FUNDAÇÕES PROFUNDAS

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Estruturas de Concreto Armado III 
Prof. Eduardo Giugliani, 30.maio.2006 
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FUNDAÇÕES PROFUNDAS 
 
ESTIMATIVA DE CAPACIDADE DE CARGA ADMISSÍVEL 
 
 A capacidade de carga de ruptura de fundações profundas, com objetivo de 
evitar seu colapso ou o escoamento do solo que lhe confere sustentação, é definida 
pelo menor dos dois valores seguintes: 
a) resistência estrutural do material que compõe o elemento de fundação; 
b) resistência do solo que lhe confere suporte. 
O conceito de carga de ruptura é relativamente diverso, dependendo da 
definição do seu autor. Segundo Décourt a carga de ruptura “é definida como sendo 
a carga corresponde a sua deformação de ponta (ou do topo) da estaca de 10% de 
seu diâmetro, no caso de estacas de deslocamento e de estacas escavadas em 
argilas, e de 30% de seu diâmetro, no caso de estacas escavadas em solos 
granulares”. 
 Neste contexto, normalmente a situação mais frágil é aquela que envolve a 
resistência do solo. Fato este que não é de difícil identificação em situações onde (1) 
um mesmo elemento de fundação, com comprimentos diferentes, colocado em um 
mesmo solo, apresenta capacidades de carga distintas (Pb > Pa); e, por outro lado, 
(2) um mesmo elemento de fundação, com igual comprimento, porém executado em 
solos diferentes, pode também apresentar capacidades de carga distintas (PII � PI), 
conforme ilustra a Figura 1. 
 
 
Figura 1 
 
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 Por esta razão, por si mesma comprovada, é extremamente prudente e não 
recomendável que a capacidade de carga admissível de elementos de fundação não 
deve ser pré-fixada a partir – exclusivamente – da capacidade resistente estrutural 
do elemento. Esta situação pode servir como referencia inicial para uma estimativa 
preliminar do número de elementos necessários (número de estacas para absorver a 
carga de um pilar, por exemplo), mas a capacidade de carga admissível final 
continuará dependendo de dados do solo e da profundidade de implantação do 
elemento, além do tipo da estaca. 
 
 
CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS 
 
 São de dois tipos os métodos normalmente utilizados para definir a 
capacidade de carga de ruptura de estacas: métodos baseados em prova de carga e 
métodos semi-empíricos. 
 
Método de Prova de Carga: 
Referente à realização de prova de carga em estaca, esta é mais utilizada em 
situações de verificações in loco, posteriormente à execução do estaqueamento, ou, 
em casos mais especiais, em elemento de referência (modelo) executado 
previamente para constatação da capacidade ‘real’ da estaca e fundamentação do 
projeto geotécnico final, sob bases mais reais e precisas. 
De acordo com recomendações da Norma NBR 6122, deve-se adotar para 
carga admissível, a partir deste método, o menor dos dois seguintes valores: 
a) Qu = Qr / 2,0 
b) Qu = Q’ / 1,5 
onde: 
 Qu � carga admissível da estaca 
 Qr � carga de ruptura da estaca 
 Q’ � carga que produz o recalque admissível para a estrutura (medido no 
topo da estaca) 
 
Métodos Semi-empíricos 
São inúmeros os autores que formularam e desenvolveram teorias para a 
determinação da capacidade de carga de estacas. Em praticamente todos estes 
métodos, cujas bases de comprovação sempre ficam identificadas com seus 
modelos e as regiões geográficas onde foram avaliados, a partir de testes de campo, 
a capacidade de carga de uma estaca é obtida a partir da seguinte expressão geral: 
 
Qu = Qs + Qp 
 
onde: 
 Qu � capacidade de carga de ruptura do elemento de fundação 
 Qs � carga suportada pelo atrito lateral da estaca com o solo 
 Qp � carga suportada pela ponta da estaca 
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e ainda: 
 Qu = Qs + Qp = qs.As + qp.Ap 
 = qs.U.��L + qp.Ap 
onde: 
 qs � resistência limite de cisalhamento ao longo do fuste da estaca 
 As � área lateral do fuste da estaca 
 U � perímetro do fuste da estaca 
 ��L � somatório de trechos do fuste da estaca (L=��L�comprimento da estaca) 
 qp � resistência de ponta da estaca 
 Ap � área da ponta da estaca 
 
 A Figura 2 ilustra e representa a ocorrência destes dois tipos de resistências 
que ocorrem ao longo de uma estaca na transferência de carga da estaca para o 
solo. 
 
