Aula 03 ECI007 capacidade carga superficiais

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ECI 007 -FUNDAÇÕES 
Profa. Adinele Gomes Guimarães 
adinele@unifei.edu.br 
FUNDAÇÕES SUPERFICIAIS – 
CAPACIDADE DE CARGA 
Aula 03 
2 
BLOCOS 
3 
Elementos de grande 
rigidez executados em 
concreto simples, 
portanto, não armados, 
dimensionados de modo 
que as tensões de 
tração neles produzidas 
sejam absorvidas pelo 
próprio concreto. 
Fonte: ALONSO, U.R. Exercícios de Fundações. São Paulo: Edgard Blücher, 1983. 
Valor do ângulo 
4 
ss: tensão aplicada ao solo 
pelo bloco (carga do pilar + 
peso próprio do bloco dividido 
pela área da base) 
 
st: tensão admissível à tração 
do concreto, cujo valor é da 
ordem de fck/25 não sendo 
conveniente usar valores 
maiores que 0,8 MPa 
Fonte: ALONSO, U.R. Exercícios de Fundações. São Paulo: Edgard Blücher, 1983. 
5 
NBR 6122 
Os blocos de fundação devem ser dimensionados de tal maneira que o ângulo ß, 
expresso em radianos e mostrado na figura satisfaça a expressão: 
SAPATAS 
6 
Elementos executados em concreto armado, de altura reduzida em 
relação às dimensões da base e que se caracterizam principalmente 
por trabalhar à flexão. 
Fonte: ALONSO, U.R. Exercícios de Fundações. São Paulo: Edgard Blücher, 1983. 
CAPACIDADE DE CARGA 
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sR: capacidade de carga  
tensão de ruptura do solo abaixo da base 
do elemento de fundação 
sadm: tensão admissível  𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑅
𝐹𝑆
 
