da instrumentação em profundidade. Foi realizada prova de carga do tipo lenta em uma 
estaca hélice contínua. A estaca com 40cm de diâmetro e comprimento de 7,7m, foi instrumentada 
em profundidade com strain-gages. O subsolo local constitui-se de solo arenoso entremeado de solo 
mole, pertencente ao período Quaternário, na região de Vitória-ES. Foi verificado que o intervalo do 
domínio do atrito estimado pelo Método de Rigidez proposto por Décourt (1996, 2008) está 
próximo do valor aferido experimentalmente com diferença percentual em torno de 8%. Dessa 
forma, conclui-se a boa aplicabilidade deste método na análise do domínio da transferência de carga 
por atrito lateral para provas de carga convencionais, isto é, provas de carga sem instrumentação em 
profundidade. 
 
PALAVRAS-CHAVE: Estaca Hélice Contínua, Atrito Lateral, Método de Rigidez. 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
As estacas hélice contínua foram introduzidas 
no Brasil no ano de 1987, mas somente a partir 
de 1993 tiveram uma ampla divulgação 
(CAPUTO et al., 1997). Dessa data em diante, 
tem sido crescente o seu emprego quer em obras 
de fundações, quer em obras de contenções. 
 Além do grande avanço tecnológico no 
processo executivo, quando comparadas com os 
demais tipos de fundações profundas, essas 
estacas, por apresentarem, segundo Antunes e 
Tarozzo (1998), como características, a rapidez 
de execução que implica a redução do 
cronograma da obra, a baixa vibração e pouco 
ruído (presente nos equipamentos à percussão), 
não causando danos nem transtornos nas 
vizinhanças, têm sido cada vez mais preferidas 
em centros urbanos. 
 Com o crescimento, ano a ano, do uso de 
estacas hélice contínua na Região Metropolitana 
da Grande Vitória, torna-se imperativo o 
conhecimento do comportamento e desempenho 
dessas estacas na região. Ainda são poucos os 
dados de campo sobre provas de carga 
instrumentadas para que se definam parâmetros 
de projeto. Persistem as dúvidas quanto às 
parcelas de atrito e ponta nos solos da região 
 Em geral, a estaca hélice contínua tem sido 
utilizada em obras dimensionando-se, 
predominantemente, por atrito lateral. Para 
verificar se a transferência de carga da estaca 
para o solo ocorre por predominância do atrito 
lateral ou da ponta, há necessidade de se 
instrumentar a estaca ao longo do seu 
comprimento. Porém, a instrumentação em 
profundidade, em geral, tem sido pouco 
utilizada na prática diária de projetos, ficando 
restrita a pesquisas. Camapum de Carvalho et 
al. (2008) comentam que os argumentos para a 
não utilização da instrumentação pode estar no 
tempo e no custo para montagem dos ensaios. 
Observa-se, por experiência, que o custo da 
instrumentação com extensômetros elétricos de 
resistência tem diminuído nos últimos anos. 
 Entretanto, a realidade que se apresenta é o 
surgimento, ao longo desses últimos anos, de 
alguns métodos para separar a parcela de ponta 
e a parcela de atrito a partir da curva carga-
recalque de uma estaca obtida numa prova de 
carga convencional, isto é, prova de carga sem 
que a estaca tenha sido instrumentada em 
profundidade. Segundo Melo et al. (2012), a 
Engenharia Geotécnica tem buscado, 
incessantemente, desenvolver metodologias que 
possam separar as cargas de ponta e lateral de 
uma prova de carga estática sem que necessite 
utilizar o recurso da instrumentação. Dentre as 
metodologias cita-se o método de Rigidez 
proposto por Décourt (1996,2008). 
 Este trabalho apresenta uma análise do 
intervalo de atrito obtido com a aplicação do 
método de Rigidez proposto por Décourt 
(1996,2008) com o valor de atrito lateral aferido 
experimentalmente com a instrumentação em 
profundidade em uma estaca hélice contínua de 
40cm de diâmetro e 7,70m de comprimento 
executada em solo sedimentar do Período 
Quaternário. 
 
