Capacidade de carga axial de estacas - 07-08-2015.pdf

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Capacidade de carga de estacas 
Alexandre Duarte Gusmão, D.Sc. 
UPE e IFPE 
Gusmão Engenheiros Associados 
Apresentação 
 Conceituação 
 Segurança nas fundações 
 Método de Décourt (1996) 
 Carga admissível 
Conceituação 
Curva carga-recalque 
 À medida que o carregamento atua, o sistema solo-estaca 
reage mobilizando resistência, re-estabelecendo a 
condição de equilíbrio. 
 
Curva carga-recalque 
 Para um determinado valor de carga aplicada, é mobilizada 
a máxima resistência do conjunto solo-estaca, denominada 
capacidade de carga da estaca (Vrup) 
 
Curva carga-recalque 
0.00
10.00
20.00
30.00
R
E
C
A
L
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
3.267 kN 
Parcelas de resistência 
 Resistência Lateral (Rl): parcela decorrente do atrito e/ou 
aderência entre a área lateral da estaca e o solo 
circundante 
Parcelas de resistência 
 Resistência por Ponta (Rp): parcela decorrente da 
transferência de carga através da base ou ponta da estaca 
Classificação das estacas 
Segurança das fundações 
NBR-6122:2010 
 Vigência: partir de outubro de 2010 
 Formato: projeto / execução / 
controles 
 Convergência com as normas de 
estruturas: ELU x ELS 
 Valores característicos: aponta na 
direção dos métodos probabilísticos 
 
NBR-6122:2010 
smk SS  645,1 Rmk RR  645,1kfd SS   mkd RR /
Aoki (2005) 
NBR-6122:2010 
 Método de valores admissíveis: uso 
de fator de segurança global 
 
 
 
FATOR DE 
SEGURANÇA 
GLOBAL 
VENTO É AÇÃO 
PRINCIPAL: + 30% 
NBR-6122:2010 
 Fator de segurança global: fundação 
superficial 
 
 
 
NBR-6122:2010 
 Fator de segurança global: fundações 
profundas 
 
 Métodos semi-empíricos: ≥ 2,0 
 Prova de carga estática com 
estacas piloto (ensaios a priori): 
≥ 1,6 
 
NBR-6122:2010 
 Método de valores de projeto: uso de 
fatores de segurança parciais 
 
 
 
FATOR DE 
MINORAÇÃO 
FATOR DE 
MAJORAÇÃO 
VENTO É AÇÃO 
PRINCIPAL: + 10% 
NBR-6122:2010 
 Fator de segurança parcial: fundação 
superficial 
 
 
 
Mas: 2,15 x 1,4 = 3,01 FSg = 3 
Resistência característica 
 Uso de métodos semi-empíricos 
 
 
 
Mas: 1,42 x 1,4 = 1,98 FSg = 2 
$$ 
Resistência característica 
 Uso de prova de carga estática 
 
 
Mas: 1,14 x 1,4 = 1,59 FSg = 1,6 
$$ 
ENSAIOS A 
PRIORI 
NBR-6122:2010 
 Provas de carga estática 
 
 
 
Método de Décourt (1996) 
Método de Décourt (1996) 
 Baseado em correlações com a sondagem SPT 
 Muito usado na prática de projetos 
Rp
Vrup
1
2
n
...
Rl
1
Rl
2
Rl
n
NSPT
PROF.
N1
N2
Nn
Rl
i
N iLiD
PLrup RRV 
Resistência unitária 
LU
R
A
R
r L
L
L
L


P
P
P
A
R
r 
 Resistência unitária 
lateral 
 
 
 
 
 
 Resistência unitária 
de ponta 
 
Resistência lateral 
N = média aritmética do NSPT ao longo do comprimento da 
estaca, tomando-se o valor de 3 para NSPT menor que 3, e 
de 50 para NSPT maior que 50 
b = coeficiente de ponderação que depende do solo (Tabela ) 
 
