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PROF: CARLOS ROLIM NETO JOÃO PESSOA - PB FUNDAÇÕES UNIESP – CENTRO UNIVERSITÁRIO CURSO: ENGENHARIA CIVIL PERÍODO: 9º DISCIPLINA: FUNDAÇÕES 2Carlos Rolim Neto EMENTA 1- Definições; 2- Elementos necessários ao projeto; 3- Ações nas fundações; 4- Normas; 5- Investigação do subsolo com vistas ao projeto de fundações; 6- Análise e projeto de fundações diretas; 7- Aspectos estruturais. 8- Capacidade de carga; 9- Recalques de fundações diretas; 10 – Método de Schmertmann; 11- Métodos para estimar tensões admissíveis; 12- Estruturas de contenção; 13- Fundações profundas; 14- Tubulões; 15- Método de Aoki-Velloso; 16- Fórmulas dinâmicas 3Carlos Rolim Neto BIBLIOGRAFIA 4Carlos Rolim Neto Computador é um grande auxiliar, mas sempre AUXILIAR. Não é o CHEFE. Eng. José Sérgio dos Santos O produto final de um projeto não é um bem material. É um conjunto de ideias que envolve décadas de conhecimento técnico e aprendizado, proporcionado por profissionais dedicados ao conhecimento Eng. Frederico Fernando Falconi 5Carlos Rolim Neto FUNDAÇÃO: PARTE DE UMA ESTRUTURA QUE TRANSMITE AO TERRENO SUBJACENTE A CARGA DA ESTRUTURA SISTEMA SOLO-FUNDAÇÃO ➢ TERRENO DE FUNDAÇÃO ➢ CARACTERÍSTICAS DO SUBSOLO ➢ PEÇA DE FUNDAÇÃO DOMÍNIO DE CONHECIMENTO GEOTÉCNICO GEOTECNIA CÁLCULO ESTRUTURAL MECÂNICA DOS SOLOS MECÂNICA DAS ROCHAS DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DAS PEÇAS ENGENHEIRO DE FUNDAÇÕES 6Carlos Rolim Neto ENGENHEIRO ESTRUTURAL ENGENHEIRO GEOTÉCNICO ➢ RECALQUE DAS FUNDAÇÕES ➢ APOIOS INDESLOCÁVEIS TRABALHO EM CONJUNTO ENG. ESTRUTURAL E GEOTÉCNICO O SOLO É UMA VARIÁVEL MANDATÓRIA NA ESCOLHA DA SOLUÇÃO E CONDICIONA O DESEMPENHO DO SISTEMA 7Carlos Rolim Neto 1- QUESTÕES QUE CONDICIONAM A SOLUÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURA/ SOLO/FUNDAÇÃO 1.1 – PERFIL DO TERRENO E DO NÍVEL DE INCERTEZAS QUE ENVOLVEM A INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA 8Carlos Rolim Neto CONHECER TODA A ÁREA QUE SERÁ CARREGADA!!! 9Carlos Rolim Neto 1- QUESTÕES QUE CONDICIONAM A SOLUÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURA/ SOLO/FUNDAÇÃO 1.2- IDENTIFICAÇÃO DE SOLOS COLAPSÍVEIS CUIDADO!!! NÃO CONFUNDIR RECALQUE COM COLAPSO!!!! MODELOS DE ESTRUTURAS INSTÁVEIS DE SOLOS COLAPSÍVEIS AUMENTO DE 80 x 10Carlos Rolim Neto 1- QUESTÕES QUE CONDICIONAM A SOLUÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURA/ SOLO/FUNDAÇÃO 1.2- IDENTIFICAÇÃO DE SOLOS COLAPSÍVEIS ELEVAÇÃO DA UMIDADE TENSÕES EXTERNAS DESTRUIÇÃO DA CIMENTAÇÃO INTER GRANULAR 11Carlos Rolim Neto 1- QUESTÕES QUE CONDICIONAM A SOLUÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURA/ SOLO/FUNDAÇÃO 1.3- IDENTIFICAÇÃO DE SOLOS EXPANSIVOS São solos que experimentam variações de volume, ao modificar suas condições de umidade Fissuras e micro relevo em período seco Fissuras e micro relevo em período chuvoso 12Carlos Rolim Neto 1- QUESTÕES QUE CONDICIONAM A SOLUÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURA/ SOLO/FUNDAÇÃO 1.4 - VIZINHOS 13Carlos Rolim Neto 1- QUESTÕES QUE CONDICIONAM A SOLUÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURA/ SOLO/FUNDAÇÃO 1.4 - VIZINHOS 14Carlos Rolim Neto 1- QUESTÕES QUE CONDICIONAM A SOLUÇÃO DO SISTEMA ESTRUTURA/ SOLO/FUNDAÇÃO 1.5- EROSÕES EM LEITOS E MARGENS DE RIOS 1.6- ESTABILIDADE DE ENCOSTAS E MOVIMENTO DE DUNAS ➢ ENCOSTA DEVE SER ESTÁVEL ➢ VERIFICAR COTAS DE ARRASAMENTO E COMPRIMENTO DAS ESTACAS 15Carlos Rolim Neto ENGENHEIRO CIVIL/FUNDAÇÕES 1) DETERMINAR A SITUAÇÃO DE CAMPO (Coleta de dados) 2) SIMPLIFICAR (Uso da estatística) 3) DETERMINAR MECANISMOS (Deslizamentos, rupturas, etc) 4) SELECIONAR MÉTODOS E PARÂMETROS (Consagrados pela literatura) 5) MANIPULAR MÉTODOS E PARÂMETROS PARA OBTER A PREVISÃO (Facilitada pela computação) 6) REPRESENTAR A PREVISÃO (Gráficos, plantas, etc) 7) ESTUDAR E IDENTIFICAR AS PREVISÕES NECESSÁRIAS (O que realmente é importante) 8) ESTIMAR A CONFIABILIDADE DA PREVISÃO (Fundamental) 9) UTILIZAR A PREVISÃO NO PROJETO E NA OBRA (Objetivo) 16Carlos Rolim Neto Já chega o que estou PERDENDO... Com os projetos que estou GANHANDO... Eng. Jefferson Dias de Sousa 17Carlos Rolim Neto 2.1 – NORMATIZAÇÃO: NBR 6122/2019 2.2 – PONTOS A SEREM DETERMINADOS: 2.2.1 – CAPACIDADE DE CARGA 2.2.2 – RECALQUES ADMISSÍVEIS 2.3 – CLASSIFICAÇÃO DAS FUNDAÇÕES QUANTO À TRANSMISSÃO DAS CARGAS: DIRETAS E INDIRETAS DIRETAS➜ Transmitem a carga diretamente pela base por compressão Ex. Sapatas e tubulões INDIRETAS➜ Transmitem a carga por atrito lateral e pela base por compressão 18Carlos Rolim Neto 2.4 – CLASSIFICAÇÃO DAS FUNDAÇÕES QUANTO À PROFUNDIDADE DA COTA DE ASSENTAMENTO: RASAS OU SUPERFICIAIS➜ Base assentada em profundidade inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. PROFUNDAS➜ Sua ponta ou base apoiada em uma profundidade superior a oito vezes a sua menor dimensão em planta e no mínimo 3,0 m (ABNT NBR 6122:2019). 19Carlos Rolim Neto 2.5 – OBJETIVOS DE UM PROJETO DE FUNDAÇÕES 2.5.1 – FUNDAÇÕES SEGURAS 2.5.2 – ECONÔMICAS PARA SE ATENDER AOS OBJETIVOS: 2.5.3 – CONHECER E ENTENDER AS CARACTERÍSTICAS DO SOLO 2.5.4 – AVALIAR TODAS AS ALTERNATIVAS DE SOLUÇÕES TÉCNICAS 2.5.5 – AVALIAR CUSTOS 2.6 – ETAPAS DO PROJETO 2.6.1 – COLETA DE DADOS 2.6.2 – CONCEPÇÃO DO PROJETO 2.6.3 – DETALHAR O PROJETO 20Carlos Rolim Neto 2.7 – ELEMENTOS NECESSÁRIOS PARA ELABORAÇÃO DO PROJETO ➢ DADOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS ➢ TOPOGRAFIA DA ÁREA ➢ DADOS SOBRE CONSTRUÇÕES VIZINHAS ➢ DADOS DA ESTRUTURA A SER CONSTRUÍDA ➢ EQUIPAMENTOS DISPONÍVEIS ● Considerar equipamentos disponíveis na região ● Pensar em projetos alternativos, caso necessário ● Calculista fornecer o mapa de cargas ● Calculista fornecer o recalque tolerado ● Geotécnico deve ter conhecimento em estruturas ● Importante em centros urbanos ● Se possível, visitar o local da obra ● Procurar obter informações de outras obras e com vizinhos ● SPT (SPT-T) e CPT ● Qualidade e veracidade das sondagens 21Carlos Rolim Neto 2.7 – ELEMENTOS NECESSÁRIOS PARA ELABORAÇÃO DO PROJETO ➢ DADOS SOBRE AS CONDIÇÕES LOCAIS, SOLO, NÍVEL FREÁTICO, SUPERESTRUTURA, CARGAS, CUSTOS, PRÁTICA LOCAL ➢ PREPARAÇÃO DE ANTE-PROJETOS PARA ESTIMATIVAS DE CUSTOS ➢ AVALIAR POSSÍVEIS DIFICULDADES (PROJETO E OBRA) 22 2.8- QUAL TIPO DE FUNDAÇÃO ESCOLHER: DIRETA OU INDIRETA? OBSERVAÇÕES IMPORTANTES!!! 1-HÁ CASOS EM QUE ALGUMAS CARACTERÍSTICAS PODEM IMPOR UM CERTO TIPO DE FUNDAÇÃO 2- QUANDO É POSSÍVEL A UTILIZAÇÃO DE BLOCOS E SAPATAS, ELAS SÃO MAIS ECONÔMICAS,NORMALMENTE 3- SEMPRE QUE POSSÍVEL, TENTAR IGUALAR AS CARGAS GEOTÉCNICA COM A CARGA ESTRUTURAL 4- SEMPRE QUE POSSÍVEL, EVITAR ASSOCIAR FUNDAÇÕES COM MAIS DE UM PILAR 23 2.8- QUAL TIPO DE FUNDAÇÃO ESCOLHER: DIRETA OU INDIRETA? SONDAGEM 02 ➜ FUNDAÇÕES EM SAPATAS SONDAGEM 01 ➜ FUNDAÇÕES EM ESTACAS Carlos Rolim Neto 24 2.9 – COM MAIS DE UMA SOLUÇÃO, DEVE-SE CONSIDERAR: 2.9.1 – MENOR CUSTO 2.9.2 – MENOR PRAZO DE EXECUÇÃO DICAS: 1ª) CAPACIDADE DE CARGA ESTRUTURAL PRÓXIMA DA CAPACIDADE DE CARGA GEOTÉCNICA 2ª) AVALIAR O CONJUNTO ESTACA/BLOCO DE COROAMENTO 3ª) EQUIPAMENTOS DISPONÍVEIS NA REGIÃO 4ª) TENTAR EVITAR AS SOBREPOSIÇÕES (ASSOCIADAS) 5ª) GRANDES ESCAVAÇÕES ➜ ESCORAMENTOS E NR 6ª) BLOCOS COM 01 E 02 ESTACAS EXIGEM VIGA DE TRAVAMENTO 7ª) DIFICULDADE OU IMPOSSIBILIDADE DE EXECUÇÃO DE ESTACAS PRÓXIMAS À DIVISA DO TERRENO 8ª) QUANDO POSSÍVEL, EVITAR PILARES DE DIVISA, DEIXANDO A ESTRUTURA EM BALANÇO. REDUZ-SE O CUSTO DAS VIGAS DE EQUILÍBRIO. 9ª) É POSSÍVEL PROJETAR FUNDAÇÕES COM MAIORES RECALQUES, SE O SISTEMA ESTRUTURAL FOR AVALIADO E SUPORTAR ESSES RECALQUES (GUSMÃO FILHO, 1998) 10ª) A ADOÇÃO DE JUNTAS PARA SEPARAÇÃO DE CARREGAMENTOS PODERÁ PROPORCIONAR FUNDAÇÕES MAIS ECONÔMICAS (GUSMÃO FILHO, 1998) 25Carlos Rolim Neto DICAS: 11ª) CADA TIPO DE PEÇA DE FUNDAÇÃO APRESENTA DIFERENTE MECANISMO DE TRANSFERÊNCIA DE CARGA QUE RESULTA EM DESLOCAMENTOS DIFERENTES (GUSMÃO FILHO, 1998) 12ª) ESTACAS CRAVADAS “COMPACTAM O TERRENO”, AO CONTRÁRIO DAS ESTACAS ESCAVADAS (GUSMÃO FILHO, 1998) 13ª) SOLO É UMA VARIÁVEL MANDATÓRIA NA ESCOLHA DA SOLUÇÃO E CONDICIONA O DESEMPENHO DO SISTEMA (GUSMÃO FILHO, 1998) 14ª) EXISTEM INCERTEZAS NA INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA15ª) VIZINHOS PODEM SER DETERMINANTES NA ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO 16ª) ESTABILIDADE DE TALUDES (GUSMÃO FILHO, 1998) 17ª) MOVIMENTOS DE DUNAS (GUSMÃO FILHO, 1998) 18ª) FORMIGAS, CUPINS E MICRO ORGANISMOS (ESTACAS DE MADEIRA) 26Carlos Rolim Neto • ESTACA: Elemento de fundação profunda executado inteiramente por equipamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja trabalho manual em profundidade. Os materiais empregados podem ser: madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco, argamassa, calda de cimento, ou qualquer combinação dos anteriores (abnt nbr 6122:2019). FUNDAÇÕES PROFUNDAS 27Carlos Rolim Neto FUNDAÇÕES PROFUNDAS • TUBULÃO: Elemento de fundação profunda em que, pelo menos na etapa final da escavação do terreno, faz-se necessário o trabalho manual em profundidade para executar o alargamento de base ou pelo menos para a limpeza do fundo da escavação, uma vez que neste tipo de fundação as cargas são resistidas preponderantemente pela ponta 28Carlos Rolim Neto A engenharia resolve quase tudo. O que atrapalha é o cronograma e o orçamento. A. C. R. Laranjeiras 29Carlos Rolim Neto 3.1 – FLUXOGRAMA PARA PROJETO DE FUNDAÇÕES (GUSMÃO FILHO, 1998) 3.1.1 – INÍCIO 3.1.2 – COLETA DE DADOS ➜ ESTRUTURA E SISTEMA ➜ ESFORÇOS NA FUNDAÇÃO ➜ DADOS GEOLÓGICOS-GEOTÉCNICOS ➜ CONDIÇÕES LOCAIS E AMBIENTAIS ➜ EXPERIÊNCIA LOCAL ➜ REQUISITOS DE CONSTRUÇÃO ➜ ASPECTOS ECONÔMICOS 3.1.3 – DEFINIÇÃO DO PROGRAMA PRELIMINAR DE PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA ➜ TIPO DE SONDAGEM ➜ PROF. DAS SONDAGENS ➜ NÚMERO DE SONDAGENS ➜ LOCAÇÃO DOS FUROS 3.1.4 – AS INFORMAÇÕES SÃO SUFICIENTES? ➜ NÃO? ➜ ➜ PROGRAMA COMPLEMENTAR DE PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA ➜ NECESSIDADE DE ENSAIOS? ➜ “IN SITU”? ➜ LABORATORIAIS? ➜ SIM? ➜ ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO 30Carlos Rolim Neto 3.1 – FLUXOGRAMA PARA PROJETO DE FUNDAÇÕES 3.1.5 – FUNDAÇÃO SUPERFICIAL? ➜ BLOCOS ➜ SAPATAS ➜ VIGAS DE FUNDAÇÃO ➜ PLACAS ➜ GRELHAS OU PLACAS VAZADAS 3.1.6 – DEFINIÇÃO DA COTA DA FUNDAÇÃO ➜ INFLUÊNCIA SAZONAL ➜ PROBLEMAS DE EROSÃO ➜ PROBLEMAS DE ESCAVAÇÃO ➜ PROBLEMAS DE REBAIXAMENTO DO NÍVEL D’ÁGUA ➜ RESISTÊNCIA E COMPRESSIBILIDADE DO TERRENO ➜MELHORAMENTO OU SUBSTITUIÇÃO DO TERRENO 3.1.7 – DEFINIÇÃO DA TENSÃO ADMISSÍVEL DO TERRENO ➜ VALORES TÍPICOS ➜ EXPERIÊNCIA LOCAL ➜MÉTODOS CONSAGRADOS PELA LITERATURA ➜ ENSAIOS DE CAMPO E/OU LABORATÓRIO 3.1.8 – DIMENSIONAMENTO DA FUNDAÇÃO ➜ GEOTÉCNICO ➜ ESTRUTURAL 31Carlos Rolim Neto 3.1 – FLUXOGRAMA PARA PROJETO DE FUNDAÇÕES 3.1.9 – ESTIMATIVA DOS PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA E DEFORMAÇÃO DO SOLO ➜ VALORES TÍPICOS ➜ EXPERIÊNCIA LOCAL ➜ CORRELAÇÕES COM ENSAIOS DE CAMPO ➜ ENSAIOS DE CAMPO E OU LABORATORIAIS 3.1.10 – AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA ➜ HÁ SEGURANÇA À RUPTURA? ➜ NÃO? ➜ ➜ REDEFINIÇÃO DA TENSÃO DO SOLO ➜ NOVA FUNDAÇÃO ➜MELHORAMENTO DO TERRENO ➜ NOVO TIPO DE FUNDAÇÃO ➜ REDIMENSIONAMENTO DA FUNDAÇÃO ➜ RETORNAR AO ITEM 3.1.10 ➜ SIM? ➜ ESTIMATIVA DOS RECALQUES DA EDIFICAÇÃO ➜ DENTRO DOS VALORES ACEITOS? ➜ SIM? ➜ FUNDAÇÃO EM SAPATAS APROVADAS ➜ NÃO? ➜ FUNDAÇÕES PROFUNDAS! 