 
2 DESCRIÇÃO DO PERFIL 
GEOTÉCNICO E DA ESTACA 
 
2.1 Perfil Geotécnico 
 
A investigação do subsolo foi com base em 
sondagem de simples reconhecimento tipo SPT 
com medida de torque, representando a 
sondagem SPT-T, executadas de acordo com 
recomendações de Peixoto e Carvalho (2002). 
A sondagem foi locada ao redor da estacas 
teste, respeitando o raio de dez vezes o diâmetro 
conforme prescrição da ABNT NBR 
12131:1992. 
 A área experimental estava situada num 
canteiro de obras de um edifício em construção 
no bairro Mata da Praia, localizada na orla da 
porção continental no município de Vitória-ES. 
O perfil geotécnico do local é formado 
basicamente por solos sedimentares do Período 
Quaternário. Castello e Polido (1988) mostram 
por meio de perfis geotécnicos típicos 
evidências geológicas desses solos e comentam 
que a ocorrência de camadas alternadas de 
areias e argilas num mesmo local denota 
alternância de ambientes de águas paradas 
(lagunas ou águas profundas) e águas mais ou 
menos turbulentas (praias e rios/canais). A 
Figura 1 apresenta o perfil geotécnico do local 
juntamente com o posicionamento da 
instrumentação ao longo do fuste da estaca. 
Nessa região, encontra-se o nível d’água (NA) a 
uma profundidade em torno de 2m. 
 
 
Figura 1. Perfil geotécnico e posicionamento da 
instrumentação na estaca teste 
 
2.2 Estaca Teste 
 
A estaca teste do tipo hélice contínua, com 
40cm de diâmetro e 7,70m de comprimento, 
estava apoiada em solo de baixa resistência 
conforme apresentado na Figura 1. No interior 
da estaca teste foram introduzidas armaduras 
longitudinais e um tubo de aço galvanizado. As 
armaduras longitudinais, constituídas de 
4Ø16mm (CA-50) com 4,0m de comprimento e 
estribos circulares Ø6.3mm (CA-50) a cada 
20cm, foram introduzidas manualmente, após 
execução da estaca. O tubo de aço galvanizado, 
φint = 42,3mm e espessura 3mm, foi introduzido 
no centro da estaca durante sua execução, pelo 
eixo do trado, antes do lançamento do concreto, 
conforme procedimento recomendado em 
Albuquerque (2001). No interior do tubo 
galvanizado foi introduzida uma barra de ferro 
instrumentada em quatro níveis conforme 
apresentado na Figura 1. Em cada nível da 
instrumentação foram colados dois strain-gages 
diametralmente opostos e ligados em ponte 
completa. Maiores detalhes sobre a 
instrumentação em profundidade desta estaca 
podem ser obtidos em Albuquerque et al (2007) 
e Alledi (2013). 
 
 
3 PROVA DE CARGA 
 
A prova de carga à compressão, do tipo lenta, 
seguiu as prescrições da Norma Brasileira 
ABNT NBR 12131:1992. Para a execução da 
prova de carga, foi montado um sistema que é 
composto de um macaco hidráulico, acionado 
por bomba elétrica, atuando contra um sistema 
de reação estável constituído de um conjunto de 
quatro tirantes, engastados em quatro EHCs. O 
sistema macaco hidráulico-bomba-manômetro 
foi calibrado e certificado. As cargas aplicadas 
no topo do bloco de coroamento das estacas 
foram medidas com uma célula de carga com 
capacidade para 3000kN, instalada entre o 
macaco e a viga de reação. Maiores detalhes 
sobre preparação, equipamentos e descrição das 
provas de carga podem ser obtidos em Borjaille 
Alledi, Polido e Albuquerque (2006). 
 