 
Figura 2 
 
Os valores das resistências qs e qp podem ser avaliados e obtidos a partir de: 
• Processos diretos: onde qs e qp são obtidos a partir de correlações empíricas 
oriundas de ensaios in loco; 
• Processos indiretos: onde os dados de avaliação são obtidos a partir de ensaios 
in loco ou em laboratório e a capacidade de carga é determinada a partir de 
formulação teórica ou experimental. 
A estimativa da capacidade de carga de estacas a partir de modelos teóricos 
normalmente torna-se deficiente, não resultando em valores satisfatórios devido a 
vários fatores, dentre estes podem ser citados: 
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o Impossibilidade prática de conhecer, com certeza, o estado de carga do terreno e 
as condições que compõe o perfil geotécnico atravessado pela estaca e onde 
esta de apóia; 
o Dificuldade de determinar com exatidão a resistência ao cisalhamento dos solos; 
o Dependência dos processos executivos das estacas; 
o Falta de uma relação direta entre a resistência lateral e a resistência de ponta; 
o Heterogeneidade natural do solo; 
o Fatores, internos e externos, que interferem na iteração solo-estaca. 
 
Neste contexto serão abordados dois métodos – muito difundidos no Brasil: o 
Método Aoki e Velloso (1975) – estendido por Velloso em 1991 – e o Método de 
Décourt e Quaresma (1978), também aprimorado posteriormente (1982-1987-1991-
1993-1994 e 1995). Ambos os métodos apresentam modelos conceituais 
semelhantes, divergindo basicamente na definição e estimativa das resistências qs e 
qp, como será observado a seguir. 
 
Método Aoki e Veloso: 
Neste método, as resistências qs e qp são definidas da seguinte forma: 
 Qu = Qs + Qp = qs.As + qp.Ap 
qp = qc / F1 
 qs = qc / F2 
onde: 
 qc � resistência de ponta do ensaio de penetração do cone – CPT 
 F1 e F2 � fatores que consideram as diferenças de comportamento entre os 
diversos tipos de estacas, indicados na Tabela 1 
 Na ausência de ensaios de investigação do tipo CPT, podem ser utilizadas as 
informações obtidas a partir de ensaios SPT, para tanto, as resistências ficam assim 
definidas: 
qp = qc / F1 = K.Nspt / F1 
 qs = qc / F2 = �.K. Nspt / F2 
onde: 
 K e � � coeficientes de dependem do tipo de solo e que estabelecem a 
correlação entre o ensaio CPT e o SPT, indicados na Tabela 2, onde �, 
especificamente, relaciona a resistência de ponta com a resistência lateral. 
 
Tipo de Estaca F1 F2 
Pré-moldadas 1,75 3,50 
Metálicas 1,75 3,50 
Franki 2,50 5,00 
Escavadas * 3,50 7,00 
* F1 e F2 de acordo com Aoki, Velloso e Salomoni (1978) 
Tabela 1: Valores de F1 e F2 (Aoki-Velloso) 
 
 
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Tipo de Solo K (kN/m2) � (%) 
Areia 100 1,40 
Areia siltosa 80 2,00 
Areia silto argilosa 70 2,40 
Areia argilosa 60 3,00 
Areia argilo siltosa 50 2,80 
 
Silte arenoso 55 2,20 
Silte areno argiloso 45 2,80 
Silte 40 3,00 
Silte argilo arenoso 25 3,00 
Silte argiloso 23 3,40 
 
Argila arenosa 35 2,40 
Argila silto arenosa 33 3,00 
Argila areno siltosa 30 2,80 
Argila siltosa 22 4,00 
Argila 20 6,00 
Tabela 2: Valores de K e � (Aoki-Velloso) 
 
 A utilização deste método, em que pese sua difusão e aceitação por parte dos 
projetistas de fundações, apresenta dificuldade para a sua correta aplicação devido 
à necessidade da perfeita caracterização do tipo de solo envolvido, o que é quaseimpossível de ser obtido. 
 
