Capacidade de Carga Estacas

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ECI 007 - Fundações 
Profa. Adinele Gomes Guimarães 
Capacidade de Carga de Estacas 
Transferência da carga da estaca para solo: 
 Atrito ao longo do fuste 
 Ponta da estaca 
 
Resistências de atrito maiores: 
 Quando maior resistência do solo 
 Quando cravadas (> tensão para mesmo solos) 
 
Carga de trabalho do concreto ≠ Capacidade de carga do sistema 
 (solo/estaca) 
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Capacidade de Carga de Estacas 
A capacidade de carga QU: 
 QU = QS + QP 
 
 QS :máxima carga resistida por atrito 
 QS = qS . AS 
 qS : tensão limite de cisalhamento 
 (resistência lateral) 
 QS :máxima carga resistida pelo solo na ponta 
 QP = qP . AP 
 qP : tensão limite normal no nível da ponta 
 (resistência de ponta) 
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MÉTODOS EMPÍRICOS 
1) Aoki-Velloso (1975) 
 
 qP = qc/F1 → qP = k.NP/F1 
 
 qS = fS/F2 , fS= α.qc (quando não tiver fS )→ qS = α.K.N/F2 
 
qc= resistência de ponta do cone no ensaio CPT 
fS= atrito medido na luva de Begemann no ensaio CPT 
F1 e F2 = fatores que levam em conta as diferenças de escala do cone (modelo) 
 e da estaca (protótipo) (Tabela 1) 
K = fator em função do tipo de solo (Tabela 2) 
α = fator que correlaciona o atrito lateral do cone com qc(Tabela 2) 
NP= N do SPT na ponta da estaca 
 
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Tabela 1: Fatores F1 e F2 (Aoki-Velloso, 1975) 
 
 
 
 
 
 
Fatores F1 e F2 atulizados (adaptado de Aoki-Velloso, 1975) 
 
 
 
 
 
 
5 
Tipo de estaca F1 F2 
Franki 2,5 5,0 
Prémoldada 1,75 3,5 
Metálica 1,75 3,5 
Escavada com lama 3,0 6,0 
Tipo de estaca F1 F2 
Franki 2,5 2 F1 
Pré-moldada 1 + D/0,80 2 F1 
Metálica 1,75 2 F1 
Escavada 3,0 2 F1 
Raiz, Hélice contínua e Ômega 2,0 2 F1 
Tabela 2: Fatores K e α (Aoki-Velloso, 1975) 
 
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Tipo de solo Código K [kgf/cm2] K [MPa] α [%] 
Areia 100 10 1,00 1,4 
Areia siltosa 120 8 0,80 2,0 
Areia silto-argilosa 123 7 0,70 2,4 
Areia argilosa 130 6 0,60 3,0 
Areia argilo-siltosa 132 5 0,50 2,8 
Silte 200 4 0,40 3,0 
Silte arenoso 210 5,5 0,55 2,2 
Silte areno-argiloso 213 4,5 0,45 2,8 
Silte argiloso 230 2,3 0,23 3,4 
Silte argilo-arenoso 231 2,5 0,25 3,0 
Argila 300 2 0,20 6,0 
Argila arenosa 310 3,5 0,35 2,4 
Argila areno-siltosa 312 3 0,30 2,8 
Argila siltosa 320 2,2 0,22 4,0 
Argila silto-arenosa 321 3,3 0,33 3,0 
MÉTODOS EMPÍRICOS 
2) Décourt-Quaresma (1978, revisto em 82, 87 e 96) 
 
 qP = k.NP 
 
 qS = 10.[(N/3)+1] (em kPa) 
 
NP = média dos N do SPT na ponta da estaca, do N imediatamente acima e do 
imediatamente abaixo da ponta. 
N = média dos N do SPT do fuste, desconsiderando os N do NP . Não adotar 
valores inferiores a 3 e nem superiores a 15, e para estacas de 
deslocamento estender o limite superior para 50. 
K = em função do tipo de solo (Tabela 4). 
 
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Décourt introduziu os coeficientes α e β, Tabelas 5 e 6 respectivamente, no 
cálculo de capacidade de carga. Além disso, são propostos fatores de 
segurança diferenciados de 1,3 para parcela de atrito e 4 para parcela de 
ponta. 
 
