ESTUDO DA CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS TUBULARES DE ... · Capacidade de carga a partir do CPT em...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL
ESTUDO DA CAPACIDADE DE CARGA DE
ESTACAS TUBULARES DE PONTA ABERTA
EM AREIAS
ISABELLA NUNES DOS SANTOS
YANKO BASTISTA LLOBET
GOINIA
2017
ISABELLA NUNES DOS SANTOS
YANKO BATISTA LLOBET
UM ESTUDO DA CAPACIDADE DE CARGA DE
ESTACAS TUBULARES DE PONTA ABERTA
EM AREIAS
Monografia apresentada na disciplina de Trabalho de Conclu-
so de Curso II do curso de graduao em Engenharia Civil da
Universidade Federal de Gois.
Orientador: Prof. Dr. Maurcio Martines Sales.
GOINIA
2017
I. N. Santos; Y. B. Llobet
No nossa
funo controlar todas as mars do mundo, mas sim
fazer o que pudermos para socorrer os tempos em
que estamos inseridos, erradicando o mal dos cam-
pos que conhecemos, para que aqueles que viverem
depois tenham terra limpa para cultivar. Que tempo
encontraro no nossa funo determinar. J. R. R.
Tolkien
Com grandes
poderes vem grandes responsabilidades.
Stan Lee
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 baco para obteno do fator .......................................................................... 5
Figura 2 - baco para obteno do fator .......................................................................... 5
Figura 3 Esquema demonstrando a formao do Plug do solo. ........................................ 14
Figura 4 Relao Densidade Relativa (Dr) versus NIFR. ................................................... 16
Figura 5 Relao IFR versus PLR para os resultados obtidos na cmara de calibrao. .. 19
Figura 6 Relao entre a capacidade de carga da base e a densidade relativa. ............... 20
Figura 7 Relao entre a capacidade de carga da base e a tenso vertical. ..................... 21
Figura 8 Relao entre a capacidade de carga da base e a tenso horizontal. ................. 21
Figura 9 Relao entre a capacidade de carga do fuste e a densidade relativa. ............... 22
Figura 10 Relao entre a capacidade de carga do fuste e a tenso vertical. .................... 22
Figura 11 Relao entre a capacidade de carga do fuste e a tenso horizontal. ............... 23
Figura 12 Relao entre a capacidade de carga da base e o IFR. .................................... 23
Figura 13 Relao entre a capacidade de carga do fuste e o PLR. ................................... 24
Figura 14 Relao Profundidade de cravao versus tamanho do Plug de solo. ................ 8
Figura 15 Comparao de Estacas de Ponta Fechada com Estacas de Ponta Aberta para
quatro profundidades distintas. .............................................................................................. 9
Figura 16 Grfico IFR versus peso do martelo. ................................................................. 11
Figura 17 Grfico IFR versus energia de cravao. .......................................................... 11
Figura 18 Relao capacidade de carga versus peso do martelo. .................................... 12
Figura 19 Relao capacidade de carga versus energia de cravao. ............................. 12
Figura 20 Esquema das estacas juntamente com o CPT do estudo de caso em Tquio. . 27
Figura 21 - Esquema da estaca com medidas em milmetros do estudo de caso em
Lagrange. ............................................................................................................................ 28
Figura 22 Esquema das trs estacas do estudo de caso no Porto de Kwangyang............ 28
Figura 23 - Capacidade de carga para a Estaca 1 .............................................................. 30
Figura 24 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 1 ........................................... 30
Figura 25 - Capacidade de carga para a Estaca 2 ............................................................... 31
Figura 26 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 2 ........................................... 31
Figura 27 - Capacidade de carga para a Estaca 3 ............................................................... 32
Figura 28 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 3 ........................................... 32
Figura 29 - Capacidade de carga para a Estaca 4 ............................................................... 33
Figura 30 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 4 ........................................... 33
Figura 31 - Capacidade de carga para a Estaca 5 ............................................................... 33
Figura 32 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 5 ........................................... 34
Figura 33 - Capacidade de carga para a Estaca 6 ............................................................... 34
Figura 34 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 6 ........................................... 34
Figura 35 - Capacidade de carga para a Estaca 4, desconsiderando o mtodo de Salgado 35
Figura 36 - Capacidade de carga para a Estaca 5, desconsiderando o mtodo de Salgado 35
Figura 37 - Capacidade de carga para a Estaca 6, desconsiderando o mtodo de Salgado 36
Figura 38 Erros mdios para cada mtodo de clculo do estudo em questo. .................. 37
Figura 39 - Erros mdios para cada mtodo de clculo do estudo em questo,
desconsiderando o mtodo de Salgado. .............................................................................. 37
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 Valores recomendados para a aderncia (VELLOSO, 2010), para a tenso
horizontal e para o ngulo de atrito entre materiais. .............................................................. 6
Tabela 2 Coeficiente de empuxo para os tipos de solo. (Schnaid, 2000) ............................ 8
Tabela 3 Resistncia de base das estacas de ponta aberta e fechada do estudo. ........... 15
Tabela 4 Caracterizao geomtrica das estacas. ............................................................ 27
Tabela 5 Erro mdio dos 6 mtodos utilizados .................................................................. 36
SUMRIO
CAPTULO 1 INTRODUO ................................................................................................ 1
1.1. Problema ..................................................................................................................... 2
1.2. Justificativa ................................................................................................................. 3
1.3. Objetivos gerais .......................................................................................................... 3
1.4. Objetivo especfico ...................................................................................................... 3
CAPTULO 2 REVISO BIBLIOGRFICA ........................................................................... 4
2.1. Mtodos clssicos para o clculo da capacidade de carga ......................................... 4
2.1.1. Mtodo de Meyerhof ................................................................................................ 4
2.1.2. Mtodo de Dcourt-Quaresma................................................................................. 7
2.2. Mtodos que consideram a formao do plug no interior da estaca .......................... 13
2.2.1. Capacidade de carga a partir do CPT em areias ................................................... 13
2.2.2. Capacidade de carga por meio de equaes empricas ........................................ 19
2.3. Influncia da formao do plug na resistncia das estacas ......................................... 8
CAPTULO 3 METODOLOGIA ............................................................................................ 26
CAPTULO 4 ANLISE DOS RESULTADOS ..................................................................... 30
4.1. Anlise Grfica .......................................................................................................... 30
4.2. Anlise estatstica ..................................................................................................... 36
CAPTULO 5 CONCLUSO ................................................................................................ 39
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ..................................................................................... 40
CAPTULO 1 INTRODUO
As estruturas de fundaes so elementos de grande importncia nas obras de construo
civil, sendo responsveis pela transmisso de todo o carregamento da estrutura para o solo.
