UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE …civil.uefs.br/DOCUMENTOS/JACQUELINE ALMEIDA MURICY.pdfruptura são muito superiores, quando os diâmetros sofrem variação. Palavras-Chave: estacas

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE SANTANA

DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA

CURSO: ENGENHARIA CIVIL

JACQUELINE ALMEIDA MURICY

CAPACIDADE DE CARGA DAS FUNDAÇÕES DE UMA OBRA COM ESTACA

TIPO STRAUSS, VARIANDO SUAS DIMENSÕES

Feira de Santana- BA

Setembro/2011




Monografia apresentada à disciplina

Projeto Final II do Curso de Engenharia

Civil, da Universidade Estadual de Feira

de Santana, como parte dos requisitos

para conclusão do Curso de Engenharia

Civil.

Área do conhecimento: Geotecnia

Orientadora: Profª. D.Sc. Maria do

Socorro Costa São Mateus.

Feira de Santana - BA

Setembro/2011




Esta monografia foi julgada e aprovada como parte dos requisitos para a obtenção parcial do título de Bacharel em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Feira de Santana.

Feira de Santana, 05 de setembro de 2011.

Profa. D.Sc. Maria do Socorro Costa São Mateus Orientadora do Trabalho de Conclusão de Curso

APROVADA POR:

________________________________________________________ Profa. D.Sc. Maria do Socorro Costa São Mateus (Orientadora) Universidade Estadual de Feira de Santana _________________________________________________________ Prof. M.Sc. Areobaldo Oliveira Aflitos (Examinador) Universidade Estadual de Feira de Santana _________________________________________________________ Prof. D.Sc. Koji de Jesus Nagahama (Examinador) Universidade Estadual de Feira de Santana

Dedico este trabalho aos meus pais, Terezinha e Jefté, como forma de agradecimento pelo estímulo, dedicação e ensinamentos transmitidos, pela garra e pelos momentos de fraqueza superados, pela força e motivação passadas e por acreditarem em mim sempre.

AGRADECIMENTOS

Primeiramente a Deus, meu companheiro de todas as horas. Aquele que nunca me

abandonou, mesmo nos momentos em que eu O esqueci.

À minha família, que sempre me apoiou, acreditou em mim e me deu a mão nos

momentos em que eu mais precisei, não medindo esforços para que eu chegasse

aonde eu cheguei. E, principalmente à minha “mamãezinha”, pelo incansável

incentivo no desenvolvimento deste trabalho e por colocar o meu estudo acima de

todas as adversidades que a vida lhe pôs no caminho, me fazendo compreender a

grande importância deste na minha vida.

À professora e minha orientadora Socorro, pela confiança depositada em mim, pela

dedicação, ensinamentos transmitidos, paciência e, até mesmo, pelos “puxões de

orelha” e lágrimas que insistiam em cair dos meus olhos em alguns instantes, ao

decorrer do desenvolvimento deste trabalho. Foram de grande importância!

Ao Engenheiro Civil Juraci das Mercês Ramos e todo o pessoal da APOIO, pela

amizade, por possibilitar o acompanhamento de obras e fornecer dados destas

obras para a realização deste trabalho.

Aos meus companheiros da República Coração de Mãe, pelos momentos de

companheirismo, alegrias e dúvidas esclarecidas.

À minha grande família da UEFS, formada ao longo destes 5 anos, em especial: Ni,

Rosane, Gel, Iggor, Daisy, Paty, Alex, Marcello, Zazá e Sandrinho, que entre

momentos de alegrias, angústias, estudos, risos e lágrimas, me fizeram muito feliz.

À Universidade Estadual de Feira de Santana e aos professores desta, em especial:

Carlos Alves, Lysie, Zé Mário, Dindo, Freitinhas, Cintia, Janeide e Cris, pela

amizade, ensinamentos e exemplo de profissionalismo. À Verônica, que sempre se

mostrou disposta a me ajudar. Pela sua amizade e paciência.

A todos que fizeram parte da minha história ao longo destes 5 anos e que me

ajudaram direta ou indiretamente para a realização deste trabalho.

Muito obrigada!!!

“A inteligência é uma dádiva, mas a sabedoria se desenvolve através da persistência.” (Francisco Xavier)

I

RESUMO

O presente trabalho aplicou quatro métodos semi-empíricos para a previsão de

capacidade de carga das fundações de uma obra com estaca do tipo Strauss,

realizada em Feira de Santana – BA, tomando como base o seu perfil de sondagem

e, variando os diâmetros e as cotas de apoio das estacas para cada método.

Inicialmente realizou-se uma revisão bibliográfica sobre o tema em questão e sobre

os métodos semi-empíricos de previsão de capacidade de carga de estacas: Aoki-

Velloso (1975), Décourt-Quaresma (1978), Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e

Monteiro (1997). Após a revisão bibliográfica, foram apresentadas características da

obra estudada e do seu perfil de sondagem. Calculou-se a capacidade de carga das

estacas, e, na análise dos resultados obtidos, para os quatro métodos de previsão

de capacidade de carga de estacas estudados, verificou-se que a capacidade de

carga de ponta exerce maior influência sobre a capacidade de carga de ruptura

quando comparado com a carga por atrito lateral. Observou-se também que o

método de Aoki-Veloso (1975) mostra-se mais conservador tanto para a variação do

diâmetro, quanto para a variação da cota de apoio. Verificou-se, para o estudo

realizado, que a carga de ruptura sofre um incremento muito maior, quando o

comprimento da estaca é aumentado, quando comparado com os incrementos

promovidos pelo aumento do diâmetro. Em contrapartida, os valores de carga de

ruptura são muito superiores, quando os diâmetros sofrem variação.

Palavras-Chave: estacas escavadas, capacidade de carga, métodos semi-

empíricos, dimensões das estacas

II

ABSTRACT

This work applied four semi-empirical methods to preview the bearing capacity of the

Strauss piles, excavated in a building in Feira de Santana - BA, on the basis of soil

profile, varying the diameter and the length of foundation to each employed method.

A literature review was initially done about the studied subject and the semi-empirical

methods of piles load capacity: Aoki-Velloso (1975), Décourt-Quaresma (1978),

Laprovitera (1988) & Benegas (1993) and Monteiro (1997). The characteristics of the

studied building and of the soil profile were presented and the piles bearing capacity

was calculated. The obtained results to the applied methods showed a major

influence of the bottom load capacity over the ultimate load capacity when compared

to the lateral frictional load capacity. It was observed that Aoki-Velloso (1975) was

the most traditional method to diameter and length of piles variation. The study has

showed that the bearing capacity has a considerable increment because of the

increases in length of pile when compared to the increment due to an increases in

the diameter. On the other hand, the values of bearing capacity are much higher

when the variation is applied on the diameters.

Key-Words: excavated piles, bearing capacity, semi-empirical methods, pile

dimensions

III

LISTA DE FIGURAS

CAPÍTULO 2

Figura 2.2.1 - Esquema da capacidade de carga de fuste e capacidade de carga de

ponta de uma estaca (NIENOV, 2006) ...................................................................... 10

Figura 2.2.2 - Parâmetro k para cada tipo de solo: métodos semi-empíricos de Aoki-

Velloso (1975), Laprovitera (1988), Monteiro (1997) e Décourt-Quaresma (1978) ... 15

Figura 2.2.3 - Parâmetro α para cada tipo de solo: métodos semi-empíricos de Aoki-

Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Monteiro (1997) ............................................... 15

Figura 2.2.4 - Parâmetro F1 para cada tipo de estaca: métodos semi-empíricos de

Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997) ........ 16

Figura 2.2.5 - Parâmetro F2 para cada tipo de estaca: métodos semi-empíricos de

Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997) ........ 17

CAPÍTULO 3

Figura 3.1 - Realização de um pré-furo com o pilão do equipamento, para auxiliar na

introdução do tubo guia, e verificação do prumo da estaca ...................................... 29

Figura 3.2 - Colocação do tubo guia com coroa cortante na extremidade inferior e

lançamento de água no furo ...................................................................................... 29

Figura 3.3 - Balde sonda ou piteira ........................................................................... 30

Figura 3.4 - Remoção do material desagregado que fica retido no balde sonda ...... 30

Figura 3.5 - Travamento do balde sonda para avanço do tubo guia no terreno ........ 31

Figura 3.6 - Preparação do concreto ......................................................................... 31

Figura 3.7 - Lançamento do concreto no furo............................................................ 32

Figura 3.8 - Colocação da ferragem de espera ......................................................... 32

Figura 3.9 - Retirada do tubo guia do terreno ........................................................... 33

CAPÍTULO 4

Figura 4.1 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Aoki-Velloso (1975) – estaca

Strauss com profundidade de 11,5m ......................................................................... 37

Figura 4.2 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Laprovitera (1988) e Benegas

(1993) – estaca Strauss com profundidade de 11,5m ............................................... 38

IV

Figura 4.3 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Monteiro (1997) – estaca Strauss

com profundidade de 11,5m ...................................................................................... 40

Figura 4.4 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Décourt-Quaresma (1978) –

estaca Strauss com profundidade de 11,5m ............................................................. 41

Figura 4.5 - Diâmetro x Relação entre Capacidade Carga (%) – estaca Strauss com

profundidade de 11,5m ............................................................................................. 44

Figura 4.6 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Atrito Lateral – estaca Strauss

com profundidade de 11,5m ...................................................................................... 45

Figura 4.7 - Diâmetro x Capacidade de Carga de Ponta– estaca Strauss com


Figura 4.8 - Diâmetro x Capacidade de Carga de Ruptura – estaca Strauss com


Figura 4.9 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Aoki-Velloso (1975) – estaca

Strauss com diâmetro de 0,25m ................................................................................ 50

Figura 4.10 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Laprovitera (1988) e

Benegas (1993) – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m ....................................... 52

Figura 4.11 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Monteiro (1997) – estaca


Figura 4.12 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Décourt-Quaresma (1978) –

estaca Strauss com diâmetro de 0,25m .................................................................... 55

Figura 4.13 - Cota de Apoio x Relação entre Cargas (%) – estaca Strauss com

diâmetro de 0,25m .................................................................................................... 58

Figura 4.14 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Atrito Lateral – estaca


Figura 4.15 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga de Ponta– estaca Strauss com

diâmetro de 0,25m .................................................................................................... 61

Figura 4.16 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga de Ruptura – estaca Strauss

com diâmetro de 0,25m ............................................................................................. 63

V

LISTA DE TABELAS

CAPÍTULO 2

Tabela 2.1.1 - Diâmetros comerciais e carga admissível de algumas estacas ........... 8

Tabela 2.2.1 - Resumo de alguns métodos semi-empíricos brasileiros .................... 18

CAPÍTULO 3

Tabela 3.1 - Características da obra estudada.......................................................... 28

Tabela 3.2 - Resumo do perfil de solo da obra estudada ......................................... 33

CAPÍTULO 4

Tabela 4.1 - Capacidade de Carga por Aoki-Velloso (1975) e sua relação, tomando

como referência o menor diâmetro – estaca Strauss com profundidade de 11,5m ... 36

Tabela 4.2 - Capacidade de Carga por Laprovitera (1988) e Benegas (1993) e sua

relação, tomando como referência o menor diâmetro – estaca Strauss com


Tabela 4.3 - Capacidade de Carga por Monteiro (1997) e sua relação, tomando

como referência o menor diâmetro – estaca Strauss com profundidade de 11,5m ... 39

Tabela 4.4 - Capacidade de Carga por Décourt-Quaresma (1978) e sua relação,

tomando como referência o menor diâmetro – estaca Strauss com profundidade de

11,5m ........................................................................................................................ 41

Tabela 4.5 - Relação entre capacidades de carga por atrito lateral e de ponta e

capacidade de carga de ruptura – estaca Strauss com profundidade de 11,5m ....... 43

Tabela 4.6 - Capacidade de carga por Atrito Lateral – estaca Strauss com


Tabela 4.7 - Capacidade de Carga de Ponta – estaca Strauss com profundidade de

11,5m ........................................................................................................................ 46

Tabela 4.8 - Capacidade de Carga de Ruptura – estaca Strauss com profundidade

de 11,5m ................................................................................................................... 48

Tabela 4.9 - Resumo das conclusões dos métodos semi-empíricos para a variação

do diâmetro – estaca Strauss com cota de apoio de 11,5m ...................................... 49

VI

Tabela 4.10 - Capacidade de Carga por Aoki-Velloso (1975) e sua relação, tomando

como referência o menor diâmetro :– estaca Strauss com diâmetro de 0,25m......... 50

Tabela 4.11 - Capacidade de Carga por Laprovitera (1988) e Benegas (1993) e sua

relação, tomando como referência a menor cota de apoio – estaca Strauss com

diâmetro de 0,25m .................................................................................................... 51

Tabela 4.12 - Capacidade de Carga por Monteiro (1997) – e sua relação, tomando

como referência a menor cota de apoio – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m .. 53

Tabela 4.13 - Capacidade de Carga por Décourt-Quaresma (1978) – e sua relação,

tomando como referência a menor cota de apoio – estaca Strauss com diâmetro de

0,25m ........................................................................................................................ 54

Tabela 4.14 - Relação entre as capacidades de carga por atrito lateral e de ponta e a

capacidade de carga de ruptura – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m .............. 57

Tabela 4.15 - Capacidade de carga por Atrito Lateral – estaca Strauss com diâmetro

de 0,25m ................................................................................................................... 59

Tabela 4.16 - Capacidade de Carga de Ponta – estaca Strauss com diâmetro de

0,25m ........................................................................................................................ 61

Tabela 4.17 - Capacidade de Carga de Ruptura – estaca Strauss com diâmetro de

0,25m ........................................................................................................................ 62

Tabela 4.18 - Resumo das conclusões dos métodos semi-empíricos para a variação

da cota de apoio – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m ...................................... 69

VII

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas;

CPT Cone Penetration Test;

EEF Elemento Estrutural de Fundação;

EIF Elemento Isolado de Fundação;

SP Sondagem a percussão

SPT Standard Penetration Test;

SPT-T Standard Penetration Test com medida de torque.

VIII

LISTA DE SÍMBOLOS

área lateral da estaca;

área da sessão transversal da ponta da estaca;

B diâmetro ou lado da estaca;

C coeficiente tabelado que depende do tipo de solo;

D diâmetro ou lado da estaca;

L comprimento da estaca;

F1 coeficiente tabelado que varia em função do tipo de estaca;

F2 coeficiente tabelado que varia em função do tipo de estaca;

FS fator de segurança;

k coeficiente tabelado que varia em função do tipo de solo;

índice de resistência à penetração do ensaio SPT;

valor médio de SPT de cada camada ao longo do fuste da estaca,

exceto o da camada da ponta e do primeiro metro da superfície;

valor de SPT relativo à camada de solo na qual está apoiada a ponta

da estaca;

valor médio de SPT relativo à ponta da estaca, camada imediatamente

superior e camada imediatamente inferior;

capacidade de carga admissível da estaca;

tensão de ruptura unitária por atrito lateral da estaca;

capacidade de carga por atrito lateral da estaca;

capacidade de carga unitária de ponta da estaca;

IX

capacidade de carga de ponta da estaca;

capacidade de carga de ruptura da estaca;

α coeficiente tabelado que varia em função do tipo de solo;

β fator de redução que leva em conta o processo executivo da fundação.