 
4 MÉTODO DE RIGIDEZ 
 
Décourt (1996) propõe um método para a 
obtenção da carga de ruptura com base no 
conceito de rigidez (RIG) que é definido como a 
razão entre a carga aplicada (P) e o recalque (r), 
correspondenter
P
 =RIG (1) 
 
 Para qualquer tipo de fundação, a tendência é 
que a rigidez diminua à medida que os 
recalques aumentam. Portanto, com o valor do 
recalque tendendo a infinito, a rigidez tende a 
zero, definindo, assim, a carga de ruptura (PR). 
 A carga-limite pode ser obtida por meio do 
gráfico de Rigidez, que permite visualizar a 
distância que se está da ruptura e identifica o 
domínio de transferência da carga pela ponta e o 
domínio pelo atrito lateral nas provas de carga 
convencionais (sem instrumentação). 
 O Gráfico de Rigidez é obtido plotando-se os 
valores de Rigidez (RIG) no eixo das ordenadas 
e os valores de carga (P) nas abscissas para que 
se determine a carga que leva à rigidez nula. 
Décourt (1996) salienta que como a rigidez nula 
pressupõe deformação infinita, a ruptura física 
nunca foi atingida. Portanto, no Gráfico de 
Rigidez, calcula-se a ruptura convencional 
(PR)c. Na prática, por uma simples extrapolação 
da curva no Gráfico de Rigidez, obtém-se a 
carga de ruptura estimada pela curva carga-
recalque. 
 
Para o autor do método, a curva carga-
recalque oferece algumas informações iniciais 
importantes para a análise do Gráfico de 
Rigidez. Essas informações são obtidas por uma 
reta entre o ponto de regressão escolhido e a 
carga de ruptura convencional (PR)c. A 
intercepção dessa reta com o eixo das abscissas 
indica o limite inferior do domínio do atrito 
lateral. 
 De acordo com Décourt (2008a), em provas 
de carga levadas a grandes carregamentos, o 
Gráfico de Rigidez indica claramente os 
domínios de ponta e de atrito lateral. A partir do 
ponto de regressão escolhido, a ponta deixa de 
preponderar, constatada pela redução nítida de 
R². Nesse ponto de transição, separa-se a parte 
do Gráfico de Rigidez correspondente ao 
domínio de ponta e ao domínio do atrito lateral. 
No entanto, alguns pontos podem ficar fora da 
análise e representam a transição do domínio de 
ponta até iniciar o domínio do atrito lateral. 
Para se definir os pontos do domínio, verifica-se 
a correlação que abrange o maior número de 
pontos e o maior valor de R². 
 O mesmo autor alerta que, onde a 
transferência por ponta é preponderante, a 
relação entre P e RIG é uma curva, tornando-se 
linear em um gráfico logxlog. O autor frisa que 
a transferência é basicamente por ponta, mas 
não exclusivamente. Raciocínio semelhante 
pode ser aplicado à interpretação da 
transferência por atrito lateral. 
 
Conforme relato de Danziger (2012), o 
Método de Rigidez de Décourt destaca-se na 
prática brasileira na interpretação de provas de 
carga, não apenas na avaliação da carga de 
ruptura, mas, principalmente, nas estimativas da 
faixa de valores de resistências transferidas por 
atrito lateral e resistência de ponta
 
 
 
5 APRESENTAÇÃO E ANÁLISE DOS 
RESULTADOS 
 
5.1 Curva Carga-Recalque 
 
A ponta da estaca teste foi apoiada em solo de 
baixa resistência (NSPT=4), conforme Figura 1, 
com o objetivo de se obter a ruptura do sistema 
solo-estaca por meio do sistema de reação 
projetado. A Figura 2 mostra a curva carga-
recalque obtida com a prova de carga lenta. 
Essa curva apresenta comportamento linear até 
a carga aproximada de 600kN. A prova de carga 
nesta estaca foi interrompida com uma carga 
máxima de 720kN caracterizando ruptura. Na 
carga máxima, foi obtido um deslocamento total 
de 10,5% do diâmetro da estaca, isto é 
41,99mm. Os recalques residual e elástico 
obtidos foram de 40,02mm e 1,97mm, 
respectivamente. 
 
