Aula 15 - Mecanismos de interacao solo-fundacoes profundas

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Fundações – ENG01142 - 1 - 
 
MECANISMOS DE INTERAÇÃO SOLO ESTACA 
 
Carga é constituída de duas parcelas 
• Atrito desenvolvido ao longo do fuste 
• Resistência de ponta da estaca 
 
LATERALPONTA QQQ += 
sBASEBASE fpqAQ ⋅⋅+⋅= l 
 
onde p = perímetro do fuste da estaca 
 = atrito unitário sf
 = comprimento da estaca l
 = resistência de ponta por unidade de área BASEq
 
 
Figura 1 (a) – Relação carga-recalque para uma estaca com fuste reto e comprido na 
argila de Londres; (b) relação carga-recalque para uma estaca curta, com base alargada 
na argila de Londres, segundo Burland e Cooke (1974) 
 
 
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CONTROLE DE CAMPO DAS ESTACAS 
 
Durante a execução de qualquer obra de fundação e, especialmente, nos casos de 
fundações profundas em estacas, é essencial contar-se com um adequado controle de 
campo para garantir a qualidade e bom funcionamento das mesmas. 
Esse controle deve implicar não apenas um fiel registro de dados e evento 
ocorridos durante a execução, mas também na sua interpretação de maneira rápida e 
objetiva, utilizando como base os critérios e premissas adotados na elaboração do 
projeto. 
Se durante a execução as premissas de projeto não forem confirmadas, essas 
diferenças devem ser imediatamente comunicadas à equipe de projeto, para que se 
proceda à análise do problema, bem como à revisão da previsão ou à realização de 
investigações geotécnicas complementares, se for necessário. É importante destacar que 
esse controle deve ser feito não só sobre os dados de instalação das estacas, como 
também sobre os materiais que as compõem. 
 
CONTROLE DAS ESTACAS CRAVADAS 
O controle de capo da capacidade de carga das estacas cravadas por percussão 
pode ser feito por u ou mais dos seguintes procedimentos: nega e gráficos de cravação, e 
provas de carga dinâmicas e estáticas. 
A utilização da nega e gráfico de cravação é uma tradição mantida até hoje, 
apesar do avanço de outros métodos mais confiáveis, que apresentam menor dispersão. 
Apesar das críticas às fórmulas dinâmicas baseadas na nega, elas têm aplicação no 
controle da uniformidade do estaqueamento, quando na cravação se usam negas 
aproximadamente iguais para as estacas com carga e comprimento de mesma ordem de 
grandeza. 
O uso da monitoração com instrumentação dinâmica P.D.A. (“Pile Driving 
Analyzer”), para a previsão da carga de ruptura das estacas cravadas, tem aumentado a 
partir da confirmação de sua compatibilidade com os valores obtidos em provas de 
carga estáticas. Sua interpretação é feita normalmente usando programas 
computacionais com o método CASE (desenvolvido pela Case Western Reserve 
Institute) ou o CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program), que modelam o sistema 
martelo-estaca-solo com base na aplicação da teoria de equação de onda de Smith 
(1960), para estimativa da capacidade de carga. A vantagem da monitoração dinâmica 
 
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reside no fato de se poder ensaiar grande quantidade de estacas de uma obra, em curto 
período de tempo, ao contrário das provas de carga estáticas, que são mais demoradas e 
onerosas. Outra vantagem é a possibilidade de ser repetida periodicamente, de modo a 
permitir verificar se o solo apresenta ou não fenômenos de cicatrização (recuperação de 
resistência) ou de relaxação (perda de resistência com o tempo) após a cravação. 
Um outro controle que pode ser efetuado é o da integridade física do fuste 
utilizando ensaios não destrutivos com equipamentos P.I.T. (“Pile Integrity Test”) ou 
P.D.A. (“Pile Driving Analyzer”), que permitem avaliar qualitativamente possíveis 
defeitos construtivos, tais como falhas de concretagem, trincas, rupturas e variações de 
seções no fuste. Nesses ensaios dinâmicos, ambos equipamentos, através da análise dos 
sinais de força e velocidade (Figura 2) e com base na aplicação da teoria da equação de 
onda, permitem conhecer como as ondas de deformação se propagam ao longo do 
comprimento da estaca (sofrendo reflexão na sua ponta ou nos eventuais pontos de 
singularidade da mesma) e, conseqüentemente, detectar os possíveis danos, bem como 
avaliar sua extensão. O P.D.A. é utilizado nos ensaios de integridade de alta deformação 
(imposta pelo martelo no topo da estaca durante a cravação), enquanto que o P.I.T. é 
empregado nos ensaios de baixa deformação (imposta por um simples martelo de mão 
no topo do elemento de fundação). 
 