X

SUMÁRIO

RESUMO...................................................................................................................... I

ABSTRACT ................................................................................................................. II

LISTA DE FIGURAS .................................................................................................. III

LISTA DE TABELAS ................................................................................................. V

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS .................................................................. VII

LISTA DE SÍMBOLOS ............................................................................................ VIII

1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 1

1.1 JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 2

1.2 OBJETIVOS ...................................................................................................... 3

1.2.1 Objetivo Geral .......................................................................................... 3

1.2.2 Objetivos Específicos .............................................................................. 3

1.3 HIPÓTESE ........................................................................................................ 3

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................ 4

2.1 Tipos, características e processo executivo das estacas .................................. 5

2.2 Capacidade de carga das fundações profundas ............................................... 8

2.3 O método Aoki-Velloso (1975)......................................................................... 23

2.4 O método Laprovitera (1988) e Benegas (1993) ............................................. 24

2.5 O método Monteiro (1997) .............................................................................. 25

2.6 O método Décourt-Quaresma (1978) .............................................................. 25

3 METODOLOGIA ................................................................................................. 27

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ......................................................................... 36

4.1 Obra A: estaca tipo Strauss – variação de diâmetro ....................................... 36

4.1.1 Previsão da capacidade de carga para os quatro métodos e relação

........................................................................................................ 36

4.1.2 Percentuais de participação de e na capacidade de carga de

ruptura.. .............................................................................................................. 43

4.1.3 Calculo de – comparação entre os métodos estudados ................... 45

4.1.4 Calculo de – comparação entre os métodos estudados .................. 46


XI

4.2 Obra A: estaca tipo Strauss – variação de comprimento ................................. 49

4.2.1 Previsão da capacidade de carga para os quatro métodos e relação

.......................................................................................................... 49


ruptura.. .............................................................................................................. 56

4.2.3 Calculo de – comparação entre os métodos estudados ................... 59



5 CONCLUSÕES .................................................................................................. 65

6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ................................................. 68

7 REFERÊNCIAS .................................................................................................. 69

8 ANEXOS ............................................................................................................. 73

8.1 ANEXO A – PARÂMETROS ESTABELECIDOS PELOS DIFERENTES

MÉTODOS SEMI-ÉMPÍRICOS DE PREVISÃO DE CAPACIDADE DE CARGA DE

ESTACAS.................................................................................................................. 73

8.2 ANEXO B – ESPECIFICAÇÕES DO RELATÓRIO DE SONDAGEM (OBRA

A)....... ........................................................................................................................ 77

8.3 ANEXO C – CROQUI DE LOCALIZAÇÃO DOS FUROS DE SONDAGEM

(OBRA A) .................................................................................................................. 78

8.4 ANEXO D – FUROS DE SONDAGEM (OBRA A) ........................................... 79

8.5 ANEXO E – MEMÓRIA DE CÁLCULO DAS PREVISÕES DE CAPACIDADE

DE CARGA ................................................................................................................ 81

1

1 INTRODUÇÃO

A previsão da capacidade de carga de estacas requer, na teoria, a estimativa

das propriedades do solo, suas alterações pela execução da fundação e o

conhecimento do mecanismo de interação solo-estaca (LOBO, 2005).

Devido à grande dificuldade de reproduzir analítica e numericamente o

mecanismo de interação solo-estaca, é comum no Brasil fazer uso de correlações

empíricas, relacionando diretamente os resultados do ensaio SPT (Standard

Penetration Test) com o desempenho do elemento de fundação (LOBO, 2005).

Prever o comportamento ou o desempenho de uma fundação antes de entrar

em trabalho não parece tarefa fácil. Sendo assim, diversas tentativas foram

realizadas através dos métodos de capacidade de carga para se chegar a um

resultado. Porém, através da experiência acumulada, pode-se chegar à conclusão

de que a prova de carga é a melhor maneira de se interpretar o desempenho de

uma estaca (GONÇALVES, 2008).

Entretanto, na maioria das vezes esse tipo de ensaio não é realizado porque

implica em custo adicional para a obra e tempo gasto na execução do ensaio,

optando-se pela previsão da capacidade de carga por meio de métodos estáticos

semi-empíricos.

Segundo Décourt et al (1996), no Brasil, dentre os métodos semi-empíricos os

mais conhecidos são os de Aoki-Velloso (1975) e de Décourt-Quaresma (1978)

(apud ARAÚJO e WOLLE, 2006).

Este trabalho analisa a influência das dimensões na previsão da capacidade

de carga das estacas escavadas do tipo Strauss, adotadas em uma obra da cidade

de Feira de Santana, por meio de quatro métodos semi-empíricos que introduzem

nas suas equações, parâmetros relacionados ao tipo de solo e ao processo

executivo da estaca. Para isto foram levantados dados tais como característica da

obra e do subsolo.

Este trabalho está dividido em 7 capítulos, distribuídos da seguinte maneira:

- Capítulo 1 – Introdução: apresentação inicial e objetivos;

2

- Capítulo 2 – Revisão bibliográfica: resume assuntos como a interação solo-

estaca e a capacidade de carga de estacas, mostrando alguns dos diferentes

métodos semi-empíricos utilizados para essa previsão;

- Capítulo 3 – Metodologia: apresenta a descrição da parte prática do

trabalho, com o detalhamento do perfil de solo estudado, bem como as metodologias

de cálculo empregadas nas diversas simulações realizadas;

- Capítulo 4 – Análise e discussão: resultados e interpretações das

simulações desenvolvidas;

- Capítulo 5 – Conclusões;

- Capítulo 6 – Sugestões para trabalhos futuros;

- Capítulo 7 – Referências.

1.1 JUSTIFICATIVA

O diâmetro e o comprimento de uma estaca são características fundamentais

para um bom desempenho das mesmas, pois estes parâmetros são utilizados na

maioria dos métodos para previsão de capacidade de carga. A capacidade se dá

também pelo material da estaca e pelas camadas de solo atravessadas.

A escolha do tema partiu do interesse em analisar a influência das dimensões,

diâmetro e comprimento, na capacidade de carga das estacas, utilizando um mesmo

perfil geotécnico de Feira de Santana - BA.

Os métodos estudados possuem algumas características que podem limitar a

sua aplicação. Tais limitações podem ser representadas pelo fato da maioria dos

métodos não considerar estaca do tipo Strauss em seus parâmetros F1 e F2, ou

ainda, no fato de um dos mais conhecidos e tradicionais métodos de previsão de

capacidade de carga, o método de Décourt-Quaresma (1978), não considerar em

seus cálculos o tipo de estaca que está sendo empregado.

3

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivo Geral

O objetivo geral deste trabalho é verificar a dispersão na capacidade de carga

de estacas do tipo Strauss, utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso

(1975), Décourt-Quaresma (1978), Laprovitera (1988) e Benegas (1993) e Monteiro

(1997), variando as dimensões da estaca.

1.2.2 Objetivos Específicos

Os objetivos específicos são:

Calcular a capacidade de carga por atrito lateral, de ponta, de

ruptura e admissível utilizando os métodos semi-empíricos de

Aoki-Velloso (1975), Décourt-Quaresma (1978), Laprovitera

(1988) e Benegas (1993), Monteiro (1997) para uma obra na

cidade de Feira de Santana-Ba, com estaca escavada do tipo

Strauss;

Variar as dimensões das estacas, diâmetro e comprimento,

utilizando os métodos supracitados, e verificar a influência nos

resultados e a dispersão entre os métodos.

1.3 HIPÓTESE

Neste estudo, foi considerada a seguinte hipótese:

O diâmetro e o comprimento das estacas, a partir de um determinado valor,

não alteram de maneira significativa os resultados de capacidade de carga

das estacas.

4

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Para se elaborar projetos geotécnicos e, principalmente, de fundações, deve-

se conhecer o solo adequadamente. Para tanto, se faz necessário identificar e

classificar as diversas camadas que o compõem, além de avaliar as suas

propriedades de engenharia. Tal identificação e classificação podem ser definidas

através de ensaios in situ, já as suas propriedades podem ser avaliadas através de

ensaios de laboratório e de campo (VELLOSO e LOPES, 2002).

Um projeto de fundações depende principalmente das cargas transmitidas

pela superestrutura e à resposta do solo a estas solicitações. Porém, cada tipo de

solo responde de maneira diferente, pois são distintos entre si, fazendo com que o

projeto analise cuidadosamente tal componente.

A NBR 6122 - Projetos e Execução de Fundações (ABNT, 1996) – define

fundações profundas como elementos que transferem a carga da superestrutura ao

terreno através da sua base (resistência de ponta), através da sua superfície lateral

(resistência de fuste), ou ainda através da combinação desses dois elementos. Tais

fundações, para serem consideradas profundas, devem estar apoiadas em

profundidades superiores ao dobro de sua menor dimensão em planta ou a, no

mínimo, três metros de profundidade, salvo justificativa. São exemplos desse tipo de

fundação as estacas, os tubulões e os caixões.

Segundo Velloso e Lopes (2002), estaca pode ser definida como elemento de

fundação profunda executada com a utilização de equipamentos ou ferramentas,

através de processo de cravação a percussão, prensagem, vibração ou escavação,

podendo ainda ser executada por mais de um destes processos, caracterizando-se

como um processo misto.

Segundo Reese et al (2006), existem dois motivos básicos para que o

emprego das estacas seja considerado. O primeiro motivo diz respeito ao aumento

da capacidade de carga do solo, e o segundo diz respeito à redução dos recalques

da fundação (apud ANDRAOS, 2009).

5

2.1 Tipos, características e processo executivo das estacas

Existem diversos tipos de fundações, que são indicadas para os mais

diversos tipos de obra. A escolha do tipo de fundação que será executada depende

de fatores técnicos e econômicos (ALONSO, 1983).

A seguir, alguns tipos de fundações em estacas, bem como algumas

características de cada uma e seu processo executivo.

Brocas

- Pequenas cargas (50 a 100 kN);

- É recomendada acima do nível da água;

- Diâmetro variável entre 0,20m e 0,50m;

- Profundidade varia de 6 a 8m.

É uma estaca escavada, moldada in loco, onde o processo executivo consiste

na escavação manual até a cota de apoio desejada, seguido da limpeza do furo e

posterior concretagem.

Raiz

- Cargas (150 a 1300 kN);

- Podem ser utilizadas em áreas restritas e altura reduzida, devido ao tamanho do

equipamento utilizado;

- Não provocam vibrações;

- Indicadas para todos os tipos de terreno, inclusive matacões e rocha;

- Diâmetros (0,12m, 0,15m, 0,16m, 0,20m, 0,25m, 0,31m e 0,40m).

É uma estaca moldada in loco, escavada com perfuratriz, executadas com

equipamento de rotação ou rotopercussão, que retira o solo do terreno através da

circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido. A argamassa é injetada no

fuste através dos tubos de perfuração, e quando este estiver preenchido, o mesmo é

tampado e uma pressão de ar comprimido é aplicada, fazendo com que a

argamassa penetre no solo, formando uma espécie de “raiz” (FIGUERÊDO, 2010).

Strauss

- Cargas (200 a 800 kN);

- Baixo custo;


6

- Não se recomenda: abaixo do nível da água;

- Não se recomenda em solos com SPT > 20 (dificuldade de escavação com o

equipamento da estaca Strauss);

- Não se recomenda em camada espessa de solo mole, pois pode causar

“estrangulamento” do seu fuste;

- Diâmetros (0,25m, 0,32m, 0,38m, 0,45m).

É uma estaca moldada in loco, escavada com revestimento metálico

recuperável, por meio da desagregação do solo com água e com o auxílio do balde

sonda, que retira o solo do terreno. A concretagem é realizada após a cota de apoio

ser atingida, com lançamento e posterior apiloamento do concreto.

Pré-moldadas de concreto

- Cargas (200 a 1500 kN);

- Provocam vibrações;

- Cravadas em terrenos rijos ou compactos, sem causar o rompimento do seu fuste;

- Não se recomenda em terrenos com matacões ou camadas de pedregulhos.

É uma estaca cravada por meio de bate estacas de gravidade, cravação

dinâmica (FIGUERÊDO, 2010).

Metálicas

- Cargas (400 a 3000 kN);

- Indicadas para todos os tipos de terreno;


- Custo elevado.

É uma estaca cravada à percussão ou, no caso das helicoidais, através de

equipamentos com torque e pressão (FIGUERÊDO, 2010).

Hélice contínua

- Cargas (300 a 5000 kN);

- Custo elevado;

- É preciso central de concreto próxima ao local da obra, devido a alta produtividade

da estaca;

7

- Indicada para solos com SPT > 50;

- Diâmetros (0,25m, 0,30m, 0,35m, 0,40m, 0,50m, 0,60m, 0,70m, 0,80m, 0,90m e

1,00m);

- Não se recomenda em terrenos com matacões e rocha;

- Não se recomenda em camada espessa de solo mole, pois pode causar o

“estrangulamento” do seu fuste.

É uma estaca escavada moldada in loco, executada por meio de trado contínuo,

do tipo hélice que, simultaneamente com a retirada do solo do terreno, a

concretagem é realizada por injeção de concreto sob pressão controlada. A

armadura é colocada após a concretagem (ALMEIDA NETO, 2002).

Madeira

- Cargas (150 a 500 kN)

- Recomenda-se o seu uso em terrenos saturados e abaixo do nível da água, para

evitar o seu apodrecimento;

- Provocam vibrações;

- Indicadas para obras provisórias, como pontes e obras marítimas;

- Diâmetros (0,20m, 0,25m, 0,30m, 0,35m e 0,40m);

- Estão em desuso, pois necessitam de licença dos órgãos ambientais.

É uma estaca cravada por meio de bate estacas de pequenas dimensões e

martelos leves (FIGUERÊDO, 2010).

Os diâmetros comerciais para as estacas do tipo Franki, Strauss, escavadas e

pré-fabricadas de concreto seção circular maciça, bem como a carga admissível de

cada estaca, estão apresentados na tabela 2.1.1.

8

Tabela 2.1.1 – Diâmetros comerciais e carga admissível de algumas estacas

TIPO DE FUNDAÇÃO DIÂMETROS COMERCIAIS (cm) CARGA ADMISSÍVEL (tf)

Franki

35 75

40 95

45 130

52 170

60 260

70 -

Strauss

25 20

32 30

38 40

45 60

Escavadas

25 20

30 28

40 50

50 80

60 113

70 154

80 200

90 254

Pré-fabricada de concreto seção circular maciça -

"BENATON"

15 15

17 20

20 30

23 40

26 50

Fonte: Revista Construção Mercado – A Revista dos negócios da construção, n° 64, Nov. 2006 - PINI

2.2 Capacidade de carga das fundações profundas

As estacas funcionam interagindo com o solo na ponta e/ou ao longo do fuste.

Essa interação é avaliada calculando-se, respectivamente, as cargas de ponta e por

atrito lateral, conforme dito anteriormente. A capacidade de carga de uma fundação

profunda tipo estaca pode ser calculada segundo a equação 2.2.1:

= + (2.2.1)

onde:

= capacidade de carga de ruptura

9

= capacidade de carga de ponta

= capacidade de carga por atrito lateral

pode ser definida, genericamente, como o produto da capacidade de carga

unitária de ponta, , da camada de solo na cota de apoio da estaca, e da área da

sessão transversal da ponta da estaca, , conforme equação 2.2.2:

= . (2.2.2)

pode ser definida, genericamente, como o produto da tensão de ruptura

unitária por atrito lateral, , ao longo do fuste da estaca, e da área lateral da estaca,

, conforme equação 2.2.3:

= . (2.2.3)

Um projeto de fundações é baseado na interação solo-estaca. Nesse tipo de

interação, geralmente o elo mais fraco do sistema é o solo. Existem normatizações

correspondentes a cada um dos elementos que fazem parte do sistema. A NBR

6118 – Projetos de Estruturas de Concreto – Procedimento (ABNT, 2003) - faz a

verificação da resistência estrutural, já a NBR 6122 (ABNT, 1996) faz a verificação

da resistência geotécnica (AOKI e SILVA, 2006).

O funcionamento de uma estaca pode ser previsto pelo somatório das suas

capacidades de carga por atrito lateral e de ponta, que deverá suportar a carga que

levará à ruptura a estaca no solo, que pode ser observado na figura 2.2.1.