Método Décourt e Quaresma 
Quando este método foi apresentado, em 1978, estava baseado nos valores 
obtidos diretamente do ensaio de investigação SPT (Nspt) e a partir do conceito de 
uma estaca padrão. Posteriormente, após vários aprimoramentos, foi adequado para 
outros tipos de estacas e à ensaios do tipo SPT-T, através do conceito de Neq (Nspt 
equivalente). 
 Assim, nas expressões utilizadas para a avaliação da capacidade de carga do 
solo, podem ser utilizados os valores de Nspt obtidos diretamente do ensaio, assim 
como os correspondes ao ensaio SPT-T, onde, considerando que o valor do torque 
T (kgf.m), temos: 
 Neq = T / 1,20 
e que a capacidade de carga da estaca é dada por: 
 Qu = Qp + Qs = qp.Ap + qs. As 
sendo que a resistência de ruptura de ponta é dada por: 
 qp = K. Nspt 
onde o valor de K, definido pela Tabela 3, relaciona a resistência de ponta com o 
Nspt, sendo Nspt a média entre os SPT na profundidade de ponta da estaca, o valor 
imediatamente acima e o imediatamente abaixo. 
 
 
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O valor da resistência lateral é dado pela expressão: 
 
 qs = 10.( Nspt/3 + 1) em kN/m2 
 
 
Tipo de Solo K (kN/m2) 
Areia 400 
Silte arenoso (solo residual) 250 
Silte argiloso (solo residual) 200 
Argila 120 
Tabela 3: Valores de K (Décourt-Quaresma) 
 
Este método foi, posteriormente, estendido para outros tipos de estacas 
também muito utilizadas e mais recentemente difundidas, não indicadas 
inicialmente. 
Para tanto, são considerados os parâmetros � e � a seguir relacionados 
(Tabela 4). Estes valores, de majoração ou de minoração, respectivamente para a 
resistência de ponta e para a resistência lateral. 
Neste caso, a expressão geral para a determinação da carga de ruptura da 
estaca é dada por: 
 Qu = �. qp.Ap + �.qs.As 
ou ainda, 
 Qu = �. K. Nspt p.Ap + 10.�.�[( Nspt s/3 + 1). As] em kN/m2 
onde: 
 Nspt p � Nspt na ponta da estaca 
 Nspt s � Nspt ao longo do fuste da estaca 
 
 
Estaca Cravada 
(estaca padrão) 
Escavada 
(em geral) 
Escavada 
(c/bentonita) 
Hélice 
Contínua 
Raiz Injetada 
(alta pressão) 
Solo � � � � � � � � � � � � 
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* 
Solos** 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 para o qual a correlação inicial foi desenvolvida 
* valores apenas indicativos diante do reduzido número de dados disponíveis 
** Solos intermediários 
Tabela 4: valores de � e � (Décourt-Quaresma – estendido) 
 
 
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Avaliação da Carga Admissível Final 
 Conhecida a carga de ruptura da estaca – Qu, a carga admissível Q será 
obtida pelo quociente entre este valor e um coeficiente de segurança – CS, 
dependente do método adotado, conforme indicado na Tabela 5: 
 
Qu = Qp + Qs 
 
Q = Qu / CS 
 
 Q � 
NBR 6122/1996 Qu / 2,0 
Tabela 5: Carga Admissível Final 
 
 
Comentários Finais 
Em resumo, os dois Métodos Semi-empíricos aqui abordados, conduzem a 
valores de capacidade de carga à ruptura que podem ser expressos por: 
 
 CAPACIDADE DE CARGA 
Qu = Qp + Qs = qp.Ap + U.�[qs.�L] Método 
Semi-empírico Qp Qs 
Aoki-Velloso (K.Nspt / F1).Ap U.�[(�.K. Nspt / F2).�L] 
Décourt-Quaresma (�. K. Nspt p).Ap 10.U.�.�[( Nspt s/3 + 1). �L] 
 
 Os valores dos coeficientes indicados devem ser obtidos das Tabelas 
anteriores, em função do método adotado. 
 