Fonte: CINTRA, J.C.A.; AOKI, N. e ALBIERO, J.H. Fundações diretas: projeto 
geotécnico. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. 
Modos de ruptura 
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Vesic(1975) 
Ruptura Geral 
• solos mais rígidos (areias compactas a muito compactas 
e argilas rijas a duras) 
Ruptura por Puncionamento 
• Solos mais compressíveis (areias pouco compactas a 
fofas e argilas moles a muito moles) 
Ruptura Local 
• Solos intermediários (areias medianamente compactas e 
argilas médias) 
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Ruptura Geral 
• Sapatas suficientemente rasas 
• Superfície de ruptura contínua, desde a borda esquerda da base da 
sapata até a superfície do terreno à direita, ou o contrário, por simetria 
• Ruptura súbita e catastrófica, levando ao tombamento da sapata e a 
formação de uma considerável protuberância na superfície do terreno 
• A carga de ruptura é atingida para pequenos valores de recalque 
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Ruptura por Puncionamento 
• Em vez do tombamento, temos a penetração cada vez maior da 
sapata, devido à compressão do solo subjacente 
• Junto às bordas da sapata, podemos observar a tendência do solo de 
acompanhar o recalque da sapata 
• A carga de ruptura é atingida para recalques mais elevados e, para 
esse valor de carga, os recalque passam a ser incessantes 
• Contudo, pode haver necessidade de acréscimo contínuo na carga 
para manter a evolução dos recalques da sapata 
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Ruptura Local 
• Não apresenta mecanismo típico 
• Caso intermediário dos outros dois modos de ruptura 
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O modo de ruptura não depende somente da rigidez do solo, pois há também o 
efeito do aumento do embutimento da sapata no maciço de solo. 
Fonte: RUSSI, DANIEL (2007) Estudo do Comportamento de Solos através de Ensaios de 
Placa de Diferentes Diâmetros. Dissertação de Mestrado. UFSM. Santa Maria, RS, Brasil. 
Coeficiente de Segurança 
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Fonte: Unidade 7: CAPACIDADE DE CARGA DOS SOLOS – Notas de aula Mecânica dos Solos II - Prof. M. Marangon. Faculdade de Engenharia 
– NuGeo/Núcleo de Geotecnia. UFJF. 
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Fonte: Unidade 7: CAPACIDADE DE CARGA DOS SOLOS – Notas de aula Mecânica dos Solos II - Prof. M. Marangon. Faculdade de Engenharia 
– NuGeo/Núcleo de Geotecnia. UFJF. 
DETERMINAÇÃO DA TENSÃO 
ADMISSÍVEL 
NBR6122 - fixada a partir da utilização e interpretação de um ou mais dos 
seguintes procedimentos: 
• Prova de carga sobre placa 
Resultados devem ser interpretados de modo a considerar a relação modelo-
protótipo (efeito de escala), bem como as camadas influenciadas de solo. 
• Métodos teóricos 
Podem ser empregados métodos analíticos (teorias de capacidade de carga), nos 
domínios de validade de sua aplicação, que contemplem todas as particularidades 
do projeto, inclusive a natureza do carregamento (drenado ou não drenado). 
• Métodos semi-empíricos 
São métodos que relacionam resultados de ensaios (tais como o SPT, CPT, etc.) 
com tensões admissíveis ou tensões resistentes de projeto. Devem ser observados 
os domínios de validade de suas aplicações, bem como as dispersões dos dados e 
as limitações regionais associadas a cada um dos métodos. 
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Prova de carga sobre placa 
• Ensaio de campo  carga da viga de reação  
deformação do solo (em etapas – deformação lenta) até 
estabilização do manômetro e extensômetro 
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Fonte: ALONSO, U.R. Exercícios de Fundações. São Paulo: Edgard Blücher, 1983. 
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Fonte: RUSSI, DANIEL (2007) Estudo do Comportamento de Solos através de Ensaios de Placa de Diferentes Diâmetros. 
Dissertação de Mestrado. UFSM. Santa Maria, RS, Brasil. 
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Fonte: RUSSI, DANIEL (2007) Estudo do Comportamento de Solos através de Ensaios de Placa de Diferentes Diâmetros. Dissertação de 
Mestrado. UFSM. Santa Maria, RS, Brasil. 
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Fonte: RUSSI, DANIEL (2007) Estudo do Comportamento de Solos através de Ensaios de Placa de Diferentes 
Diâmetros. Dissertação de Mestrado. UFSM. Santa Maria, RS, Brasil. 
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Fonte: RUSSI, DANIEL (2007) Estudo do Comportamento de Solos através de Ensaios de Placa de 
Diferentes Diâmetros. Dissertação de Mestrado. UFSM. Santa Maria, RS, Brasil. 
Carga controlada: (a) carga incremental mantida (por períodos de tempo 
preestabelecidos ou até a quase estabilização) ou (b) carga cíclica (com 
diferentes padrões de ciclagem) 
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Fonte: RUSSI, DANIEL (2007) Estudo do Comportamento de Solos através de Ensaios de Placa de Diferentes Diâmetros. 
Dissertação de Mestrado. UFSM. Santa Maria, RS, Brasil. 
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Fonte: RUSSI, DANIEL (2007) Estudo do Comportamento de Solos através de Ensaios de Placa de. Diferentes Diâmetros 
Dissertação de Mestrado. UFSM. Santa Maria, RS, Brasil.. 
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Fonte: RUSSI, DANIEL (2007) Estudo do Comportamento de Solos através de Ensaios de Placa de. Diferentes Diâmetros Dissertação de 
Mestrado. UFSM. Santa Maria, RS, Brasil.. 
• Ocorre a ruptura do solo (Ruptura geral): 
 𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑅
𝐹𝑆
 ; 𝐹𝑆 = 2,0 
• Deformação excessiva (Ruptura local ou puncionamento): 
 𝜎𝑎𝑑𝑚 ≤ 
𝜎25
𝐹𝑆
𝜎10
 