De forma geral, as fundaes podem ser divididas em rasas ou profundas, em funo da
forma como carregamento transmitido.
As fundaes rasas (Sapatas, Radiers e Blocos simples, por exemplo) trabalham com a
compresso do solo sob a sua rea, enquanto as profundas (Estacas e Tubules) trabalham
com uma associao entre o atrito entre o solo e a rea lateral das peas e a compresso
do solo pela rea da ponta dos elementos. (NBR 6122/10)
Este trabalho foca no estudo das estacas, elementos que se distinguem dos tubules no fato
de que durante o seu processo executivo no existe a descida de operrios durante a sua
instalao. Elas podem ser classificadas quanto movimentao de solo gerada durante
seu processo de construo em de deslocamento (as estacas cravadas empurram o solo
ao redor do furo) ou de substituio (estacas escadas, nas quais o solo retirado, de for-
ma geral alterando as tenses horizontais da regio em torno da pea). (VELLOSO; LOPES,
2010)
As estacas permeiam a histria da construo civil, desde o incio da humanidade. Existem
registros de estacas utilizadas para suportar estradas no perodo romano, de palafitas cons-
trudas durante a pr-histria e de estacas utilizadas nas fundaes de pontes por Vitruvius,
autor daquele que considerado o primeiro texto terico de arquitetura ocidental (De Archi-
tecture Libri Decem). (STRAUB, 1964 apud VELLOSO; LOPES, 2010)
So inmeros os tipos de estacas que podem ser utilizados, que devem ser escolhidos no
apenas em funo da capacidade de carga da fundao, mas tambm em funo de outros
fatores como o recalque que a estaca sofrer ao ser carregada ou a viabilidade tcnica e
econmica da execuo desse tipo de estaca. notria a maior facilidade de cravao de
uma estaca metlica de perfil I do que a cravao de uma estaca macia de concreto, o
que numa regio metropolitana pode evitar inmeros transtornos, como diminuir o tempo de
instalao da pea e o rudo produzido durante este processo, por exemplo.
Um tipo de estaca que tem sido utilizado em indstrias offshore, so as estacas tubulares de
ponta aberta, que dentre outros fatores, so competitivas em relao s outras fundaes
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 2
I. N. Santos; Y. B. Llobet
por apresentarem um menor peso prprio em relao estacas de mesma dimenso, como
estacas tubulares fechadas, tipo Franki, de concreto entre outras, o que facilita no processo
de deslocamento e cravao de tais peas (como as de perfil I acima citadas), alm do fato
de que durante a sua cravao alteram em menor escala elementos como o estado de ten-
ses e a densidade natural do solo. (SALGADO et al.,2003)
Conquanto, ao se analisar pelos mtodos clssicos de clculo da capacidade de carga axial
de estacas como os Mtodos de Meyerhof e Dcourt-Quaresma, as estacas de ponta aber-
ta, apresentam menor resistncia de ponta e a mesma resistncia lateral, do que as estacas
de ponta fechada de mesmas dimenses. Quanto resistncia lateral pode-se comentar
que isso no est correto, pois mesmo com o fato de ambas serem estacas de desloca-
mento a tenso horizontal que elas geram no solo so diferentes devido s diferentes quan-
tidades de solo deslocado por elas, todavia as consideraes dos mtodos acabam mino-
rando as contribuies laterais, gerando um nico resultado visando a segurana. E quanto
resistncia de ponta, deve-se analisar que essa calculada em funo da rea da ponta
nos mtodos citados, como a rea das estacas de ponta aberta menor, a resistncia defi-
nida por aqueles mtodos acaba sendo menor do que a obtida para as de ponta fechada.
Porm, durante a cravao de estacas tubulares de ponta aberta, pode ocorrer a formao
de um Plug de solo no interior delas, situao denominada de embuchamento da estaca.
Esse Plug pode contribuir com a resistncia de ponta desses elementos de fundaes ao
mobilizar atrito entre ele a parede interna da estaca. Os mtodos clssicos no estimam a
contribuio desse Plug, diminuindo as vantagens da utilizao de estacas de ponta aberta,
em relao s de ponta fechada, contudo a contribuio dele pode ser de grande valia para
aumentar a utilizao de tais estruturas de fundao. Este trabalho visa comparar mtodos
que consideram a contribuio deste Plug, com mtodos clssicos, demonstrando a viabili-
dade de utilizao de Estacas de Ponta Aberta como soluo de fundao.
1.1. PROBLEMA
A utilizao de estacas como soluo de fundaes algo corrente na Engenharia Civil.
Contudo, situaes como rudos excessivos gerados durante a instalao das estacas e
outros problemas relacionados dificuldade de instalao da mesma em algumas situaes
dificultam a execuo delas. Diante desta situao, surgem as estacas de ponta aberta, que
por apresentarem o seu ncleo vazado, apresentam caractersticas que a tornam vantajosa,
a exemplo a sua maior facilidade de cravao e menor recalque ao qual ela est submetida
quando contrastada com outros tipos de estacas.
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 3
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Entretanto, esse tipo de estaca, ao ser dimensionada pelos mtodos clssicos, apresenta
menor capacidade de carga que uma estaca de Ponta fechada de mesmas dimenses. Isso,
devido no considerao do atrito entre a parede Interna da Estaca e o Plug de solo. Se-
gundo estudo de Salgado et al. (2003), para estacas de maiores comprimentos, a resistn-
cia do fuste se torna preponderante em relao resistncia de ponta, aproximando a resis-
tncia total dos dois tipos de estaca.
Este trabalho compara mtodos j estabelecidos para o Clculo da carga ltima de estacas,
com mtodos que consideram a contribuio do Plug.
1.2. JUSTIFICATIVA
Diante da possibilidade de utilizar uma soluo de fundaes em estacas que apresente
maior praticidade de execuo interessante comprovar a eficincia de sua capacidade de
carga. E justamente isso que este trabalho busca fazer. Explorar parte da literatura j de-
senvolvida sobre estacas, e comprovar a eficcia da utilizao das estacas de ponta aberta.