10

Figura 2.2.1 – Esquema da capacidade de carga de fuste e capacidade de carga de ponta de uma estaca (NIENOV, 2006)

Na figura 2.2.1, diz respeito à carga que levará à ruptura a estaca no solo,

à sua capacidade de carga por atrito lateral, à sua capacidade de carga de

ponta, D ou B refere-se ao seu diâmetro ou lado da estaca, respectivamente, e L ao

seu comprimento.

Segundo Gonçalves (2008), as fundações profundas por estacas são

recomendadas, principalmente, quando se deseja transmitir a carga da

superestrutura, atravessando camadas de material de baixa capacidade de carga,

até atingir uma camada mais profunda com capacidade de carga adequada.

Entende-se por material de baixa capacidade de carga argila mole ou muito

mole, areia fofa ou muito fofa. Com relação às argilas moles e muito moles, além de

não oferecerem resistência para servirem de cota de apoio a uma fundação, quando

atravessadas comportam-se como uma sobrecarga para a estaca, uma vez que

esse tipo de solo age em sentido contrário à resistência por atrito lateral.

Levando-se em consideração que a resistência do solo, onde será implantada

a fundação, é de grande importância para que o mesmo atenda à solicitação

11

proveniente da superestrutura, estudos e ensaios devem ser realizados uma vez que

um carregamento vertical aplicado em uma estaca será resistido parcialmente pela

resistência ao cisalhamento gerada ao longo de seu fuste e, parcialmente, pelas

tensões normais geradas em sua ponta (ANDRAOS, 2009).

“Quando uma estaca isolada é sujeita a um carregamento axial, o sistema

solo-estaca reage mobilizando resistência, re-estabelecendo a condição de equilíbrio

do sistema” (LIMA e GUSMÃO, 2006).

Para que a solicitação seja atendida pela fundação, as estacas podem

trabalhar de forma isolada ou em grupo, sendo esta última, prevista quando a carga

da superestrutura ultrapassa a capacidade de suporte do material que constitui uma

estaca isolada, necessitando, portanto, de uma quantidade maior destas para que a

carga seja distribuída entre as mesmas.

No dimensionamento das estacas, utiliza-se a capacidade de carga

admissível que é obtida, dividindo-se a capacidade de carga de ruptura por um fator

de segurança (equação 2.2.4).

=

(2.2.4)

onde:

= capacidade de carga admissível

= capacidade de carga de ruptura

FS = fator de segurança

A NBR 6122 (ABNT, 1996) define a capacidade de carga admissível sobre um

elemento isolado de fundação (EIF) como a força aplicada sobre este, que provoca

apenas recalques que podem ser suportados pela construção e que,

consequentemente, oferece segurança satisfatória contra a ruptura do solo e do

elemento de fundação. De acordo com Lima e Gusmão (2006), esses aspectos

devem ser assegurados em um projeto de fundações.

Para as obras de fundações faz-se a verificação do estado-limite último ( ),

que atende também à verificação do estado-limite de utilização ( ) (AOKI e

SILVA, 2006).

Partindo desse pressuposto, Aoki e Alonso (1990) afirmam que um projeto de

fundações deve atender a três premissas básicas: os materiais que deverão

constituir o elemento estrutural de fundação devem ser controlados; o projeto deve

12

garantir a integridade do elemento estrutural de fundação, ou seja, o elemento

estrutural deve suportar a carga que recebe, não podendo ser danificado por

excesso desta, para tanto, a escolha do tipo e do diâmetro do elemento de fundação

é decisiva; e, por fim, deve garantir que os recalques sejam compatíveis com a

superestrutura ou edificação, analisando as deformações do terreno onde a

fundação será apoiada, deformações estas que deverão ser analisadas em toda

totalidade do seu bulbo de pressões (apud AOKI e SILVA, 2006).

A carga de ruptura é a máxima carga para a qual o solo de fundação rompe.

Sendo assim, um projeto de fundações deve ser realizado para atender não só ao

elemento estrutural de fundação (EEF), mas também ao solo em que este estará

apoiado.

Como o desempenho das fundações é difícil de ser previsto, devido à

diversificação dos solos, à falta de precisão dos ensaios de campo e à

impossibilidade de visualização das fundações após a sua execução (NIYAMA et al,

1998), a norma recomenda o uso de coeficientes de segurança na realização dos

projetos de fundação, utilizados no cálculo de capacidade de carga admissível.

Esses coeficientes de segurança podem ser reduzidos caso tenha sido realizada

uma quantidade adequada de provas de carga (apud SILVA et al, 2008).

A NBR 6122 (ABNT, 1996) afirma que, para as estacas escavadas, a

capacidade de carga por atrito lateral deve corresponder a 80% (oitenta por cento)

ou mais da carga de trabalho a ser adotada, ou seja, carga que chega a cada

estaca. Isto se deve aos elevados recalques necessários para a atuação da carga

de ponta (quando comparados com os recalques necessários para a atuação do

atrito lateral), ou ainda pelas dúvidas sobre a limpeza de fundo do furo.

Quando ocorrem dúvidas quanto à capacidade de carga das fundações ou

quando se deseja verificar se os parâmetros adotados nos projetos de fundações

são os encontrados na prática, ou seja, para comprovar o desempenho real de uma

fundação, realiza-se a prova de carga. Este tipo de ensaio é utilizado para se fazer a

verificação do conjunto solo-elemento estrutural de fundação e também da

capacidade de suporte do solo (SILVA et al, 2008).

A NBR 12131 – Estacas – Prova de carga estática (ABNT, 1992) - afirma que

a prova de carga em estacas fornece componentes que prevêem o comportamento

13

carga-deslocamento e fazem a estimativa da capacidade de carga destes

elementos.

Existem as provas de carga estáticas e dinâmicas. Segundo a NBR 12131

(ABNT, 1992), nas provas de carga estáticas, a estaca é carregada até a sua ruptura

ou duas vezes a sua carga de trabalho. É um ensaio direto, onde a estaca utilizada

no mesmo não é mais reutilizada. Segundo a NBR 13208 (ABNT, 1994), as provas

de cargas dinâmicas é um ensaio dinâmico realizado através de golpes de um

sistema de percussão com a utilização de dispositivos que fornecem valores de

deformabilidade, de aceleração ou de deslocamento da estaca. É um ensaio

indireto, onde a estaca utilizada no mesmo é reutilizada na obra.

Segundo Silva et al (2008), dentre as provas de carga, as mais importantes

para a engenharia de fundações são as provas de carga estáticas, porque são as

que melhor representam o carregamento da superestrutura sobre um EIF durante a

vida útil da obra. Porém, a realização destas implica em custos adicionais e requer

tempo, fatores estes, responsáveis pela substituição da prova de carga estática pela

prova de carga dinâmica.

A prova de carga dinâmica foi desenvolvida para facilitar a previsão da

capacidade de carga de um EIF, não implicando em custos excessivos e, além disto,

é realizada de forma rápida (ALVES, VIANA e FONSECA, 2008).

“Apesar da qualidade reconhecida das provas de carga, ainda é pequeno o

percentual de projetos elaborados com base nos resultados prévios de provas de

carga” (SALES e PACHECO, 2006).

A estimativa de capacidade de carga, no dimensionamento de fundações

profundas, pode ser realizada através de métodos teóricos, empíricos e semi-

empíricos. Os métodos teóricos fazem referência às propriedades geotécnicas do

solo como: coesão, ângulo de atrito, módulo de deformabilidade. Já os métodos

empíricos e semi-empíricos, necessitam de dados de ensaios de campo, como por

exemplo, sondagem a percussão – SPT e cone de penetração estática – CPT (Cone

Penetration Test) (LIMA e GUSMÃO, 2006).

Dentre esses métodos, os mais utilizados são os semi-empíricos, uma vez

que estes englobam, além da base teórica, parâmetros determinados através do

empirismo (SILVA, MIGUEL e BELINCANTA, 2006).

14

Velloso e Alonso (2000) alertam para o uso cauteloso de tais métodos, pois,

como estes foram desenvolvidos a partir de experiências realizadas em solos

específicos da região de seus autores, não são de caráter universal (apud AMANN,

2010).

A maioria dos projetos de fundações realizados no Brasil faz uso de

correlações semi-empíricas, baseadas em ensaios de SPT (SALES e PACHECO,

2006).

Milititsky (1986) já afirmava que “A Engenharia de Fundações correntes no

Brasil pode ser descrita como a Geotecnia do SPT” (apud VELLOSO e LOPES,

2002).

Segundo Cavalcante (2002), o ensaio SPT é bastante difundido e realizado, e

seus dados bastante utilizados. Porém, por se tratar de um ensaio rico em detalhes

na sua execução, esse tipo de minúcia pode acabar influenciando nos resultados

que o ensaio apresenta, demonstrando, algumas vezes, dados não condizentes com

a realidade (apud ÁVILA e CONCIANI, 2006).

Segundo Araújo e Wolle (2006), os métodos semi-empíricos, na sua maioria,

fazem uso de coeficientes empíricos que ajustam as suas equações aos mais

diversos tipos de solo que as estacas atravessam, assim como ao tipo de estaca

utilizada como fundação, ou seja, ao seu processo executivo.

O processo executivo da estaca é importante, pois altera as condições

iniciais do terreno, o ângulo de atrito da interface solo-estaca, a tensão horizontal

que age sobre a estaca, a adesão solo-estaca e a dimensão da área de contato

(NIENOV, 2006).

Os métodos semi-empíricos introduzem essas características em seu

desenvolvimento numérico através de parâmetros. k, α e C para os tipos de solo, e

F1 e F2 para o processo executivo das estacas (ANEXO A).

Os maiores valores de k para as areias são apresentados por Aoki-Velloso

(1975), e para as argilas, os maiores valores são apresentados por Laprovitera

(1988) e por Monteiro (1997), porém, três destes valores se igualam aos de outros

autores. Para os siltes com areia, Aoki-Velloso (1975) fornecem maiores valores, e

para os siltes com argila, Laprovitera (1988) fornece maiores valores, comentários

estes que podem ser melhor visualizados na figura 2.2.2.

15

Figura 2.2.2 - Parâmetro k para cada tipo de solo: métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988), Monteiro (1997) e Décourt-Quaresma (1978)

Para o parâmetro α, os maiores valores para as areias e siltes são

apresentados por Monteiro (1997). Para as argilas, quem apresenta os maiores

valores é Laprovitera (1988), comentários estes apresentados na figura 2.2.3.

Figura 2.2.3 - Parâmetro α para cada tipo de solo: métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Monteiro (1997)

0

200

400

600

800

1000

Are

ia

Are

ia s

iltosa

Are

ia s

ilto-a

rgilo

sa

Are

ia a

rgilo

-silt

osa

Are

ia a

rgilo

sa

Silt

e a

renoso

Silt

e a

reno-a

rgilo

so

Silt

e

Silt

e a

rgilo

-are

noso

Silt

e a

rgilo

so

Arg

ila a

renosa

Arg

ila a

reno-s

iltosa

Arg

ila s

ilto-a

renosa

Arg

ila s

iltosa

Arg

ila

k

Tipo de Solo

Aoki-Velloso (1975)

Laprovitera (1988)

Monteiro (1997)

Décourt-Quaresma (1978)

0,000

0,010

0,020

0,030

0,040

0,050

0,060

Are

ia

Are

ia s

iltosa

Are

ia s

ilto-a

rgilo

sa

Are

ia a

rgilo

-silt

osa

Are

ia a

rgilo

sa

Silt

e a

renoso

Silt

e a

reno-a

rgilo

so

Silt

e

Silt

e a

rgilo

-are

noso

Silt

e a

rgilo

so

Arg

ila a

renosa

Arg

ila a

reno-s

iltosa

Arg

ila s

ilto-a

renosa

Arg

ila s

iltosa

Arg

ila

α

Tipo de Solo

Aoki-Velloso (1975)

Laprovitera (1988)

Monteiro (1997)

16

Em relação aos valores de F1 e F2, referentes ao tipo de estaca, como

Monteiro (1997) faz uma descrição detalhada dos diferentes tipos, só foi possível

realizar comparação entre os métodos, para a estaca metálica. Para esta, o maior

valor para F1 é apresentado por Laprovitera (1988).

Em relação aos demais tipos de estaca, analisados por Aoki-Velloso (1975) e

Laprovitera (1988), pode-se verificar que os maiores valores para F1 são

apresentados por Laprovitera (1988) e Benegas (1993), comentários estes que

podem ser observados na figura 2.2.4.

Figura 2.2.4 - Parâmetro F1 para cada tipo de estaca: métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997)

Para as estacas metálicas, o maior valor para F2 é apresentado por Aoki-

Velloso (1975) e Monteiro (1997), pois é igual para ambos. Para os demais tipos de

estaca, Aoki-Velloso (1975) também apresentam os maiores valores, comentários

estes que podem ser verificados na figura 2.2.5.

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5

Fra

nki

Fra

nki de f

uste

apilo

ado

Fra

nki de f

uste

vib

rado

Metá

lica

Pré

-mold

ada d

e c

oncre

to

Pré

-mold

ada d

e c

oncre

to

cra

vada à

perc

ussão

Pré

-mold

ada d

e c

oncre

to

cra

vada p

or

pre

nsagem

Escavada

Escavada c

om

lam

a b

eto

nític

a

Raiz

Str

auss

Hélic

e-c

ontínua

F1

Tipo de Estaca

Aoki-Velloso (1975)

Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

Monteiro (1997)

17

Figura 2.2.5 - Parâmetro F2 para cada tipo de estaca: métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997)

Além disto, pode-se verificar que para Aoki-Velloso (1975) os valores de F2

são o dobro dos valores de F1. Os demais autores não apresentam uma relação

definida, mas variam entre 0,93 e 2,00.

Tais valores influenciam diretamente nos resultados dos cálculos da

capacidade de carga de ponta e lateral de uma estaca. Quanto maior o valor de k e

α, maiores são os valores de capacidade de carga, uma vez que tais parâmetros são

diretamente proporcionais a estes. Ao passo que, para F1 e F2 esta relação é

inversa.

Antes de qualquer tomada de decisão, o projetista verifica os diversos

resultados que os diferentes métodos semi-empíricos apresentam (AMANN, 2006).

A tabela 2.2.1 apresenta o resumo de alguns métodos semi-empíricos

brasileiros, que podem ser utilizados para o cálculo da capacidade de carga de

estacas.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

Fra

nki

Fra

nki de f

uste

apilo

ado

Fra

nki de f

uste

vib

rado

Metá

lica

Pré

-mold

ada d

e c

oncre

to

Pré

-mold

ada d

e c

oncre

to c

ravada à

perc

ussão

Pré

-mold

ada d

e c

oncre

to c

ravada p

or

pre

nsagem

Escavada

Escavada c

om

lam

a b

eto

nític

a

Raiz

Str

auss

Hélic

e-c

ontínua

F2

Tipo de Estaca

Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)

18

Tabela 2.2.1: Resumo de alguns métodos semi-empíricos brasileiros

Método semi-empírico

Tipo de Estaca Capacidade de Carga por Atrito Lateral Capacidade de Carga de

Ponta Observação

Aoki-Velloso (1975)

Franki;

Metálica;

Pré-moldada de

concreto;

Escavada

=

= k.


Pré-moldada de

concreto;

Franki;

Escavada;

Strauss

=

= .(

3≤ N ≤ 50

P. P. C. Velloso (1981)

Cravada;

Escavada = =

: fator de execução da estaca : fator de carregamento : fator de dimensão da base

19




Ponta Observação

Milititsky e Alves (1985)

Escavada;

Strauss = =

e : coeficientes de proporcionalidade

: média dos valores do SPT ao longo do fuste da estaca, exceto o valor imediatamente acima da ponta da estaca

: média dos valores do

SPT na ponta, acima e abaixo da estaca


Franki;

Metálica;

Pré-moldada de

concreto;

Escavada

=

= k.

