Aula 4 - Carga admissível

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CARGA ADMISSÍVEL
DISCIPLINA: FUNDAÇÕES PROFUNDAS
Profª. MSc. Marcela L. Domiciano
Curso: Engenharia Civil
Goiânia, 2021
UNICEUG – CENTRO UNIVERSITÁRIO DE GOIÂNIA
CARGA ADMISSÍVEL
✓ Carga admissível
Conteúdos 
abordados
01
CARGA ADMISSÍVEL
✓ Os valores das capacidades de carga de um estaqueamento (com dezenas
de estacas), por conta da variabilidade do terreno, não resultarão idênticos,
por isso possibilita-se um tratamento matemático de R com uma variável
aleatória.
✓ Valor característico (Rk) - 5% de probabilidade de ocorrência de valores
inferiores.
✓ Valor médio (Rméd) - 50% de probabilidade de ocorrência de valores
menores.
Os valores de R obedecem a
uma distribuição normal, à
semelhança do que ocorre
com a tensão de ruptura à
compressão dos corpos de
prova de concreto.
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CARGA ADMISSÍVEL
✓ Na prática é feita uma abordagem determinista, ao transformar os resultados
de furos SPT em uma "sondagem média". Dessa forma, é possível obter a
seguinte relação:
𝑃𝑎 =
𝑅
𝐹𝑆
Pa = carga admissível
R = capacidade de carga
FS = fator de segurança = 2,0 para fundações profundas (método semiempírico)
03
CARGA ADMISSÍVEL
✓ Aoki-Velloso (1975):
✓ Décourt e Quaresma (1978) - utilizam fatores de segurança diferenciados:
✓ Teixeira (1996):
Para estacas escavadas a céu aberto (exceção):
𝑃𝑎 =
𝑅
2
=
𝑅𝐿 + 𝑅𝑃
2
𝑃𝑎 =
𝑅𝑃
4
+
𝑅𝐿
1,3
𝑃𝑎 =
𝑅
2
=
𝑅𝐿 + 𝑅𝑃
2
𝑃𝑎 =
𝑅𝑃
4
+
𝑅𝐿
1,5
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CARGA ADMISSÍVEL
✓ No caso da ocorrência de atrito negativo, seu valor deve ser descontado da
carga admissível:
FAN = Força de atrito negativo
OBS: "fator de segurança" é sinônimo da expressão "coeficiente de segurança".
𝑃𝑎 =
𝑅
𝐹𝑆
− 𝐹𝐴𝑁
05
CARGA DE CATÁLOGO
✓ Carga de catálogo: Pe – valor de carga da estaca indicado no catálogo do
fabricante ou executor da estaca, em função da seção transversal do fuste e
do tipo de estaca.
✓ Conhecendo os dois valores (Pa – carga admissível da fundação que leva
em conta o aspecto geotécnico / Pe – carga de catálogo), adota-se o menor
deles para garantir segurança ao elo mais fraco do sistema (elemento
geotécnico ou elemento estrutural).
✓ A estaca não é necessariamente o elo mais forte. Pode existir estaca
apoiada em material muito resistente ou estaca demasiadamente longa, de
maneira tal que a resistência geotécnica seja superior à estrutural).
✓ Na prática de projeto, como a carga de catálogo é definida inicialmente, ela
passa a representar o limite superior para a carga admissível da fundação.
Pa ≤ Pe
06
07
08
ESCOLHA DO TIPO DE ESTACA
✓ Para escolha do tipo de fundação, normalmente dispõe-se de dados da
edificação:
Tipo e porte Localização
Valores das cargas de pilar Dados do terreno
09
ESCOLHA DO TIPO DE ESTACA
✓ A localização leva em conta a vizinhança da edificação, o que pode restringir
certos tipos de fundação, em decorrência, por exemplo, da necessidade de
limitação nos níveis de ruído e de vibração.
✓ A localização em termos de distância de centros urbanos mais importantes,
deve considerar a disponibilidade de equipamento para certos tipos de
fundações.
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ESCOLHA DO TIPO DE ESTACA
✓ As cargas nos pilares e o nível d'água implicam a exclusão de certos tipos de
fundação.
✓ A análise dos dados da edificação e do terreno permite delimitar os tipos de
fundação tecnicamente viáveis, recaindo a escolha final sobre os fatores
custo e prazo de execução.
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ESCOLHA DO TIPO DE ESTACA
✓ Feita a opção por determinado tipo de estaca, essa escolha já inclui a
definição do diâmetro ou seção transversal do fuste, de acordo com as
cargas de catálogo de fabricantes ou executores desse tipo de estaca.
