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Prof. John Eloi FUNDAES - UFERSA 1

Prof. John Eloi Bezerra

FUNDAES PROFUNDAS

Parte III

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-RIDO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Disciplina: FUNDAES


A carga admissvel de um estaqueamento (grupo de elementosisolados de fundao em estacas) fixada por cada profissional que sejulgue especialista neste tipo de fundao. O valor numrico por elefixado decorre de sua experincia pessoal com aquele tipo especfico defundao naquela formao geolgica, quando executado com oequipamento daquela firma especializada. Neste contexto fundao uma arte e as decises de engenharia dependero da sensibilidade eexperincia do artista. Neste caso, entende-se por experinciaprofissional o fato de ter projetado um estaqueamento para umdeterminado valor de carga admissvel e ter tomado conhecimentoposterior do seu comportamento sob ao deste tipo de carga em provade carga esttica. Se o comportamento foi satisfatrio h tendncia emse consolidar o valor adotado e at de aument-lo medida que aexperincia se acumula sempre com bons resultados. Se ocomportamento foi deficiente a tendncia contrria. A experinciaconfere uma medida confiabilidade de um determinado tipo defundao e um fator subjetivo.

(Prof. Nelson Aoki, 2000).

Prof. John Eloi FUNDAES - UFERSA

Capacidade de Carga de Estacas

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So de dois tipo:

Capacidade de carga Estrutural

Capacidade de carga Geotcnica

CAPACIDADE DE CARGA ESTRUTURAL

a capacidade de resistir aos esforos atuantes sem sofrer fissuras danosas ou se romper.

A Tabela 7.1, extrada do livro de Velloso e Lopes (2002), mostra a capacidade estrutural e tambm a tenso mxima () para estacas prmoldadas de concreto.


Capacidade de Carga de Estacas

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Tabela 7.1 Capacidade de carga estrutural de estacas prmoldadas de concreto (Velloso e Lopes,2002).


Capacidade de Carga

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Capacidade de Carga Geotcnica

Um sistema estaca-solo submetido a uma carga vertical resistir a essa solicitao parcialmente pela resistncia ao cisalhamento gerada ao longo de seu fuste e parcialmente pelas tenses normais geradas ao nvel de sua ponta.

Portanto, podemos definir como capacidade de carga de um sistema estaca-solo (Qr) a carga que provoca a ruptura do conjunto formado pelo solo e a estaca.

Essa carga de ruptura pode ser avaliada atravs dos mtodos estticos, dinmicos e das provas de carga.


Mtodos Estatsticos de Previso

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Os mtodos estticos de previso da capacidade de carga de uma estaca se dividem em:

i) MTODOS RACIONAIS OU TERICOS: utilizam solues tericas de capacidade de carga e parmetros do solo;

ii) MTODOS SEMI-EMPRICOS: se baseiam em ensaios in situ de penetrao, como por exemplo, o SPT e o CPT.

** Poderia se falar ainda dos mtodos empricos, a partir dos quais se pode tambm estimar,grosseiramente, a capacidade de carga de uma estaca ou tubulo com base apenas na descrio dascamadas atravessadas.


Conceituao Bsica da Capacidade de Carga de Estacas Isoladas

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Equilbrio entre a carga aplicada mais o peso prprio da estaca ou tubulo e a resistncia oferecida pelo solo:

Figura 7.1 Estaca padro submetida a carga de ruptura de compresso.


O Conceito de Ruptura

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De Beer (1988) apresenta os conceitos de ruptura fsica e ruptura convencional, conforme definies que seguem.

Dcourt (1996) prope definir a ruptura fsica a partir do conceito de rigidez:

- Rigidez de uma fundao qualquer (R) expressa a relao entre a carga a ela

aplicada e o recalque produzido (s).

Ruptura convencional (QUC): definida quando existe uma carga correspondente a uma

deformao da ponta (ou do topo) equivalente a um percentual do dimetro da estaca,

sendo 10% de B, no caso de estacas de deslocamento e de estacas escavadas em

argila, e 30% no caso de estacas escavadas em solos granulares.