• Reação é insuficiente 
 Tensão máxima atingida no ensaio deve atuar por no mínimo 12 
horas 
𝜎𝑎𝑑𝑚 ≤ 
𝜎𝑅
𝐹𝑆
; 𝐹𝑆 = 2,0
𝜎10
 
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s25: tensão para recalque de 25mm 
FS = 2,0 
s10: tensão para recalque de 10mm 
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Exemplos: 
Fonte: CINTRA, J.C.A.; AOKI, N. e ALBIERO, J.H. Fundações diretas: projeto geotécnico. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. 
Argila porosa 
São Paulo/SP 
Ruptura nítida: 
Areia argilosa porosa 
São Carlos/SP 
 
Ruptura convencional: 
(critério arbitrário – trecho final da curva 
se transforma em linha reta não vertical) 
𝜎𝑅 = 160𝑘𝑃𝑎 
𝜎𝑅 = 144𝑘𝑃𝑎 
Métodos Teóricos 
• Terzaghi (1943) 
• Vesic (1975) 
• Skempton (1951) 
• Meyerhof (1953) 
• Brinch Hansen (1970) 
 
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𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝜎𝑅
𝐹𝑆
; 𝐹𝑆 = 3,0 
Fórmulas de Terzaghi 
• Solo que apresenta ruptura geral 
𝜎𝑅 = 𝑐.𝑁𝑐 . 𝑆𝑐 +
1
2
. 𝛾. 𝛽. 𝑁𝛾 . 𝑆𝛾 + 𝑞
′. 𝑁𝑞 . 𝑆𝑞 
c: coesão do solo 
g: peso específico do solo 
q‘: tensão “efetiva” do solo 
N: fatores de carga (ábaco) 
S: fatores de forma (tabela) 
 
• Solo que apresenta ruptura por puncionamento 
mesma fórmula,porém usando N’ do ábaco (tan∅∗ =
2
3
tan∅) e 𝑐∗ =
2
3
𝑐 
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Fonte: ALONSO, U.R. Exercícios de Fundações. São Paulo: Edgard Blücher, 1983. 
Proposição de Vesic 
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Ruptura Geral: 
- Substituições nos fatores de carga da equação geral de capacidade 
de carga de Terzaghi (Ng de Caquot e Kérisel(1953)) 
- Substituições nos fatores de forma (dependem da geometria da 
sapata e do ânulo de atrito interno do solo) 
Ruptura local e puncionamento: 
- Introdução de fatores de compressibilidade nas três parcelas da 
equação geral de capacidade de carga para a ruptura geral 
- Fórmulas não tão simples = inibido o seu uso corrente 
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Fonte: CINTRA, J.C.A.; AOKI, 
N. e ALBIERO, J.H. 
Fundações diretas: projeto 
geotécnico. São Paulo: Oficina 
de Textos, 2011. 
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Fonte: CINTRA, J.C.A.; AOKI, 
N. e ALBIERO, J.H. 
Fundações diretas: projeto 
geotécnico. São Paulo: Oficina 
de Textos, 2011. 
Método de Skempton 
• argilas saturadas na condição não drenada (f=0) 
• 𝑁𝑞 = 1,0 𝑒 𝑁𝛾 = 0 
• 𝜎𝑅 = 𝑐.𝑁𝑐 . 𝑆𝑐 + 𝑞 
• 𝑁𝑐 é 𝑓𝑢𝑛çã𝑜 𝑑𝑒 ℎ/𝐵 
• 𝑆𝑐 = 1 + 0,2 𝐵 𝐿 
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Fonte: CINTRA, J.C.A.; AOKI, N. e ALBIERO, J.H. Fundações diretas: projeto geotécnico. São Paulo: 
Oficina de Textos, 2011. 
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Fonte: ALONSO, U.R. Exercícios de Fundações. São Paulo: Edgard Blücher, 1983. 
Método de Meyerhof 
• Caso de carga vertical excêntrica  propõe que as 
dimensões reais da base da sapata (B,L) sejam 
substituídas, nos cálculos de capacidade de carga, por 
valores fictícios (B’, L’) 
• 𝐵′ = 𝐵 − 2. 𝑒𝐵 
• 𝐿′ = 𝐿 − 2. 𝑒𝐿 
• Essa simplificação, a favor da segurança, significa 
considerar uma área efetiva de apoio, cujo centro de 
gravidade coincide com o ponto de aplicação da carga 
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Método de Brinch Hansen 
• Considera dois efeitos: 
1. Acréscimo devido a uma maior profundidade de assentamento 
da sapata 
2. Diminuição no caso da carga inclinada 
• Introdução dos chamados fatores de profundidade 
(𝑑𝑐 , 𝑑𝑞 𝑒 𝑑𝛾) e os fatores de inclinação da carga (𝑖𝑐 , 𝑖𝑞 𝑒 𝑖𝛾) 
 