Protendit
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ESCOLHA DO TIPO DE ESTACA
✓ Caso a variação de cargas seja ampla, pode-se trabalhar com dois ou três
diâmetros no mesmo projeto (para cada diâmetro procede como se fosse um
estaqueamento separado, com a sua carga admissível).
✓ Para cada tipo de estaca pode ser estabelecida uma faixa de valores de
NSPT, que está relacionada com os limites máximos para a penetrabilidade
– desde que não haja recursos adicionais para garantir a penetração exigida.
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METODOLOGIA DE PROJETO
✓ Todo projeto de fundações por estacas culmina com a previsão de cota de
parada das estacas e a fixação da carga admissível.
1ª METODOLOGIA
✓ Escolhido o tipo de estaca e o diâmetro ou seção transversal do fuste,
encontra-se a correspondente carga de catálogo.
✓ Então, adota-se a carga admissível como sendo a própria carga de catálogo
e, multiplicando-se pelo fator de segurança, obtém-se o valor necessário de
capacidade de carga.
✓ Em seguida, por tentativas, e utilizando um dos métodos semiempíricos,
encontra-se o comprimento da estaca (L) compatível com a carga.
Pa = Pe → R = Pa . FS → L
Otimiza o aproveitamento da estaca, porém não se pode afirmar que a 
carga admissível sempre é inferior à carga de catálogo.
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METODOLOGIA DE PROJETO
2ª METODOLOGIA
✓ Uma limitação do equipamento pode impor um comprimento máximo (Lmáx)
exequível para a estaca. O mesmo ocorre para a posição do nível d'água
que pode caracterizar uma profundidade máxima, dependendo do tipo de
estaca.
✓ Por isso, adota-se o comprimento da estaca como sendo esse valor máximo
(Lmáx), calcula-se a capacidade de carga por um dos métodos
semiempíricos e, aplicando o fator de segurança, chega-se à carga
admissível:
L = Lmáx → R → 𝑃𝑎 =
𝑅
𝐹𝑆
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METODOLOGIA DE PROJETO
3ª METODOLOGIA
✓ Conforme tabela apresentada, para cada tipo de estaca há uma faixa de
valores de NSPT que provocam a parada da estaca, por causa da
ineficiência do equipamento a partir desses valores.
✓ Diante disso, contempla-se os valores de NSPT da sondagem que estão
dentro desses limites (NLIM), os quais indicam prováveis cotas de parada da
estaca ou os seus prováveis comprimentos.
✓ Calcula-se a capacidade de carga e a carga admissível.
NLIM = L → R → 𝑃𝑎 =
𝑅
𝐹𝑆
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METODOLOGIA DE PROJETO
INTERDEPENDÊNCIA DAS METODOLOGIAS
✓ As três metodologias são interdependentes, ou seja, a preferência por uma delas
não significa que ela possa ser seguida até o final.
✓ Ao se empregar a 1ª metodologia (Pa = Pe), pode ocorrer de o comprimento
encontrado para estaca seja superior ao máximo exequível. Nesse caso, adota-
se L = Lmáx e passa-se a considerar a 2ª metodologia.
✓ Ao empregar a 2ª metodologia, pode resultar uma carga admissível superior à
carga de catálogo, o que indica a necessidade de passar para a 1ª metodologia.
Ou pode encontrar um comprimento L que, para ser atingido, exigiria atravessar
camadas com valores de NSPT além dos limites de eficiência do equipamento.
Nesse caso, muda-se para a 3ª metodologia.
✓ Ao iniciar a 3ª metodologia, pode resultar em uma carga admissível superior à
carga de catálogo, o que indica necessidade de passar para a 1ª metodologia.
Ou o comprimento encontrado pode ser superior ao máximo exequível. Nesse
caso, adota-se L = Lmáx e passa-se para a 2ª metodologia.
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METODOLOGIA DE PROJETO
INTERDEPENDÊNCIA DAS METODOLOGIAS
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METODOLOGIA DE PROJETO
✓ É preciso conhecer as três metodologias, pois tem-se a liberdade de
escolher uma delas para iniciar, mas não se sabe qual prevalecerá, caso a
caso.
✓ O fato de o projetista fixar cegamente uma única metodologia pode conduzir
a projetos desvinculados da realidade de execução (como, por exemplo,
utilizar a primeira metodologia para definição da carga admissível, o que
pode resultar em comprimentos de estacas impraticáveis na execução).