Mtodos de Previso de Capacidade de Carga de Estacas

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Frmulas Tericas (Racionais) para Resistncia de Ponta

i) Soluo de Terzaghi

a mesma teoria desenvolvida para a capacidade de carga de fundaes superficiais.

Hiptese de que ao longo docomprimento L da estaca osolo bem mais compressvelque o existente abaixo dabase tenses cisalhanteslaterais podem serdesprezadas.

OBS: B = D = dimetro daestaca.



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i) Soluo de Terzaghi

Em argilas homogneas, em condio no drenada ( = 0), a resistncia de ponta se tornapraticamente constante para valores de L/D acima de 4, podendo ser admitida iguala 9.Su, portanto,independente das dimenses da estaca, como sugere Skempton (1951).


Mtodos de Previso de Capacidade de Carga de Estacas - Terzagui

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Na Tabela 7.2 so apresentados os valores dos fatores de capacidade de carga Nc, Nq e N, para o caso de ruptura geral, e Nc, Nq e N, para o caso de ruptura localizada.



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ii) Soluo de Meyerhof

anloga soluo de Terzaghi, tendo a seguinte

diferena: enquanto na soluo de Terzaghi o solo

situado acima do nvel da base da fundao

substitudo por uma sobrecarga frouxa .L, onde as

linhas de ruptura so interrompidas no plano BD, na

soluo de Meyerhof essas linhas de ruptura so

levadas ao macio situado acima de tal plano,

conforme mostrado na Figura 7.2b.

Meyerhof (1953) props um procedimento

relativamente simples para o clculo da capacidade

de carga de estacas, sendo a resistncia de ponta

obtida de:



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Em que KS = coeficiente de empuxo do solo contra o fuste na zona de ruptura prxima ponta e Nc, Nq e N = fatores de capacidade de carga, que dependem de e da relao L/B.

** Os valores de KS, empuxo do terreno contra o fuste, na vizinhana da ponta de uma estaca cravada situam-se em torno de 0,5 (areias fofas) e 1,0 (areias compactas), conforme resultados obtidos de ensaios de laboratrio e de campo (Velloso e Lopes, 2002).

(8)



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No caso de fundaes profundas, o valor da relao L/B muito grande. Por essa razo, despreza-se a ltima parcela da Equao 8, ficando:

Onde os fatores Nc e Nq so obtidos dos bacos da Figura 7.3, para o caso de estacas de seo circular ou quadrada e para valores comuns de .

Figura 7.3 Fatores de capacidade de carga propostos por Meyerhof (1953).



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Capacidade de carga de estacas em solos argilosos: como neste caso, = 0

onde Nc est entre 9 e 10, e de acordo com a Teoria da Plasticidade, Nq = 1 e KS aproximadamente igual unidade. Exige-se que a ponta da estaca pe-netre na camada argilosa pelo menos 2B.- Para penetraes menores, valor de Nc diminui quase linearmente at 2/3 do seu valor quando a base se apia no topo da camada argilosa.

(10)



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- necessrio que a ponta da estaca penetre pelo menos 2B na camada de base. - Para penetraes menores que 2B (ou 2D), sero utilizados os valores de Nq e N que

correspondam penetrao real, introduzindo-os na Equao 8, com c = 0.

- Capacidade de carga de estacas em solos estratificados: para uma estaca instalada em perfil de solo estratificado, pode-se considerar a resistncia por atrito lateral total como sendo a soma das resistncias individuais de cada camada atravessada. J a resistncia de ponta , inevitavelmente, determinada pela camada na qual est fincada a ponta da estaca, conforme as Equaes 10 e 11.

Capacidade de carga de estacas em solos granulares: como neste caso, c = 0, a equao 8 fica:

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Referncias Bibliogrficas:

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PB.7. Cavalcanti Jnior, D. A. (2004), Comunicao pessoal.8. DANZIGER, B.R. (1991), Analise Dinmica de Cravao de Estacas, Tese de D.Sc., COPPE

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