1.3. OBJETIVO GERAL
Este trabalho visa estudar a contribuio para a capacidade de carga da formao do Plug
no interior de estacas de ponta aberta em solos arenosos.
1.4. OBJETIVOS ESPECFICOS
Estudo de mtodos de estimativa da capacidade de carga de estacas tubulares de ponta
aberta em areias que consideram a formao do Plug de solo no interior das mesmas, bem
como a comparao destes mtodos entre si.
CAPTULO 2 REVISO BIBLIOGRFICA
2.1. MTODOS CLSSICOS PARA O CLCULO DA CAPACIDADE
DE CARGA
Ao longo da histria inmeros estudiosos desenvolveram mtodos para analisar a capacida-
de carga de estacas, 2 mtodos j completamente absorvidos pela comunidade de projetis-
tas so os mtodos de Meyerhof e Dcourt-Quaresma.
2.1.1. Mtodo de Meyerhof
De acordo com (VELLOSO; LOPES, 2010) e (DAS, 1999) Meyerhof (1951), assim como
Terzaghi (1943), utilizaram a teoria da plasticidade para desenvolver um mtodo para esti-
mar a capacidade de ruptura de fundaes. Entretanto, aquele ao contrrio deste no des-
prezou os efeitos do cisalhamento do solo acima do nvel da fundao para apresentar a
seguinte equao para clculo da capacidade de carga de ponta de fundaes:
= +
2 (1)
sendo:
Nc e Nq: parmetros obtidos nos bacos das ura 1 e Figura 2
: coeficiente de empuxo do solo na regio da base da fundao, o qual pode ser aproxi-
mado para o coeficiente de empuxo esttico 0
q: o carregamento do peso prprio do solo na altura da base da fundao
: carga de ponta ltima da estaca
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 5
I. N. Santos; Y. B. Llobet
ura 1 baco para obteno do fator
Figura 2 - baco para obteno do fator
Onde:
: inclinao da superfcie livre equivalente
: ngulo de atrito do solo
m: grau de mobilizao da resistncia do solo ao cisalhamento ao longo da superfcie livre
equivalente
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 6
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Para a estimativa da resistncia lateral pode-se dividir o solo, no qual a estaca ser execu-
tada, em camadas, e calcular a parcela de atrito lateral nessa camada pela seguinte frmu-
la:
= + tan (2)
sendo:
a: aderncia entre a estaca e o solo;
h: tenso horizontal efetiva agindo no ponto mdio da espessura da camada;
: ngulo de atrito entre a estaca e o solo.
As trs variveis da Equao (2) so dependentes do processo de execuo das estacas,
sendo ento necessrio medir ou prever estes valores para se pode estimar a resistncia da
estrutura. A Tabela 1 apresenta consideraes para elas, Velloso et al. (2010):
Tabela 1 Valores recomendados para a aderncia (VELLOSO, 2010), para a tenso horizontal e
para o ngulo de atrito entre materiais.
Parmetros Estacas de
substituio
Estacas de
deslocamento
2
3
=
tan 2
3tan = tan
Sendo:
c: coeso do solo
: ngulo de atrito do solo
: coeficiente de empuxo, aproximadamente igual ao valor do coeficiente de empuxo do
solo em repouso 0
: tenso vertical efetiva
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 7
I. N. Santos; Y. B. Llobet
2.1.2. Mtodo de Dcourt-Quaresma
Este mtodo ao contrrio do Mtodo de Meyerhof, no foi determinado a partir da definio
de um modelo matemtico para o comportamento do solo, suas equaes foram definidas
empiricamente a partir de experincias de campo. Inicialmente, foi apresentado (DCOURT,
1982) para fundaes em estacas pr-moldadas, ou seja, estacas de deslocamento, po-
dendo-se ento estender a sua soluo para outros deste tipo. Ele utiliza de valores obtidos
pelo ensaio S.P.T. (Standard Penetration Test) para obter uma estimativa da capacidade de
carga lateral e de ponta da estaca. (VELLOSO et al., 2010)
A Resistncia Lateral obtida a partir da seguinte equao:
= 10 (
3+ 1) (3)
sendo:
: a mdia dos valores de ao longo da estaca, excetuando o valor na profundidade da
base e um metro acima desta.
: parcela de resistncia de atrito lateral, em kPa.
A resistncia de ponta obtida a partir da equao abaixo:
qP = kN (4)
sendo:
qp: Resistncia de ponta da estaca.
N: a mdia dos valores de um metro acima da base da estaca, na profundidade da
base e um metro abaixo.
k: coeficiente retirado da Tabela 2 obtida de Schnaid (2000)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 8
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Tabela 2 Coeficiente de empuxo para os tipos de solo. (Schnaid, 2000)
Tipo de Solo na Base da Estaca em kPa
Argilas 120
Silte Argilosas 200
Silte Arenoso 250
Areias 400
2.2. INFLUNCIA DA FORMAO DO PLUG NA RESISTNCIA
DAS ESTACAS
Salgado et al. (2003) determinaram em seus estudos os seguintes fatores como sendo os
principais responsveis pela formao ou no do Plug no interior das estacas:
a) Profundidade de cravao
Em ensaios de campo realizados em uma das margens do Rio Pigeon em Indiana nos Es-
tados Unidos, percebeu-se que com o aumento da profundidade de Cravao, o comprimen-
to do Plug tende a aumentar e este tende a se consolidar. Os resultados, por eles obtidos,
esto apresentados na Figura 3.
Figura 3 Relao Profundidade de cravao versus tamanho do Plug de solo.
Pro
fundid
ade d
e c
ravao
(m
)
Tamanho do Plug do solo (m)
IFR Tamanho do Plug de solo
Baixa (Dr=30%)
Alta
(Dr=80%)
----
IFR
medid
o (
%)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 9
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Outro resultado obtido por Salgado et al. (2003) est representado na Figura 4, a qual apre-
senta as Curvas da Resistncia de Ponta de 36 estacas de ponta aberta e fechada, crava-
das em cmaras de calibrao. Nessa Figura pode-se perceber que com o aumento da pro-
fundidade a resistncia de ponta de ambas os tipos de estacas se aproximam, confirmando
a teria de que com a continuidade da cravao o Plug tende a se consolidar.