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 100 200 300 400 500 600 700 800
Re
ca
lq
u
e 
(m
m
)
Carga (kN)
 
Figura 2. Curva carga-recalque 
 
5.2 Aplicação do Método de Rigidez 
 
Para utilização do Método de Rigidez, foi usada 
uma planilha de cálculo em Excel cedida pelo 
engenheiro e professor Luciano Décourt que 
alerta, no artigo Décourt (2008b), que o 
programa foi feito para facilitar a vida do 
usuário e jamais para substituí-lo. O usuário 
deverá interagir com o programa, estabelecendo 
quais são as suas decisões em relação às 
atitudes a serem tomadas. 
Para a aplicação desse método, além do tipo, 
diâmetro e comprimento da estaca, faz-se 
necessário indicar o módulo de elasticidade do 
material da estaca (E). Por meio da 
instrumentação em profundidade, é possível 
obter esse parâmetro. Para efeito de comparação 
entre os resultados do método e da 
instrumentação e para manter uniformidade na 
entrada de dados, no Método de Rigidez foi 
adotado o módulo de elasticidade da estaca 
obtido via instrumentação. As Figuras 3 e 4 
mostram os resultados desse método para estaca 
teste apresentada. 
 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2
r
(
m
m
)
P (MN)
I
L = 7,70 m
D = 0,40 m
PRc = 0,718 MN
 
Figura 3. Ponto de regressão da curva carga-recalque 
 
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
R
ig
id
e
z
 (
M
N
/
m
m
)
P (MN)
II
Domínio de Ponta
Domínio do Atrito
Domínio da ponta
LOG (P) = -0,069 - 0,264 LOG (RIG)
R² = 1,0000
Domínio do atrito
P = -18,765 + 1,321 × RIG
R² = 0,9815
 
Figura 4. Gráfico de Rigidez 
 
 Apresenta-se, na Tabela 1, o intervalo de 
valores no domínio do atrito lateral obtido com 
o Método de Rigidez e o de atrito lateral 
determinado experimentalmente. Para o cálculo 
deste último valor, foi considerada a carga de 
ruptura e o percentual de atrito obtido com a 
análise da instrumentação em profundidade com 
strain-gages, na carga máxima da prova de 
carga. Maiores detalhes dos percentuais de 
ponta e atrito em cada nível instrumentado, para 
cada carga aplicada no topo, podem ser obtidos 
em Alledi (2013). O objetivo é verificar se o 
intervalo estimado pelo Método de Rigidez 
condiz com o valor do atrito lateral definido 
com base na instrumentação. 
 
Tabela 1. Carga de atrito lateral determinada com a 
instrumentação e obtida pelo Método de Rigidez 
Carga de ruptura na 
prova de carga (kN) 
Intervalo do domínio do 
atrito – Método de Rigidez 
(kN) 
Total Atrito Limite inferior 
Limite 
superior 
718 612 662 900 
 
 Observa-se na Tabela 1 que o intervalo 
obtido pelo Método de Rigidez está próximo do 
valor aferido experimentalmente com diferença 
percentual em torno de 8%. Isto demonstra que 
a metodologia foi adequada para avaliação do 
atrito lateral da estaca em estudo. 
 
 
6 CONCLUSÕES 
 
O procedimento de introdução do tubo 
galvanizado no interior da estaca durante sua 
execução para, posteriormente, receber as barras 
instrumentadas, se mostrou adequado para a 
estaca hélice contínua testada. 
 Os quatro níveis da instrumentação em 
profundidade executada com strain-gages 
funcionaram de forma satisfatória. 
 Para esta estaca teste a maior parte da carga 
aplicada no topo foi transferida para o solo por 
atrito lateral, correspondendo a um percentual 
de 85%. 
 O Método de Rigidez mostrou-se adequado 
para avaliar a parcela de atrito lateral da estaca 
analisada.´ 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Os autores agradecem o apoio das empresas 
DACAZA Engenharia, CONCREVIT, 
STAN-Fundações e Construções Civis, 
GEOCONSULT – Consultoria de Solos e 
Fundações Ltda e da instituição Unicamp pelo 
incentivo na realização da prova de carga deste 
trabalho. Ao Instituto Federal do Espírito Santo 
– Ifes pela liberação para que a primeira autora 
concluisse seus estudos de Doutorado. 
 
 
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