Alonso (1996) Hélice contínua =

=

N ≤ 40

20




Ponta Observação

Décourt et al (1996)

Pré-moldada de

concreto;

Franki;

Escavada;

Strauss

=

=

3 ≤ N ≤ 50

Antunes e Cabral (1996)

Hélice contínua

= =

: Coeficiente para determinação da carga lateral : Coeficiente para determinação da carga de ponta ( )

Teixeira (1996)

Pré-moldada de

concreto;

Metálica;

Franki;

Escavada a céu

aberto;

Raiz

=

: valor médio do SPT no

intervalo de 4 diâmetros acima da base e 1 diâmetro abaixo da base da estaca

: valor médio do SPT ao

longo do fuste da estaca

21




Ponta Observação

Monteiro (1997)

Franki;

Metálica;

Pré-moldada de

concreto;

Escavada;

Raiz;

Strauss;

Hélice-contínua

=

= k.

Bustamante e Gianeselli (1998)

Ômega Carga de Atrito Lateral na Ruptura

=

Carga de Ruptura na Ponta

=

: atrito lateral, depende do tipo de estaca e do solo : coeficiente adimensional, depende do ensaio de campo executado, e pode ser particularizado em (pressiômetro de

Ménard), (CPT), (SPT)

: valor da resistência do solo na região da ponta da estaca que pode ser tomado igual ao do pressiômetro

de Ménard; ou do CPT; ou ainda igual a N do SPT

22




Ponta Observação

Kárez e Rocha (2000)

Hélice contínua = 4,9 = : 210 (argila), 250 (silte) e 290 (areia)

Gotlieb et al (2000) Hélice contínua = (

Vorcaro e Velloso (2000)

Hélice contínua =

= U

=

Cabral et al (2000) Ômega = =

: Coeficiente para determinação da carga lateral : Coeficiente para determnação da carga de ponta ( )

Lobo (2006)

Cravada pré-moldada;

Metálica;

Hélice contínua;

Escavada

= α.

.

: área lateral total do amostrador (interna + externa) : área de ponta do

amostrador SPT : variação da energia potencial

23

Os métodos semi-empíricos foram elaborados para estimar, estatisticamente,

a capacidade de carga de ruptura de uma fundação profunda. Para isto, levam em

conta a soma das parcelas de capacidade de carga por atrito lateral e da capacidade

de carga de ponta, chegando a um valor próximo ao extrapolado por van der Veen

que, segundo Cabral (2008), “usa uma relação exponencial entre carga e

deslocamento na determinação da carga de ruptura interpretada”.

Logo, tais métodos não devem ser utilizados para fazer estimativas das

parcelas de capacidade de carga por atrito lateral ou da capacidade de carga de

ponta separadamente, nem para prever, em camadas individuais, a transferência de

carga ou o atrito lateral (ARAÚJO e WOLLE, 2006).

Para entender um pouco sobre os métodos semi-empíricos, que foram

utilizados no trabalho, apresenta-se a seguir uma abordagem resumida sobre cada

um, extraída de diversos autores. A escolha de tais métodos se deu pelo fato destes

serem aplicáveis a uma maior diversidade de estacas, e dentre elas as estacas

escavadas.

2.3 O método Aoki-Velloso (1975)

O método semi-empírico, para previsão de capacidade de carga de estacas,

de Aoki-Velloso (1975) foi proposto originalmente a partir de correlações entre

resultados de provas de carga em estacas e ensaios de CPT. Posteriormente, para

que o método pudesse ser aplicado com resultados de ensaio de SPT, buscou-se

desenvolver um fator de conversão “k”, que transforma a resistência da ponta do

cone para (LOBO, 2005).

O método considera os diversos tipos de solos existentes. Entretanto, essa

sofisticação encontra limitações, devido à qualidade dos resultados de sondagem a

percussão que, em muitos casos, fica prejudicada pelo baixo nível de qualificação

dos operários (ANJOS, 2006).

As equações que determinam a capacidade de carga de ponta e lateral de

uma estaca, previstas por Aoki-Velloso (1975), estão representadas pelas equações

2.3.1 e 2.3.2, respectivamente e, pela equação 2.3.3, a capacidade de carga

admissível:

24

= (k.

). (2.3.1)

=

. (2.3.2)

(2.3.3)

onde, k e α referem-se ao tipo de solo, ao valor de SPT na camada de solo na

qual está apoiada a ponta da estaca, ao valor médio de SPT de cada

camada ao longo do fuste da estaca, à área da sessão transversal da ponta da

estaca, à área do fuste da estaca em contato com cada camada atravessada, F1

e F2, fatores de correção que levam em conta as diferenças de comportamento da

estaca e do cone de penetração estática, sendo esses relativos ao processo

executivo.

Para obtenção de , leva-se em conta os valores de SPT médios de cada

camada, ao longo do fuste da estaca. Para obtenção de , leva-se em conta

apenas o valor de SPT na cota de apoio da estaca. Para obtenção de , o autor

trabalha com a soma de e de . Para obtenção de , o método de Aoki-

Velloso (1975) trabalha com a metade do valor de , sendo o fator de segurança

global mínimo igual a dois, para capacidade de carga de estacas ou tubulões sem

prova de carga, recomendado pela NBR 6122 (ABNT, 1996).

2.4 O método Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

O método de estimativa da capacidade de carga de estacas de Laprovitera

(1988) e Benegas (1993) é uma versão modificada do método de Aoki-Velloso

(1975) (NIENOV, 2006).

Segundo Emmer (2004), o coeficiente “α” foi readaptado por Laprovitera

(1988), conforme a confiabilidade da sondagem à percussão. Já os valores de “k”,

propostos por Danziger (1982), foram mantidos, porém, Velloso e Lopes (2002)

afirmam que tais valores foram também complementados por Laprovitera (1988).

Emmer (2004) afirma ainda que os coeficientes “F1“ e ”F2” foram alterados por

Laprovitera (1988) e Benegas (1993).

25

As equações que determinam a capacidade de carga de uma estaca,

previstas por Laprovitera (1988) e Benegas (1993), são as mesmas utilizadas por

Aoki-Velloso (1975).

2.5 O método Monteiro (1997)

Monteiro (1997), com base na sua experiência na empresa Estacas Franki

Ltda, utilizou a mesma formulação de Aoki-Velloso (1975), porém propôs novos

valores tanto para “k” e “α” quanto para F1 e F2. De acordo com Monteiro (1997), o

objetivo da sua proposta era de melhorar o desempenho do método original

(NIENOV, 2006). Entretanto, o autor não informa o significado de melhorar o

desempenho, se seria, por exemplo, obter resultados próximos da realidade.

As equações que determinam a capacidade de carga de uma estaca,

previstas por Monteiro (1997), são as mesmas utilizadas por Aoki-Velloso (1975).

2.6 O método Décourt-Quaresma (1978)

O método semi-empírico para previsão de capacidade de carga de estacas de

Décourt-Quaresma (1978) é baseado somente no ensaio de SPT (LOBO, 2005).

Este método foi desenvolvido inicialmente para estacas pré-moldadas de

concreto cravadas com o uso de bate-estacas. Posteriormente, tal método passou a

abranger outros tipos de estacas, com a introdução de dois fatores de ajuste da

equação,”α” e “β”, que multiplicam, respectivamente, a capacidade de carga de

ponta e a capacidade de carga por atrito lateral das estacas (ARAÚJO e WOLLE,

2006).

A grande vantagem do método de Décourt-Quaresma (1978), em relação ao

método de Aoki-Velloso (1975), é o fato do primeiro apresentar simplicidade na sua

utilização e, sobretudo, pelo fato de não apresentar a grande variedade nas classes

de solo, o que acaba facilitando, no ensaio SPT, a interpretação da estratigrafia do

solo (ANJOS, 2006).

26

Segundo Cabral (2008), o método de Décourt-Quaresma (1978) obtém

valores bem seguros e próximos do real, segundo comparações realizadas, de

valores calculados com resultados de provas de carga. Apesar dessas estimativas

serem baseadas apenas em estacas do tipo pré-moldadas, os autores afirmam que

as mesmas servem de base também para estacas do tipo Franki, escavadas e

Strauss.

As equações que determinam a capacidade de carga de ponta e lateral de

uma estaca, previstas por Décourt-Quaresma (1978), estão representadas nas

equações 2.6.1 e 2.6.2, respectivamente, e a que apresenta a capacidade de carga

admissível na 2.6.3:

= (

). (2.6.1)

= 10.π.D.L

(2.6.2)

(2.6.3)

onde: C refere-se ao tipo de solo, ao valor de SPT médio relativo à cota de

apoio da ponta da estaca, SPT imediatamente superior e inferior à cota de apoio,

ao valor médio de SPT ao longo do fuste da estaca, à área da seção

transversal na ponta da estaca e à área relativa ao fuste da estaca. Os valores

“1,3” e “4,0”, apresentados na equação 2.6.3, correspondem ao FS da carga por

atrito lateral e de ponta, considerados no método.

Na determinação de valores de , os valores de menores que três

devem ser considerados iguais a três e os valores de maiores que cinquenta

devem ser considerados cinquenta.

Para obtenção de , o autor também adota a soma de e . E é

obtida de duas formas diferentes, onde o menor dos valores obtidos prevalece. A

primeira forma de obtenção é equivalente aos demais métodos, já a segunda é

obtida utilizando a equação 2.6.3.

Dos quatro métodos estudados, os métodos de Aoki-Velloso (1975),

Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997) fazem uso das mesmas

equações de previsão de capacidade de carga, diferindo-se apenas nos valores dos

parâmetros k, α, F1 e F2.

27

3 METODOLOGIA

A busca pelo conhecimento do tema proposto neste trabalho foi o que

motivou a realização da revisão bibliográfica, onde se procurou abranger o conteúdo

geral de livros, artigos técnico-científicos, dissertações e materiais obtidos através do

acesso à internet, relacionados ao tema em questão.

Após essa coleta de dados em literatura nacional, fez-se a escolha de uma

obra na cidade de Feira de Santana – BA, com fundação profunda, para que os

métodos semi-empíricos de cálculo de capacidade de carga de fundações profundas

fossem aplicados a um caso real.

A obra escolhida (obra A) diz respeito a um galpão comercial, situado na

Avenida Getúlio Vargas, cuja fundação profunda adotada foi estaca do tipo Strauss.

As principais informações levantadas em relação à obra e sua fundação

referem-se ao tipo e localização do empreendimento, relatório e furos de sondagem

a percussão realizados no terreno, tipo de fundação utilizada, bem como,

quantidade, dimensões e cota de apoio da mesma, informações estas sintetizadas

na tabela 3.1.

28

Tabela 3.1 - Características da obra estudada

OBRA A

TIPO Galpão comercial

LOCALIZAÇÃO Av. Getúlio Vargas

CIDADE Feira de Santana - BA

QUANTIDADE DE FUROS DE SONDAGEM 2

TIPO DE FUNDAÇÃO Estaca Strauss

QUANTIDADE DE ESTACAS 32

DIÂMETRO DAS ESTACAS (m) 0,25 e 0,32

COTA DE APOIO MÉDIA (m) 11,5

O ANEXO B contém as especificações do relatório de sondagem, e o ANEXO

C contém o croqui de localização dos furos de sondagem da obra A.

Além das informações levantadas para a obra A, conta-se ainda com um

acompanhamento fotográfico, no que tange ao processo executivo da estaca

Strauss, que pode ser observado da figura 3.1 à 3.9.

Inicialmente houve a realização de um pré-furo de 1,0m no terreno, com o

pilão do equipamento, que serviu de base para a introdução do primeiro segmento

do tubo guia, com posterior verificação do prumo da estaca (Figura 3.1).

29

Figura 3.1 Realização de um pré-furo com o pilão do equipamento, para auxiliar na introdução do tubo guia e verificação do prumo da estaca

Com o pré-furo aberto, lançou-se água para facilitar a colocação do tubo guia

com coroa cortante na extremidade inferior. Esse tubo foi fixado ao tripé por meio de

cabo de aço (Figura 3.2).

Figura 3.2 - Colocação do tubo guia com coroa cortante na extremidade inferior e lançamento de água no furo

30

O balde sonda foi içado pelo tripé e cabo de aço, colocado dentro do tubo

guia e retirado sucessivas vezes, simultaneamente com o lançamento de água para

facilitar a desagregação do solo e, posteriormente, a descida do tubo. O balde sonda

é provido de uma válvula borboleta em sua base, que se abre quando este encontra

o solo e o material penetra no mesmo. Com o solo dentro, a válvula

automaticamente se fecha devido ao peso do material que se encontra em seu

interior (Figura 3.3).

Figura 3.3 - Balde sonda ou piteira

Todo o material que fica retido no interior do balde sonda é removido através

da sua janela lateral e da válvula borboleta. Em seguida, esse balde é recolocado

dentro do tubo guia (Figura 3.4).

Figura 3.4 - Remoção do material desagregado que fica retido no balde sonda

31

Em alguns momentos, o balde sonda foi travado com uma espécie de

parafuso colocado entre o tubo e o balde, para evitar que a descida do balde e, com

sucessivas batidas deste, facilitar a introdução do tubo guia no terreno (figura 3.5).

Figura 3.5 - Travamento do balde sonda para avanço do tubo guia no terreno

Estas ações se repetiram sucessivamente, até que a cota de apoio

estabelecida em projeto fosse alcançada.

Ao final, o balde sonda foi retirado definitivamente de dentro do tubo guia e o

concreto foi preparado, para dar início à concretagem da estaca. Tudo foi preparado

manualmente dentro do próprio canteiro de obras, sem inspeção (Figura 3.6).

Figura 3.6 - Preparação do concreto

O concreto foi lançado dentro do furo, contendo ainda o tubo guia,

preenchendo-o quase que totalmente (Figura 3.7).

32

Figura 3.7 - Lançamento do concreto no furo

Logo após, a ferragem de espera foi colocada sem presença de espaçadores

e o concreto foi lançado até o nível do terreno (Figura 3.8).

Figura 3.8 - Colocação da ferragem de espera

Dando prosseguimento, o tubo guia foi retirado do terreno pelo tripé e cabo de

aço do equipamento (figura 3.9).

33

Figura 3.9 - Retirada do tubo guia do terreno

A partir da análise dos perfis de sondagem da obra A, escolheu-se o SP 02

para realizar os cálculos da capacidade de carga, pois o mesmo é mais desfavorável

em suas cotas finais, como pode ser notado ao observar os valores de SPT destes

perfis de sondagem, no ANEXO D.

De acordo com a sondagem a percussão realizada no local da obra A, pode-

se observar na tabela 3.2, o resumo do perfil geotécnico escolhido.

Tabela 3.2 - Resumo do perfil de solo da obra estudada

OBRA A – SP 02

PROFUNDIDADE (m) TIPO DE SOLO

0,00 - 1,00 Areia siltosa fina e média, fofa

1,00 - 7,60 Silte arenoso, fofo

7,60 - 9,10 Argila areno-siltosa, mole a dura

9,10 - 12,70 Argila arenosa, dura

12,70 - 15,45 Areia grossa, silto argilosa, medianamente

compacta a compacta

Em seguida, calculou-se a capacidade de carga das fundações da obra A,

aplicando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e

Benegas (1993), Monteiro (1997) e Décourt-Quaresma (1978), cuja memória de

cálculo está disponível no ANEXO E. O método de Laprovitera (1988) modificou os

valores de k e α, propostos por Aoki-Velloso (1975) e, em 1993, Benegas, utilizando

o método de Laprovitera (1988), sugeriu valores para F1 e F2.

34

A escolha dos quatro métodos adotados no trabalho se deu pelo fato dos

mesmos serem aplicáveis a vários tipos de estacas, incluindo as escavadas,

apresentando parâmetros para estas estacas. Tais métodos se aplicam,

genericamente, a estacas do tipo Franki, metálica, pré-moldada de concreto,

escavada, raiz, Strauss e hélice contínua. Os métodos tradicionais de Aoki-Velloso

(1975) e Décourt-Quaresma (1978) são os mais utilizados e serviram como ponto de

partida para a proposição de muitos métodos brasileiros existentes. Os cálculos

foram realizados para as estacas escavadas do tipo Strauss.