32Carlos Rolim Neto 3.1 – FLUXOGRAMA PARA PROJETO DE FUNDAÇÕES 3.1.11 – FUNDAÇÕES PROFUNDAS ➜ ESTACAS ➜ TUBULÕES 3.1.12 – DEFINIÇÃO DO TIPO DA ESTACA, DO SEU COMPRIMENTO OU SE SERÁ UM TUBULÃO ➜ NATUREZA E GRANDEZA DOS ESFORÇOS ➜ PROBLEMAS DE EROSÃO ➜ PROBLEMAS DE EXECUÇÃO E SEUS EFEITOS ➜ RESISTÊNCIA E COMPRESSIBILIDADE DO TERRENO ➜ DISPONIBILIDADE DE EQUIPAMENTO ➜ PROBLEMAS DE VIZINHANÇA 3.1.13 – AVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA DO ELEMENTO ISOLADO ➜MÉTODOS TEÓRICOS ➜MÉTODOS SEMI EMPÍRICOS ➜ PROVAS DE CARGA 3.3.14 – HÁ PROBLEMAS DE ATRITO NEGATIVO? ➜ SIM? REAVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA 33Carlos Rolim Neto 3.1 – FLUXOGRAMA PARA PROJETO DE FUNDAÇÕES 3.3.14 – HÁ PROBLEMAS DE ATRITO NEGATIVO? ➜ SIM? ➜ REAVALIAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA ➜ NÃO? ➜ PROSSEGUIR 3.3.15 – DIMENSIONAMENTO DOS BLOCOS DE COROAMENTO ➜ O EFEITO DE GRUPO É DESPREZÍVEL? ➜ NÃO? ➜ REDIMENSIONAMENTO DOS BLOCOS DE COROAMENTO ➜ CONSIDERAÇÃO DO EFEITO DE GRUPO ➜ SIM? ➜ ESTIMATIVA DO RECALQUE DO ELEMENTO ISOLADO ➜MÉTODOS TEÓRICOS ➜MÉTODOS SEMI EMPÍRICOS ➜MÉTODOS EMPÍRICOS ➜ PROVAS DE CARGA 3.3.16 – AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DA ESTRUTURA ➜ AVALIAÇÃO DOS RECALQUES ESTIMADOS ➜ CÁLCULO DAS DISTORÇÕES ANGULARES ➜ AVALIAÇÃO DE DANOS ➜ EFEITO DA INTERAÇÃO SOLO ESTRUTURA ➜ EFEITO DA SEQUÊNCIA DE CONSTRUÇÃO 34Carlos Rolim Neto 3.1 – FLUXOGRAMA PARA PROJETO DE FUNDAÇÕES 3.3.17 – O DESEMPENHO É SATISFATÓRIO? ➜ NÃO? ➜ REAVALIAÇÃO DO PROJETO ➜MUDANÇA DO TIPO DE FUNDAÇÃO ➜ SIM? ➜ ➜ PLANTA DE FUNDAÇÕES E QUANTITATIVOS ➜ RECOMENDAÇÕES DE EXECUÇÃO E CONTROLE 35Carlos Rolim Neto VENENOS LETAIS PARA UM PROJETO 1- Contratação com prazos políticos (irreais) 2- Concorrência desleal 3- Ceder diante de exigências de arquitetos 4- Convivência com o perigo. Não seguir normas Prof. A. C. VASCONCELOS 36Carlos Rolim Neto 4.0 – TIPOS DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS MECANICAMENTE EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS 37Carlos Rolim Neto 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS PROCESSO EXECUTIVO 38Carlos Rolim Neto FUSTE ESCAVADO ESTAQUEAMENTO ESCAVADO 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS 39Carlos Rolim Neto 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS ESTACA PRONTA COLOCAÇÃO DA ARMADURA E CONCRETAGEM 40 ➢ SOLOS QUE APRESENTAM COESÃO ➢ TERRENOS ONDE O NÍVEL DO LENÇOL FREÁTICO ESTÁ ABAIXO DA PONTA DA ESTACA ➢ ESTACA EXECUTADA POR PERFURAÇÃO DO SOLO POR TRADO MECÂNICO, SEM EMPREGO DE REVESTIMENTO OU FLUIDO ESTABILIZANTE (ABNT NBR 6122:2019) ➢ PERFURAÇÃO SE MANTÉM ESTÁVEL SEM A NECESSIDA- DE DE UTILIZAÇÃO DE REVESTIMENTO ➢ TORQUE: VALOR MÁXIMO DO MOMENTO TORSOR DIS- PONÍVEL NA MESA ROTATIVA ➢ ARRANQUE: VALOR MÁXIMO DA FORÇA QUE O EQUI- PAMENTO DISPÕE PARA EXTRAÇÃO DO TRADO ➢ DIÂMETROS VARIAM, EM MÉDIA, ENTRE 30 E 120 cm 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS 41 ➢ BOLETIM DE CONTROLE DE EXECUÇÃO: documento deve ser preenchido para todas as estacas, registrando-se, no mínimo os seguintes dados de execução a) Nome e local da obra; b) Data de execução da estaca, incluindo horário de início e de conclusão; c) Nº da estaca; d) Diâmetro da estaca e) Profundidade introduzida do trado f) Comprimento concretado g) Desvio de locação; h) Consumo médio de concreto por estaca, com base no volume de concreto do caminhão; 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS 42 i) Características da perfuratriz; j) Horário de início e fim da escavação; k) Horário de início e fim da concretagem; l) Controle do posicionamento da armação; m) Observações pertinentes: (Chuva no dia da concretagem, queda de solo ou outro material, acúmulo de água em poças, fluxo de água, etc); n) Nome e assinatura do executor e, dependendo de acordo contratual, o ciente do projetista ou consultor de fundação; o) Nome e assinatura do contratante 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS Carlos Rolim Neto 43Carlos Rolim Neto ESPECIFICAÇÃO DOS MATERIAIS MATERIAL ESPECIFICAÇÃO AÇO CA 50 E CA 25, conforme diâmetros constantes do projeto CONCRETO Fck ≥ 20 Mpa (Ver classe de agressividade) Brita 1 (máximo de 19 mm) Slump Test: a) Para estacas não armadas, entre 8 e 12 cm b) Para estacas armadas, entre 12 e 14 cm c) Consumo mínimo de cimento: 300 kg/m3 FONTE: MANUAL ABEF 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS 44Carlos Rolim Neto 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS REQUISITOS PARA A ARMAÇÃO DA ESTACA 45Carlos Rolim Neto 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS CLASSE DE AGRESSIVIDADE AMBIENTAL 46Carlos Rolim Neto 4.1 – ESTACAS ESCAVADAS REQUISITOS PARA A ARMAÇÃO DA ESTACA ➜ ESFORÇOS NORMAIS DE COMPRESSÃO ➜ TENSÃO MÉDIA ≤ 5,0 Mpa ➜ CONCRETO NÃO ARMADO ➜ ARMADURA DE LIGAÇÃO COM O BLOCO ➜ AR. LONGITUDINAL COMP. MÍNIMO: 2 m ➜ TENSÃO MÉDIA ≤ 5,0 Mpa ⇒ NBR 6122:2019 ESPECIFICA A ARMADURA MÍNIMA (0,4%Ac) ➜ APLICAÇÃO DA NBR 6118:2014 ➜ ARMADURA LONGITUDINAL MÍNIMA PARA PILARES 𝑨𝑺𝑴𝑰𝑵 = 𝟎, 𝟏𝟓 𝑵𝒅 𝒇𝒚𝒅 ≥ 𝟎, 𝟎𝟎𝟒 𝑨𝒄 Onde: ● As,min É A ARMADURA MÍNIMA ● Nd É A FORÇA NORMAL DE CÁLCULO ● fyd É A RESISTÊNCIA DE CÁLCULO AO ESCOAMENTO, DA ARMADURA ● Ac É A ÁREA DA SEÇÃO TRANSVERSAL DA ESTACA 4.1 – ESTACASESCAVADAS REQUISITOS PARA A ARMAÇÃO DA ESTACA ➜ ESFORÇOS NORMAIS DE TRAÇÃO ➜ TENSÃO DE COMPRESSÃO ≥ 5,0 Mpa ➜ FLEXÃO COMPOSTA ➜ ARMADURA DIMENSIONADA DE ACORDO COM A ABNT NBR 6118:2014 ➜ OBEDECER MÍNIMO DE 0,4% AC (NBR 6122:2019) ARMADURAS RETAS “GARRAS”NA EXTREMIDADE PROTEÇÃO ANTES CONCRETO 48Carlos Rolim Neto EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS PERFURAÇÃO DO SOLO 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA 49Carlos Rolim Neto 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA RETIRADA DO TRADO E CONCRETAGEM COLOCAÇÃO DA ARMADURA 50Carlos Rolim Neto 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA 51Carlos Rolim Neto 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA 52Carlos Rolim Neto 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA ➢ OS SOLOS NÃO PRECISAM APRESENTAR COESÃO ➢ PODEM SER EXECUTADAS ABAIXO DO LENÇOL FREÁTICO ➢ ESTACA DE CONCRETO MOLDADA IN LOCO, EXECUTADA MEDIANTE A INTRODUÇÃO NO TERRENO, POR ROTAÇÃO, DE UM TRADO HELICOIDAL CONTÍNUO NO TERRENO E INJEÇÃO DE CONCRETO PELA PRÓPRIA HASTE CENTRAL DO TRADO, SIMULTANEAMENTE À SUA RETIRADA, SENDO A ARMADURA INTRODUZIDA APÓS A CONCRETAGEM DA ESTACA (ABNT NBR 6122:2019). ➢ BAIXO NÍVEL DE VIBRAÇÃO E ELEVADA PRODUTIVIDADE ➢ DIÂMETROS DE 30 cm A 100 cm E COMPRIMENTOS ATÉ 30 m, EM MÉDIA ➢ TORQUE: VALOR DO MOMENTO TORSOR DISPONÍVEL NA MESA ROTATIVA ➢ ARRANQUE: VALOR MÁXIMO DA FORÇA QUE O EQUIPAMENTO DISPÕE PARA O ARRAN- CAMENTO DO TRADO 53 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA ➢ BOLETIM DE CONTROLE DE EXECUÇÃO: documento preenchido para todas as estacas, registrando-se, no mínimo os seguintes dados de execução a) Nome e local da obra; b) Data de execução da estaca, incluindo horário de início e de conclusão; c) Nº da estaca; d) Diâmetro da estaca; e) Comprimento introduzido do trado; f) Comprimento concretado; g) Volume de concreto gasto na estaca; h) Nome e assinatura do executor e, dependendo de acordo contratual, o ciente do projetista 54Carlos Rolim Neto 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA 55Carlos Rolim Neto 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA 56Carlos Rolim Neto 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA CAPACIDADES MÍNIMAS DA MESA ROTATIVA E DO GUINCHO TORQUE (kNm) ARRANQUE (kN) DIMENSÕES DAS ESTACAS Até 150 480 𝜙 0,30 a 0,80m até 24,0m de profundidade De 150 a 200 600 𝜙 0,30 a 1,00m até 27,0m de profundidade De 200 a 250 800 𝜙 0,30 a 1,20m até 29,0m de profundidade De 250 a 300 800 𝜙 0,50 a 1,20m até 30,0m de profundidade De 300 a 350 1000 𝜙 0,60 a 1,20m até 34,0m de profundidade De 350 a 400 1200 𝜙 0,60 a 1,50m até 38,0m de profundidade FONTE: ABEF 57Carlos Rolim Neto 4.2 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA ESPECIFICAÇÃO DOS MATERIAIS MATERIAL ESPECIFICAÇÃO AÇO CA 50 E CA 25, conforme diâmetros constantes do projeto CONCRETO Código HC30 Fck ≥ 30 Mpa (Ver classe de agressividade) Relação água/cimento ≤ 0,55 Idade de controle: 28 dias Pedra 0 (4,75/12,5 mm), não se permitindo o emprego de pó de pedra. Consumo mínimo de cimento: 400 kg/m3 % de argamassa em massa: 55% Exsudação máxima de 4% do volume total de água % de argamassa em massa = (massa do cimento + massa dos agregados miúdos) * 100/ (massa do cimento + massa dos agregados miúdos + massa dos agregados graúdos) FONTE: ABEF 58Carlos Rolim Neto ESTACAS COM SEÇÕES QUADRADAS E