Qadm = (β. qS . AS )/ 1,3 + (α. qP . AP )/ 4 
e 
Qadm = QU/2 
 
 
 
 
 
8 
Tabela 4: Coeficientes K (Décourt-Quaresma, 1978) 
Tipo de solo K [kN/m2] 
Argila 120 
Silte argiloso (solo residual) 200 
Silte arenoso (solo residual) 250 
Areia 400 
9 
Escavada em 
geral 
Escavada 
(bentonita) 
Hélice 
Contínua 
Raiz Injetada sob 
altas pressões 
Argilas 0,85 0,85 0,30 0,85* 1,0* 
Solos 
Intermediários 
0,60 0,60 0,30 0,60* 1,0* 
Areias 0,50 0,50 0,30 0,50* 1,0* 
Tabela 5: Valores do coeficientes α (Décourt, 1996) 
Escavada em 
geral 
Escavada 
(bentonita) 
Hélice 
Contínua 
Raiz Injetada sob 
altas pressões 
Argilas 0,80 0,90 1,0* 1,5* 3,0* 
Solos 
Intermediários 
0,65 0,75* 1,0* 1,5* 3,0* 
Areias 0,50 0,60 1,0* 1,5* 3,0* 
Tabela 6: Valores do coeficientes β (Décourt, 1996) 
* Valores apenas orientativos diante do reduzido número de dados disponíveis 
MÉTODOS EMPÍRICOS 
3) Teixeira (1996) 
 
 qP = α.NP 
 
 qS = β.N 
 
NP = valor médio dos N do SPT no trecho de 4 diâmetros acima da ponta da 
estaca e 1 diâmetro abaixo da ponta da estaca. 
N = média dos N do SPT do fuste, exceto os N do NP . 
α e β = fatores em função do tipo de estaca e do tipo de solo, Tabelas 7 e 8, 
respectivamente. 
 
10 
11 
Solo 4<N<40 Pré-moldadas 
e metálicas 
Franki Escavadas a 
céu aberto 
Raiz 
Areia com pedregulho 44 38 31 29 
Areia 40 34 27 26 
Areia siltosa 36 30 24 22 
Areia argilosa 30 24 20 19 
Silte arenoso 26 21 16 16 
Silte argiloso 16 12 11 11 
Argila arenosa 21 16 13 14 
Argila siltosa 11 10 10 10 
Tabela 7: Valores do coeficientes α (Teixeira, 1996) 
α em tf/m2 [tf/m2] x 10 = [kPa] 
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Tipo de Estaca β [tf/m2] 
Prémoldadas e metálicas 0,4 
Franki 0,5 
Escavadas a céu aberto 0,4 
Raiz 0,6 
Tabela 8: Valores do coeficientes β (Teixeira, 1996) 
A carga admissível da estaca deve ser QU/2, exceto para as estacas escavadas 
a céu aberto que deve ser (QS/1,5)+ (QP/2). 
Os valores de α e β segundo o autor não se aplicam em estacas pré-moldadas 
cravadas em argilas moles sensíveis, que apresentam geralmente N menor 
que 3. 
 
 
 
 
 
[tf/m2] x 10 = [kPa] 
MÉTODOS EMPÍRICOS 
4) Brasfond 
 
 Método específico para estacas tipo raiz 
 qP = α.NP 
 qS = 0,6.N (em tf/m2) 
 
NP = valor médio dos N do SPT na ponta da estaca, do N imediatamente acima 
e abaixo da ponta da estaca. 
 Valores de N maiores do que 40 devem ser considerados iguais a 40. 
α = fator em função do tipo de solo (Tabela 9). 
 
13 
14 
Solo α [tf/m2] 
Areia com pedregulho 26 
Areia 20 
Areia siltosa 16 
Areia argilosa 13 
Silte arenoso 12 
Silte argiloso 10 
Argila arenosa 11 
Argila siltosa 9 
Tabela 9: Valores do coeficientes α (Brasfond) 
MÉTODOS EMPÍRICOS 
5) Antunes - Cabral (1996) 
 Método específico para estacas tipo hélice contínua 
 qP =β2.NP ≤ 40 kgf/cm2 
 qS = β1.N (em kgf/cm2) 
 
β 1 e β2 = fator em função do tipo de solo (Tabela 10). 
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Solo β1 (%) β2 
Areia 4,0 a 5,0 2,0 a 2,5 
Silte 2,5 a 3,5 1,0 a 2,0 
Argila 2,0 a 3,5 1,0 a 1,5 
Tabela 10: Valores de β 1 e β2 (Antunes-Cabral, 1996)