Para cada um dos métodos, fez-se a análise da sua capacidade de carga por

atrito lateral ( ), de ponta ( ), de ruptura ( ) e admissível ( ), variando

separadamente as dimensões da estaca, diâmetro e comprimento. Para o cálculo de

, utilizou-se FS = 2,0, sugerido pela NBR 6122 (ABNT, 1996), quando não se

dispõe de resultados de prova de carga. Para a obra A, com estaca do tipo Strauss,

os diâmetros comerciais utilizados foram 0,25m, 0,32m, 0,38m e 0,45m.

O comprimento das estacas variou em função da profundidade máxima de

investigação do subsolo. Na obra A, as profundidades utilizadas para a previsão de

capacidade de carga foram 8,0m, 9,0m, 10,0m, 11,0m e 12,0m, quando foram

aplicados os métodos de Aoki-Velloso, Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e

Monteiro (1997). Para aplicação do método de Décourt-Quaresma (1978), as cotas

de apoio foram de 8,0m, 9,0m, 10,0m e 11,0m, por causa dos requisitos necessários

para obtenção do . Por exemplo, o perfil de sondagem da obra mostra para uma

cota de apoio de 12,0m, que a camada imediatamente inferior à cota de apoio,

apresenta um valor de SPT menor que o das cotas superiores, impedindo, portanto,

a adoção dessa profundidade como cota de apoio, uma vez que provocaria a

redução da capacidade de carga da estaca.

Os resultados obtidos foram analisados separadamente para cada autor

estudado e, em conjunto, podendo assim fazer comparações entre os diferentes

métodos e verificar a dispersão entre os mesmos. Além disto, para cada diâmetro e

comprimento estudado, tomou-se como referência os resultados de capacidade de

carga encontrados para o menor valor de cada uma dessas dimensões, 0,25m e

8,0m, e comparou-se com os resultados dos demais valores adotados no estudo,

procurando verificar o percentual de ganho ou perda de capacidade de carga,

35

quando da variação dessas dimensões, analisando assim sua influência na previsão

de capacidade de carga.

Para os métodos que não apresentaram restrição quanto ao valor máximo de

SPT, este foi limitado a 50, que é o valor máximo sugerido pelo método proposto por

Décourt-Quaresma (1978).

Neste trabalho, considerou-se que até 20% o aumento da capacidade de

carga das estacas não é relevante.

Os dados foram trabalhados em planilha Excel, procurando-se inserir todas as

informações necessárias ao cálculo da capacidade de carga, como: valores de α, k,

C, F1 e F2 intrínsecos a cada método; perfil de sondagem da obra estudada;

diâmetros comerciais das estacas, bem como, diferentes cotas de apoio para as

mesmas; equações referentes à capacidade de carga por atrito lateral, de ponta, de

ruptura e admissível para cada método.

36

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 Obra A: estaca tipo Strauss – variação de diâmetro

4.1.1 Previsão da capacidade de carga para os quatro métodos e

relação

A tabela 4.1 e a figura 4.1 apresentam a previsão da capacidade de carga por

atrito lateral ( ), de ponta ( ), de ruptura ( ) e admissível ( ), utilizando o

método semi-empírico de Aoki-Velloso (1975), para diferentes diâmetros: 0,25m,

0,32m, 0,38m e 0,45m, com profundidade de apoio de 11,5m, e a relação entre ,

e , tomando como referência o menor diâmetro de 0,25m.

Ainda na tabela 4.1, apresenta-se o aumento da capacidade de carga quando

o diâmetro da estaca varia de 0,25m (menor diâmetro) para 0,45m (maior diâmetro).

Tabela 4.1 - Capacidade de Carga por Aoki-Velloso (1975) e sua relação, tomando como referência o menor diâmetro – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Diâmetro (m)

(kN) (kN) (kN) (kN)

(%)

(%)

(%)

0,25 159,74 286,34 446,09 223,04 100,00 100,00 100,00

0,32 204,47 469,14 673,61 336,81 128,00 163,84 151,01

0,38 242,81 661,57 904,38 452,19 152,00 231,04 202,74

0,45 287,54 927,75 1215,29 607,64 180,00 324,00 272,43

Relação entre capacidade de carga para o maior e menor

diâmetros Ganho de Ganho de Ganho de

Ganho de

Q0,45/Q0,25 1,8 3,2 2,7 2,7

37

Figura 4.1 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Aoki-Velloso (1975) – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Observa-se na tabela 4.1 um aumento das cargas à medida que há um

crescimento do diâmetro das estacas, sendo mais acentuado para a , a qual

exerce maior influência sobre a . Isto está relacionado com o quadrado do

aumento do diâmetro.

Além disso, observa-se na tabela 4.1, um aumento de 3,2 vezes da ,

enquanto que para esse aumento foi de 1,8 vezes, e para as demais cargas esse

aumento foi de 2,7 vezes. Verifica-se que a carga de ponta é mais sensível à

variação do diâmetro da estaca, quando comparada à carga por atrito lateral.

A tabela 4.2 e a figura 4.2 apresentam a previsão de , , e ,

utilizando o método semi-empírico de Laprovitera (1988) e Benegas (1993), para

diferentes diâmetros: 0,25m, 0,32m, 0,38m e 0,45m, com profundidade de apoio de

11,5m, e a relação entre , e , tomando como referência o menor diâmetro de

0,25m.



0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

Carg

a (k

N)

Diâmetro (m)

Carga por atrito lateral

Carga de ponta

Carga de ruptura

Carga admissível

38

Tabela 4.2 - Capacidade de Carga por Laprovitera (1988) e Benegas (1993) e sua relação, tomando como referência o menor diâmetro – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Diâmetro (m)

(kN) (kN) (kN) (kN)

(%)

(%)

(%)

0,25 414,56 261,80 676,36 338,18 100,00 100,00 100,00

0,32 530,63 428,93 959,56 479,78 128,00 163,84 141,87

0,38 630,13 604,86 1234,99 617,49 152,00 231,04 182,59

0,45 746,20 848,23 1594,43 797,22 180,00 324,00 235,74



Ganho de

Q0,45/Q0,25 1,8 3,2 2,4 2,4

Figura 4.2 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Laprovitera (1988) e Benegas (1993) – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Percebe-se na figura 4.2, comportamento semelhante ao apresentado quando

se aplica o método de Aoki-Velloso (1975), no que se refere ao aumento da

capacidade de carga com o diâmetro, sendo os maiores valores para . Além disso,

observa-se na tabela 4.2, um aumento de 3,2 vezes da , enquanto que para

esse aumento foi de 1,8 vezes, e para as demais cargas esse aumento foi de 2,4

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

Carg

a (k

N)

Diâmetro (m)


Carga de ponta

Carga de ruptura

Carga admissível

39

vezes. Mais uma vez, a carga de ponta se mostrou mais sensível à variação no

diâmetro da estaca, quando comparada à carga por atrito lateral.

Percebe-se também que na passagem do diâmetro 0,38m para 0,45m, as

cargas por atrito lateral e de ponta se igualam, mostrando que e possuem igual

participação no valor de .


utilizando o método semi-empírico de Monteiro (1997), para diferentes diâmetros:

0,25m, 0,32m, 0,38m e 0,45m, com profundidade de apoio de 11,5m, e a relação

entre , e , tomando como referência o menor diâmetro de 0,25m.



Tabela 4.3 - Capacidade de Carga por Monteiro (1997) e sua relação, tomando como referência o menor diâmetro – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Diâmetro (m)

(kN) (kN) (kN) (kN)

(%)

(%)

(%)

0,25 377,78 257,12 634,91 317,45 100,00 100,00 100,00

0,32 483,56 421,27 904,83 452,42 128,00 163,84 142,51

0,38 574,23 594,06 1168,29 584,14 152,00 231,04 184,01

0,45 680,01 833,08 1513,09 756,55 180,00 324,00 238,32



Ganho de

Q0,45/Q0,25 1,8 3,2 2,4 2,4

40

Figura 4.3 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Monteiro (1997) – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Percebe-se também um crescimento das capacidades de carga à medida que

há um crescimento do diâmetro da estaca. A figura 4.3 mostra comportamento

semelhante aos resultados obtidos pelo método de Laprovitera (1988) e Benegas

(1993).

O crescimento da é de 3,2 vezes, quando o diâmetro é aumentado de

0,25m para 0,45m. Para a mesma situação, observa-se um aumento de 1,8 vezes

para , e 2,4 vezes para as demais cargas, como mostrado na tabela 4.3. E,

novamente, mostra-se mais sensível à variação do diâmetro, quando comparada

a , embora tenha apresentado valores maiores, em geral.

Para esse autor, observou-se também que os valores das cargas por atrito

lateral e ponta se igualam, quando o diâmetro é aumentado de 0,32m para 0,38m,

conforme apresentado na figura 4.3.


utilizando o método semi-empírico de Décourt-Quaresma (1978), para diferentes

diâmetros: 0,25m, 0,32m, 0,38m e 0,45m, com profundidade de apoio de 11,5m, e a

relação entre , e , tomando como referência o menor diâmetro de 0,25m.



0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

Carg

a (k

N)

Diâmetro (m)


Carga de ponta

Carga de ruptura

Carga admissível

41

Tabela 4.4 - Capacidade de Carga por Décourt-Quaresma (1978) e sua relação, tomando como referência o menor diâmetro – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Diâmetro (m)

(kN) (kN) (kN) (kN)

(%)

(%)

(%)

0,25 267,04 263,11 530,14 265,07 100,00 100,00 100,00

0,32 341,81 431,08 772,88 370,70 128,00 163,84 145,79

0,38 405,89 607,89 1013,78 464,20 152,00 231,04 191,23

0,45 480,66 852,47 1333,13 582,86 180,00 324,00 251,47



Ganho de

Q0,45/Q0,25 1,8 3,2 2,5 2,2

Figura 4.4 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Décourt-Quaresma (1978) – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Percebe-se um crescimento das capacidades de carga à medida que há o

aumento do diâmetro da estaca. Da mesma forma que no método de Aoki-Velloso

(1975), a teve uma participação maior na carga de ruptura da estaca.

A tabela 4.4 mostra que, o crescimento de foi de 1,8 vezes, enquanto que o

de foi de 3,2 vezes, o de foi de 2,5 vezes, e o de foi de 2,2 vezes,

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

Carg

a (k

N)

Diâmetro (m)


Carga de ponta

Carga de ruptura

Carga admissível

42

quando o diâmetro é aumentado de 0,25m para 0,45m. A maior sensibilidade de

em relação a , também é mostrada para Décourt-Quaresma (1978).

Além disso, observou-se também que os valores da carga por atrito lateral e

de ponta, para o diâmetro de 0,25m, são praticamente iguais, porém, quando o

diâmetro é aumentado de 0,25m para 0,32m, o aumento não é proporcional, cerca

de 30% para a carga por atrito lateral, e de aproximadamente 64% para a carga de

ponta.

Para Décourt-Quaresma (1978), não se nota a mesma proporção entre as

cargas de ruptura e admissível, uma vez que esses autores não trabalham com o

mesmo método de cálculo de capacidade de carga admissível que os demais

autores, conforme explicado na metodologia.

Comparando-se os quatro métodos estudados, verifica-se que os maiores

valores de foram encontrados para o método de Laprovitera (1988) e Benegas

(1993) e os de , para Aoki-Velloso (1975), considerando todos os diâmetros.

Porém, os métodos semi-empíricos não devem ser utilizados para estimar estas

parcelas separadamente, mas sim para estimar a . Neste caso, os maiores

valores de foram encontrados para o método de Laprovitera (1988) e Benegas

(1993) e o menor, para Aoki-Velloso (1975).

Em linhas gerais, comparando-se as tabelas 4.1 a 4.4, o comportamento da

capacidade de carga para os 4 métodos estudados é o mesmo, aumentando quanto

maior for o diâmetro.

Observa-se que o método de Aoki-Velloso (1975) apresenta valores de

inferiores a 80% dos valores de , valores estes não condizentes com as

especificações da NBR 6122 (ABNT, 1996).

Observa-se que os percentuais para e são iguais

para todos os métodos estudados, podendo-se afirmar que os métodos coincidem

quando se trata de valores relativos. O mesmo comportamento não é observado

para , porém, para todos os métodos, os valores são aproximados, e

seus percentuais de ganho, quando do aumento do diâmetro de 0,25m para 0,45m,

variam entre 136% e 172%.

43


ruptura

A tabela 4.5 e a figura 4.5, referem-se à relação entre a e , para

diferentes diâmetros: 0,25m, 0,32m, 0,38m e 0,45m, para os 4 métodos estudados.

Tabela 4.5 - Relação entre capacidades de carga por atrito lateral e de ponta e capacidade de carga de ruptura – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Aoki-Velloso (1975)

Diâmetro (m) (%) (%)

0,25 35,81 64,19

0,32 30,35 69,65

0,38 26,85 73,15

0,45 23,66 76,34



0,25 61,29 38,71

0,32 55,30 44,70

0,38 51,02 48,98

0,45 46,80 53,20

Monteiro (1997)


0,25 59,50 40,50

0,32 53,44 46,56

0,38 49,15 50,85

0,45 44,94 55,06



0,25 50,37 49,63

0,32 44,22 55,78

0,38 40,04 59,96

0,45 36,06 63,94

44

Figura 4.5 - Diâmetro x Relação entre Capacidade Carga (%) – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Observa-se uma relação inversa da com o diâmetro da estaca, para

todos os métodos estudados, ou seja, à medida que o diâmetro da estaca aumenta

essa relação diminui, enquanto que para a relação é direta, podendo-se

afirmar que exerce maior influência sobre a . Isto pode ser observado

matematicamente, onde é uma função do diâmetro ( = b.x, sendo x o diâmetro

da estaca) e é uma função do quadrado do diâmetro ( = a.x2). Sendo assim,

como é a soma das duas parcelas, teremos = b.x + a.x2. Quando “x” aumenta,

e aumentam em função do seu quadrado, enquanto aumenta de igual valor

dessa variável e, portanto, a relação decresce. Observando-se as equações,

verifica-se também que = x. . Ou seja, quando o diâmetro cresce, cresce do

valor de multiplicado pelo diâmetro, considerando as demais variáveis constantes

e analisando apenas a variação do diâmetro da estaca.

Percebe-se que para Aoki-Velloso (1975), os valores de e se afastam

mais entre si, desde o primeiro diâmetro. Para Décourt-Quaresma (1978), o

comportamento é o mesmo, porém com valores mais aproximados.

Os valores para Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro se mantêm

quase os mesmos para todos os diâmetros.

20

30

40

50

60

70

80

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

Rela

ção

en

tre C

ap

cacid

ad

e d

e C

arg

a

(%)

Diâmetro (m)

Ql/Qr (Aoki-Velloso (1975))

Qp/Qr (Aoki-Velloso (1975))

Ql/Qr (Laprovitera (1988) e Benegas (1993))

Qp/Qr (Laprovitera (1988) e Benegas (1993))

Ql/Qr (Monteiro (1997))

Qp/Qr (Monteiro (1997))

Ql/Qr (Décourt-Quaresma (1978))

Qp/Qr (Décourt-Quaresma (1978))

45

A participação de é predominante para os métodos de Aoki-Velloso (1975)

e Décourt-Quaresma (1978).

4.1.3 Calculo de – comparação entre os métodos estudados

A tabela 4.6 e a figura 4.6, apresentam a previsão da capacidade de carga

por atrito lateral ( ), utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975),

Laprovitera (1988) e Benegas (1993), Monteiro (1997) e Décourt-Quaresma (1978),

para estacas com profundidade de apoio de 11,5m, e diferentes diâmetros: 0,25m,

0,32m, 0,38m e 0,45m.