Figura 4 Comparao de Estacas de Ponta Fechada com Estacas de Ponta Aberta para quatro
profundidades distintas.
b) Dimenses da parede interna da estaca
Segundo Salgado et al. (2003), quanto menor a espessura da parede maior facilidade o Plug
ter para se formar.
c) Densidade relativa dos Gros do solo
Tambm denotou em seus estudos, Salgado et al. (2003) que a formao do Plug tem uma
relao intrnseca com o grau de densificao de areias, medido a partir do parmetro ,
denominado densidade relativa do solo.
Quando a cravao ocorre em solos de baixa densidade o solo tende a se contrair, facilitan-
do a formao do Plug, aumentando a resistncia da estaca, e quando a cravao ocorre
em situaes contrrias, o Plug se forma com maiores dificuldade devido tendncia do
solo em se dilatar.
A Figura 3, comprova tal teoria ao mostrar a taxa de crescimento do Plug diminuir quando a
estaca adentra uma regio mais densa de solo.
Base: Estacas de ponta fechada Base: Estacas de ponta aberta
Recalque (mm) Recalque (mm)
Profundidade (mm) Profundidade (mm)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 10
I. N. Santos; Y. B. Llobet
d) Modo de instalao da estaca
Devido a sua facilidade de instalao ou baixa resistncia cravao, as estacas tubulares
abertas so amplamente utilizadas, no s no mbito terrestre como martimo.
Salgado et al. (2004) realizaram ensaios em estacas pr-fabricadas a fim de investigar o
efeito do mtodo de cravao das estacas na capacidade de cargas e parmetros de pene-
trao dessas estacas.
No estudo em questo tambm foi investigada a influncia do fator rudo no em relao ao
mtodo de instalao, para isso tambm foi includa uma estaca macaqueada nos testes,
para fins de comparao, e foi verificada que ela tem maior capacidade de carga do que as
outras estacas em condies idnticas, principalmente devido maior capacidade de embu-
chamento proporcionado justamente por causa do seu processo de cravao.
Nos ensaios diante do aumento do peso do martelo para a mesma energia de cravao e do
aumento do peso do martelo na mesma altura de queda foram obtidas as seguintes consta-
taes:
Diminuio do IFR;
Diminuio dos golpes necessrios para cravao.
J em relao s parcelas de resistncia, pode-se observar um aumento das capacidades
de carga da base e do fuste para:
A energia de cravao diminui;
medida que o peso do martelo aumenta para a mesma energia de cravao.
Para demonstrar as concluses dos ensaios realizados por Salgado et al. (2004), foram plo-
tados grficos resultantes dos testes realizados nos modelos de estacas, na Figura 16 em
questo, foi demonstrada a relao entre o IFR e o peso do martelo, e tambm com a ener-
gia de cravao.
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 11
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 5 Grfico IFR versus peso do martelo.
Figura 6 Grfico IFR versus energia de cravao.
E tambm respectivamente para mesma energia de cravao, e para uma mesma altura de
queda e profundidade de penetrao de 800 mm para um modelo especfico de estaca no-
meado de W2H50.
Estacas cravadas
Estacas macaqueadas
Profundidade= 400mm
Profundidade= 800mm
Energia de cravao = 9,8 J
Peso do Martelo (N)
Estacas cravadas
Profundidade= 400mm Profundidade= 800mm
Estacas macaqueadas
Altura de queda= 500mm
Energia de Cravao (J)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 12
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 7 Relao capacidade de carga versus peso do martelo.
Figura 8 Relao capacidade de carga versus energia de cravao.
Em geral pode-se afirmar com os resultados dos ensaios que os mtodos de clculo da ca-
pacidade da estaca baseando-se exclusivamente na IFR so insuficientes. E que mtodos
melhorados, que relacionam fatores adicionais tais como a profundidade de penetrao,
densidade relativa inicial, ou altura do Plug do solo, so necessrios.
Energia de cravao = 9,8 J
Peso do Martelo (N)
Ca
pa
cid
ade
d
e
ca
rga
do
m
od
elo
de
esta
ca
W2
H5
0 n
orm
aliz
ado
s
Qtotal Qbase Qfuste
Energia de Cravao (J)
Altura de queda= 500mm
Estacas cravadas Estacas macaqueadas
Qtotal
Qbase
Qfuste
Cap
acid
ade
d
e
ca
rga
d
o
mo
de
lo
de
esta
ca
W2
H5
0
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 13
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Tambm se pde concluir que a superioridade da estaca macaqueada Jacked Pile em re-
lao sua capacidade de suporte pode ser atribuda ao fato de que a mesma chega uma
estaca definido como totalmente conectada ao solo, em que IFR = 0. E que a estaca crava-
da no chegar a esse estado justamente por causa de seu processo de cravao, e aco-
modao das partculas de solo em relao a esse tipo de instalao.
Partindo-se das concluses obtidas com esses testes, percebe-se que o processo de crava-
o est intimamente ligado a um possvel aumento de capacidade de carga da estaca, j
que contribui fortemente para a quantificao do Plug formado no interior da estaca.
Alm de que os resultados sugerem que o uso do martelo mais pesado com energia de cra-
vao constante leva a uma maior capacidade da estaca, menor tempo de instalao, e me-
nor nvel de rudo durante a mesma. O que deveria ser considerado em projetos de enge-
nharia, trazendo muitos benefcios tcnicos e econmico.
2.3. MTODOS QUE CONSIDERAM A FORMAO DO PLUG NO
INTERIOR DA ESTACA
2.3.1. Capacidade de carga a partir do CPT em areias
O comportamento da resistncia das estacas de ponta aberta varia de acordo com o nvel
de consolidao do Plug no interior da estaca. Durante uma cravao podem ocorrer trs
situaes: a no formao de Plug (a resistncia de base se d pela regio anular da pon-
ta), a formao completa do Plug (situao na qual a resistncia interna passa a contribuir
para a resistncia de base, tornando o comportamento da estaca similar ao das estacas de
ponta fechada) e uma situao intermediria onde o Plug j se formou, contudo o atrito entre
ele e a parede interna da estaca no capaz de impedir a continuidade da entrada de solo,
contribuindo dessa forma com a resistncia de ponta, mas no igualando essa resistncia
com a das estacas de ponta fechada.