  )(1033,3, kPaNr iiiL  b
RESISTÊNCIA LATERAL 
UNITÁRIA 
RESISTÊNCIA 
LATERAL TOTAL 
n
iLL RR
1
,
iLiiLiLiL rLUrAR ,,,, D
Coeficientes de ponderação 
TIPO 
DE SOLO 
PRÉ-MOLDADA 
E METÁLICA 
ESCAVADA SEM 
LAMA 
ESCAVADA COM 
LAMA 
HÉLICE 
CONTÍNUA 
ESTACA RAIZ MICRO-ESTACA 
a b a b a b* a* b* a* b* a* b* 
Argilas 1,00 1,00 0,85 0,80 0,85 0,90 0,30 1,00 0,85 1,50 1,00 3,00 
Siltes 1,00 1,00 0,60 0,65 0,60 0,75 0,30 1,00 0,60 1,50 1,00 3,00 
Areias 1,00 1,00 0,50 0,50 0,50 0,60 0,30 1,00 0,50 1,50 1,00 3,00 
* valores apenas orientativos, diante do reduzido número de dados disponíveis. 
Resistência de ponta 
a = coeficiente de ponderação que depende do solo sob a 
ponta da estaca (Tabela ) 
Kp = coeficiente de correlação do solo sob a ponta da estaca 
(Tabela ). 
Np = média aritmética dos valores de NSPT na ponta da estaca, 
imediatamente acima, imediatamente abaixo (não tomar 
valores maiores que 50). 
 
ppp rAR 
ppp NKr  a
RESISTÊNCIA DE 
PONTA TOTAL 
RESISTÊNCIA DE PONTA 
UNITÁRIA 
Coeficientes de ponderação 
TIPO 
DE SOLO 
PRÉ-MOLDADA 
E METÁLICA 
ESCAVADA SEM 
LAMA 
ESCAVADA COM 
LAMA 
HÉLICE 
CONTÍNUA 
ESTACA RAIZ MICRO-ESTACA 
a b a b a b* a* b* a* b* a* b* 
Argilas 1,00 1,00 0,85 0,80 0,85 0,90 0,30 1,00 0,85 1,50 1,00 3,00 
Siltes 1,00 1,00 0,60 0,65 0,60 0,75 0,30 1,00 0,60 1,50 1,00 3,00 
Areias 1,00 1,00 0,50 0,50 0,50 0,60 0,30 1,00 0,50 1,50 1,00 3,00 
* valores apenas orientativos, diante do reduzido número de dados disponíveis. 
Coeficiente de correlação da ponta 
SOLO SOB A PONTA 
DA ESTACA 
Kp 
(kPa) 
Argilas 120 
Siltes Argilosos 200 
Siltes Arenosos 250 
Areias 400 
Área e perímetro da estaca 
 Estaca pré-moldada 
Área e perímetro da estaca 
 Estaca metálica 
Carga admissível 
 Calcular Vrup de cada sondagem i: Vrup,Fi 
 Calcular a média aritmética de todas 
sondagens: Vrup,med 
 Calcular a faixa: 
 
Carga admissível 
0,80.Vrup,med ― 1,20 .Vrup,med 
 
 Terreno homogêneo: todos os valores 
estão dentro da faixa 
 
Carga admissível 
F1 
F2 F3 
PLANTA 
Vrup = Vrup,med 
Vrup,med 
Vrup,med 
Vrup,med 
 Terreno heterogêneo: há valores fora da 
faixa 
Carga admissível 
PLANTA 
F1 
F2 F3 
Vrup,F1 
Vrup,F3 
Vrup,F2 
PROJETO POR ÁREA 
DE INFLUÊNCIA 
Carga admissível 
FS = fator de segurança global, que deve ser igual ou maior que 2. 
Velem = carga admissível de compressão do elemento estrutural 
FS
RR
FS
V
PLrup 
elemV
admV
 Estacas pré-moldadas e metálicas 
Carga admissível 
FS = fator de segurança global, que deve ser igual ou maior que 2. 
Velem = carga admissível de compressão do elemento estrutural 
LR25,1
FS
RR
FS
V
PLrup 
elemV
admV
 Estacas escavadas (moldadas in loco) 
Muito obrigado pela atenção ... 
gusmao.alex@ig.com.br