 Livros: Bowles (1988) e Velloso e Lopes (1996) 
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Métodos semi-empíricos 
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• Com base em ensaios de laboratório solos finos 
(argilas e siltes) 
 𝜎𝑎𝑑𝑚 ≅ 𝜎′𝑣𝑚 (tensão de pré-adensamento obtida no ensaio de adensamento) 
• Com base no N do SPT 
 𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁𝑚é𝑑𝑖𝑜
50
+ q (MPa) 
 válido para 5 ≤ 𝑁 ≤ 20 
 𝑁𝑚é𝑑𝑖𝑜:valor médio no bulbo de tensões 
 𝑞: parcela correspondente a sobrecarga, pode ou não ser considerada 
 
Métodos semi-empíricos 
38 
• Com base na resistência de ponta do ensaio do cone 
 Sapatas apoiadas em argilas 
 𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑞𝑐
10
≤ 4,0 (MPa) 
 Sapatas apoiadas em areias 
 𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑞𝑐
15
≤ 4,0 (MPa) 
 
qc: valor médio no bulbo de tensões 
Expressões válidas para 𝑞𝑐 ≥ 1,5𝑀𝑃𝑎 
PARÂMETROS DO SOLO 
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• Coesão não drenda 
 𝑐 = 10.𝑁𝑆𝑃𝑇 : Teixeira e Godoy (1996) 
 
• Ângulo de atrito – condição não drenada 
 ∅ = 28° + 0,4.𝑁𝑆𝑃𝑇: Godoy (1983) 
 ∅ = 20.𝑁𝑆𝑃𝑇 + 15° 
 
 
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Fonte: CINTRA, J.C.A.; AOKI, 
N. e ALBIERO, J.H. Fundações 
diretas: projeto geotécnico. São 
Paulo: Oficina de Textos, 2011. 
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• Peso específico 
 
 
Fonte: CINTRA, J.C.A.; AOKI, N. e ALBIERO, J.H. Fundações diretas: projeto 
geotécnico. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. 
Outras tabelas para estimar 
parâmetros dos solos: 
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Fonte: ALONSO, U.R. Exercícios de Fundações. São Paulo: Edgard Blücher, 1983. 
Verificação de Recalques 
• NBR6122: Tensão admissível é o valor máximo da tensão 
aplicada aplicada ao terreno que atenda às limitações de 
recalque ou deformação da estrutura 
• Para os procedimentos teórico ou semiempírico, 
devemos calcular o recalque correspondente, através dos 
métodos analíticos e, se for o caso, reduzir a tensão 
admissível para que o recalque admissível não seja 
ultrapassado 
• Pelo ensaio de placa, devemos verificar que o recalque 
extrapolado da placa para a sapata não atinja o valor do 
recalque admissível 
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