A Figura 9, representa a formao do Plug durante o processo de instalao da estaca.
sendo:
1 e 2: profundidade de instalao da estaca antes e depois de um estgio de instalao
da estaca
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 14
I. N. Santos; Y. B. Llobet
1 e 2: comprimentos de Plug j formado
e : acrscimos na profundidade de instalao da estaca e do comprimento do Plug,
respectivamente
Figura 9 Esquema demonstrando a formao do Plug do solo.
Em Salgado et al. (2003), foi apresentado um parmetro denominado IFR (Incremental filling
ratio), o qual relaciona a variao no comprimento do Plug com o deslocamento da estaca
durante o seu processo de cravao. O IFR pode ser definido pela equao:
=
100(%) (5)
sendo:
: o incremento no comprimento do Plug durante a cravao da estaca
: o incremento na profundidade de cravao da estaca
Onde as situaes do Plug totalmente formado e do no incio de formao dele, correspon-
dendo a um IFR de 0% e 100%, respectivamente.
Salgado et al. (2003) perceberam na sua anlise de experimentos em estacas de ponta
aberta, tanto em cmaras de calibrao como em tamanho real, que a contribuio de resis-
tncia fornecida pelo Plug inversamente proporcional ao aumento do IFR e da Densidade
relativa do solo.
De posse de seus resultados, pode-se obter a Tabela 3 com a qual tendo valores para a
densidade relativa do solo na regio, o IFR da estaca, os valores de (Resistncia pene-
trao do cone, obtida pelo ensaio CPT) pode-se estimar a capacidade de carga das esta-
cas de ponta aberta.
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 15
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Tabela 3 Resistncia de base das estacas de ponta aberta e fechada do estudo.
Estacas/Parmetros (%) IFR
(%)
Resistncia de
Base
normalizada
qb/qc
Resistncia lateral nor-
malizada
qs/qc
Estacas de Ponta Fe-
chada
30 - 0,60 0,004 0,006
50 - 0,56 0,004 0,006
70 - 0,50 0,004 0,007
90 - 0,42 0,004 0,009
Estacas de Ponta Aber-
ta
- 40 0,60 0,0015 0,003
- 60 0,40 0,0015 0,003
- 80 0,27 0,0015 0,004
- 100 0,20 0,0015 0,004
sendo:
qc: valores de resistncia penetrao do cone (ensaio CPT)
qb: tenso normal na base estaca
qs: tenso cisalhante na lateral da estaca
Apesar do IFR ser necessrio para estimar a capacidade de carga das Estacas de Ponta
Aberta, ele s pode ser medido aps a cravao da estaca. Por conseguinte, necessrio
estimar um valor para ele. Salgado et al. (2003) tambm determinaram um mtodo de se
estimar tal parmetro.
Novamente a partir dos resultados obtidos em sua pesquisa em cmaras de calibrao e na
estaca de campo, eles perceberam que a formao do Plug afetada por dois tipos de vari-
veis: variveis geomtricas (dimetro interno e a profundidade de cravao da estaca) e
varivel geotcnica (a densidade relativa do solo). A Figura 10, apresenta um grfico mon-
tado com os valores normalizados de IFR por Salgado et al (2003) com a eq. (7).
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 16
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 10 Relao Densidade Relativa (Dr) versus NIFR.
=(%)
(7)
sendo:
=
(8)
: o parmetro IFR normalizado
: Profundidade Normalizada.
A partir da Figura 4, ento pode-se estimar o valor de IFR, antes da instalao da estaca, a
partir do va
Alm do mtodo desenvolvido por Salgado et al. (2003), existem dois novos mtodos resul-
tantes baseados no CPT que levam em conta o efeito do desgaste por atrito resultante da
cravao da estaca. Esses mtodos foram utilizados no estudo de Feng et al. (2011) na
comparao visando aprimorar sua prpria metodologia em um estudo de caso em Tquio.
Os dois mtodos so o Imperial College Pile (ICP) (Jardine et al. 2005) e o University of
Western Australia (UWA) (Lehane et al. 2005), o terceiro mtodo foi uma abordagem modifi-
cada por Feng et al. (2011), uma soluo que correlaciona o volume de solo deslocado cau-
sado pela cravao da estaca ao grau de obstruo do solo, o mtodo UWA introduz o ndi-
ce IFR e o critrio de ruptura de Coulomb. As equaes (9) e (12) a seguir so respectiva-
mente do mtodo ICP e UWA para obteno da capacidade de carga na base da estaca:
Carga em Campo
IFR
e N
IFR
norm
aliz
ados
Densidade Relativa, Dr.
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 17
I. N. Santos; Y. B. Llobet
= 0,029(0
)0,13[max(
, 8)]0,38 +
(9)
sendo:
0 : presso de sobrecarga local efetiva antes da cravao da estaca;
: presso atmosfrica de 100kPa;
: distncia do nvel observado a partir do topo da estaca;
: raio equivalente da estaca dado por 0,5 (2 2) 2 , D e d so respectivamente o di-
metro externo e interno da estaca;
: resistncia de ponta do cone;
: ngulo de atrito de um volume constante na interface solo/estaca;
: Variao do aumento da carga esttica calculada atravs da equao abaixo:
=
4
(10)
: Deslocamento radial desenvolvido dentro da zona de cisalhamento interface estaca-solo
durante o carregamento.
: Mdulo de cisalhamento do solo que pode ser empiricamente determinado a partir da
resistncia de ponta do cone CPT, expresso na equao abaixo:
= 185(
)0,7
(0
)
0,35 (11)
Ento a resistncia da base pode ser calculada por:
= 0,03[1 (d
)
2]0,3[max(
, 2)]0,5 +
(12)
sendo:
: Dimetro interno da estaca.
: Dimetro externo da estaca.
As melhorias feitas por Feng et al. (2011) puderam explicar a influncia do grau de obstru-
o, que um ponto importante para anlises de estacas tubulares de ponta aberta.
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 18
I. N. Santos; Y. B. Llobet
O mtodo UWA desenvolvido com base no mtodo ICP. Eles so semelhantes em muitos
aspectos, mas o mtodo UWA foi desenvolvido para estacas martimas cravadas na areia.