MACIÇAS ESTACAS COM SEÇÃO CIRCULAR E VAZADA EXEMPLOS DE SEÇÕES TRANSVERSAIS 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 59Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO PROCESSO DE CRAVAÇÃO MARTELO E “CAPACETE” 60Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ESTACAS CRAVADAS 61Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 62Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ➢ OS SOLOS NÃO PRECISAM APRESENTAR COESÃO ➢ PODEM SER EXECUTADAS ABAIXO DO LENÇOL FREÁTICO ➢ ESTACA CONSTITUÍDA DE SEGMENTOS DE PRÉ-MOLDADO OU PRÉ-FABRICADO DE COM- CRETO E INTRODUZIDA NO TERRENO POR GOLPES DE MARTELO DE GRAVIDADE, DE EXPLO- SÃO, HIDRÁULICO OU POR MARTELO VIBRATÓRIO. PARA FINS EXCLUSIVAMENTE GEOTÉCNI- COS NÃO HÁ DISTINÇÃO ENTRE ESTACAS PRÉ-MOLDADAS E PRÉ-FABRICADAS E PARA OS EFEITOS DESTA NORMA ELAS SÃO DENOMINADAS PRÉ-MOLDADAS (ABNT NBR 6122:2019). ➢ ELEVADO NÍVEL DE VIBRAÇÃO ➢ SISTEMA FORMADO PELO CONJUNTO DO ELEMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA PRÉ-MOL- DADA DE CONCRETO ARMADO OU PROTENDIDO, VIBRADO OU CENTRIFUGADO E O MACIÇO DE SOLO ENVOLVENTE, AO LONGO DO FUSTE E SOB A BASE, COM AMPLA FAIXA DE CAPACI DADE DE CARGA, DESDE 100 kN até 5000 kN, COM DIMENSÕES DA SEÇÃO TRANSVERSAL VARIANDO ENTRE 15 cm E 80 cm. 63Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ➢ OS AGENTES AGRESSIVOS, EVENTUALMENTE ENCONTRADOS NO SOLO, NÃO TERÃO NENHUMA AÇÃO NA PEGA E CURA DO CONCRETO ➢ CAPAZES DE ULTRAPASSAR CAMADAS DE SOLO MUITO MOLES, ONDE A CONCRETAGEM IN LOCO PODE APRESENTAR PROBLEMAS ➢ DIFICULDADE DE ADAPTAÇÃO ÀS VARIAÇÕES DO TERRENO. VARIAÇÕES NA PROFUNDIDA- DE DA CAMADA RESISTENTE, GERAM CORTES E EMENDAS NA ESTACA. ➢ FACILIDADE DE SEREM MOLDADAS COM QUALQUER CONFIGURAÇÃO DE SEÇÃO TRANS- VERSAL, MACIÇA OU OCA, PARA ATENDER A EXIGÊNCIAS DE PROJETO. TAMBÉM PODE SER EXECUTADA PARA GRANDES COMPRIMENTOS. 64Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 4.3.2 - EMENDAS MANIPULAÇÃO E ESTOCAGEM 4.3.1 - DESCARGA ● MANUALMENTE (Pranchas especiais e cordas) ● GUINDASTES 65Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 66Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 67Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 68Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 69Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 70Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ➢MEDIÇÃO DA NEGA E REPIQUE 71Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ➢ NEGA: Medida da penetração permanente de uma estaca, causada pela aplicação de um golpe de martelo ou pilão, sempre relacionada com a energia de cravação. Dada a sua peque- na grandeza, em geral é medida para uma série de dez golpes (ABNT NBR 6122:2019). ➢ REPIQUE: Parcela elástica da penetração máxima de uma estaca, decorrente da aplicação de um golpe do martelo ou pilão (ABNT NBR 6122:2019). ➢ CEPO: Elemento de madeira dura com fibras dispostas paralelamente ao eixo da estaca, colocado sobre o capacete metálico sobre o qual se deixa cair o martelo. ➢ CAPACETE: Elemento metálico instalado no topo da estaca (cabeça), cuja função é distribuir uniformemente as tensões dinâmicas que surgem em decorrência do impacto do martelo sobre a cabeça das estacas. ➢ COXIM: Chapa de madeira de espessura variável, colocada entre a cabeça da estaca e o capacete, com dimensões em planta e forma, compatíveis com as das estacas a serem cravadas. 72Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 73Carlos Rolim Neto 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ➢ BOLETIM DE PREVISÃO DE NEGAS E REPIQUES: documento que deve ser preenchido durante a cravação de todas as estacas, registrando: a) Data da cravação; b) Identificação da estaca; c) Características da estaca; d) Número de referência de fabricação da estaca; e) Cota de cravação. f) Composição dos elementos da estaca g) Comprimento cravado h) Peso do martelo 74 4.3 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO i) Altura de queda; j) Peso do capacete; k) Altura do cepo; l) Altura do coxim; m) Diagrama de cravação (documento de registro do número de golpes necessários para a penetração, em geral, de 0,50 m ou 1,0 m de estaca, para uma determinada altura de queda do martelo) ; n) Nega; o) Repique; p) Nome e assinatura do executor e, dependendo de acordo contratual, o ciente do projetista de fundação; q) Nome e assinatura do contratante 75Carlos Rolim Neto Soluções de obra sempre têm alguma coisa errada. Eng. José Sérgio dos Santos 76Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS PROCESSO DE EMENDA 77Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS EQUIPAMENTO NECESSÁRIO ESTACAS CRAVADAS 78Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 79Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS➢ OS SOLOS NÃO PRECISAM APRESENTAR COESÃO ➢ PODEM SER EXECUTADAS ABAIXO DO LENÇOL FREÁTICO ➢ ESTACA CRAVADA, CONSTITUÍDA DE ELEMENTO ESTRUTURAL METÁLICO PRODUZIDO IN- DUSTRIALMENTE, PODENDO SER DE PERFIS LAMINADOS OU SOLDADOS, SIMPLES OU MÚL- TIPLUS, TUBOS DE CHAPA DOBRADA OU CALANDRADA, TUBOS COM OU SEM COSTURA E TRILHOS (ABNT NBR 6122:2019). ➢ BAIXO NÍVEL DE VIBRAÇÃO QUANDO COMPARADAS COM AS ESTACAS PRÉ-MOLDADAS 80Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS ➢ SÃO FABRICADAS COM SEÇÕES TRANSVERSAIS DE VÁRIAS FORMAS E DIMENSÕES, O QUE PERMITE UMA ADAPTAÇÃO BEM AJUSTADA A CADA CASO ➢ DEVIDO AO PESO RELATIVAMENTE PEQUENO E ELEVADA RESISTÊNCIA, SÃO FACILMENTE TRANSPORTADAS E DE BOM MANUSEIO ➢ SÃO MAIS FÁCEIS DE CRAVAR DO QUE AS ESTACAS DE MADEIRA OU DE CONCRETO PRÉ- MOLDADO, PODENDO ATRAVESSAR CAMADAS COMPACTAS OU EMBUTIR NESTAS CAMADAS 81Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS ➢ PODEM SER CORTADAS COM MAÇARICO OU EMENDADAS POR SOLDA. PEDAÇOS PODEM SER APROVEITADOS NO PROLONGAMENTO DE OUTRAS ESTACAS ➢ PODEM-SE UTILIZAR, EM CASOS ESPECIAIS, AÇOS RESISTENTES À CORROSÃO ➢ EM NOSSO PAÍS, O CUSTO É ELEVADO. EM ALGUNS CASOS TÊM MOSTRADO CONDIÇÕES DE CONCORRÊNCIA COM AS ESTACAS DE CONCRETO. DEVE-SE ANALISAR O CUSTO GLOBAL DA FUNDAÇÃO: ESTACA (MATERIAL E CRAVAÇÃO), EQUIPAMENTO (MOBILIZAÇÃO), BLOCOS DE COROAMENTO, TEMPO DE EXECUÇÃO, ETC. 4.4.1 - CORROSÃO: AS ESTACAS METÁLICAS SOFREM ESTE FENÔNEMO. SEGUNDO VELLOSO E LOPES, PODE SER RESUMIDO EM DOIS ITENS: ● Estacas metálicas inteira e permanentemente enterradas, salvo em casos excep- cionais, dispensam qualquer proteção contra a corrosão. Em cálculos de capacidade de carga estrutural, admite-se que a corrosão inutilize apenas uma espessura de sacrifício, de acordo com a norma. 82Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS ● Estacas metálicas com trecho desenterrado, no ar ou na água, exigem uma prote- ção. Por segurança, faz-se a proteção desde a cota de erosão até o bloco de coroamento. Nos casos usuais, tem-se procedido como indicado na figura a seguir. Quando a estaca é consti- tuída por perfis I, H ou trilhos, faz-se um encamisamento com concreto, preferencialmente armado; quando a estaca é tubular, arma-se o trecho acima da cota de erosão, para os es- forços previstos, desprezando-se, totalmente, o tubo de aço (que funcionará como forma) 83Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS E A NORMA NBR 6122, O QUE FALA??? ➜ Parte superior da estaca que ficar desenterrada: obrigatoriamente deve ser pro- tegida com encamisamento de concreto ou outro recurso de proteção do aço especificado em projeto. ➜ Parte total e permanentemente enterrada, independentemente da posição do lençol d’água, podem dispensar tratamento especial desde que seja descontada uma es- pessura de sacrifício, como indicado na tabela a seguir. CLASSE DO SOLO ESPESSURA DE SACRIFÍCIO (mm) Solos naturais e aterros controlados 1,0 Argila orgânica 1,5 Solos turfosos 3,0 Aterros não controlados 2,0 Solos contaminados* 3,2 * Solos agressivos deverão ser estudados especificamente 84Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS Área útil de estacas metálicas 85Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS ➜ REALIZADAS POR MEIO DE TALAS OU PARAFUSADAS; ➜ DEVEM RESISTIR: ➜ AO MANUSEIO ➜ À CRAVAÇÃO ➜ AO TRABALHO DO COMPONENTE ESTRUTURAL E AS EMENDAS??? 86Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS E A LIGAÇÃO DA ESTACA COM O BLOCO DE COROAMENTO??? ➜ P/ ESTACAS COMPRIMIDAS DESACONSELHADA SOLUÇÃO 03 SOLUÇÃO 02SOLUÇÃO 01 87Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 88Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 89Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 90Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 91Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 92Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS Entregar o detalhamento no sufoco da pressa, implica em aceitar que existirão erros de projeto. Prof. A.C.R. LARANJEIRAS 93Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.1 – APLICAÇÕES: ➢ CONSTRUÇÕES INDUSTRIAIS, EDIFÍCIOS DE MULTIPLOS ANDARES, PONTES E VIADUTOS, PORTOS E TORRES DE TRANSMISSÃO; ➢ POSSIBILIDADE DE CRAVAÇÃO EM SOLOS DE DIFÍCIL TRANSPOSIÇÃO (ARGILAS RIJAS A DURAS, PEDREGULHOS E CONCREÇÕES) SEM O INCOVENIENTE DO “LEVANTAMENTO”DE ESTACAS VIZINHAS JÁ CRAVADAS; ➢ SEM RISCO DE ESTACAS “QUEBRADAS” QUE ONERAM NÃO SÓ O ESTAQUEAMENTO, COMO OS BLOCOS QUE SERÃO REDIMENSIONADOS; ➢ POSSIBILIDADE DE TRATAMENTO À BASE DE BETUME ESPECIAL (PINTURA), COM A FINA- LIDADE DE REDUZIR O EFEITO DO ATRITO NEGATIVO; ➢ FACILIDADE DE CORTE E EMENDA, DE MODO A REDUZIR PERDAS DECORRENTES DA VARIAÇÃO DA COTA DE APOIO DO ESTRATO RESISTENTE. 94Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.2 – ESTACAS MISTAS: ➢ UTILIZADAS COMO COMPLEMENTO DE OUTRO TIPO E ESTACA (POR EXEMPLO, PRÉ- MOLDADA DE CONCRETO COM ANEL METÁLICO); ➢ Comprimento significativo da estaca em solos compactos arenosos ou argilas rijas a duras, sem os inconvenientes de “levantamento” ou atravessar pedregulhos e concreções; ➢ Pode-se também utilizar esta solução em casos onde a parte metálica fique enterrada (solo) e a parte em concreto fique exposta; 95Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.2 – ESTACAS MISTAS: ➢ Permite que a estaca seja cravada até atingir um estrato rochoso sem uma eventual quebra (rocha inclinada impõe à ponta da estaca tensões não uniformes); 96Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.3 – CORROSÃO: ➢ Estacas de aço têm sido utilizadas no mundo há mais de 120 anos; ➢ Sua durabilidade tem excedido todas as estimativas teóricas. Não há caso relatado na literatura internacional de falha estrutural causada pela corrosão de estacas de aço imersas em solo; ➢ Solos naturais são tão deficientes em oxigênio que o aço não é apreciavelmente afetado pela corrosão; ➢ O processo de corrosão de uma estaca cravada em solos cujo pH esteja situado entre 4 e 10, isto é, quase que a totalidade dos solos naturais encontrados, é funda- mentalmente dependente da presença simultânea de água e oxigênio. Na ausência de uma destas substâncias, a corrosão não ocorrerá. 97Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.3 – CORROSÃO: ➢ O primeiro metro de solo apresenta certa oxigenação; abaixo disso, a concentração desta substância decresce rapidamente com a profundidade; ➢ Na figura ao lado, observa-se uma estaca metálica que serviu como fundação por mais de 20 anos, de uma ponte sobre o rio Tamanduateí, em São Paulo (foram removidas para alargamento e aprofundamento da calha do rio). A seção de separação entre o trecho enterrado da estaca e o imerso no concreto do bloco de coroamento está indica- da pela seta. Não apresenta sinais de corrosão; ➢ No livro de fundações dos profs. Dirceu Velloso e Francisco Lopes há o relato de que a análise de estacas metálicas utilizadas como fundação de edifícios no Rio de Janeiro, junto à Lagoa Rodrigo de Freitas, e retiradas após 10 a 20 anos de uso, não mostravam sinais de corrosão 98Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.4 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL: 4.4.4.1 – FLAMBAGEM ➢ Em estacas axialmente comprimidas que permanecem totalmente enterradas normalmente não ocorre flambagem. Esta só deve ser verificada quando as es- estacas tiverem sua cota de arrasamento acima do nível do terreno, levada em conta a eventual erosão (no caso de estacas onde ocorre fluxo de água), ou atravessarem solos muito moles. 99Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.5 – CAPACIDADE GEOTÉCNICA: ● A carga admissível estrutural é a máxima carga que a estaca poderá resistir, visto que corresponde à resistência estrutural do aço que a compõe. Entretanto, há necessidade de se adotar uma estaca de um comprimento tal que permita essa carga ser atingida sob o ponto de vista do contato estaca-solo. Esta é a capacidade geotécnica, determinada normalmente pelos métodos semiempíricos 100 Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.5 – CAPACIDADE GEOTÉCNICA: 101CarlosRolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.5 – CAPACIDADE GEOTÉCNICA: Segundo Alonso, a área da ponta da estaca metálica que contribui com a capacidade de carga Para a adesão lateral rl, Alonso propõe: rl = 0,28 NSPT < 20 tf/m 2 Para a resistência unitária de ponta rp, Alonso propõe: rp = K . NSPT 102 Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 4.4.5 – CAPACIDADE GEOTÉCNICA: K (tf/m2) Tipo de solo 40 Areias 30 Areias siltosas e argilosas 25 Siltes 15 Argilas 103Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS As redundâncias são sempre sábias. Prof. A.C.R. LARANJEIRAS 104Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS ➢ BOLETIM DE CONTROLE DE EXECUÇÃO: documento que deve ser preenchido, diariamente, para todas as estacas, contendo, no mínimo, os seguintes dados da obra e da execução: a) Contratante; b) Obra e endereço; c) Contratado; d) Tipo de equipamento com características básicas, inclu- sive peso do martelo; e) Data; f) Número da estaca; g) Referência da estaca ou tipo de perfil; h) Comprimento dos segmentos levantados; 105Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS i) Comprimento cravado; j) Cotas do terreno e do arrasamento; k) Comprimento útil da estaca; l) Altura de queda do martelo (no instante da verificação da nega); m) Deslocamento da estaca (nega) para 10 golpes do martelo com altura de queda especifi- cada; n) Repique elástico da estaca no final da cravação; o) Nome e assinatura do operador. 106 Carlos Rolim Neto 4.4 – ESTACAS METÁLICAS 10 7Carlos Rolim Neto 4.5 – ESTACAS RAIZ EQUIPAMENTO NECESSÁRIO PROCESSO EXECUTIVO 108Carlos Rolim Neto 4.5 – ESTACAS RAIZ 109Carlos Rolim Neto 4.5 – ESTACAS RAIZ ➢ PODEM SER EXECUTADAS EM SOLOS E ROCHAS ➢ CARACTERIZA-SE POR SER EXECUTADA COM USO DE REVESTIMENTO ➢ ESTACA ARMADA E PREENCHIDA COM ARGAMASSA DE CIMENTO E AREIA, MOLDADA IN LOCO, EXECUTADA POR PERFURAÇÃO ROTATIVA OU ROTOPERCUSSIVA, REVESTIDA INTE- GRALMENTE, NO TRECHO EM SOLO, POR UM CONJUNTO DE TUBOS METÁLICOS RECUPERÁ- VEIS (ABNT NBR 6122:2019). ➢ É ARMADA EM TODO O SEU COMPRIMENTO ➢ A ARGAMASSA É ADENSADA COM O AUXÍLIO DE PRESSÃO, EM GERAL DADA POR AR COMPRIMIDO ➢ BOA SOLUÇÃO PARA REFORÇO DE FUNDAÇÃO ➢ NÃO PRODUZEM CHOQUES NEM VIBRAÇÕES ➢ EQUIPAMENTO, EM GERAL, DE PEQUENO PORTE 110Carlos Rolim Neto 4.5 – ESTACAS RAIZ ➢ ATINGEM GRANDES PROFUNDIDADES ➢ EM GERAL, SEU DIÂMETRO VARIA ENTRE 80 E 500 mm ➢ POSSUEM ALTA CAPACIDADE DE CARGA ➢ POSSIBILIDADE DE EXECUÇÃO EM ÁREAS DE ALTURA LIMITADA ➢ APRESENTA RECALQUES BEM REDUZIDOS ➢ COMBATE ESFORÇOS DE FLEXÃO ➢MUITA SUJEIRA NA OBRA ➢ ALTO CONSUMO DE CIMENTO, ELEVANDO SEU CUSTO ➢ IMPACTO AMBIENTAL ➢ BOA SOLUÇÃO PARA OBRAS QUE APRESENTAM ELEVADA TRAÇÃO NA FUNDAÇÃO 111Carlos Rolim Neto 4.5 – ESTACAS RAIZ 112Carlos Rolim Neto 4.5 – ESTACAS RAIZ 113Carlos Rolim Neto 4.5 – ESTACAS RAIZ O Brasil SEMPRE necessitará de gente COMPETENTE para projetar e construir. Prof. Péricles Fusco 114Carlos Rolim Neto ● POSSIBILIDADE 01: PERFIL METÁLICO ● POSSIBILIDADE 02: HÉLICE CONTÍNUA ● POR QUE NÃO ESCAVADA??? ● POR QUE NÃO PRÉ-MOLDADA??? ● POR QUE NÃO RAIZ??? 5.0 – EXEMPLOS DE SONDAGENS E POSSIBILIDADES DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 115Carlos Rolim Neto 5.0 – EXEMPLOS DE SONDAGENS E POSSIBILIDADES DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS ● POSSIBILIDADE 01: PERFIL METÁLICO ● POR QUE NÃO ESCAVADA??? ● POR QUE NÃO PRÉ-MOLDADA??? ● POR QUE NÃO HÉLICE CONTÍNUA??? ● POR QUE NÃO RAIZ??? 116Carlos Rolim Neto 5.0 – EXEMPLOS DE SONDAGENS E POSSIBILIDADES DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS ● POSSIBILIDADE 01: HÉLICE CONTÍNUA ● POR QUE NÃO ESCAVADA??? ● POR QUE NÃO PRÉ-MOLDADA??? ● POR QUE NÃO PERFIL METÁLICO??? ● POR QUE NÃO RAIZ??? 117Carlos Rolim Neto 5.0 – EXEMPLOS DE SONDAGENS E POSSIBILIDADES DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS ● POSSIBILIDADE 01: ESCAVADA ● POR QUE NÃO HÉLICE CONTÍNUA??? ● POR QUE NÃO PRÉ-MOLDADA??? ● POR QUE NÃO PERFIL METÁLICO??? ● POR QUE NÃO RAIZ??? 118Carlos Rolim Neto 5.0 – EXEMPLOS DE SONDAGENS E POSSIBILIDADES DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS ● POSSIBILIDADE 01: RAIZ ● POR QUE NÃO HÉLICE CONTÍNUA??? ● POR QUE NÃO PRÉ-MOLDADA??? ● POR QUE NÃO PERFIL METÁLICO??? ● POR QUE NÃO ESCAVADA??? 119Carlos Rolim Neto 5.0 – EXEMPLOS DE SONDAGENS E POSSIBILIDADES DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS ● POSSIBILIDADE 01: PRÉ-MOLDADA ● POSSIBILIDADE 02: METÁLICA ● POR QUE NÃO HÉLICE CONTÍNUA??? ● POR QUE NÃO RAIZ??? ● POR QUE NÃO ESCAVADA??? 120Carlos Rolim Neto A quantidade e qualidade das informações fornecidas é proporcional à quantidade e qualidade das informações recebidas A. C. R. Laranjeiras 121Carlos Rolim Neto 6.0 – EXEMPLO DE GEOLOGIA 122Carlos Rolim Neto 6.0 – EXEMPLO DE GEOLOGIA/SONDAGEM SPT Formação Barreiras Sedimentos Quaternário 123Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO 124Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO 125Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO Pa rt h en o n A lt a V is ta A lt ip la n o R es id en ce Fo n ta d a d i M ar e To u rs M o n t B la n c Sa in t G er m an G ra n d M ar e Sa in t M ic h ae l P la za U lt ra M ar e H er o n M ar in h o G re en m ar e M ar al to A lt ip le x 126Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO 127Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO 128Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO 129Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO 130Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO 131Carlos Rolim Neto 7.0 – ESTACAS ESCAVADAS TRADO MECÂNICO 132Carlos Rolim Neto 8.0 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA 8.0 – ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA Fr an ki Fr an ki Fr an ki Fr an ki Fr an ki Fr an ki Fr an ki 9.0 – ESTACAS METÁLICAS 9.0 – ESTACAS METÁLICAS 9.0 – ESTACAS METÁLICAS Assumir a responsabilidade por um projeto que você não fez é uma espécie de prostituição Prof. A. C. Vasconcelos É difícil fazer um ENGENHEIRO na universidade. A profissão deve ser aprendida com a experiência e com a ajuda dos mestres. Eng. Hugo Corres 137 CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 1.1 – CARGA ADMISSÍVEL DE UMA ESTACA OU TUBULÃO: máxima carga que, aplicada sobre a estaca ou sobre o tubulão isolados, atende, com fatores de segurança predeterminados, aos estados limites últimos (ruptura) e de serviço (recalques, vibrações, etc) (ABNT NBR 6122:2019). 1.2 – CARGA DE RUPTURA DE UMA FUNDAÇÃO: carga que, se aplicada à fundação, provoca perda do equilíbrio estático ou deslocamentos que comprometem sua segurança ou desempenho; corresponde à força resistente última (geotécnica) da fundação (ABNT NBR 6122:2019). 1.3 – CARGA DE TRABALHO DE ESTACAS: carga efetivamente atuante na estaca, em valores característicos; a tensão de trabalho da estaca corresponde à carga de trabalho divi- dida pela área da seção transversal (ABNT NBR 6122:2019). 