Capacidade de Carga Axial de Estacas - Transparências - 09-08-2001

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CAPACIDADE DE CARGA AXIAL DE ESTACAS 
 
 
1) CURVA CARGA-RECALQUE 
 
 
V V1
V2
Vn
S1 S2
Sn
S
D
Vrup
...
 
 
 
• À medida que o carregamento atua, o sistema solo-estaca 
reage mobilizando resistência, e re-estabelecendo a 
condição de equilíbrio. 
 
• Para um determinado valor de carga aplicada, é 
mobilizada a máxima resistência do conjunto solo-estaca, 
denominada capacidade de carga da estaca (Vrup). 
 
• Portanto, a estaca deve ter uma carga admissível (carga 
de trabalho) inferior à sua capacidade de carga (Vadm < 
Vrup). 
2) PARCELAS DE RESISTÊNCIA 
 
2.1. Tipos 
 
 
Rl
Rp
Vrup = Rl + Rp
Rl
Rp
ESTACA PRÉ-MOLDADA ESTACA MOLDADA IN LOCO
Vrup = Rl + Rp
 
 
 
 
 
• Resistência Lateral (Rl): parcela decorrente do atrito e/ou 
aderência entre a área lateral da estaca e o solo 
circundante. 
 
• Resistência por Ponta (Rp): parcela decorrente da 
transferência de carga através da base ou ponta da estaca. 
 
• Capacidade de Carga da Estaca (Vrup): soma das 
parcelas de resistência lateral e de ponta da estaca. 
2.2. Mobilização das Resistências 
 
 
V
S / D
1%
ATRITO
10%
PONTA TOTAL
VrupRpRl
 
 
 
 
 
• Resistência por Atrito Lateral (Rl): é totalmente 
mobilizada para pequenos recalques (da ordem de 1% do 
diâmetro da estaca). 
 
• Resistência por Ponta (Rp): só é totalmente mobilizada 
para recalques da ordem de 10 % do diâmetro da estaca. 
 
• Portanto, para a condição de trabalho, a resistência por 
ponta praticamente só começa a ser mobilizada após a 
completa mobilização da resistência por atrito lateral. 
 
 
2.3. Classificação das Estacas 
 
 
Rl = 0
Rp
Vrup = Rp
ESTACA DE PONTA
Rl
Rp = 0
Vrup = Rl
ESTACA FLUTUANTE
CAMADA
FRACA
CAMADA
RESISTENTE
CAMADA
FRACA
CAMADA
RESISTENTE
 
 
 
 
 
• Estaca de Ponta: apresenta apenas resistência por ponta 
(Rl =0 .: Vrup = Rp). 
 
• Estaca Flutuante: apresenta apenas resistência por atrito 
lateral (Rp =0 .: Vrup = Rl). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3) ESTIMATIVA DA CAPACIDADE DE CARGA 
 
2.1. Tipos de Métodos 
 
• Métodos Teóricos 
 
¾ Baseados na teoria da capacidade de carga proposta por 
Terzaghi. 
¾ São necessários vários parâmetros geotécnicos, que 
podem ser obtidos através de ensaios de laboratório e 
de campo. 
¾ Pouco usados na prática rotineira. 
 
 
• Métodos Baseados na Cravação da Estaca 
 
¾ Válido apenas para estacas cravadas (ex: pré-moldadas, 
Tipo Franki). 
¾ Normalmente são usados no controle da execução do 
estaqueamento (ex; nega, repique elástico). 
¾ Possuem várias limitações. 
 
 
ENERGIA
 
• Prova de Carga Estática 
 
¾ Consiste na aplicação de carregamento crescente à 
estaca, com simultânea medição dos recalques, 
obtendo-se a curva carga-recalque da estaca. 
¾ É o ensaio que mais se aproxima da real situação de 
trabalho da obra. 
¾ É um ensaio caro e demorado, sendo executado 
normalmente em obras de médio a grande porte. 
 
 
 
V
S1 S2
Sn
S
Vrup
SISTEMA DE
REAÇÃO
(TIRANTES)
VIGA 
METÁLICA
DE REAÇÃO
MACACO COM
MANÔMETRO
TRECHO
EXTRAPOLADO
 
 
 
 
• Métodos Semi-Empíricos 
 
¾ Baseados em correlações com ensaios de campo (SPT, 
CPT, piezocone, etc.) 
¾ São os mais utilizados na prática (fase de projeto). 
 