Segundo Schneider et al. (2008) em geral, resultados semelhantes so obtidos pelos dois
mtodos, e a curva do mtodo ICP se enquadra na gama do mtodo UWA, que capaz de
considerar o efeito do grau de obstruo. Estudos de banco de dados mostram que o mto-
do UWA obtm o melhor acordo com os dados de campo junto aos mtodos baseados em
CPT adotados pelo American Petroleum Institute.
Como foi dito anteriormente, o efeito do plugue do solo formado na cravao de estacas
tubulares de ponta abertas ocasiona um menor deslocamento radial do solo do que uma
estaca de ponta fechada. Esse grau de obstruo foi amplamente estudado por Feng et al.
(2011) e implantada em sua abordagem modificada, em que utilizou o Mtodo UWA que
introduz o ndice IFR, que representa a taxa incremental de solo dentro da estaca com o
critrio de falha de Coulomb, mostrado na equao (13) :
= 0,030,3 (
L
)
0,5(1 )0,5 0,021
0,3 (13)
sendo:
: Tenso radial efetiva.
: Razo de compresso do solo calculada pela seguinte equao:
= 1 (d
)
2> 0 (14)
: (0 1) Fator que significa o nvel do fundo do mar, computado como em que L
o comprimento da estaca.
Com uma nova considerao e modificando algumas j feitas no mtodo UWA, Feng et al.
(2011) desenvolveu a equao abaixo para o clculo da capacidade de carga da base:
= dLtan ( +
)1
0 (15)
sendo:
: variao do aumento da carga esttica calculada atravs da equao abaixo:
=
4
(22)0,5 (16)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 19
I. N. Santos; Y. B. Llobet
2.3.2. Capacidade de carga por meio de equaes empricas
Salgado et al. (2003) desenvolveram ensaios para comprovao da influncia do IFR na
capacidade de carga de estacas tubulares abertas, os ensaios realizados em cmara de
calibrao, mostraram resultados satisfatrios acerca dessa relao. Atravs desses ensai-
os, foi possvel estimar equaes que quantificam a capacidade de carga da base e do fus-
te, atravs do IFR e do PLR.
O PLR a relao de comprimento do Plug e profundidade de penetrao, dada pela
equao abaixo:
=
D (7)
O PLR e o IFR foram respectivamente relacionados capacidade de carga do fuste e da
base, e atravs relao emprica foi possvel obter uma equao para o clculo do IFR atra-
vs do PLR:
= 109PLR 22 (8)
Figura 11 Relao IFR versus PLR para os resultados obtidos na cmara de calibrao(Salgado et
al, 2003).
ABB
AMB
AAB
AAM
AAA
BAB
MAB
A: Alto M: Mdio B: Baixo
Respectivamente Dr, v e h.
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 20
I. N. Santos; Y. B. Llobet
No grfico, as siglas A, M e B querem se referir respectivamente a alto, mdio e baixo, que
so dispostas em conjuntos relativos a trs parmetros do solo, que nesta ordem so densi-
dade relativa, tenso vertical e tenso horizontal.
Esta equao subestima ligeiramente o IFR para os valores PLR superior a 0,8 e o sobreva-
loriza ligeiramente para os valores de PLR inferior a 0,7. E em geral, sabe-se que o IFR
melhor parmetro de grau de embuchamento do solo do que o PLR (Paikowsky et al., 1989;
Paik and Lee, 1993).
Todavia, mais fcil estimar o PLR no campo do que o IFR, por isso pode-se utilizar a
equao (8) para estimar o mesmo atravs do PLR.
2.3.2.1. Parmetros que influenciam a resistncia da estaca em areia
Atravs dos ensaios realizados por Salgado et al (2003) foi possvel comprovar que a resis-
tncia aumenta com o aumento da densidade relativa e com o aumento da tenso horizon-
tal, mas quase indiferente a tenso vertical. Isso ser observado tanto para resistncia de
base quanto para resistncia do fuste em quatro profundidades diferentes na Figura 4:
Figura 12 Relao entre a capacidade de carga da base e a densidade relativa (Salgado et al,
2003).
Profundidade= 250mm
Profundidade= 420mm
Profundidade= 590mm
Profundidade= 760mm
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 21
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 13 Relao entre a capacidade de carga da base e a tenso vertical (Salgado et al, 2003).
Figura 14 Relao entre a capacidade de carga da base e a tenso horizontal.
Profundidade= 250mm Profundidade= 420mm Profundidade= 590mm Profundidade= 760mm
Profundidade= 250mm Profundidade= 420mm Profundidade= 590mm Profundidade= 760mm
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 22
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 15 Relao entre a capacidade de carga do fuste e a densidade relativa.
Figura 16 Relao entre a capacidade de carga do fuste e a tenso vertical.
Profundidade= 250mm Profundidade= 420mm Profundidade= 590mm Profundidade= 760mm
Profundidade= 250mm Profundidade= 420mm Profundidade= 590mm Profundidade= 760mm
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 23
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 17 Relao entre a capacidade de carga do fuste e a tenso horizontal.
Atravs dos grficos 6, 7, 8 e 9, 10, 11 pode-se ter um embasamento do que ser pertinente
na quantificao da capacidade de carga da base e do fuste respectivamente, alm claro
da considerao do embuchamento que mostrada a seguir.
2.3.2.2. Equaes da capacidade de carga considerando o embucha-
mento
Depois dos ensaios realizados acima e obteno dos resultados que mostram os parme-
tros que interferem diretamente nas parcelas de resistncia da estaca, pode-se aferir as
equaes para quantificar as resistncias de base e fuste.
Para a determinao da parcela da base, foi construdo um grfico representado na figura
12 da capacidade de carga da base versus IFR, mostrado abaixo:
Figura 18 Relao entre a capacidade de carga da base e o IFR.
Profundidade= 250mm Profundidade= 420mm Profundidade= 590mm Profundidade= 760mm
ABB
AMB
AAB
AAM
AAA
BAB
MAB
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 24
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Com os resultados obtidos, Salgado et al. (2003) formularam a equao cuja relao entre
IFR e capacidade de carga da base, e o valor da mesma seria estimada atravs de:
,
= 326 295
(%)
100 (10)
sendo:
qb,f : Capacidade de carga da base
: fator que muda de acordo com a caracterstica da areia.(uma funo da densidade relati-
va foram obtidos a partir de testes em cmaras de calibrao como igual a 1,0 para as arei-
as densas, 0,6 para as areias mdias e 0,25 para as areias fofas).
h: Tenso efetiva horizontal.