1.0 - DEFINIÇÕES 138Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 1.0 - DEFINIÇÕES ● MÉTODOS EMPÍRICOS – Prevalecia a experiência do engenheiro (obras rea- lizadas) ● MÉTODOS TEÓRICOS – Muita teoria, funciona bem nos meios acadêmicos, mas de pouca praticidade (dados não usuais nas obras) ● MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS – Bons para a prática de projetos (experiência e estatística), provas de carga e tipo de solo. Utilizados por grandes escritórios de projetos do Brasil e exterior. 1.4 – RESISTÊNCIA TOTAL: RP + RL 139Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 1.0 - DEFINIÇÕES 1.5 – PLANTA DE CARGAS 140 CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 1.0 - DEFINIÇÕES 1.6 – ALGUNS MÉTODOS SEMI EMPÍRICOS (DENTRE VÁRIOS EXISTENTES): ● DÉCOURT-QUARESMA ● AOKI VELLOSO ● TEIXEIRA ● ANTUNES E CABRAL 1.7 – ATENÇÃO E CUIDADO!!! 1.7.1 – NSPT ACIMA DE 50 1.7.2 – ESTACAS PRÉ-MOLDADAS: NSPT ≤ 35 (SUGIRO NÃO ULTRAPASSAR 25) 1.7.3 – ESTACAS ESCAVADAS – RESISTÊNCIA DEPONTA LIMITADA A 20% DA RESISTÊNCIA TOTAL 141Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS ➢ CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS A PARTIR DO ENSAIO SPT; ➢ 𝑸𝒖 = 𝜶. 𝒒𝒑 . 𝑨𝒑 + 𝜷. 𝒒𝒍. 𝑨𝒍 ➢ RESISTÊNCIA DE PONTA: valor do N é a média entre o valor correspondente à ponta da estaca, o imediatamente anterior e o imediatamente posterior; A resistência de ponta é da- da por: 𝒒𝒑, 𝒖𝒍𝒕 = 𝑪𝑵 (kN/m 2) O valor de C é retirado da tabela a seguir: 2.0 – MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA TIPO DE SOLO C (kN/m2) Argilas 120 Siltes argilosos 200 Siltes arenosos 250 Areias 400 142 CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 2.0 – MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA ➢ RESISTÊNCIA LATERAL: valores de N ao longo do fuste, sem levar em conta aqueles utili- zados para a estimativa da resistência de ponta. É o valor médio. Nenhuma distinção é feita quanto ao tipo de solo. A. resistência lateral, em kN/m2, é dada por: 𝝉𝒍, 𝒖𝒍𝒕 = 𝟏𝟎 ( 𝑵 𝟑 + 𝟏) ➢ CONSIDERAÇÕES IMPORTANTES PARA DETERMINAÇÃO DO N MÉDIO: ● Valores de N menores que 3 devem ser considerados iguais a 3; ● Valores de N maiores que 50 devem ser considerados iguais a 50 143Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 2.0 – MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA ➢ PARÂMETRO 𝜶 (DÉCOURT, 1996) ARGILAS SOLOS INTERMEDIÁRIOS AREIAS CRAVADA 1,00 1,00 1,00 ESCAVADA EM GERAL 0,85 0,60 0,50 ESCAVADA COM LAMA BENTONÍTICA 0,85 0,60 0,50 HÉLICE CONTÍNUA 0,30 0,30 0,30 RAIZ 0,85 0,60 0,50 INJETADAS (ALTA PRESSÃO) 1,00 1,00 1,00 144Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 2.0 – MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA ➢ PARÂMETRO 𝛽 (DÉCOURT, 1996) ARGILAS SOLOS INTERMEDIÁRIOS AREIAS CRAVADA 1,00 1,00 1,00 ESCAVADA EM GERAL 0,80 0,65 0,50 ESCAVADA COM LAMA BENTONÍTICA 0,90 0,75 0,60 HÉLICE CONTÍNUA 1,00 1,00 1,00 RAIZ 1,50 1,50 1,50 INJETADAS (ALTA PRESSÃO) 3,00 3,00 3,00 145Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 2.0 – MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA EXERCÍCIO 1: Considerando-se o seguinte perfil, determine a capacidade de carga admissível para uma estaca pré-moldada com comprimento fixado em 9,0 m e diâmetro igual a 20 cm Solução: (Resistência da ponta + resistência lateral) (Resistência da ponta) (Resistência lateral) 𝑄𝑢 = 𝑄𝑝 + 𝑄𝑙 𝑄𝑝 = 𝛼. 𝑞𝑝. 𝐴𝑝 𝑄𝑙 = 𝛽. 𝑞𝑙. 𝐴𝑙 a) Determinação da resistência da ponta: 𝜶 = 1 (estaca cravada e areia) qp = CN 𝑁𝑀É𝐷𝐼𝑂 = 14 + 23 + 20 3 ⇒ 𝑁 𝑀É𝐷𝐼𝑂 = 19 C= 400 kN/m2 (areia) 146 CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 2.0 – MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA qp = 400 x 19 ⇒ qp = 7600 kN/m 2 𝐴𝑝 = 𝜋 𝑑2 4 ⇒ 𝐴𝑝 = 𝜋 (0,20)2 4 ⇒ 𝐴𝑝 = 0,0314 𝑚2 Qp = 𝜶.qp.Ap⇒ Qp = 1 . 7600 . 0,0314 ⇒ Qp = 238,64 kN b) Determinação da resistência lateral 𝛽 = 1 (estaca cravada em todos os tipos de solo) 𝑞𝑙 = 10 𝑁 3 + 1 Nspt TOTAL= 7, 9, 14, 5, 2, 3, 4, 14, 23, 20 𝑁𝑆𝑃𝑇 𝑀É𝐷𝐼𝑂 = 7 + 9 + 14 + 5 + 2 + 3 + 4 7 ⇒ 𝑁 𝑆𝑃𝑇𝑀É𝐷𝐼𝑂 = 6,25 PONTA 147 CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 2.0 – MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA 𝑞𝑙 = 10 𝑁 3 + 1 ⇒ 𝑞𝑙 = 10 6,25 3 + 1 ⇒ 𝑞𝑙 = 31 𝑘𝑁/𝑚 2 Al = perímetro . altura = p . h = 2 . 𝜋 . 𝑟 . ℎ 𝐴𝑙 = 2 . 𝜋 . 0,10 . 9 ⇒ 𝐴 𝑙 = 5,65 m 2 𝑄𝑙 = 𝛽 . 𝑞𝑙 . 𝐴𝑙 ⇒ 𝑄 𝑙 = 1 𝑥 31 𝑘𝑁 𝑚2 𝑥 5,65 𝑚2 ⇒ 𝑄𝑙 = 175,2 𝑘𝑁 Qu = QPONTA + QLATERAL ⇒ QU = 238,64 + 175,2 ⇒ QU = 413,84 kN (Carga de ruptura) Carga admissível: 413,84 2 = 𝟐𝟎𝟕 𝒌𝑵COEFICIENTE DE SEGURANÇA GLOBAL 148 Sempre desconfie dos resultados das máquinas. Contas por aproximação são valiosas. A.C.R. Laranjeiras 149 150Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO ➢MÉTODO ELABORADO INICIALMENTE PARA ENSAIO CPT; ➢ CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS CORRELACIONADAS COM O ENSAIO SPT; ➢ R= 𝑹 𝑳+ 𝑹 𝑷 ONDE rL e rP são incógnitas geotécnicas 𝒓𝑷 = 𝒒𝒄 𝑭𝟏 𝒓𝑳 = 𝒇𝒔 𝑭𝟐 ONDE F1 E F2 são fatores de correção que levam em conta o efeito escala (diferença de comportamento entre a estaca) e o cone e também a influência do método executivo de cada tipo de estaca RL = U 𝚺 (rL 𝛥L) RP = rP AP 151Carlos Rolim Neto 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO qc = K NSPT Onde o coeficiente K depende do tipo de solo fs = 𝜶 qc ⇒ fs = 𝜶 K NSPT Onde 𝜶 é função do tipo de solo Podemos reescrever as expressões para rP e rL 𝒓𝑷 = 𝑲 𝑵𝑷 𝑭𝟏 𝒓𝑳 = 𝜶 𝑲 𝑵𝑳 𝑭𝟐 CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS Onde: NP➜ índice de resistência à penetração na cota de apoio da ponta da estaca NL➜ índice de resistência à penetração médio na camada de solo de espessura 𝛥L 152Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS DAÍ OBTEM-SE: 𝑹 = 𝑲𝑵 𝑷 𝑭 𝟏 𝑨 𝑷+ 𝑼 𝑭 𝟐 𝚺 𝜶 𝑲 𝑵 𝑳 𝚫𝑳 ; 𝐎𝐍𝐃𝐄 𝐊, 𝜶, 𝑭𝟏 𝑬 𝑭𝟐 FORAM TABELADOS PELOS AUTORES TIPO DE ESTACA F1 F2 FRANKI 2,50 2F1 METÁLICA 1,75 2F1 PRÉ-MOLDADA 1+ D/0,80 2F1 ESCAVADA 3,0 2F1 RAIZ, HÉLICE CONTÍNUA E ÔMEGA 2,0 2F1 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO 153Carlos Rolim Neto COEFICIENTE K E RAZÃO DE ATRITO 𝜶 SOLO K (MPa) 𝜶 (%) AREIA 1,00 1,4 AREIA SILTOSA 0,80 2,0 AREIA SILTO ARGILOSA 0,70 2,4 AREIA ARGILOSA 0,60 3,0 AREIA ARGILO SILTOSA 0,50 2,8 SILTE 0,40 3,0 SILTE ARENOSO 0,55 2,2 SILTE ARENO ARGILOSO 0,45 2,8 SILTE ARGILOSO 0,23 3,4 SILTE ARGILO ARENOSO 0,25 3,0 ARGILA 0,20 6,0 ARGILA ARENOSA 0,35 2,4 ARGILA ARENO SILTOSA 0,30 2,8 ARGILA SILTOSA 0,22 4,0 ARGILA SILTO ARENOSA 0,33 3,0 154Carlos Rolim Neto Tipo de estaca Nlim Pré-moldada de concreto 𝜙 < 30 cm 15 < NSPT < 25 e 𝚺NSPT = 80 Pré-moldada de concreto 𝜙 ≥ 30 cm 25 < NSPT ≤ 35 Perfil metálico 25 < NSPT ≤ 55 Tubada (oca, ponta fechada) 20 < NSPT ≤ 40 Strauss 10 < NSPT ≤ 25 Franki em solos arenosos 8 < NSPT ≤ 15 Franki em solos argilosos 20 < NSPT ≤ 40 Estacão e diafragma, com lama bentonítica 30 < NSPT ≤ 80 Hélice contínua 20 < NSPT ≤ 45 Ômega 20 < NSPT ≤ 40 Raiz NSPT ≥ 60 (penetra na rocha sã) Valores limites de NSPT para a parada das estacas: 155Carlos Rolim Neto EXERCÍCIO 2: Considerando estacas pré-moldadas de concreto centrifugado, com diâmetro de 0,33 m, carga de catálogo de 750 kN e comprimento de 12 m, cravadas em local cuja sonda- gem com NSPT está representada ao lado, com ponta à cota -13 m, fazer a previsão da capacidade de carga dessa fundação utilizando o método Aoki-Velloso FATORES DE CORREÇÃO: 𝐹1 = 1 + 𝐷 0,80 = 1 + 0,33 0,80 = 1,41 (Para estacas pré-moldadas) F2 = 2F1 = 2 x 1,41 ⇒ F2 = 2,82 𝑹 = 𝑲𝑵 𝑷 𝑭 𝟏 𝑨 𝑷+ 𝑼 𝑭 𝟐 𝚺 𝜶 𝑲𝑵 𝑳 𝚫𝑳 Solução: 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO 156Carlos Rolim Neto 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO RESISTÊNCIA LATERAL: RL = U 𝚺 (rL 𝛥L) 𝒓𝑳 = 𝜶 𝑲 𝑵𝑳 𝑭𝟐 De -1 m a -6 m: areia argilosa com 𝑁𝑚é𝑑 = 5+2+3+2+4 5 ⇒ 𝑁 𝑚é𝑑 ≂ 3 K = 600 kPa e 𝜶 = 3% RL = U 𝚺 (rL 𝛥L) 𝒓𝑳 = 𝜶 𝑲 𝑵𝑳 𝑭𝟐 𝑅𝐿1 = 0,03 . 600 . 3 2,82 . 𝜋 . 0,33 . 5 ⇒ 𝑅 𝐿1 = 99 𝑘𝑁 157Carlos Rolim Neto 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO RESISTÊNCIA LATERAL: De -6 m a -11 m: areia argilosa com 𝑁𝑚é𝑑 = 4+7+9+9+7 5 ⇒ 𝑁 𝑚é𝑑 ≂ 7 K = 600 kPa e 𝜶 = 3% RL = U 𝚺 (rL 𝛥L) 𝒓𝑳 = 𝜶 𝑲 𝑵𝑳 𝑭𝟐 𝑅𝐿2 = 0,03 . 600 . 7 2,82 . 𝜋 . 0,33 . 5 ⇒ 𝑅 𝐿2 = 232 𝑘𝑁 158Carlos Rolim Neto 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO RESISTÊNCIA LATERAL: De -11 m a -13 m: areia argilosa com 𝑁𝑚é𝑑 = 7+9 2 ⇒ 𝑁𝑚é𝑑 ≂ 8 K = 600 kPa e 𝜶 = 3% RL = U 𝚺 (rL 𝛥L) 𝒓𝑳 = 𝜶 𝑲 𝑵𝑳 𝑭𝟐 𝑅𝐿3 = 0,03 . 600 . 8 2,82 . 𝜋 . 0,33 . 2 ⇒ 𝑅 𝐿1 = 106 𝑘𝑁 RL = U 𝚺 (rL 𝛥L) ⇒ RL = RL1 + RL2 + RL3 ⇒ RL = 99 + 232 + 106 RL = 437 kN 159Carlos Rolim Neto 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO RESISTÊNCIA DE PONTA (COTA -13 m): Areia argilosa com NSPT = 14 RP = rP AP 𝒓𝑷 = 𝑲 𝑵𝑷 𝑭𝟏 𝑅𝑃 = 600 . 14 1,41 . 𝜋 . 0,33 2 4 ⇒ 𝑅 𝑃 = 510 𝑘𝑁 CARGA DE RUPTURA DA ESTACA: R = RL + RP ⇒ R = 437 + 510 ⇒ R = 947 kN CARGA ADMISSÍVEL DA ESTACA: 𝟗𝟒𝟕 𝟐 = 𝟒𝟕𝟑, 𝟓 𝒌𝑵 160Carlos Rolim Neto 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO EXERCÍCIO 3: Para os mesmos dados do exercício anterior, determinar a carga admissível do estaqueamento: a)Considerando que 12 m é o máximo comprimento disponível dessa estaca, e que, por opção didática, não haverá emenda de estaca; b) Considerando a possibilidade de emendar as estacas. Soluções: a) A opção por não emendar as estacas impõe L = LMÁX = 12 m 1ª) Pe = 750 kN (Carga de catálogo) ➜ R = 2 x 750 kN = 1500 kN 2ª) L = LMÁX = 12 m ➜ ok! (Carga geotécnica menor que a estrutural) 3ª) E NSPT = 14 < NLIM25 < NSPT ≤ 35 ➜ L≂ 19 a 23 m (Limite de parada) 161Carlos Rolim Neto 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO Soluções: b) Considerando a possibilidade de emendar as estacas, não há comprimento máximo preestabelecido Vamos, por tentativas, procurar o comprimento da estaca necessário para que Pgeo = Pest = 750 kN Aproveitando os dados obtidos no exercício 2, vamos recalcular apenas a última parcela de resistência lateral (RL3) e a resistência de ponta (RP), e construir a tabela a seguir 162Carlos Rolim Neto 3.0 – MÉTODO AOKI-VELLOSO Cota da ponta (m) NSPT RL1 (kN) RL2 (kN) RL3 (kN) RL (kN) RP (kN) R (kN) PGEO -13 14 99 232 106 437 510 950 500 -14 16 99 232 199 523 582 1105 550 -15 15 99 232 291 622 546 1168 600 -16 13 99 232 397 728 473 1201 600 -17 14 99 232 476 807 510 1317 650 -18 16 99 232 602 933 582 1515 750 -19 21 99 232 688 