Tabela 4.6 – Capacidade de Carga por Atrito Lateral – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Capacidade de Carga por Atrito Lateral (kN)

Diâmetro/Método Aoki-Velloso

(1975) Laprovitera (1988) e

Benegas (1993) Monteiro

(1997) Décourt-

Quaresma (1978)

0,25 159,74 414,56 377,78 267,04

0,32 204,47 530,63 483,56 341,81

0,38 242,81 630,13 574,23 405,89

0,45 287,54 746,20 680,01 480,66

Figura 4.6 - Diâmetro x Capacidade de Carga por Atrito Lateral – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

0

300

600

900

1200

1500

1800

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

Cap

acid

ad

e d

e C

arg

a p

or

Atr

ito

Late

ral

(kN

)

Diâmetro (m)

Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


46

Observa-se uma relação direta, crescente e linear da com o diâmetro da

estaca, para todos os métodos estudados, sendo que o método de Laprovitera

(1988) e Benegas (1993) mostrou maior ganho para quando do aumento do

diâmetro.

Além disto, nota-se que o método de Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

prevê a maior , para todos os diâmetros, pois, são estes autores que estabelecem

os maiores valores para os parâmetros α e k, parâmetros estes que possuem uma

relação direta com os valores de capacidade de carga. O mesmo não pode ser

observado para o método de Décourt-Quaresma (1978), que não faz uso desses

parâmetros na sua equação de cálculo para .


A tabela 4.7 e a figura 4.7, apresentam a previsão da capacidade de carga de

ponta ( ), utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975),


para estacas com profundidade de apoio de 11,5m e diferentes diâmetros: 0,25m,

0,32m, 0,38m e 0,45m.

Tabela 4.7 - Capacidade de Carga de Ponta – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Capacidade de Carga de Ponta (kN)




(1997) Décourt-

Quaresma (1978)

0,25 286,34 261,80 257,12 263,11

0,32 469,14 428,93 421,27 431,08

0,38 661,57 604,86 594,06 607,89

0,45 927,75 848,23 833,08 852,47

47

Figura 4.7 - Diâmetro x Capacidade de Carga de Ponta– estaca Strauss com

profundidade de 11,5m

Observa-se uma relação direta e crescente de , com o diâmetro da estaca,

para todos os métodos estudados.

Observa-se que o método de Aoki-Velloso (1975) prevê a maior para todos

os diâmetros, pois são estes autores que estabelecem os maiores valores para a

relação , relação esta diretamente proporcional aos valores de capacidade de

carga.

Pode-se observar na figura 4.7, que os métodos possuem valores de muito

mais próximos do que os valores de (figura 4.6). Isto acontece porque a variação

do tipo de solo da ponta da estaca praticamente inexiste, o que geralmente não é

observado ao longo do seu fuste.


A tabela 4.8 e a figura 4.8, apresentam a previsão da capacidade de carga de

ruptura ( ), utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975),


para estacas com profundidade de apoio de 11,5m e diferentes diâmetros: 0,25m,

0,32m, 0,38m e 0,45m.

0

300

600

900

1200

1500

1800

0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50

Cap

acid

ad

e d

e C

arg

a d

e P

on

ta (

kN

)

Diâmetro (m)

Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


48

Tabela 4.8 - Capacidade de Carga de Ruptura – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Capacidade de Carga de Ruptura (kN)




(1997) Décourt-

Quaresma (1978)

0,25 446,09 676,36 634,91 530,14

0,32 673,61 959,56 904,83 772,88

0,38 904,38 1234,99 1168,29 1013,78

0,45 1215,29 1594,43 1513,09 1333,13

Figura 4.8 - Diâmetro x Capacidade de Carga de Ruptura – estaca Strauss com profundidade de 11,5m

Nota-se uma relação direta e crescente de com o diâmetro da estaca, para

todos os métodos estudados. Os maiores resultados obtidos são para o método de

Laprovitera (1988) e Benegas (1993), resultados estes que poderiam ser previstos,

uma vez que estes autores apresentam valores maiores na sua parcela , que

somada a fornece valores maiores para .

O resumo das conclusões obtidas em relação aos métodos semi-empíricos,

para a variação do diâmetro, pode ser observado na tabela 4.9.

0

300

600

900

1200

1500

1800

0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

Cap

acid

ad

e d

e C

arg

a d

e R

up

tura

(k

N)

Diâmetro (m)

Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


49

4.9 - Resumo das conclusões dos métodos semi-empíricos para a variação do diâmetro – estaca Strauss com cota de apoio de 11,5m

VARIAÇÃO DO DIÂMETRO

Ql; Qp; QR; Qadm

Q/Q(0,25m)

4.1.1

Q cresce com o diâmetro Maior Ql e Maior QR - Laprovitera (1988) e Benegas (1993) Menor QR - Aoki-Velloso (1975) Maior Qp - Aoki-Velloso (1975)

Q/Q(0,25m) praticamente iguais

Ql/QR; Qp/QR

4.1.2

Maior o diâmetro - Menor Ql/QR e Maior Qp/QR

Maior participação de Qp - Aoki-Velloso (1975); Décourt-Quaresma (1978) Maior participação de Ql - Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997)

Ql - Métodos 4.1.3

Menor Ql - Aoki-Velloso (1975)

Qp - Métodos 4.1.4

Qp praticamente iguais para todos os métodos Aoki-Velloso (1975) - Valores ligeiramente menores

QR - Métodos 4.1.5

Maior QR - Laprovitera (1988) e Benegas (1993); Monteiro (1997) Menor QR - Aoki-Velloso (1975)

4.2 Obra A: estaca tipo Strauss – variação de comprimento

4.2.1 Previsão da capacidade de carga para os quatro métodos e

relação

A tabela 4.10 e a figura 4.9 apresentam a previsão da capacidade de carga

por atrito lateral ( ), de ponta ( ), de ruptura ( ) e admissível ( ), utilizando o

método semi-empírico de Aoki-Velloso (1975), para diferentes cotas de apoio: 8,0m,

9,0m, 10,0m, 11,0m e 12,0m.

Ainda na tabela 4.10, apresenta-se o aumento da capacidade de carga

quando a cota de apoio da estaca varia de 8,0m (menor cota de apoio) para 12,0m

(maior cota de apoio).

50

Tabela 4.10 - Capacidade de Carga por Aoki-Velloso (1975) e sua relação, tomando como referência a menor cota de apoio – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Cota de Apoio (m)

(kN) (kN) (kN) (kN)

(%)

(%)

(%)

8,0 43,57 54,00 97,57 48,79 100,00 100,00 100,00

9,0 53,36 206,17 259,53 129,76 122,46 381,82 265,99

10,0 89,81 194,71 284,52 142,26 206,11 360,61 291,61

11,0 127,31 286,34 413,65 206,82 292,16 530,30 423,95

12,0 181,73 572,69 754,42 377,21 417,07 1060,61 773,21

Relação entre capacidade de carga para a maior e menor

cotas de apoio Ganho de Ganho de Ganho de

Ganho de

Q8,0/Q12,0 4,2 10,6 7,7 7,7

Figura 4.9 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Aoki-Velloso (1975) – estaca

Strauss com diâmetro de 0,25m

Percebe-se na figura 4.9 o crescimento das capacidades de carga quando a

cota de apoio da estaca varia de 8,0m para 12,0m.

O aumento de é de 4,2 vezes, o de é de 10,6 vezes, enquanto que, o de

e é de 7,7 vezes, como observado na tabela 4.10. Observa-se que é

muito mais sensível à variação do comprimento quando comparado a .

Percebe-se que o crescimento de , , e , não se dá de maneira

linear, como observado, para o mesmo autor, na variação do diâmetro.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

7 8 9 10 11 12 13

Carg

a (k

N)

Cota de Apoio (m)


Carga de ponta

Carga de ruptura

Carga admissível

51

Para , observa-se quando do aumento da cota de apoio de 9,0m para

10,0m, um pequeno decréscimo do seu valor. Isto se deve, unicamente, ao fato do

SPT da camada que serve de apoio para a ponta da estaca, ser menor para a cota

de apoio de 10,0m, uma vez que o diâmetro da estaca é constante, 0,25m, o tipo de

solo da cota de apoio da estaca é o mesmo, logo o parâmetro k é igual, e o método

executivo também é o mesmo, implicando num valor de F1 igual.



método semi-empírico de Laprovitera (1988) e Benegas (1993), para diferentes

cotas de apoio: 8,0m, 9,0m, 10,0m, 11,0m e 12,0m.




Tabela 4.2 - Capacidade de Carga por Laprovitera (1988) e Benegas (1993) e sua relação, tomando como referência a menor cota de apoio – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Cota de Apoio (m)

(kN) (kN) (kN) (kN)

(%)

(%)

(%)

8,0 70,12 36,00 106,12 53,06 100,00 100,00 100,00

9,0 91,09 188,50 279,59 139,79 129,91 523,64 263,47

10,0 201,43 178,02 379,45 189,73 287,26 494,55 357,58

11,0 315,70 261,80 577,50 288,75 450,23 727,27 544,21

12,0 481,58 289,07 770,65 385,32 686,79 803,03 726,22



Ganho de

Q8,0/Q12,0 6,9 8 ,7,3 7,3

52

Figura 4.10 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Laprovitera (1988) e

Benegas (1993) – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m


cota de apoio da estaca varia de 8,0m para 12,0m. Além disso, observa-se na tabela

4.11 que o aumento de é de 6,9 vezes, o de é de 8 vezes, enquanto que, o de

e é de 7,3 vezes. Nota-se também que é mais sensível à variação do

comprimento, quando comparada com .

Para , observa-se o mesmo comportamento já observado para Aoki-Velloso

(1975), quando do aumento da cota de apoio de 9,0m para 10,0m, pelo mesmo

motivo já exposto.

Quando da passagem da cota de apoio de 8,0m para 9,0m e de 9,0m para

10,0m, os valores de e se igualam em algum momento, mostrando que ambos

possuem igual influência sobre .



método semi-empírico de Monteiro (1997), para diferentes cotas de apoio: 8,0m,

9,0m, 10,0m, 11,0m e 12,0m.




0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

7 8 9 10 11 12 13

Carg

a (k

N)

Cota de Apoio (m)


Carga de ponta

Carga de ruptura

Carga admissível

53

Tabela 4.2 - Capacidade de Carga por Monteiro (1997) – e sua relação, tomando como referência a menor cota de apoio – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Cota de Apoio (m)

(kN) (kN) (kN) (kN)

(%)

(%)

(%)

8,0 83,42 38,57 121,99 61,00 100,00 100,00 100,00

9,0 103,85 185,13 288,98 144,49 124,49 480,00 236,89

10,0 197,45 174,84 372,29 186,15 236,68 453,33 305,18

11,0 294,14 257,12 551,26 275,63 352,59 666,67 451,89

12,0 434,49 368,16 802,65 401,32 520,84 954,55 657,96



Ganho de

Q8,0/Q12,0 5,2 9,5 6,6 6,6

Figura 4.11 – Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Monteiro (1997) – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m


cota de apoio da estaca varia de 8,0m para 12,0m.

O aumento de é de 5,2 vezes, o de é de 9,5 vezes, enquanto que o de

e o de se dão igualmente, 6,6 vezes, como observado na tabela 4.12. Mais

uma vez, mostra-se mais sensível que , quanto à variação do comprimento.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

7 8 9 10 11 12 13

Carg

a (k

N)

Cota de Apoio (m)


Carga de ponta

Carga de ruptura

Carga admissível

54

Para , observa-se o mesmo comportamento já observado para Aoki-Velloso

(1975), e, Laprovitera (1988) e Benegas (1993), quando do aumento da cota de

apoio de 9,0m para 10,0m, pelo mesmo motivo também já explanado anteriormente.

Para Monteiro (1997), observou-se também o mesmo comportamento já

observado para Laprovitera (1988) e Benegas (1993) para e , quando da

passagem da cota de apoio de 8,0m para 9,0m e de 9,0m para 10,0m. Laprovitera

(1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997) apresentam comportamento

semelhante.



método semi-empírico de Décourt-Quaresma (1978), para diferentes cotas de apoio:

8,0m, 9,0m, 10,0m e 11,0m.




Tabela 4.2 - Capacidade de Carga por Décourt-Quaresma (1978) – e sua relação, tomando como referência a menor cota de apoio – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Cota de Apoio (m)

(kN) (kN) (kN) (kN

(%)

(%)

(%)

8,0 109,96 100,14 210,09 105,05 100,00 100,00 100,00

9,0 128,28 159,04 287,32 138,44 116,67 158,82 136,76

10,0 164,93 235,62 400,55 185,78 150,00 235,29 190,65

11,0 267,04 263,11 530,14 265,07 242,86 262,75 252,34



Ganho de

Q8,0/Q11,0 2,4 2,6 2,5 2,5

55

Figura 4.12 – Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Décourt-Quaresma (1978) – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m


cota de apoio da estaca varia de 8,0m para 11,0m. A tabela 4.20, mostra a

proporção deste crescimento.

Observa-se que o aumento de foi de 2,4 vezes, o de é de 2,6 vezes, o

de e o de é de 2,5 vezes, como observado na tabela 4.13.

Nota-se que para , e , os valores são muito próximos na cota de

apoio de 8,0m, afastando-se nas cotas de apoio de 9,0m e 10,0m, porém

convergindo para valores também muito próximos na cota de apoio de 11,0m.

Para estes autores, não se nota a mesma proporção entre as cargas de

ruptura e admissível, uma vez que o mesmo não trabalha com o mesmo método de

cálculo da carga admissível que os demais autores, conforme mostrado na revisão

bibliográfica.

Comparando-se os quatro métodos estudados, verifica-se que os maiores

valores de são apresentados por Décourt-Quaresma (1978), nas cotas de apoio

de 8,0m e 9,0m. Nas cotas de apoio de 10,0m, 11,0m e 12,0m, os maiores valores

são fornecidos por Laprovitera (1988) e Benegas (1993). Para e , nota-se que

os maiores valores oscilam a cada cota de apoio, porém são sempre menores para


Mais uma vez o método de Aoki-Velloso (1975) apresenta valores de

inferiores a 80% dos valores de , não seguindo as recomendações normativas.

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

7 8 9 10 11 12 13

Carg

a (k

N)

Cota de Apoio (m)


Carga de ponta

Carga de ruptura

Carga admissível

56

Verifica-se também que os maiores ganhos na relação entre capacidade de

carga para a maior e menor cotas de apoio, são de capacidade de carga de ponta.

Observa-se que os percentuais para e tem uma

relação direta e crescente com a cota de apoio da estaca. Os percentuais para

não tem o mesmo comportamento observado anteriormente, há um

pequeno decréscimo quando da passagem da cota de apoio de 9,0m para 10,0m.

Fato este não observado para o método de Décourt-Quaresma (1978).


ruptura

A tabela 4.14 e a figura 4.13, referem-se à relação entre a e ,

para diferentes cotas de apoio: 8,0m, 9,0m, 10,0m, 11,0m e 12,0m, para os 4

métodos estudados.

57

Tabela 4.14 - Relação entre as capacidades de carga por atrito lateral e de ponta e a capacidade de carga de ruptura – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Aoki-Velloso (1975)

Cota de Apoio (m) (%) (%)

8,0 44,66 55,34

9,0 20,56 79,44

10,0 31,57 68,43

11,0 30,78 69,22

12,0 24,09 75,91



8,0 66,08 33,92

9,0 32,58 67,42

10,0 53,08 46,92

11,0 54,67 45,33

12,0 62,49 37,51

Monteiro (1997)


8,0 68,38 31,62

9,0 35,94 64,06

10,0 53,04 46,96

11,0 53,36 46,64

12,0 54,13 45,87



8,0 52,34 47,66

9,0 44,65 55,35

10,0 41,18 58,82

11,0 50,37 49,63

58

Figura 4.13 - Diâmetro x Relação entre Cargas (%) – estaca Strauss com diâmetro

de 0,25m

Observa-se que decresce para três dos métodos estudados, quando do

aumento da cota de apoio de 8,0m para 9,0m e 10,0m para 12,0m, exceção feita ao

método de Décourt-Quaresma (1978), que decresce entre 8,0m e 10,0m. Enquanto

que a relação tem comportamento inverso entre 8,0m e 9,0m, podendo-se

afirmar que exerce maior influência sobre a , para os métodos de Aoki-Velloso

(1975) e Décourt-Quaresma (1978), assim como já observado quando da variação

do diâmetro.