Tambm para a resistncia do fuste, foi plotado o grfico PLR versus capacidade de carga
do fuste, pde-se observar o comportamento da resistncia em funo do PLR no grfico:
Figura 19 Relao entre a capacidade de carga do fuste e o PLR.
E dessa mesma forma pode-se estimar a equao para resistncia do fuste:
fso,f
(K0vtanc)= 7,2 4,8 (11)
sendo:
fso,f: a capacidade de carga do fuste.
ABB
AMB
AAB
AAM
AAA
BAB
MAB
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 25
I. N. Santos; Y. B. Llobet
K0: coeficiente de empuxo.
v: tenso vertical efetiva.
c: ngulo de atrito entre a estaca e o solo.
: fator de correo funo da densidade relativa. (Foram obtidos a partir dos testes de c-
mara de calibrao como igual a 1,0 para as areias densas, 0,4 por areias mdias, e 0,22
para as areias fofas.)
Com essas duas equaes ser possvel o clculo da resistncia com um parmetro que
ainda no considerado em projeto, o grau de embuchamento das estacas abertas. E
posteriormente ser possvel comparar o clculo das resistncias usando mtodos tradicio-
nais j consagrados aqui descritos.
CAPTULO 3 METODOLOGIA
Implementando os mtodos descritos anteriormente, foram selecionados trs estudos de
casos em diferentes pases, tendo em comum: fundao de estaca metlica de ponta aberta
macaqueada em solo arenoso. As trs podem ser classificadas com fundaes offshore de-
vido ao local e condio em que se encontram.
O primeiro caso foi o de uma fundao de um cais de uma ponte no Tokyo Coastal Highway
Bridge no Japo, o caso em questo foi utilizado por Feng et al. (2011) para comparar seu
mtodo modificado com outros dois mtodos citados anteriormente: o Imperial College Pile
(ICP) (Jardine et al. 2005) e o University of Western Australia (UWA) (Lehane et al. 2005).
O segundo caso, foi utilizado por Salgado et al. (2003) para comparao entre estacas de
ponta aberta e fechada, o local usado foi uma ponte no Condado de Lagrange em Indiana
nos Estados Unidos.
J o terceiro e ltimo estudo de caso foi em uma construo no Porto de Kwangyang na
Coria do Sul, e foi obtido atravs do estudo de Junyoung et al. (2014), que usou as estacas
dessa construo para realizao de ensaios de carga dinmica e esttica.
Para os trs estudos foram utilizadas as equaes e mtodos abordados nesse trabalho, a
fim de obter um comparao entre eles e analisar qual deles apresenta melhor carga esti-
mada da capacidade de ponta da estaca tubular aberta. Entre os mtodos utilizados estaro
mtodos empricos e semi-emprico como:
Imperial College Pile ICP (Jardine et al. 2005);
University of Western Australia UWA (Lehane et al. 2005);
Feng Modificado (Feng et al. 2011);
Salgado (Salgado et al. 2003);
Decourt-Quaresma (1982);
Meyerhof (1951).
Com as equaes contidas nesse estudo e os mtodos acima utilizando como ferramenta
de clculo o software Excel, foi possvel o calculo das resistncias de ponta das seis estacas
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 27
I. N. Santos; Y. B. Llobet
estudadas nos trs estudos de caso, a caracterizao geomtrica e esquemtica das esta-
cas desse estudo est na tabela e nas figuras a seguir:
Tabela 4 Caracterizao geomtrica das estacas.
Estacas Estudo de
caso
Comprimento
(m)
Dimetro
Externo
(m)
Espessura
(mm)
1 Tquio 73,50 1,5 28
2 Tquio 86,00 1,5 28
3 Lagrange 8,24 0,356 6,4
4 Kwangyang 8,60 0,508 9
5 Kwangyang 11,40 0,7112 7
6 Kwangyang 15,50 0,9144 8
Figura 20 Esquema das estacas juntamente com o CPT do estudo de caso em Tquio que s foi
aplicado na faixa embebido em solo arenoso (Feng et al. 2011).
Pro
fun
did
ad
e (
m)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 28
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 21 - Esquema da estaca com medidas em milmetros do estudo de caso em Lagrange (Salga-
do et al. 2003).
Figura 22 Esquema das trs estacas do estudo de caso no Porto de Kwangyang (Junyoung et al.
2014).
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 29
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Com cada estudo de caso foi necessrio obter os parmetros e suas respectivas caracters-
ticas geotcnicas necessrias para o clculo das resistncias das estacas acima, que esto
contidas na tabela a seguir:
Tabela 5 Caracterizao geotcnica.
Tokyo Coastal Highway Bridge Japo
sat (kN/m) cv () cv () Pa (KPa) K0 r (m)
22,00 29 29 0,183 0,6 100 0,4 0,00002
Ponte em Lagrange, Indiana - Estados Unidos
d (kN/m) cv () cv () Pa (KPa) K0 r (m)
18,64 33 22,2 0,183 0,6 100 0,4 0,00002
Construo no Porto de Kwangyang - Coria do Sul
n (kN/m) cv () cv () Pa (KPa) K0 r (m)
18,00 33 22,2 0,183 0,6 100 0,4 0,00002
CAPTULO 4 ANLISE DOS RESULTADOS
4.1. ANLISE GRFICA
A partir da implementao dos mtodos nos estudos de caso antes citados, pode-se obter
valores para a capacidade de carga de ponta das 6 estacas por meio dos 6 mtodos estu-
dados.
Os grficos abaixo apresentam um comparativo desses valores de capacidade de carga
obtidos por cada um dos mtodos utilizados com a resistncia medida por meio de provas
de carga para cada uma das estacas.
Figura 23 - Capacidade de carga para a Estaca 1
Figura 24 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 1
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 31
I. N. Santos; Y. B. Llobet
O mtodo ICP, para essa estaca provou-se muito otimista em relao capacidade de car-
ga de ponta fornecida. Os mtodos UWA e FENG foram aqueles que obtiveram resultados
mais prximos ao valor medido. O mtodo de Salgado estimou um pouco mais da metade
da capacidade de carga medida, e a dupla Decourt- Quaresma e Meyerhoff, por considera-
rem apenas a regio do anel da espessura da parede da estaca, acabaram por subestimar
muito a capacidade de carga.