1019 764 1783 900 ● Logo, a estaca deverá ter a ponta na cota -18 m (L=17 m), com Pe = Pgeo = 750 kN ● Se formos buscar o critério de parada de estaca pré-moldada com diâmetro superior a 0,30m 25 < NSPT ≤ 35 Levaria a estaca às cotas -20 m a -24 m (L= 19 m a 23 m). Tais comprimentos resultariam em cargas geotécnicas muito superiores às estruturais 163Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 4.0 – MÉTODO TEIXEIRA ➢MÉTODO ELABORADO COM BASE EM DIVERSOS MÉTODOS; ➢ PROPÕE EQUAÇÃO UNIFICADA DE CAPACIDADE DE CARGA, EM FUNÇÃO DOS PARÂMETROS 𝜶 E 𝛽; ● R = RP + RL ● RP = 𝜶 NP AP ● RL = 𝛽 NL U L ONDE: ● NP – Valor médio do índice de resistência à penetração medido no intervalo de 4 diâmetros acima da ponta da estaca e 1 diâmetro abaixo ● NL – Valor médio do índice de resistência à penetração ao longo do fuste da estaca 164Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS SOLO (4<NSPT<40) TIPO DE ESTACA - 𝜶 (kPa) Pré-moldada e perfil metálico Franki Escavada a céu aberto Raiz Argila siltosa 110 100 100 100 Silte argiloso 160 120 110 110 Argila arenosa 210 160 130 140 Silte arenoso 260 210 160 160 Areia argilosa 300 240 200 190 Areia siltosa 360 300 240 220 Areia 400 340 270 260 Areia com pedregulhos 440 380 310 290 ➢ VALORES DE 𝜶 (TABELADO) ➜ FUNÇÃO DO SOLO ➜ FUNÇÃO DO TIPO DE ESTACA 4.0 – MÉTODO TEIXEIRA (1996) 165Carlos Rolim Neto CAPACIDADE DE CARGA DE FUNDAÇÕES PROFUNDAS 4.0 – MÉTODO TEIXEIRA (1996) ➢ VALORES DE 𝛽 (TABELADO) ➜ FUNÇÃO DO TIPO DE ESTACA TIPO DE ESTACA 𝛽 (kPa) Pré-moldada e Perfil metálico 4 Franki 5 Escavada a céu aberto 4 Raiz 6 166Carlos Rolim Neto EXERCÍCIO 4: Considerando estacas escavadas de concreto, com diâmetro igual a 0,40 m e comprimento de 15 m, executadas em local cuja sondagem com NSPT está representada ao lado, com com- primento igual a 15 m, fazer a previsão da capacidade de carga dessa estaca utilizando o método de Teixeira. ● R = RP + RL ● RP = 𝜶 NP AP ● RL = 𝛽 NL U L Solução: RESISTÊNCIA DE PONTA: 𝜶 = 200 (areia argilosa); ver tabela do método 𝛽 = 4 (estaca escavada); ver tabela do método AP = 𝜋 𝐷2 4 = 𝜋 0,4 2 4 = 𝐴 𝑃 = 0,1256 𝑚 2 NP = 16+15 2 ⇒ 𝑁 𝑃 = 15,5 (4 diâmetros acima e 1 abaixo) RP = 200 kPa x 15,5 x 0,1256 m 2 ⇒ RP = 389,36 kN 4.0 – MÉTODO TEIXEIRA 167Carlos Rolim Neto 4.0 – MÉTODO TEIXEIRA Solução: RESISTÊNCIA LATERAL: 𝛽 = 4 (estaca escavada); ver tabela do método NL = 5+2+3+2+4+4+7+9+9+7+7+9+14 13 ⇒ NL = 6,3 U = 2 x 𝛑 x r = 2 x 𝛑 x 0,2 m ⇒ U = 1,26 m L= 15 m RL= 4 kPa x 6,3 x 1,26 m x 15 m ⇒ RL = 476,28 kN CARGA DE RUPTURA DA ESTACA: R = RP + RL ⇒ R= 389,36 + 476,28 kN A norma limita, para estacas escavadas, a resistência de ponta. O valor 476,28 kN deve representar 80% da resistência total. (Com fluido, 50%) CARGA DE RUPTURA: R = 476,3 + 119,1 = 595,4 kN CARGA ADMISSÍVEL: 𝟓𝟗𝟓,𝟒 𝟐 = 𝟐𝟗𝟕, 𝟕 𝒌𝑵 Só deve ser considerado este valor para a resistência de ponta 476,3 - 80% X - 20% X= 119,1 kN 168Carlos Rolim Neto Ainda não apareceu um programa capaz de gerar ideias e soluções de engenharia, ou corrigir concepções projetuais ruins. Os softwares aceitam tudo... Acredite! As soluções estão AQUI! Prof. Carlos Rolim Neto 169Carlos Rolim Neto 5.0 – CARGA ESTRUTURAL ADMISSÍVEL (CARGA DE CATÁLOGO) ➢ PARCELA GEOTÉCNICA: quanto o solo suporta ➢ PARCELA ESTRUTURAL: quanto a estaca suporta PROJETO OTIMIZADO: Carga estrutural ≂ carga geotécnica ESTAQUEAMENTO: ● Dois ou três diâmetros por obra (ver caso a caso) ● Trocar o trado (hélice contínua) pode durar entre 6 e 7 horas ● Estacas que já vêm prontas para a obra, tornam esta operação mais simples (variação de seção) ● Não colocar estacas com diâmetros diferentes em um mesmo bloco (variar em blocos distintos) ● Não variar comprimentos de estacas em um mesmo bloco (variar em blocos distintos) Exemplos: 170Carlos Rolim Neto 5.0 – CARGA ESTRUTURAL ADMISSÍVEL (CARGA DE CATÁLOGO) CARGA DE CATÁLOGO: Contempla exclusivamente a estaca, sem levar em conta o aspecto geotécnico (espécie de tensão admissível do material da estaca (𝜎e) multiplicada pela área da seção transversal do fuste ➜ (Pe) Pgeo ≤ Pestrut ● Conhecida inicialmente ● Representa o limite superior para a carga da fundação CARGA DE CATÁLOGO 171Carlos Rolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A CARGA VERTICAL 172Carlos Rolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A CARGA VERTICAL EXEMPLO: ● ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA ➜ 𝜎c < 6 MPa ● ESTACAS ESCAVADAS ➜ 𝜎c < 5 MPa AS = 0,4% Ac ÁREA DE CONCRETOÁREA DE AÇO SE O DIÂMETRO DA ESTACA FOR IGUAL A 50 cm, TEM-SE: 1) Área de concreto: Ac = 𝝅 𝑫𝟐 𝟒 = 𝝅 𝟓𝟎 𝟐 𝟒 ⇒ 𝑨 𝒄 = 𝟏𝟗𝟔𝟑, 𝟒𝟒 𝒄𝒎 𝟐 2) Seção de armadura: AS = 0,4% Ac = 𝟎,𝟒 𝟏𝟎𝟎 𝒙 𝟏𝟗𝟔𝟑, 𝟒𝟒 ⇒ 𝑨 𝒄 = 𝟕, 𝟖𝟓 𝒄𝒎 𝟐 ➜ Escolhendo 𝜙 12.5 mm (AS12.5 = 1,25 cm 2) ➜ As = 𝟕,𝟖𝟓 𝟏,𝟐𝟓 = 𝟔, 𝟐𝟖 ➜ 7 𝜙 12.5 mm 3) Comprimento: 4,0 m 173Carlos Rolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A CARGA VERTICAL 4) Caso a tensão seja > que a estabelecida por norma ➜ dimensionamento pilar curto 5) Excentricidade máxima: 10% do diâmetro (no exemplo, 5 cm) 6) Desaprumo máximo: 1,5% do comprimento da estaca Se você achar que está errado, é porque está mesmo. A.C.R. Laranjeiras 174Carlos Rolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A MOMENTO FLETOR E ESFORÇO HORIZONTAL 1) BLOCO DE UMA ESTACA: Se não houverem vigas em duas direções ortogonais, a estaca recebe esforço cortante e momento fletor VIGAS EM DUAS DIREÇÕES 175Carlos Rolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A MOMENTO FLETOR E ESFORÇO HORIZONTAL 2) BLOCO DE DUAS ESTACAS: Se não houver viga pelo menos na direção perpendicular ao eixo que une as duas estacas, as estacas recebem esforço cortante e momento fletor VIGA Existe o binário de forças (compressão e tração) no plano do eixo que une as duas estacas 3) BLOCO SOBRE TRÊS OU MAIS ESTACAS: Binários de forças à tração e à compressão. 176Carlos Rolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A MOMENTO FLETOR 1) MOMENTOS ORIUNDOS DA ESTRUTURA (Fornecidos pelo projetista estrutural) 2) MOMENTOS ORIUNDOS DO TRANSPORTE 177Carlos Rolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A MOMENTO FLETOR 1) ARMADURA MÍNIMA: ASMIN = 0,15% AC 2) SEÇÃO QUADRADA: Cálculo como viga 3) SEÇÃO CIRCULAR: Ábaco 4) Nd = 𝜸f N 5) Md = 𝜸f M 6) fcd = 0,85 fck/𝜸c 7) fyd = fyk/𝜸c 8) 𝑨𝒔 = 𝒑 𝑨 𝒄 ∙𝒇𝒄𝒅 𝒇 𝒚𝒅 9) 𝒏 = 𝑵 𝒅 𝒅 𝒃 𝟐 𝒙 𝒇𝒄𝒅 10) 𝒎 = 𝑴 𝒅 𝒅 𝒃 𝟑 𝒙 𝒇𝒄𝒅 178Carlos Rolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A MOMENTO FLETOR ÁBACO 1 ÁBACO 2 179CarlosRolim Neto 6.0 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A MOMENTO FLETOR ÁBACO 3 Onde: ● db – Diâmetro da estaca ● da – Distância intereixos da armadura longitudinal ● Nd – Carga vertical majorada (tração ou compressão) ● Md – Momento majorado ● fcd – Resistência de cálculo do concreto ● fyd - Resistência de cálculo do aço Calculam-se, agora, n e m, determina-se o coeficiente p, para entrada fórmula do As 180Carlos Rolim Neto 6.1 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A ESFORÇO CORTANTE ● VSD ≤ VRD2 ● VSD ≤ VRD3 ● VRD3 = VSW + VC ● VSD – Força solicitante de projeto ● VRD2 – Força cortante resistente de cálculo (ruína da diagonal comprimida do concreto) ● VRD3 – Força cortante resistente de cálculo (ruína da tração diagonal) ● VSW – Força cortante resistente de cálculo do aço ● VC – Força cortante resistente de cálculo do concreto ● VRD2 = 0,27 1 − 𝑓𝑐𝑘 250 𝑓𝑐𝑑 𝑏𝑤 𝑑 (fck em Mpa) ● VC = 0,6 x FCTD x 𝛑 x 𝑑2 4 181Carlos Rolim Neto 6.1 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DA ESTACA A ESFORÇO CORTANTE ● FCTD – Resistência de cálculo do concreto ao cisalhamento ● FCTD = 0,15 ∛ 𝑓𝑐𝑘 2 ● VSW = 𝐴 𝑆𝑊 𝑆 𝑥 0,9 𝑥 𝑑 𝑥 𝑓𝑦𝑑 ; VSW = Vd - Vc ● d – altura útil da peça de concreto = (diâmetro da estaca – cobrimento) ● ASMÍN = 𝜌min x 100 x bw Tabela com valores de 𝜌mín 182Carlos Rolim Neto 6.2 – DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO E ESTRUTURAL DE ESTACA A TRAÇÃO DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO ➜ Somam-se todas as parcelas de atrito lateral ➜ Verifica-se em que profundidade ocorre esforço nulo na estaca ➜ Para tal verificação, toma-se o valor de 70% do atrito lateral, pelos métodos de capacidade de carga ➜ A armadura deve atingir, no mínimo, esta profundidade DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL ➜ Definição do fck, dimensionamento das armaduras ➜ w – coeficiente relacionado com a abertura de fissuras w = 1 para estaca não protegida em meio agressivo. Fissura até 0,1 mm. w= 2 para estaca não protegida em meio não agressivo. Fissura até 0,2 mm w= 3 para estaca protegida 183Carlos Rolim Neto 6.2 – DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO E ESTRUTURAL DE ESTACA A TRAÇÃO DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL ➜ 𝜙 = Diâmetro das barras tracionadas ➜ nb = Coeficiente de aderência (≤ 1,8) ➜𝜎s – Tensão máxima no aço para garantir a abertura de fissura ➜Es - Módulo de elasticidade do aço (Es = 210000 MPa) ➜ ftk - Resistência característica do concreto à tração: ftk =(0,06 fck)+ 0,7 w = 𝜙 2 𝑛𝑏 −0,75 𝑥 3 𝑥( 𝜎 𝑠 2 𝐸 𝑠 𝑥 𝑓𝑡𝑘 Onde: w ➜ ambiente marinho? ➜ ambiente que contém produtos químicos? ➜ existe variação do lençol freático? ➜Es - Módulo de elasticidade do aço (Es = 210000 MPa) ➜ ftk - Resistência característica do concreto à tração: ftk =(0,06 fck)+ 0,7 184Carlos Rolim Neto 6.2 – DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO E ESTRUTURAL DE ESTACA A TRAÇÃO DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL w = 𝜙 2 𝑛𝑏 −0,75 𝑥 3 𝑥( 𝜎 𝑠 2 𝐸 𝑠 𝑥 𝑓𝑡𝑘 Concreto ➜ Bom à compressão ➜ Não tão bom à tração Es = 210000 MPa (aço) Utilizar barras de 20 mm (Escolha do projetista) Ftk = (0,06 fck) + 0,7 𝜙 – Diâmetro da barra em mm Vamos começar utilizando esta fórmula, ligada a abertura de fissuras Escolhendo w = 1 (ambiente agressivo e estaca não protegida 185Carlos Rolim Neto 6.2 – DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO E ESTRUTURAL DE ESTACA A TRAÇÃO EXERCÍCIO 5: Dimensionar a estaca à tração, com carga estrutural igual a 125 Tf e carga geotécnica igual a 86 Tf . A carga de tração na estaca é de 30 Tf. O fck da estaca é 20 MPa. A estaca possui 50 cm de diâmetro. ftk = 0,06 fck + 0,7 = 0,06 fck + 0,7 ⇒ ftk = 1,9 MPa Solução: 1 = 20 2 𝑥 1,8 − 0,75 𝑥 3 𝑥 𝜎𝑠 2 210000 𝑥 1,9 w = 𝜙 2 𝑛𝑏 −0,75 𝑥 3 𝑥( 𝜎 𝑠 2 𝐸 𝑠 𝑥 𝑓𝑡𝑘 𝜎s 2 = 18952,5 ⇒ 𝜎s = 137,67 MPa Tensão máxima a ser aplicada no aço, para que a abertura máxima de fissuras seja de 0,1 mm 30 tf = 0,3 MN Com isso, é possível determinar a área de aço: 𝐴𝑠 = 𝑁𝑡𝑘 𝜎𝑠 = 0,3 137,67 ⇒ 𝐴𝑠 = 2,18 𝑥 10 − 3 𝑚2 Força em MN As = 21,79 cm2 ➜ 7 𝜙 20.0 mm Tensão em MPa 186Carlos Rolim Neto 6.2 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA A COMPRESSÃO EXERCÍCIO 6: Dimensionar a estaca à compressão, com carga estrutural igual a 125 Tf e carga geotécnica igual a 86 Tf . A carga de tração na estaca é de 30 Tf. O fck da estaca é 20 MPa. A estaca possui 50 cm de diâmetro. Se não ultrapassarmos uma tensão de 6MPa (Estaca hélice contínua) – As = 0,4% Ac Carga de compressão: 86 Tf 𝜎 = 𝐹 𝐴 = 86000 𝑘𝑔𝑓 1963,44 𝑐𝑚2 ⇒ 𝜎 = 43,8105 kgf/cm2 = 4,38 MPa < 6 MPa As = 0,4% Ac = 0,4 100 𝑥 1963,44 ⇒ 𝐴𝑠 = 7,8 𝑐𝑚2 ➜ 7 barras de 12.5 mm OBSERVAÇÕES: ● Tal armadura é menor que a utilizada no dimensionamento à tração. Assim, mantém-se a armadura à tração ● A estaca deve ser armada ao longo de todo o fuste (esforço de tração) Solução: 187Carlos Rolim Neto 6.3 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA A MOMENTO FLETOR EXERCÍCIO 7: Dimensionar a estaca à momento, com carga estrutural igual a 125 Tf e carga geotécnica igual a 86 Tf . A carga de tração na estaca é de 30 Tf. O fck da estaca é 20 MPa. A estaca possui 50 cm de diâmetro. Some-se a estas solicitações, um momento fletor igual a 15,62 tfm Dados do problema: Nk = 86 tf (compressão) Nk = -30 tf (tração) Mk = 15,62 tfm Solução: 1º PASSO: Cálculo do fcd 𝑓𝑐𝑑 = 0,85 𝑓𝑐𝑘 𝛾𝑐 𝑓𝑐𝑑 = 0,85 𝑥 20 1,4 ⇒ 𝑓𝑐𝑑 = 12,14 𝑀𝑃𝑎 = 121,4 𝑘𝑔𝑓 𝑐𝑚2 2º PASSO: Cálculo do fyd 𝑓𝑦𝑑 = 𝑓𝑦𝑘 𝛾𝑐 𝑓𝑦𝑑 = 5000 1,15 ⇒ 𝑓𝑦𝑑 = 4347,82 𝑘𝑔𝑓 𝑐𝑚2 188Carlos Rolim Neto 6.3 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA A MOMENTO FLETOR 3º PASSO: Cálculo do n n1 – compressão (n= 86000 kgf) n2 – tração (n= -30000 kgf) Solução: 𝒏 = 𝑵𝒅 𝒅𝒃 𝟐 𝒙 𝒇𝒄𝒅 𝒏𝟏 = 𝟏, 𝟒 𝒙 𝟖𝟔𝟎𝟎𝟎 𝟓𝟎𝟐 𝒙 𝟏𝟐𝟏, 𝟒 = 𝟎, 𝟑𝟗 𝒏𝟐 = 𝟏, 𝟒 𝒙 (−𝟑𝟎𝟎𝟎𝟎) 𝟓𝟎𝟐 𝒙 𝟏𝟐𝟏, 𝟒 = − 𝟎, 𝟏𝟒 4º PASSO: Cálculo do m 𝒎 = 𝑴 𝒅 𝒅 𝒃 𝟑 𝒙 𝒇𝒄𝒅 𝒎 = 𝟏,𝟒 𝒙 𝟏𝟓𝟔𝟐𝟎 𝒙 𝟏𝟎𝟎 𝟓𝟎𝟑 𝒙 𝟏𝟐𝟏,𝟒 = 𝟎, 𝟏𝟒 5º PASSO: Determinar o coeficiente p➜ ir ao ábaco p = 1,1 𝑨𝒔 = 𝒑 𝑨 𝒄 ∙𝒇𝒄𝒅 𝒇 𝒚𝒅 𝑨𝒔 = 𝟏, 𝟏 𝟏𝟗𝟔𝟑, 𝟒𝟒 ∙ 𝟏𝟐𝟏, 𝟒 𝟒𝟑𝟒𝟕, 𝟖𝟐 189Carlos Rolim Neto 6.3 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA A MOMENTO FLETOR Solução: 5º PASSO: Determinar o coeficiente p➜ ir ao ábaco p = 1,1 𝑨𝒔 = 𝒑 𝑨 𝒄 ∙𝒇𝒄𝒅 𝒇 𝒚𝒅 𝑨𝒔 = 𝟏, 𝟏 𝟏𝟗𝟔𝟑, 𝟒𝟒 ∙ 𝟏𝟐𝟏, 𝟒 𝟒𝟑𝟒𝟕, 𝟖𝟐 As = 60,31 cm2➜ 12 𝜙 25.0 mm OBSERVAÇÕES: ● Tal armadura é MAIOR que a utilizada no dimensionamento à tração. Assim, mantém-se esta armadura como a armadura da estaca ● A estaca deve ser armada ao longo de todo o fuste (esforço de flexão) 190Carlos Rolim Neto EXERCÍCIO 8: Dimensionar a estaca ao cortante, com carga estrutural igual a 125 Tf e carga geotécnica igual a 86 Tf . A carga de tração na estaca é de 30 Tf. O fck da estaca é 20 MPa. A estaca possui 50 cm de diâmetro. Some-se a estas solicitações, um momento fletor igual a 15,62 tfm. O esforço cortante é 3,88 tf (característico) 6.4 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA A ESFORÇO CORTANTE Solução: Dados do problema: 1º) PASSO: Cálculo do esforço cortante de projeto Vk = 3,88 tf Vd = 1,4 x Vk = 1,4 x 3,88 ⇒ Vd = 5,432 tf (cortante de projeto) ● ASMÍN = 𝜌min x bw = 0,0884 x 50 = 4,42 cm 2 191Carlos Rolim Neto 6.4 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA A ESFORÇO CORTANTE 2º) PASSO: Cálculo do esforço cortante resistente VRD2 = 0,27 1 − 𝑓𝑐𝑘 250 𝑓𝑐𝑑 𝑏𝑤 𝑑 (fck em Mpa) VRD2 = 0,27 1 − 20 250 𝑥 0,85 . 20000 1,4 𝑥 𝜋 0,4312 2 4 VRD2 = 440,47 kN = 44,05 tf VSD ≤ VRD2 (primeira condição a ser atendida) 3º) PASSO: Determinação da resistência de cálculo do concreto ao cisalhamento (FCTD) FCTD = 0,15 3 𝑓𝑐𝑘 2 ⇒FCTD = 0,15 x 7,37 ⇒ FCTD = 1,105 MPa 4º) PASSO: Cálculo da força cortante resistente de cálculo do concreto (Vc) VC = 0,6 x FCTD x 𝜋 𝑑 2 4 ⇒Vc = 0,6 x 1,105 x 𝛑 x 0,4312 2 4 = 0,0968 𝑀𝑁 = 96,8 𝑘𝑁 = 9,68 𝑡𝑓 192Carlos Rolim Neto 6.4 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA A ESFORÇO CORTANTE ASMÍN = 𝜌min x bw = 0,0884 x 50= 4,42 cm 2 ➜ 𝜙 6.3 c/ 15 Valor negativo: não precisa armar ➜ armadura mínima O concreto resiste a este esforço Vsw = Vd – Vc = 5,432 – 9,68 ⇒ 𝑉𝑠𝑤 = 5,432 − 9,68 ⇒ 𝑉𝑠𝑤 = − 4,248 𝑡𝑓 5º) PASSO: Cálculo do Vsw 193Carlos Rolim Neto 6.4 – DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE ESTACA A ESFORÇO CORTANTE Quando for verificar algo que já fez, leve o maior tempo possível, dias, se possível, pois facilitará perceber os seus erros A.C.R. Laranjeiras 194Carlos Rolim Neto 7.0 – PROJETO DE FUNDAÇÕES EM ESTACAS 7.1 – 1ª PASSO: ESCOLHER O TIPO DE ESTACA 7.1.1 – Observar o nível de carregamento 7.1.2 – Tipo de solo 7.1.3 – Existência/profundidade do lençol freático 7.2 – 2ª PASSO: ESCOLHER O(S) DIÂMETROS DAS ESTACAS 7.3 – 3ª PASSO: CALCULAR A CARGA ADMISSÍVEL ESTRUTURAL (Pe) Pe = 𝜎adm,est x AC Onde: 𝜎adm,est – Tensão admissível estrutural (ver tabela 4 – NBR6122:2019) AC – Área da seção transversal da estaca 195Carlos Rolim Neto 7.0 – PROJETO DE FUNDAÇÕES EM ESTACAS 7.4 – 4ª PASSO: DEFINIR A QUANTIDADE DE ESTACAS (n) 𝒏 = 𝑭𝒁 𝑷𝒆 FZ – Carga vertical do pilar 7.5 – 5ª PASSO: DEFINIR A GEOMETRIA DO ESTAQUEAMENTO 7.5.1 – Observar o espaçamento mínimo entre eixos das estacas (2,5 ou 3 vezes o diâmetro da estaca) 7.6 – 6ª PASSO: CALCULAR A CARGA ATUANTE NAS ESTACAS (Pi) 𝑷𝒊 = 𝑭𝒁 𝒏 ± 𝑴𝑿 ∙ 𝒚𝒊 𝚺𝒚𝒊𝟐 ± 𝑴𝒀 ∙ 𝐱𝐢 𝚺𝒙𝒊𝟐 Onde: xi, yi – Distâncias (em ”x” e em “y”) do eixo da estaca à linha de referência que passa pelo centro do bloco/pliar. 196Carlos Rolim Neto 7.0 – PROJETO DE FUNDAÇÕES EM ESTACAS 7.7 – 7ª PASSO: DETERMINAR O COMPRIMENTO DAS ESTACAS (Padm,geo) 7.7.1 - Escolher um comprimento de estaca (se possível) de forma que as capacidades geotécnica e estrutural se aproximem. 7.7.2 – Atentar para a estaca mais solicitada 7.8 – 8ª PASSO: DIMENSIONAMENTO DAS ARMADURAS 7.9 – 9ª PASSO: DETALHAMENTO DAS ARMADURAS 197Carlos Rolim Neto 8.0 – GEOMETRIA DO ESTAQUEAMENTO 8.1 – BLOCO DE COROAMENTO: ELEMENTO ESTRUTURAL COM A FUNÇÃO DE DISTRIBUIR AS CARGAS PROVENIENTES DA ESTRUTURA ÀS ESTACAS. PLANTA BAIXA CORTE 198Carlos Rolim Neto 8.0 – GEOMETRIA DO ESTAQUEAMENTO VISTA ESPACIAL EXECUÇÃO BLOCO MODELAGEM 199Carlos Rolim Neto 8.0 – GEOMETRIA DO ESTAQUEAMENTO 8.2 – ESTAQUEAMENTO: CONJUNTO DE ESTACAS SOLIDARIZADAS PELO BLOCO DE COROAMENTO 200Carlos Rolim Neto 8.0 – GEOMETRIA DO ESTAQUEAMENTO 201Carlos Rolim Neto 8.0 – GEOMETRIA DO ESTAQUEAMENTO OBSERVAÇÃO: O espaçamento mínimo entre estacas deve ser obedecido entre estacas do mesmo estaqueamento e entre estaqueamentos vizinhos. d= 2,5 a 3 𝜙ESTACA 202Carlos Rolim Neto 8.0 – ESTAQUEAMENTO EXERCÍCIO 9: Considerando que já foram realizados o dimensionamento estrutural e geotécnico, calcular o estaqueamento para o pilar a seguir. ESTACAS QUAISQUER TIPO CARGA ADMISSÍVEL: 700 kN DEFINIR A QUANTIDADE DE ESTACAS: 𝒏 = 𝑭𝒁 𝑷𝒆𝒔𝒕/𝒈é𝒐𝒕𝒆𝒄 Solução: OBS 1: O número de estacas é uma previsão, pois trata-se de uma estimativa com carga centrada OBS 2: Coloca-se um acréscimo na carga de 5%, para estimar o peso próprio do bloco de coroamento ATENÇÃO! 203Carlos Rolim Neto 8.0 – ESTAQUEAMENTO 𝒏 = 𝑭𝒁 𝑷𝒆𝒔𝒕/𝒈é𝒐𝒕𝒆𝒄 = 𝟏, 𝟎𝟓 𝒙 𝟐𝟑𝟔𝟎 𝟕𝟎𝟎 = 𝟑, 𝟓𝟒 𝒆𝒔𝒕𝒂𝒄𝒂𝒔 Adotar 04 estacas DISTÂNCIA MÍNIMA ENTRE ESTACAS: 2,5 X 𝜙est = 2,5 x 40 cm = 100 cm REAÇÕES NAS ESTACAS: Σ 𝑋𝑖 2 = 2 𝑋 0,50 2+ 2 𝑋 −0,5 2 = 1,0 m2 Σ 𝑌𝑖 2 = 2 𝑋 0,50 2+ 2 𝑋 −0,50 2 = 1,0 𝑚2 𝑷𝒊 = 𝑭𝒁 𝒏 ± 𝑴𝑿 ∙ 𝒚𝒊 𝚺𝒚𝒊𝟐 ± 𝑴𝒀 ∙ 𝐱𝐢 𝚺𝒙𝒊𝟐 Na estaca mais carregada: 𝑃 = 2478 4 + 55 .0,5 1 + 90 .0,5 1 = 692 𝑘𝑁 Na estaca menos carregada: 𝑃 = 2478 4 − 55 .0,5 1 − 90 .0,5 1 = 547 𝑘𝑁 Ok!!! 204Carlos Rolim Neto 8.0 – ESTAQUEAMENTO EXERCÍCIO 10: Calcular a carga atuante nas estacas do bloco abaixo, sabendo-se que no mesmo atuam as seguintes cargas: N= 2000 kN MX = 500 kNm MY = 400 kNm OBS : Deve-se verificar a carga em cada estaca. Tal carga não deve exceder os limites de carga geotécnica e estrutural ∑xi 2 = 4 x (1,5)2 + 2 x (0,5)2 = 9,5 m2 ∑yi 2 = 4 x (1)2 = 4 m2 Solução: 205 8.0 – ESTAQUEAMENTO ∑xi 2 = 9,5 m2 ∑yi 2 = 4 m2 N= 2000 kN MX = 500 kNm MY = 400 kNm 𝑷𝑰 = 𝑵 𝒏 ± 𝑴𝒚 𝒙𝒊 𝜮𝒙𝒊 𝟐 ± 𝑴𝒙𝒚𝒊 𝜮𝒚𝒊 𝟐 𝑷𝟏 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 𝟔 − 𝟒𝟎𝟎 𝑿 𝟏, 𝟓 𝟗, 𝟓 + 𝟓𝟎𝟎 𝑿 𝟏 𝟒 = 𝟑𝟗𝟓 𝒌𝑵 𝑷𝟐 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 𝟔 + 𝟒𝟎𝟎 𝑿 𝟏, 𝟓 𝟗, 𝟓 + 𝟓𝟎𝟎 𝑿 𝟏 𝟒 = 𝟓𝟐𝟏 𝒌𝑵 𝑷𝟑 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 𝟔 − 𝟒𝟎𝟎 𝑿 𝟎, 𝟓 𝟗, 𝟓 = 𝟑𝟏𝟐 𝒌𝑵 𝑷𝟒 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 𝟔 + 𝟒𝟎𝟎 𝑿 𝟎, 𝟓 𝟗, 𝟓 = 𝟑𝟓𝟒 𝒌𝑵 𝑷𝟓 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 𝟔 − 𝟒𝟎𝟎 𝑿 𝟏, 𝟓 𝟗, 𝟓 − 𝟓𝟎𝟎 𝑿 𝟏 𝟒 = 𝟏𝟒𝟓 𝒌𝑵 𝑷𝟔 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 𝟔 + 𝟒𝟎𝟎 𝑿 𝟏, 𝟓 𝟗, 𝟓 − 𝟓𝟎𝟎 𝑿 𝟏 𝟒 = 𝟐𝟕𝟏 𝒌𝑵 206Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.1 – LOCAÇÃO DOS PILARES 207Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.1 – LOCAÇÃO DOS PILARES 208Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.2 – LOCAÇÃO DO ESTAQUEAMENTO 209Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.2 – LOCAÇÃO DO ESTAQUEAMENTO 210Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.2 – LOCAÇÃO DO ESTAQUEAMENTO 211Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.3 – DETALHE DA ESTACA 212Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.4 – DETALHE LIGAÇÃO ESTACA/BLOCO 213Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.5 – QUADROS INFORMATIVOS 214Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.6 – QUADROS NOTAS 215Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.6 – QUADROS NOTAS 216Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.7 – PROVA DE CARGA 217Carlos Rolim Neto 9.0 – DETALHES DE PROJETO 9.7 – PROVA DE CARGA 218Carlos Rolim Neto PROGRAMA NÃO SUBSTITUI CONHECIMENTO Prof. Daniel Loriggio 219Carlos Rolim Neto A APLICAÇÃO DE UMA CARGA VERTICAL P NA CABEÇA DESSA ESTACA