 Estudos mais recentes têm conferido extensão a estes métodos, podendo-se 
citar aqueles que, para o Método Aoki-Velloso, dispõe dos valores de F1 e F2 para 
outros tipos de estacas, mais recentemente difundidas. Outro estudo, recentemente 
publicado por Schnaid (Geosul,2006), dispõe sobre nova metodologia para avaliar 
os ensaios SPT, apresentando a estimativa de capacidade de carga a partir do 
desenvolvimento de equações baseadas em conceitos da física, utilizando princípios 
básicos da conservação de energia para a força dinâmica transmitida ao solo 
durante o processo de cravação do amostrador SPT. 
 
A utilização de métodos semi-empíricos, para a avaliação da capacidade de 
carga de ruptura do solo a partir da transferência de carga de estacas, requer que 
sejam consideradas algumas variáveis muito importantes, quais sejam, por exemplo 
(SCHNAID, 2000): 
 
 
 
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Tipo de Estaca: 
A mobilização do atrito lateral no fuste da estaca é função do tipo de estaca e do seu processo 
executivo. A adoção de coeficientes empíricos para caracterizar a influência do tipo de estaca deve 
ser utilizada com precaução, e sempre que possível, validada através de provas de carga. 
Tipo de Solo: 
A descrição do tipo de solo é realizada a partir de critérios subjetivos, o que pode afetar a definição 
dos coeficientes empíricos a serem adotados para a previsão de capacidade de carga das estacas. 
Profundidade: 
O valor de Nspt depende de duas variáveis, densidade do solo e nível das tensões, que são 
normalmente desprezadas pelos métodos semi-empíricos. 
Penetração de Ponta da estaca na Camada Resistente: 
Valores elevados de Nspt na camada onde a estaca se apóia, sem penetração adequada, podem 
conduzir a valores irreais para a capacidade de ponta estimada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Referências 
ALONSO, Urbano Rodrigues. Dimensionamento de Fundações de Fundações Profundas. São 
Paulo, Ed. Edgard Blücher, 1980. 
ALONSO, Urbano Rodrigues. Exercícios de Fundações. São Paulo, Ed. Edgard Blücher Ltda, 1984. 
ALONSO, Urbano Rodrigues. Previsão e Controle das Fundações. São Paulo, Ed. Edgard Blücher 
Ltda, 1991 
HACHICH, W. Fundações : teoria e prática. 2. ed. São Paulo: Pini, 1998. 751 p. 
SCHNAID, Fernando. Ensaios de campo e suas aplicações à engenharia de fundações. São 
Paulo : Oficina de textos, c2000. 189 p. 
SCHNAID, Fernando et al. Previsão de Capacidade de Carga em Estacas através de Conceitos 
de Energia no SPT. GEOSUL – V Simpósio de Prática de Engenharia de Fundações da Região Sul. 
Porto Alegre, abril.2006. 
Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT 
NBR 6118. Projeto e Execução de Obras em Concreto Armado. 
NBR 6122. Projeto e Execução de Fundações. 
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Exemplo 
 
Para o perfil geotécnico abaixo, obtido a partir de uma investigação utilizando-
se o método SPT, obtenha o valor da carga de ruptura ao longo de sua altura 
utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso e Décourt-Quaresma. 
Considere que a transferência de carga ocorrerá a partir de uma estaca pré-
moldada com 50 cm de diâmetro. 
 
Fonte: Previsão e Controle de Fundações, Urbano Rodriguez Alonso, pág.67-69, 1991, 2ª Reimpressão 1998. 
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