Percebe-se que para Aoki-Velloso (1975), os valores de e são bastante

diferentes, com valores de acima de 55%, desde o primeiro comprimento. Para

Décourt-Quaresma (1978), o comportamento é o mesmo, porém existe um equilíbrio

entre os valores de e .

Observa-se uma queda brusca nos valores da quando do aumento da

cota de apoio de 8,0m para 9,0m, para os métodos de Aoki-Velloso (1975),

Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997), cerca de 100%, enquanto

que para Décourt-Quaresma (1978), esse decréscimo é ameno, cerca de 14%.

Quando do aumento da cota de apoio de 9,0m para 10,0m, o comportamento é

contrário ao observado anteriormente, ou seja, há uma ascensão abrupta para os

métodos de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro

20

30

40

50

60

70

80

7 8 9 10 11 12 13

Rela

ção

en

tre C

arg

as (

%)

Cota de Apoio (m)

Ql/Qr (Aoki-Velloso (1975))

Qp/Qr (Aoki-Velloso (1975))

Ql/Qr (Laprovitera (1988) e Benegas (1993))

Qp/Qr (Laprovitera (1988) e Benegas (1993))

Ql/Qr (Monteiro (1997))

Qp/Qr (Monteiro (1997))

Ql/Qr (Décourt-Quaresma (1978))

Qp/Qr (Décourt-Quaresma (1978))

59

(1997), enquanto que para Décourt-Quaresma (1978) os valores continuam

decrescendo.

Nota-se que os valores para Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro

se mantêm aproximados para todas as cotas de apoio, com exceção da cota de

apoio de 12,0m.



por atrito lateral, utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975),


para estacas com diâmetro de 0,25m, e diferentes cotas de apoio: 8,0m, 9,0m,

10,0m, 11,0m e 12,0m.

Tabela 4.15 – Capacidade de Carga por Atrito Lateral – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Capacidade de Carga por Atrito Lateral (kN)

Cota de Apoio/Método

Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


8,0 43,57 70,12 83,42 109,96

9,0 53,36 91,09 103,85 128,28

10,0 89,81 201,43 197,45 164,93

11,0 127,31 315,70 294,14 267,04

12,0 181,73 481,58 434,49 -

60

Figura 4.14 - Cota de Apoio x Capacidade de Carga por Atrito Lateral – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Percebe-se uma relação direta crescente da com a cota de apoio das

estacas, para todos os métodos estudados.

Percebe-se que Aoki-Velloso (1975) mostra-se mais conservador em relação

aos outros autores, uma vez que, os valores de encontrados para todas as cotas

de apoio são inferiores.

O método de Décourt-Quaresma (1978) prevê a maior até a cota de apoio

de 9,0m. A partir desta profundidade Laprovitera (1988) e Benegas (1993),

apresentam os maiores valores para .



de ponta, utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera

(1988) e Benegas (1993), Monteiro (1997) e Décourt-Quaresma (1978), para

estacas, com diâmetro de 0,25m e diferentes cotas de apoio: 8,0m, 9,0m, 10,0m,

11,0m e 12,0m.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

8 9 10 11 12

Cap

acid

ad

e d

e C

arg

a p

or

Atr

ito

Late

ral

(KN

)

Cota de Apoio (m)

Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


61

Tabela 4.16 - Capacidade de Carga de Ponta – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Capacidade de Carga de Ponta (kN)


Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


8,0 54,00 36,00 38,57 100,14

9,0 206,17 188,50 185,13 159,04

10,0 194,71 178,02 174,84 235,62

11,0 286,34 261,80 257,12 263,11

12,0 572,69 289,07 368,16 -

Figura 4.15 - Diâmetro x Capacidade de Carga de Ponta– estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Percebe-se na figura 4.15, o crescimento da , para Décourt-Quaresma

(1978), à medida que há um crescimento da cota de apoio da estaca. Isto se deve

ao aumento do valor de , uma vez que o diâmetro da estaca é o mesmo e o

parâmetro “C”, para todas as cotas de apoio, apresentar o mesmo valor, uma vez

que o solo é o mesmo.

Para os demais autores, observa-se quando do aumento da cota de apoio de

9,0m para 10,0m, um decréscimo no valor de . Isto se deve, unicamente, ao fato

do SPT da camada que serve de apoio para a ponta da estaca, ser menor para a

cota de apoio de 10,0m, uma vez que o diâmetro da estaca é constante, 0,25m, o

0

100

200

300

400

500

600

8 9 10 11 12 Cap

acid

ad

e d

e C

arg

a d

e P

on

ta (

KN

)

Cota de Apoio (m)

Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


62

tipo de solo da cota de apoio da estaca é o mesmo, logo o parâmetro k é igual, e o

método executivo também é o mesmo, implicando num valor de F1 igual, fato este já

observado anteriormente, quando da análise de para cada autor, individualmente.

O que se observa é que a capacidade de carga de ponta teve um aumento

maior do que a capacidade de carga por atrito lateral, quando do aumento da cota

de apoio da estaca de 8,0m para 11,0m.

Além disso, nota-se que as curvas do gráfico de , para os métodos

estudados, são muito próximas umas das outras, afastando-se apenas, quando do

aumento da cota de apoio de 11,0m para 12,0m.

Os valores de são maiores para Aoki-Velloso (1975) e quase idênticos

para Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997).



de ruptura, utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975),


para estacas com diâmetro de 0,25m, e diferentes cotas de apoio: 8,0m, 9,0m,

10,0m, 11,0m e 12,0m.

Tabela 4.17 - Capacidade de Carga de Ruptura – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

Capacidade de Carga de Ruptura (kN)


Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


8,0 97,57 106,12 121,99 210,09

9,0 259,53 279,59 288,98 287,32

10,0 284,52 379,45 372,29 400,55

11,0 413,65 577,50 551,26 530,14

12,0 754,42 770,65 802,65 -

63

Figura 4.16 - Diâmetro x Capacidade de Carga de Ruptura – estaca Strauss com

diâmetro de 0,25m

Nota-se que a capacidade de carga de ruptura tem uma relação direta e

crescente, quando da análise da cota de apoio.

Os maiores resultados obtidos, para as cotas de apoio de 8,0m e 10,0m, são

para o método de Décourt-Quaresma (1978), uma vez que a sua parcela de ponta é

mais representativa, pois a média dos três SPT’s da ponta resultou em um valor

mais elevado. Para a cota de apoio de 9,0m, os métodos de Monteiro (1997) e

Décourt-Quaresma (1978), apresentaram os maiores valores, para a cota de apoio

de 11,0m, Monteiro (1997) e Laprovitera (1988) e Benegas (1993) e, para a cota de

apoio de 12,0m, Monteiro (1997). Embora os parâmetros k e α variem para cada

método, esses resultados encontram explicação na composição desses parâmetros

com a área de contato da estaca com o solo. Os maiores valores de k e α foram

sugeridos por Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997), para as cotas

de apoio analisadas. Já os menores resultados obtidos, para todas as cotas de

apoio, são para o método de Aoki-Velloso (1975).

Comparando-se os 4 métodos estudados, percebe-se um aumento da relação

com o aumento da cota de apoio da estaca. Os maiores valores podem

ser observados para o método de Laprovitera (1988) e Benegas (1993), seguido do

50

150

250

350

450

550

650

750

850

8 9 10 11 12 Cap

acid

ad

e d

e C

arg

a d

e R

up

tura

(K

N)

Cota de Apoio (m)

Aoki-Velloso (1975)


Monteiro (1997)


64

método de Monteiro (1997), Aoki-Velloso (1975) e Décourt-Quaresma (1978),

respectivamente.

Percebe-se o aumento da relação com o aumento da cota de

apoio da estaca, para o método de Décourt-Quaresma (1978). Para os demais

autores, o mesmo comportamento pode ser observado, com exceção quando da

passagem da cota de apoio de 9,0m para 10,0m, onde há uma queda de valores.

O resumo das conclusões obtidas em relação aos métodos semi-empíricos,

para a variação da cota de apoio, pode ser observado na tabela 4.18.

4.18 - Resumo das conclusões dos métodos semi-empíricos para a variação da cota de apoio da estaca – estaca Strauss com diâmetro de 0,25m

VARIAÇÃO DA COTA DE APOIO

Ql; Qp; QR; Qadm

Q/Q(8,0m)

4.2.1

Q cresce com a profundidade Maior Ql (8,0m e 9,0m) – Décourt-Quaresma (1978) Maior Ql (10,0m, 11,0m e 12,0m) - Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

Menor QR - Aoki-Velloso (1975)

Ql/QR; Qp/QR

4.2.2

Maior a cota de apoio - Menor Ql/QR e Maior Qp/QR

Maior participação de Qp - Aoki-Velloso (1975); Décourt-Quaresma (1978) Maior participação de Ql - Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997)

Ql - Métodos 4.2.3

Menor Ql - Aoki-Velloso (1975)

Qp - Métodos 4.2.4

Maior Qp - Aoki-Velloso (1975)

Qp quase idênticos para Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997)

QR - Métodos 4.2.5

Menor QR - Aoki-Velloso (1975)

65

5 CONCLUSÕES

A partir da análise dos resultados de previsão de capacidade de carga utilizando

os quatro métodos estudados, as principais conclusões obtidas são:

A) Conclusões com relação à variação do diâmetro da estaca:

- O ganho de capacidade de carga por atrito lateral não foi muito significativo

quando do aumento de um diâmetro para outro. Porém, quando o diâmetro aumenta

de aproximadamente 2 vezes (0,25m para 0,45m), o ganho de capacidade de carga

por atrito lateral foi de 80% para os quatro métodos estudados, mantido o mesmo

perfil de solo.

- O ganho de capacidade de carga de ponta para as mesmas variações de

diâmetros, foi muito mais significativo quando comparado com a carga por atrito

lateral. Quando o diâmetro aumenta de 0,25m para 0,45m, foi de cerca de 224%,

mantido o mesmo perfil de solo.

- O método de Aoki-Velloso (1975) é bastante conservador no cálculo de

capacidade de carga por atrito lateral, e o método de Monteiro (1997), no cálculo de

capacidade de carga de ponta, quando da análise da variação de diâmetro.

- O método de Laprovitera (1988) e Benegas (1993) apresenta maiores

resultados para a capacidade de carga por atrito lateral, pois, a sua relação

apresenta maiores valores. Enquanto que o método de Aoki-Velloso (1975)

apresenta maiores resultados para a capacidade de carga de ponta, pois a sua

relação

apresenta maiores valores. Ambos da análise da variação de diâmetro.

- A capacidade de carga das estacas, representada pela capacidade de carga

de ruptura, tem seus maiores valores apresentados pelo método de Laprovitera

(1988) e Benegas (1993), enquanto o método de Aoki-Velloso (1975) mostra-se

mais conservador para esta previsão, quando da observação da variação do

diâmetro.

B) Conclusões com relação à variação na cota de apoio da estaca:

- O ganho de capacidade de carga por atrito lateral não foi significativo quando a

cota de apoio da estaca aumentou de um metro para outro, porém, quando esta

aumentou de 8,0m para 12,0m, esse ganho foi de cerca de 317% para o método de

66

Aoki-Veloso (1975), 587% para o método de Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e

de 421% para o método de Monteiro (1997). Para o método de Décourt-Quaresma

(1978), há um ganho de capacidade de carga por atrito lateral, porém foi o método

que apresentou o menor ganho, cerca de 143%, quando do aumento da sua cota de

apoio de 8,0m para 11,0m, para o mesmo perfil de solo.

- O ganho de capacidade de carga de ponta também só se mostrou significativo

quando a variação da cota de apoio da estaca se deu entre o menor e o maior

valores. Para a variação de 8,0m para 12,0m, esse ganho foi de cerca de 961% para

o método de Aoki-Veloso (1975), 703% para o método de Laprovitera (1988) e

Benegas (1993), e de 855% para o método de Monteiro (1997). Para o método de

Décourt-Quaresma (1978), esse ganho foi de cerca de 163%, para o mesmo perfil

de solo.

- O método de Aoki-Velloso (1975) é mais conservador para a capacidade de

carga por atrito lateral, para a variação da cota de apoio da estaca, assim como

aconteceu quando o diâmetro variou.

- A capacidade de carga das estacas, representada pela capacidade de carga

de ruptura, apresenta menores valores para o método de Aoki-Veloso (1975),

quando da observação da variação da cota de apoio.

C) Conclusões gerais:

- A capacidade de carga de ponta, quando comparada à capacidade de carga

por atrito lateral, mostra-se mais sensível às variações das dimensões das estacas,

tanto para o diâmetro quanto para o comprimento, exercendo assim, maior influência

para a capacidade de carga de ruptura, para o perfil estudado.

- As capacidades de carga admissível de praticamente todos os diâmetros, para

os quatro métodos estudados, tiveram resultados acima dos valores especificados

na tabela 3.3 - Diâmetros comerciais e carga admissível de algumas estacas.

- A hipótese estabelecida no começo do trabalho não foi confirmada para e

quando da variação do diâmetro, pois o menor aumento foi de 29%. Entretanto,

para os valores de essa hipótese foi confirmada, a partir do segundo diâmetro

(0,32m). Neste caso, o maior aumento foi de 19%. Neste trabalho, considerou-se

que até 20% o aumento não é relevante. Para a variação da cota de apoio da

67

estaca, para todas as situações estudadas, a hipótese não foi confirmada, para o

perfil de solo estudado.

Em valores absolutos, a variação de diâmetro exerce maior influência sobre a

capacidade de carga da estaca do que a variação de comprimento. Ou seja, os

valores de capacidade de carga são muito maiores, para o perfil estudado.

Em valores relativos, observou-se que quando se aumenta o comprimento

das estacas, o ganho na capacidade de carga é muito maior do que quando se

aumenta o diâmetro, para o perfil estudado.

Como não se dispõe de resultados de provas de carga, não foi possível

observar, para o solo estudado, se o método de Monteiro (1997) promoveu

melhorias nos resultados.

É imprescindível a realização de provas de carga para que os resultados

calculados pelos métodos estudados possam ser aferidos quanto à previsão da

capacidade de carga de estacas.

68

6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

- Analisar a influência das dimensões na previsão da capacidade de carga de

estacas, utilizando os métodos semi-empíricos de Aoki-Velloso (1975), Décourt-

Quaresma (1978), Laprovitera (1988) e Benegas (1993) e Monteiro (1997),

comparando com resultados de provas de carga.

- Utilizar outro tipo de estaca escavada, no mesmo perfil de solo e comparar com os

resultados obtidos para a estaca Strauss, para avaliar a influência dos parâmetros

sugeridos pelos métodos de capacidade de carga estudados.

69

7 REFERÊNCIAS

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hélice contínua e ômega – Aspectos Executivos. 2002. 174p. Dissertação

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VELLOSO, Dirceu de Alencar; LOPES, Francisco de Rezende. Fundações. Volume

2. Fundações Profundas. Rio de Janeiro: COPPE/ UFRJ, 2002.

73

8 ANEXOS

8.1 ANEXO A – PARÂMETROS ESTABELECIDOS PELOS DIFERENTES

MÉTODOS SEMI-ÉMPÍRICOS DE PREVISÃO DE CAPACIDADE DE CARGA

DE ESTACAS

Os métodos semi-empíricos introduzem características referentes ao tipo de

solo e ao processo executivo das estacas, em suas equações, através de

parâmetros.

Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988), Benegas (1993) e Monteiro (1997)

estabelecem os parâmetros k e α, para o tipo de solo, e F1 e F2 para o método

executivo, apresentados nas tabelas A.1 a A.6. Décourt-Quaresma (1978)

estabelecem os valores de C referentes ao tipo de solo, conforme tabela A.7.

Tabela A.1 – Valores de k e α propostos por Aoki-Velloso (1975) (VELLOSO e LOPES, 2002 - adaptado)

Tipo de solo k (kPa) α

Areia 1000 0,014

Areia siltosa 800 0,020

Areia silto-argilosa 700 0,024

Areia argilo-siltosa 500 0,028

Areia argilosa 600 0,030

Silte arenoso 550 0,022

Silte areno-argiloso 450 0,028

Silte 400 0,030

Silte argilo-arenoso 250 0,030

Silte argiloso 230 0,034

Argila arenosa 350 0,024

Argila areno-siltosa 300 0,028

Argila silto-arenosa 330 0,030

Argila siltosa 220 0,040

Argila 200 0,060

74

Tabela A.2 – Valores de F1 e F2 propostos por Aoki-Velloso (1975) (VELLOSO e LOPES, 2002)

Tipo de estaca F1 F2

Franki 2,5 5

Metálica 1,75 3,5

Pré-moldada de concreto 1,75 3,5

Escavada 3 6

Tabela A.3 – Valores de k e α propostos por Laprovitera (1988) (VELLOSO e

LOPES, 2002 - adaptado)


Areia 600 0,014







Silte 480 0,030







Argila 250 0,060

75

Tabela A.4 – Valores de F1 e F2 propostos por Laprovitera (1988) e Benegas (1993) (VELLOSO e LOPES, 2002)


Franki 2,5 3

Metálica 2,4 3,4

Pré-moldada de concreto 2 3,5

Escavada 4,5 4,5

Tabela A.5 – Valores de k e α propostos por Monteiro (1997) (VELLOSO e LOPES,

2002 - adaptado)


Areia 730 0,021







Silte 480 0,032







Argila 250 0,055

76

Tabela A.6 – Valores de F1 e F2 propostos por Monteiro (1997) (VELLOSO e LOPES, 2002)


Franki de fuste apiloado 2,3 3

Franki de fuste vibrado 2,3 3,2

Metálica 1,75 3,5

Pré-moldada de concreto cravada à percussão 2,5 3,5

Pré-moldada de concreto cravada por prensagem 1,2 2,3

Escavada com lama betonítica 3,5 4,5

Raiz 2,2 2,4

Strauss 4,2 3,9

Hélice contínua 3 3,8

Tabela A.7 – Valores de C propostos por Décourt-Quaresma (1978) (VELLOSO e LOPES, 2002 - adaptado)

Tipo de solo C (kPa)

Argilas 120

Siltes argilosos (alteração de rocha) 200

Siltes arenosos (alteração de rocha) 250

Areias 400

77

8.2 ANEXO B – ESPECIFICAÇÕES DO RELATÓRIO DE SONDAGEM (OBRA A)

78

8.3 ANEXO C - CROQUI DE LOCALIZAÇÃO DOS FUROS DE SONDAGEM

(OBRA A)

79

8.4 ANEXO D - FUROS DE SONDAGEM (OBRA A)

- SP 01

80

- SP 02

81

8.5 ANEXO E - MEMÓRIA DE CÁLCULO DAS PREVISÕES DE CAPACIDADE

DE CARGA

Apresenta-se neste anexo, a memória de cálculo das previsões de

capacidade de carga para os métodos de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e

Benegas (1993), Monteiro (1997) e Décourt-Quaresma (1978).

Estacas da obra A, separadas em diâmetro e comprimento.

E.1 OBRA A - DIÂMETRO

A seguir são apresentados os valores encontrados para a previsão da

capacidade de carga da obra A, com variação do diâmetro da estaca, para cada

método estudado.

Tabela E1.1 – Dados utilizados para o cálculo da capacidade de carga para as

estacas da obra 1, através do método de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e


Tipo de estaca Strauss

Cota de apoio (m) 11,50

Iteração Diâmetro (m)

1 0,25

2 0,32

3 0,38

4 0,45

Tabela E1.2 – Camadas do solo utilizadas para o cálculo da capacidade de carga

para as estacas da obra A, através do método de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera

(1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997), para uma profundidade de 11,5m.

Camada Espessura da camada (m) Nlmédio Tipo de solo

2 6,60 4 Silte arenoso, fofo, com pedregulho fino,

variegado (cinza)

3 1,50 7,5 Argila areno-siltosa, mole a dura, variegada

(cinza)

4 2,40 40 Argila arenosa, dura, variegada (cinza)

82

Tabela E1.3 – Área de ponta de cada diâmetro das estacas da obra A, utilizadas

para o método de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Benegas (1993),

Monteiro (1997) e Décourt-Quaresma (1978).

D1 (m) Ap1 (m²)

0,25 0,049

D2 (m) Ap2 (m²)

0,32 0,080

E.1.1 Aoki-Velloso (1975)

Tabela E1.1.1 – Dados da ponta das estacas da obra A, utilizados para o método de


Np Np

utilizado k (kPa) F1

25/10 50 350 3,0

Tabela E1.1.2 – Área lateral de cada camada de solo das estacas da obra A e dados

de cada uma dessas camadas utilizados para o método de Aoki-Velloso (1975).

Camada Espessura da camada

(m) Al1 (m²) Al2 (m²) Al3 (m²) Al4 (m²) α k (kPa) F2

2 6,60 5,184 6,635 7,879 9,331 0,022 550 6,0

3 1,50 1,178 1,508 1,791 2,121 0,028 300 6,0

4 2,40 1,885 2,413 2,865 3,393 0,024 350 6,0

Tabela E1.1.3 – Carga por atrito lateral de cada camada de solo das estacas da obra

A, utilizadas para o método de Aoki-Velloso (1975).

Iteração 1 2 3 4

Ql2 41,815 53,523 63,558 75,266

Ql3 12,370 15,834 18,802 22,266

Ql4 105,558 135,114 160,447 190,004

D3 (m) Ap3 (m²)

0,38 0,113

D4 (m) Ap4 (m²)

0,45 0,159

83

E.1.2 Laprovitera (1988) e Benegas (1993)


Laprovitera (1988) e Benegas (1993).

Np Np


25/10 50 480 4,5


de cada uma dessas camadas utilizados para o método de Laprovitera (1988) e

Benegas (1993).



2 6,60 5,184 6,635 7,879 9,331 0,030 480 4,5

3 1,50 1,178 1,508 1,791 2,121 0,045 300 4,5

4 2,40 1,885 2,413 2,865 3,393 0,040 480 4,5


A utilizadas para o método de Laprovitera (1988) e Benegas (1993).

Iteração 1 2 3 4

Ql2 66,350 84,929 100,853 119,431

Ql3 26,507 33,929 40,291 47,713

Ql4 321,699 411,775 488,983 579,058

E.1.3 Monteiro (1997)


Monteiro (1997).

Np Np


25/10 50 440 4,2

84


de cada uma dessas camadas utilizados para o método de Monteiro (1997).



2 6,60 5,184 6,635 7,879 9,331 0,030 500 3,9

3 1,50 1,178 1,508 1,791 2,121 0,038 300 3,9

4 2,40 1,885 2,413 2,865 3,393 0,032 440 3,9


A, utilizadas para o método de Monteiro (1997).

Iteração 1 2 3 4

Ql2 79,748 102,078 121,217 143,547

Ql3 25,828 33,059 39,258 46,490

Ql4 272,207 348,425 413,755 489,973

E.1.4 Décourt-Quaresma (1978)

Tabela E4.1.1 – Valores de SPT do fuste das estacas da obra A, utilizados para o

método de Décourt-Quaresma (1978).

Profundidade (m) Nl Nl utilizado

2,0 4 4

3,0 4 4

4,0 4 4

5,0 4 4

6,0 4 4

7,0 4 4

8,0 4 4

9,0 11 11

10,0 36 36

Nlmédio 8,333

85



Np Np utilizado C (kPa) Tipo de solo

34 34 - Argila arenosa, dura, variegada (cinza)

25/10 50 120 Argila arenosa, dura, variegada (cinza)

25/10 50 - Argila arenosa, dura, variegada (cinza)

Npmédio 44,667

E.2 OBRA 1 - COMPRIMENTO

A seguir são apresentados os valores encontrados para a previsão da

capacidade de carga da obra A, com variação do comprimento da estaca, para cada

método estudado.

Tabela E1.2 – Dados utilizados para o cálculo da capacidade de carga para as

estacas da obra A, através do método de Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e


Tipo de estaca Strauss

Diâmetro (m) 0,25

Variação na Cota de Apoio Cota de apoio (m)

1 8,0

2 9,0

3 10,0

4 11,0

5 12,0

86

Tabela E2.2 – Camadas do solo utilizadas para o cálculo da capacidade de carga

para as estacas da obra A, referentes a cada iteração, através do método de Aoki-

Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Benegas (1993), e Monteiro (1997), para um

diâmetro de 0,25m.

Iteração 1


2 6,60 4 Silte arenoso, fofo, com pedregulho

fino, variegado (cinza)

3 0,40 4 Argila areno-siltosa, mole a dura,

variegada (cinza)

Iteração 2




3 1,40 7,5 Argila areno-siltosa, mole a dura,

variegada (cinza)

Iteração 3





variegada (cinza)


Iteração 4





variegada (cinza)


Iteração 5





variegada (cinza)


Tabela E2.3 – Área da ponta das estacas da obra A, utilizadas para o método de

Aoki-Velloso (1975), Laprovitera (1988) e Benegas (1993), Monteiro (1997) e


D (m) Ap (m²)

0,25 0,049

87

E.2.1 Aoki-Velloso (1975)

Tabela E2.1.1 – Dados da ponta das estacas da obra A, referentes a cada iteração,

utilizados para o método de Aoki-Velloso (1975).

Iteração 1

Np1 Np utilizado k (kPa) F1

11 11 300 3,0

Iteração 2


36 36 350 3,0

Iteração 3


34 34 350 3,0

Iteração 4


25/10 50 350 3,0

Iteração 5


25/10 50 700 3,0

88

Tabela E2.1.2 – Dados do fuste das estacas da obra A, referentes a cada iteração,

utilizados para o método de Aoki-Velloso (1975).

Iteração 1

Espessura da camada (m) Al (m²) α k (kPa) F2

6,60 5,184 0,022 550 6,0

0,40 0,314 0,028 300 6,0

Iteração 2


6,60 5,184 0,022 550 6,0

1,40 1,100 0,028 300 6,0

Iteração 3


6,60 5,184 0,022 550 6,0

1,50 1,178 0,028 300 6,0

0,90 0,707 0,024 350 6,0

Iteração 4


6,60 5,184 0,022 550 6,0

1,50 1,178 0,028 300 6,0

1,90 1,492 0,024 350 6,0

Iteração 5


6,60 5,184 0,022 550 6,0

1,50 1,178 0,028 300 6,0

2,90 2,278 0,024 350 6,0


A, utilizadas para o método de Aoki-Velloso (1975).

Iteração 1 2 3 4 5

Ql2 41,815 41,815 41,815 41,815 41,815

Ql3 1,759 11,545 12,370 12,370 12,370

Ql4 - - 35,626 73,121 127,549

89

E.2.2 Laprovitera (1988) e Benegas (1993)


utilizados para o método de Laprovitera (1988) e Benegas (1993).

Iteração 1


11 11 300 4,5

Iteração 2


36 36 480 4,5

Iteração 3


34 34 480 4,5

Iteração 4


25/10 50 480 4,5

Iteração 5


25/10 50 530 4,5

90


utilizados para o método de Laprovitera (1988) e Benegas (1993).

Iteração 1


6,60 5,184 0,030 480 4,5

0,40 0,314 0,045 300 4,5

Iteração 2


6,60 5,184 0,030 480 4,5

1,40 1,100 0,045 300 4,5

Iteração 3


6,60 5,184 0,030 480 4,5

1,50 1,178 0,045 300 4,5

0,90 0,707 0,040 480 4,5

Iteração 4


6,60 5,184 0,030 480 4,5

1,50 1,178 0,045 300 4,5

1,90 1,492 0,040 480 4,5

Iteração 5


6,60 5,184 0,030 480 4,5

1,50 1,178 0,045 300 4,5

2,90 2,278 0,040 480 4,5


A, utilizadas para o método de Laprovitera (1988) e Benegas (1993).


Ql2 66,350 66,350 66,350 66,350 66,350

Ql3 3,770 24,740 26,507 26,507 26,507

Ql4 - - 108,573 222,844 388,720

91

C.2.3 Monteiro (1997)


utilizados para o método de Monteiro (1997).

Iteração 1


11 11 300 4,2

Iteração 2


36 36 440 4,2

Iteração 3


34 34 440 4,2

Iteração 4


25/10 50 440 4,2

Iteração 5


25/10 50 630 4,2

92


utilizados para o método de Monteiro (1997).

Iteração 1


6,60 5,184 0,030 500 3,9

0,40 0,314 0,038 300 3,9

Iteração 2


6,60 5,184 0,030 500 3,9

1,40 1,100 0,038 300 3,9

Iteração 3


6,60 5,184 0,030 500 3,9

1,50 1,178 0,038 300 3,9

0,90 0,707 0,032 440 3,9

Iteração 4


6,60 5,184 0,030 500 3,9

1,50 1,178 0,038 300 3,9

1,90 1,492 0,032 440 3,9

Iteração 5


6,60 5,184 0,030 500 3,9

1,50 1,178 0,038 300 3,9

2,90 2,278 0,032 440 3,9


A, utilizadas para o método de Monteiro (1997).


Ql2 79,748 79,748 79,748 79,748 79,748

Ql3 3,673 24,106 25,828 25,828 25,828

Ql4 - - 91,870 188,560 328,917

93

E.2.4 Décourt-Quaresma (1978)

Tabela E2.3.1 – Valores de SPT do fuste das estacas e dados da ponta das estacas

da obra A, utilizados para o método de Décourt-Quaresma (1978).

Iteração 1


2,0 4 4

3,0 4 4

4,0 4 4

5,0 4 4

6,0 4 4

7,0 4 4

Nlmédio 4,000


4 4 - Argila areno-siltosa, mole a dura, variegada (cinza)

11 11 120 Argila areno-siltosa, mole a dura, variegada (cinza)


Npmédio 17,000

Iteração 2


2,0 4 4

3,0 4 4

4,0 4 4

5,0 4 4

6,0 4 4

7,0 4 4

8,0 4 4

Nlmédio 4,000


11 11 - Argila areno-siltosa, mole a dura, variegada (cinza)

36 36 120 Argila arenosa, dura, variegada (cinza)


Npmédio 27,000

94

Iteração 3


2,0 4 4

3,0 4 4

4,0 4 4

5,0 4 4

6,0 4 4

7,0 4 4

8,0 4 4

9,0 11 11

Nlmédio 4,875



34 34 120 Argila arenosa, dura, variegada (cinza)


Npmédio 40,000

Iteração 4


2,0 4 4

3,0 4 4

4,0 4 4

5,0 4 4

6,0 4 4

7,0 4 4

8,0 4 4

9,0 11 11

10,0 36 36

Nlmédio 8,333



25/10 50 120 Argila arenosa, dura, variegada (cinza)


Npmédio 44,667

95

Tabela E2.3.2 – Área lateral das estacas da obra A, utilizados para o método de


Iteração 1 Cota de Apoio (m) Al (m²)

8,00 4,712

Iteração 2 Cota de Apoio (m) Al (m²)

9,00 5,498

Iteração 3

Cota de Apoio (m) Al (m²)

10,00 6,283

Iteração 4

Cota de Apoio (m) Al (m²)

11,00 7,069

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE FEIRA DE …civil.uefs.br/DOCUMENTOS/JACQUELINE ALMEIDA MURICY.pdfruptura são muito superiores, quando os diâmetros sofrem variação. Palavras-Chave: estacas