PROVOCARÁ DOIS TIPOS DE DEFORMAÇÕES: 1ª) ENCURTAMENTO ELÁSTICO DA ESTACA (𝛒e) 2ª) DEFORMAÇÕES VERTICAIS DE COMPRESSÃO DOS ESTRATOS DE SOLO SUBJACENTES À BASE DA ESTACA, ATÉ O INDESLOCÁVEL, O QUE RESULTA UM RECALQUE (𝛒S) DA BASE. 10.0 – RECALQUES COMPRIMENTO SERÁ: L - 𝛒e DISTÂNCIA C SERÁ REDUZIDA PARA: C - 𝛒S RECALQUE TOTAL (𝛒): 𝛒 = 𝛒e + 𝛒s ➢ L – Comprimento da estaca ➢ C – Distância da ponta à superfície do indeslocável 220Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES CAPACIDADE DE CARGA DA ESTACA R= RP + RL = RP + (RL1+RL2+RL3) ➜ CILÍNDRICA ➜MACIÇA ➜ CONCRETO ➜ ATRAVESSANDO CAMADAS DISTINTAS DE SOLO (EX: 3) HIPÓTESES DA ESTACA 10.1 – ENCURTAMENTO ELÁSTICO: 221Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES ADMITA-SE, AINDA: 1ª) A carga vertical P, aplicada na cabeça da estaca, seja superior à resistência lateral (RL), isto é, um valor intermediário entre a resis- tência lateral e a capacidade de carga (R): RL < P < R 2ª) Todo o atrito lateral (RL) esteja mobilizado 3ª) A reação mobilizada na ponta (PP), que é inferior à resistência de ponta na ruptura (RP), seja o suficiente para o equilíbrio das forças: PP = P – RL < RP ● z = profundidade ● diminuição do esforço normal P( na cabeça da estaca) até um mínimo PP (na base da estaca) 222Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES ➢ P1, P2, P3➜ Valores médios do esforço normal nos segmentos de estaca ➢ 𝑃1 = 𝑃 − 𝑅 𝐿1 2 ➢ 𝑃2 = 𝑃 − 𝑅𝐿1 − 𝑅 𝐿2 2 ➢ 𝑃3 = 𝑃 − 𝑅𝐿1 − 𝑅𝐿2 − 𝑅 𝐿3 2 O encurtamento elástico da estaca é obtido pela Lei de Hooke: 𝝆𝒆 = 𝟏 𝑨 ∙ 𝑬𝑪 ∙ 𝜮 𝑷𝒊 ∙ 𝑳𝒊 Onde: ● A = Área da seção transversal do fuste da estaca ● EC = Módulo de elasticidade do concreto Caso de um pilar de concreto com módulo de elasticidade EC, altura L e seção transversal constante com área A, o diagrama de esforço normal é constante e igual a P, e o encurtamento elástico 𝜌𝑝 = 𝑃𝐿 𝐴𝐸 𝐶 223Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES Na ausência de valor específico de EC, podemos considerar: EC = 28 a 30 GPa para estaca pré-moldada EC = 21 GPa para hélice contínua, franki e estacão EC = 18 GPa para Strauss e escavada a seco EA = 210 GPa para o aço EM = 10 GPa para a madeira Saibasempre a origem de qualquer informação do seu projeto. A. C. R. Laranjeiras 224Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES PRINCÍPIO DA AÇÃO E REAÇÃO ➜ ESTACA APLICA CARGAS RLi AO SOLO (FUSTE) ➜ ESTACA TRANSMITE A CARGA PP PELA PONTA ➜ RECALQUE 𝛒S➜ ENTRE A BASE DA ESTACA E O INDESLOCÁVEL VESIC (1975) DUAS PARCELAS COMPÕEM O RECALQUE DO SOLO 𝛒S = 𝛒S,P + 𝛒S,L 10.2 – RECALQUE DO SOLO 225Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES 10.2 – RECALQUE DO SOLO ● METODOLOGIA DE AOKI (1984) PARA CÁLCULO DE 𝛒S ● Força PP vertical para baixo, aplicada ao solo ● Acréscimo de tensões numa camada sub- jacente qualquer, de espessura H, e que h seja a distância vertical do ponto de aplicação da força ao topo dessa camada ● Propagação de tensões 1:2, o acréscimo de tensões na linha média dessa camada é dado pela expressão: ∆𝜎𝑝 = 4𝑃𝑝 𝜋 𝐷 + ℎ + 𝐻 2 2 226Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES Δ𝜎 = Δ𝜎𝑝 + ΣΔ𝜎𝑖 ● O acréscimo total de tensões (todas as parcelas RLi mais a força Pp, será: ∆𝜎𝑖 = 4𝑅𝐿𝑖 𝜋 𝐷 + ℎ + 𝐻 2 2 10.2 – RECALQUE DO SOLO ● METODOLOGIA DE AOKI (1984) PARA CÁLCULO DE 𝛒S ● Forças aplicadas pela estaca ao solo, verticais para baixo ● Acréscimo de tensões numa camada sub- jacente qualquer, de espessura H, e que h seja a distância vertical do ponto de aplicação da força ao topo dessa camada 227Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES 10.2 – RECALQUE DO SOLO ● METODOLOGIA DE AOKI (1984) PARA CÁLCULO DE 𝛒S ● Dessa forma, o recalque devido ao solo (𝜌S) é encontrado pela Teoria da Elasticidade Linear: 𝜌𝑠 = Σ( Δ𝜎 𝐸𝑠 𝐻) Onde: ➢ ES – Módulo de deformabilidade da camada de solo, obtido da seguinte forma: 𝐸𝑆 = 𝐸0 𝜎0+ Δ𝜎 𝜎0 𝑛 Onde: ➢ E0 – Módulo de deformabilidade do solo antes da execução da estaca ➢ 𝜎0 – Tensão geostática no centro da camada ➢ n – Expoente que depende da natureza do solo: n = 0,5 para materiais granulares e n= 0 para argilas duras e rijas 228Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES 10.2 – RECALQUE DO SOLO ● METODOLOGIA DE AOKI (1984) PARA CÁLCULO DE 𝛒S ● Para a avaliação de E0, Aoki (1984) considera: ➢ E0 = 6 K NSPT para estacas cravadas ➢ E0 = 4 K NSPT para estacas hélice contínua ➢ E0 = 3 K NSPT para estacas escavadas ➢ K – Coeficiente empírico do método Aoki-Velloso (1975), função do tipo de solo 229Carlos Rolim Neto 10.0 – RECALQUES SOLO K (MPa) 𝜶 (%) AREIA 1,00 1,4 AREIA SILTOSA 0,80 2,0 AREIA SILTO ARGILOSA 0,70 2,4 AREIA ARGILOSA 0,60 3,0 AREIA ARGILO SILTOSA 0,50 2,8 SILTE 0,40 3,0 SILTE ARENOSO 0,55 2,2 SILTE ARENO ARGILOSO 0,45 2,8 SILTE ARGILOSO 0,23 3,4 SILTE ARGILO ARENOSO 0,25 3,0 ARGILA 0,20 6,0 ARGILA ARENOSA 0,35 2,4 ARGILA ARENO SILTOSA 0,30 2,8 ARGILA SILTOSA 0,22 4,0 ARGILA SILTO ARENOSA 0,33 3,0 230Carlos Rolim Neto ➢ Os grupos de estacas apresentam sempre recalques superiores ao de uma estaca isolada, submetida a mesma carga ➢ Pode-se equacionar esse efeito de grupo por meio de um fator 𝜶, de tal modo que: 𝛒g = 𝜶 𝛒i ➢ Valores experimentais apontam, por exemplo, valores de 𝜶 compreendidos entre 1,6 e 4,0, dependendo do tamanho e da forma do grupo, para modelos de estacas cravados em areia medianamente compacta (Cintra, 1987) ➢ Algumas fórmulas existentes na literatura para a estimativa do fator 𝜶 não são confiáveis, pois levam em conta exclusivamente parâmetros geométricos do grupo, enquanto as variáveis mais importantes são a deformabilidade do estrato de solo compreendido entre a base das estacas e o indeslocável, e a espessura desse estrato. RECALQUE ESTACA ISOLADARECALQUE DO GRUPO 11.0 – EFEITO DE GRUPO 231Carlos Rolim Neto 11.0 – EFEITO DE GRUPO 232Carlos Rolim Neto 11.0 – EFEITO DE GRUPO ➢ Há um caso de obra, por exemplo, em que grupos grandes de estacas sofreram recalques da mesma ordem que sofreria uma estaca isolada, porque as estacas estavam bem próximas do indeslocável ➢ O método mais interessante e abrangente para o cálculo de recalque de grupos de estacas é o de autoria de Aoki e Lopes (1975), porque leva em conta a interação entre todos os grupos e elementos isolados da fundação, estimando a contribuição de cada um nos recalques dos demais ➢ PRÁTICA DE PROJETO DE FUNDAÇÕES USUAIS POR ESTACAS (Os valores acima referem-se a grupos de estacas) ➢NO CASO DE ESTACAS ISOLADAS, IMPOMOS UM FATOR DE SEGURANÇA DE 1,5 À CARGA QUE PROVOCA O RECALQUE DE 15 mm, EM AREIA, OU DE 25 mm, EM ARGILA. DESSE MODO, ESTABELECEMOS UMA MARGEM PARA QUE OS GRUPOS RECALQUEM MAIS QUE A ESTACA ISOLADA,MAS PROVAVELMENTE DENTRO DOS LIMITES INDICADOS POR MEYERHOF. ● 25 mm em areia ● 50 mm argila Meyerhof (1976) 233Carlos Rolim Neto 12 – EXERCÍCIOS EXERCÍCIO 11: Considerando os dados do exercício 2, estimar o recalque das estacas, considerando o módulo de elasticidade do concreto Ec = 28GPa em estaca pré-moldada. a) Diagrama de transferência de carga (esforço normal na estaca) Cota da ponta (m) NSPT RL1 (kN) RL2 (kN) RL3 (kN) RL (kN) -13 14 99 232 106 437 RP (kN) R (kN) PGEO (kN) 510 950 500 234Carlos Rolim Neto 12 – EXERCÍCIOS EXERCÍCIO 11: Considerando os dados do exercício 2, estimar o recalque das estacas, considerando o módulo de elasticidade do concreto Ec = 28GPa em estaca pré-moldada. a) Diagrama de transferência de carga (esforço normal na estaca) ➢ Para a carga admissível (P = 500 kN) aplicada na cabeça da estaca ➢ Parcelas de atrito lateral são mobilizadas integralmente ➢ Reação na ponta mobiliza apenas o suficiente para o equilíbrio das forças ➢ PP = 500 – (99 + 232 + 106) ⇒ PP = 63 kN 235Carlos Rolim Neto 12 – EXERCÍCIOS b) Recalque devido ao encurtamento elástico do fuste 𝝆𝒆 = 𝟏 𝑨 ∙ 𝑬𝑪 ∙ 𝜮 𝑷𝒊 ∙ 𝑳𝒊 A = 𝝅 𝒅𝟐 𝟒 = 𝝅 𝟎,𝟑𝟑 𝟐 𝟒 ⇒ 𝑨 = 𝟎, 𝟎𝟖𝟓𝟓𝟑𝒎𝟐 Ec = 28 GPa = 28 x 10 6 kPa 𝚺 (Pi . Li) = 𝟓𝟎𝟎+𝟒𝟎𝟏 𝟐 ∙ 𝟓 + 𝟒𝟎𝟏+𝟏𝟔𝟗 𝟐 ∙ 𝟓 + 𝟏𝟔𝟗+𝟔𝟑 𝟐 ∙ 𝟐 𝚺 (Pi . Li) = 2252,5+ 1425+ 232 = 3909,5 kNm 𝝆𝒆 = 𝟏 𝟎, 𝟎𝟖𝟓𝟓𝟑 ∙ 𝟐𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝟑𝟗𝟎𝟗, 𝟓 ⇒ 𝝆𝒆 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏𝟔𝟑𝒎 𝛒e = 1,6 mm 236Carlos Rolim Neto 12 – EXERCÍCIOS A partir da cota de apoio da ponta da estaca (-13 m), vamos considerar camadas de espessura de 1m, para estimar o recalque de cada uma delas, até a camada de recalque zero ou até atingir o indeslocável. Para a estimativa do recalque de cada camada, deve- mos obter o acréscimo de tensões (𝛥𝜎) , na linha média de cada camada. Ex: para a camada 1, temos: ∆𝜎1 = 4𝑅𝐿𝑖 𝜋 𝐷 + ℎ + 𝐻 2 2 ∆𝜎𝑝 = 4𝑃𝑝 𝜋 𝐷 + ℎ + 𝐻 2 2 ∆𝜎𝑝 = 4 ∙ 63 𝜋 0,33 + 0,0 + 0,5 2 = 252 2,18 = 115,6 ≈ 116 𝑘𝑃𝑎 ∆𝜎1 = 4 ∙ 99 𝜋 0,33 + 9,5 + 0,5 2 = 396 335,23 = 1,18 ≈ 1,0 𝑘𝑃𝑎 ∆𝜎2 = 4 ∙ 232 𝜋 0,33 + 4,5 + 0,5 2 = 928 89,25 = 10,40 ≈ 10,0 𝑘𝑃𝑎 ∆𝜎3 = 4 ∙ 106 𝜋 0,33 + 1,0 + 0,5 2 = 424 10,52 = 40,30 𝑘𝑃𝑎 ≂ 40 𝑘𝑃𝑎 𝛥𝜎 = 1,0 + 10,0 + 40,0 + 116 ⇒ 𝛥𝜎 = 167 kPa b) Recalque devido ao solo 237Carlos Rolim Neto 12 – EXERCÍCIOS b) Recalque devido ao solo Repetindo o procedimento anterior para as demais camadas, obtém-se a seguinte tabela: Camada H (m) 𝛥𝜎1 (kPa) 𝛥𝜎2 (kPa) 𝛥𝜎3 (kPa) 𝛥𝜎p (kPa) 𝛥𝜎 (kPa) 1 1 1 10 40 116 167 2 1 1 7 17 24 49 3 1 1 5 9 10 25 4 1 1 4 6 5 16 5 1 1 3 4 3 11 6 1 1 3 3 2 9 7 1 0 2 2 2 6 8 1 0 2 2 1 5 238Carlos Rolim Neto 12 – EXERCÍCIOS b) Recalque devido ao solo Em seguida, adotamos os seguintes valores do peso específico (𝜸) para encontrar a tensão geostática (𝜎0) no meio de cada camada: a) Até -10,0 m ➜ 𝜸 = 16 kN/m3 b) Entre -10,0 e -12,0 m ➜ 𝜸sat = 19 kN/m 3 c) Entre -12,0 m e -19,0 m ➜ 𝜸sat = 20 kN/m 3 d) Entre -19,0 m e – 24,0 m ➜ 𝜸sat = 21 kn/m 3 Cálculo do módulo de deformabilidade (ES) 𝐸𝑆 = 𝐸0 𝜎0+ Δ𝜎 𝜎0 𝑛 E0 = 6 K NSPT (para estacas cravadas) ⇒ E0 = 6 x 0,6 x 14 ⇒ E0 = 50,4 ≂ 50 MPa) 𝜎0 = 10 x 16 + 2 x 9 + 1 x 10 + 0,5 x 10 ⇒ 𝜎0 = 193 kPa 𝐸𝑆 = 50 193+167 193 0,5 ⇒ Es = 68,28 ⇒ Es ≂ 68 MPa 239Carlos Rolim Neto 12 – EXERCÍCIOS b) Recalque devido ao solo Repetindo o procedimento anterior para as demais camadas, obtém-se
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