Figura 25 - Capacidade de carga para a Estaca 2
Figura 26 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 2
Novamente, os mtodos de UWA e FENG, forneceram os melhores resultados. Salgado,
para essa situao se aproximou um pouco mais da resistncia medida. O mtodo do ICP,
superestimou a resistncia, enquanto Decourt-Quaresma e Meyerhoff a subestimaram.
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 32
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 27 - Capacidade de carga para a Estaca 3
Figura 28 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 3
O mtodo do ICP, para essa situao apresentou uma resistncia em escala um pouco me-
nor do que o medido, contudo ainda acima deste valor, assim como o mtodo do UWA. O
mtodo de FENG, apresentou um resultado bem menor quando comparado com o valor
medido, diferente de outras situaes nas quais ambos eram prximos.
Para as estacas de nmero 4, 5 e 6, os mtodos apresentaram comportamentos semelhan-
tes, possibilitando a sua demonstrao conjunta a seguir.
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 33
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 29 - Capacidade de carga para a Estaca 4
Figura 30 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 4
Figura 31 - Capacidade de carga para a Estaca 5
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
Resistncias da base normalizadas para estaca 4 (KN)
Resistncias da basecalculadas para estaca 4(KN)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 34
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 32 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 5
Figura 33 - Capacidade de carga para a Estaca 6
Figura 34 - Capacidade de carga normalizada para a Estaca 6
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
Resistncias da base normalizadas para estaca 6 (KN)
Resistncias da basecalculadas para estaca 6(KN)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 35
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Os valores do mtodo de Salgado, paras as trs ltimas estacas analisadas (4,5 e 6) de-
monstraram um grande aumento quando comparados ao valor medido. No intuito de uma
melhor anlise das capacidades de carga, os seguintes grficos foram montados desconsi-
derando a resistncia obtida pelo mtodo de Salgado.
Figura 35 - Capacidade de carga para a Estaca 4, desconsiderando o mtodo de Salgado
Figura 36 - Capacidade de carga para a Estaca 5, desconsiderando o mtodo de Salgado
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 36
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 37 - Capacidade de carga para a Estaca 6, desconsiderando o mtodo de Salgado
Analisando-se, os grficos nas figuras Figura 35, Figura 36, Figura 37, pode-se perceber
que o mtodo de ICP, nos dois primeiros casos, obteve uma capacidade de carga inferior
da prova de carga e o mtodo de FENG, se mostrou prximo do resultado obtido da prova
de carga tambm nas duas primeiras situaes, superestimando a resistncia de ponta da
ltima estaca. Por fim, UWA, se mostrou novamente, prximo aos resultados das provas de
carga para as trs estacas.
4.2. ANLISE ESTATSTICA
Por fim, aps a construo dos grficos supracitados, optou-se por calcular qual dos 6 m-
todos apresentou um menor erro mdio em relao s resistncias de ponta obtidas por
meio de provas de carga. A Tabela a seguir, apresenta os valores obtidos nessa anlise:
Tabela 5 Erro mdio dos 6 mtodos utilizados
Abaixo foram obtidos grficos com esses erros mdios da tabela acima, o primeiro com to-
dos os mtodos, e o segundo sem considerar o mtodo de Salgado.
1 2 3 4 5 6
ICP 41,98 38,52 42,10 29,66 31,72 17,57 33,59
UWA 12,90 18,80 42,81 41,26 48,56 21,13 30,91
FENG 4,71 4,65 48,53 10,92 14,91 40,79 20,75
SALGADO 35,48 23,05 108,90 572,58 733,23 1819,86 548,85
DECOURT-QUARESMA 69,08 70,40 56,61 81,35 88,39 91,38 76,20
MEYERHOFF 95,77 90,62 60,00 79,68 85,94 84,52 82,75
ERRO MDIO DE N ESTACAS= n (%) =Qm - Qc/Qm MTODO
(n)/n
(%)
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 37
I. N. Santos; Y. B. Llobet
Figura 38 Erros mdios para cada mtodo de clculo do estudo em questo.
Figura 39 - Erros mdios para cada mtodo de clculo do estudo em questo, desconsiderando o
mtodo de Salgado.
A partir das anlises realizadas pode-se dizer que o mtodo de FENG, apresentou resulta-
dos mais prximos aqueles obtidos pelas provas de carga. Isso pode ser comprovado pela
anlise estatstica onde, o mtodo de FENG apresentou o menor erro mdio. Contudo, co-
mo na Estaca 6, ele apresentou um resultado superior ao medido, recomenda-se uma maior
precauo ao utiliza-lo. O mtodo de UWA, obteve o segundo melhor resultado quando se
analisa o erro mdio. Como seus resultados em todas as 6 estacas se mostraram inferior
aos valores medidos, ele mais conservador que o mtodo de FENG, mas j considera
Um Estudo da Capacidade de Carga de Estacas Tubulares de Ponta Aberta 38
I. N. Santos; Y. B. Llobet
uma maior resistncia de ponta que outros mtodos clssicos como Dcourt-Quaresma e
Meyerhoff. Estes subestimam muito a resistncia da base, por considerarem apenas a rea
da parede da estaca.
CAPTULO 5 CONCLUSO
Um problema enfrentado por essas estacas que os mtodos clssicos de clculo da capa-
cidade de suporte (Dcourt-Quaresma e Meyerhoff, por exemplo), levam em considerao
apenas a rea da espessura da parede da estaca, e isso reduz muito a capacidade de carga
da ponta da estaca.
Este estudo fez a comparao entre 6 tipos de mtodos de capacidade de carga. Foram
eles o mtodo ICP, o mtodo UWA, o mtodo de FENG, o mtodo de SALGADO e os mto-
dos clssicos Decourt-Quaresma e Meyerhof. Utilizou-se 6 resultados de prova de carga,
encontrados no meio cientfico, e constatou-se que o mtodo que apresentou uma maior
proximidade do valor medido foi o mtodo de FENG. Contudo, este mtodo superestimou a
capacidade de carga das estacas em uma das comparaes. Por essa razo, uma ideia a
ser levantada seria a de que o mtodo que apresentou o segundo melhor desempenho, o
mtodo UWA, seria o ideal a ser utilizado no dimensionamento desse tipo de fundao, vi-
sando a segurana da estrutura.
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
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