 
 
 
 
 
• Prova de Carga Estática 
 
¾ Estaca tipo hélice contínua monitorada 
¾ 600 mm de diâmetro e 15 m de comprimento 
¾ Carga de projeto de 3400 kN 
¾ Bairro da Madalena – Recife/PE 
 
 
 
0.00
10.00
20.00
30.00
R
EC
AL
Q
U
E 
(m
m
)
0.00 1000.00 2000.00 3000.00 4000.00
CARGA (kN)
PROVA DE CARGA
VAN DER VEEN
Vrup = 3267 kN
a = 0.2125 mm-1
b = 0.0835
ESTACA HÉLICE CONTÍNUA - 600 mm DIÂMETRO 
 
 
 
 
2.2. Métodos Semi-Empíricos – SPT 
 
• Método de Aoki-Velloso (1975 e 1988) 
 
¾ Baseado em correlações com o Ensaio SPT. 
¾ Muito usado na prática rotineira. 
¾ Em 1988, foi feita uma revisão do método, o qual foi 
batizado de Método de Aoki-Velloso Modificado. 
 
 
 
Rp
Vrup
1
2
n
...
Rl1
Rl2
Rln
NSPT
PROF.
N1
N2
Nn
Rli NiLi∆
 
 
 
pLrup RRV += 
 
 ( )
2
pLrup
adm
RR
FS
V
V
+==
 
¾ Resistência por Atrito Lateral (Rl): 
 
 
∑= n iLL RR
1
, 
 
iLiiLiLiL rLUrAR ,,,, ⋅∆⋅=⋅= 
 ( )
2, F
NKr iiiiL
⋅⋅= α
 
 
Onde: ALi = área lateral da estaca na camada i 
 
αi, Ki = f (solo) ⇒ tabela 
 
 Ni = média aritmética do NSPT na camada i 
 
 F2 = f (tipo de estaca) ⇒ tabela 
 
 
¾ Resistência por Ponta (Rp): 
 
 
ppp rAR ⋅= 
 ( )
1F
NK
r ppp
⋅=
 
 
Onde: Ap = área da ponta da estaca 
 
Kp = f (solo da ponta da estaca) ⇒ tabela 
 
 Np = média aritmética dos valores de NSPT na ponta da 
 estaca, e imediatamente acima e abaixo. 
 
 F1 = f (tipo de estaca) ⇒ tabela 
¾ Fatores de Correlação 
 
 
 
ORIGINAL 
(1975) 
MODIFICADO 
(1988) 
TIPO 
DE 
SOLO α (%) K (kPa) α (%) K (kPa) 
Areia 1,4 1000 1,4 600 
Areia Siltosa 2,0 800 1,9 530 
Areia Argilosa 3,0 600 3,0 530 
Silte 3,0 400 3,0 480 
Silte Arenoso 2,2 550 3,0 480 
Silte Argiloso 3,4 230 3,4 300 
Argila 6,0 200 6,0 250 
Argila Arenosa 2,4 350 4,0 480 
Argila Siltosa 4,0 220 5,5 250 
 
 
 
 
 
 
ORIGINAL 
(1975) 
MODIFICADO 
(1988) 
TIPO 
DE 
ESTACA F1 F2 F1 F2 
Franki 2,50 5,00 2,50 2,00 
Metálica 1,75 3,50 1,70 3,00 
Pré-Moldada 
(D ≤ 0,6 m) 
 
1,75 
 
3,50 
 
1,90 
 
1,40 
Pré-Moldada 
(D > 0,6 m) 
 
--- 
 
--- 
 
2,50 
 
1,40 
Escavadas 
(D ≤ 1 m) 
 
3,00 
 
6,00 
 
--- 
 
--- 
Escavadas 
(D > 1 m) 
 
--- 
 
--- 
 
6,10 
 
5,20 
Strauss --- --- 4,20 3,80 
 
 
• Método de Décourt-Quaresma (1978 e 1982) 
 
¾ Baseado em correlações com o Ensaio SPT. 
¾ Muito usado na prática rotineira. 
 
 
 
Rp
Vrup
1
2
n
...
NSPT
PROF.
NRl L
 
 
 
pLrup RRV += 
 
 ( )
2
pLrup
adm
RR
FS
V
V
+==
 
 
 
 
 
 
 
¾ Resistência por Atrito Lateral (Rl): 
 
 
LLLL rLUrAR ⋅⋅=⋅= 
 
( )kPaNrL 1033,3 +⋅= 
 
Onde: AL = área lateral da estaca 
 
 N = média aritmética do NSPT ao longo do comprimento 
da estaca, tomando-se o valor de 3 para NSPT 
menores que 3, e de 15 para NSPT maiores que 15. 
 
 
¾ Resistência por Ponta (Rp): 
 
 
ppp rAR ⋅= 
 
ppp NKr ⋅= 
 
Onde: Ap = área da ponta da estaca 
 
Kp = f (solo da ponta da estaca) ⇒ tabela 
 
 Np = média aritmética dos valores de NSPT na ponta da 
 estaca, e imediatamente acima e abaixo. 
 
 
 
TIPO 
DE SOLO 
Kp 
(kPa) 
Argilas 120 
Siltes Argilosos 200 
Siltes Arenosos 250 
Areias 400