 
Figura 2 – Registro típico de uma instrumentação dinâmica 
 
Embora, ultimamente, esteja havendo uma tendência de maior incentivo à 
realização de provas de carga dinâmicas em relação às provas de carga estáticas, cabe 
ressaltar que estas últimas constituem-se no único ensaio que reproduz as condições de 
trabalho de uma estaca e que a norma NBR 6122 da ABNT (que tem valor de lei) diz 
que os ensaios de carregamento dinâmico devem ser aferidos por uma prova de carga 
estática. 
 
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CONTROLE DE ESTACAS ESCAVADAS 
No caso das estacas escavadas, o controle de campo restringe-se praticamente à 
análise táctil visual do material escavado para compará-lo com o da sondagem mais 
próxima da estaca e à manutenção das características exigidas para a lama, bem como 
verificação da limpeza do fundo da escavação mediante sonda e comparação entre o 
volume teórico previsto para a estaca e o volume real utilizado na escavação da mesma, 
pois um volume real inferior ao teórico indica problemas na estaca. Outro controle 
importante diz respeito à qualidade dos materiais empregados e às condições de 
concretagem. Um outro controle que ultimamente tem sido efetuado é o da integridade 
física do fuste utilizando ensaios não destrutivos P.I.T. (“Pile Integrity Test”). Provas de 
carga estáticas raramente têm sido utilizadas, apesar das recomendações da norma. 
No caso das estacas Strauss, encontra-se uma grande deficiência para comparar 
o material escavado com o da sondagem mais próxima, pois o mesmo vem totalmente 
desagregado e misturado em forma de lama devido à água lançada para permitir o 
trabalho da piteira. 
Quanto às estacas escavadas e injetadas, tipo raiz, também é encontrada uma 
certa deficiência para comparar o material escavado com o da sondagem mais próxima 
devido à perfuração com o auxílio de circulação de água. As provas de carga exigidas 
pela norma brasileira para esse tipo de estacas de um modo geral parecem ser um pouco 
excessivas e, em muitos casos, não chegam a ser realizadas. A substituição de provas de 
carga à compressão por tração, permitida pela norma neste tipo de estacas, pode em 
certos casos conduzir a resultados contra a segurança. 
Em relação às estacas tipo hélice contínua, embora já exista uma grande 
variedade de equipamentos, tanto em relação ao torque que podem aplicar ao trado 
quanto à força de arrancamento, ainda há falta de um procedimento padrão para medir 
esses valores, lembrando que as informações dos catálogos das máquinas nem sempre 
são confiáveis. Quanto à pressão de bombeamento do concreto, seu controle pode ser 
feito por meio de um transdutor de pressão colocado em correspondência com o 
mangote da bomba de concreto que está acoplada no topo da haste de perfuração. 
Algumas empresas dispõemde instrumento medidor digital (TARACORD) que informa 
todos os dados de execução da estaca, tais como inclinação da haste, profundidade da 
perfuração, perfil da estaca (variação hipotética do diâmetro), torque e velocidade de 
rotação da hélice, pressão de injeção, vazão e consumo de concreto (Figura 3). Na falta 
 
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de uma padronização para este tipo de estaca, no país, o que se tem feito é manter a 
velocidade de giro constante e comparar os gráficos de variação do torque e da 
velocidade de avanço, com a profundidade, em relação à variação da resistência à 
penetração N, da sondagem mais próxima. Como a velocidade de rotação é mantida 
constante, se o torque aumenta ou se mantém constante e a velocidade de avanço vai 
diminuindo com a profundidade significa que o terreno aumenta de resistência com a 
profundidade. Esse par de valores (torque e velocidade de avanço) assim interpretado, 
deve estar em concordância com a variação da resistência da sondagem mais próxima. 
 
 
Figura 3 – Controle da execução da estaca tipo hélice contínua 
 
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