FUNDAÇÕES PROFUNDAS

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Profª Aline Cristina Souza dos Santos ([email protected]) CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

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Profª Aline Cristina Souza dos Santos

([email protected])

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

Page 2: FUNDAÇÕES PROFUNDAS
Page 3: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

MÉTODOS ESTÁTICOSCapacidade de carga

total da estaca

Peso próprio da estaca

Capacidade de carga de ponta da estaca

Capacidade de carga lateral da estaca

Page 4: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

MÉTODOS ESTÁTICOS

Page 5: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS

Com uso do SPT

• Meyerhof (1956)

• Aoki-Velloso (1975)

• Décourt-Quaresma (1978)

• Décourt-Quaresma (1982)

• Velloso (1981)

• Teixeira (1996)

• Vorcaro-Velloso (2000)

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MÉTODO AOKI-VELLOSO (1975)NELSON AOKI DIRCEU A. VELLOSO

Page 7: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

PARÂMETROS GEOTÉCNICOS

Uso de resultados do ensaio CPT

• Resistência unitária de ponta

• Resistência unitária lateral

Uso de resultados do ensaio SPT

• Correlações para obtenção das resistências de ponta e lateral do CPT

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MÉTODO AOKI-VELLOSO

Page 9: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

FATORES DE ESCALA E EXECUÇÃO

TIPO DE ESTACA F1 F2

Franki 2,5 5,0

Metálica 1,75 3,5

Pré-moldada de concreto 1,75 3,5

Escavada 3,0 6,0

Aoki-Velloso (1975)

Page 10: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

FATORES DE ESCALA E EXECUÇÃO

TIPO DE ESTACA F1 F2

Franki 2,5 5,0

Metálica 1,75 3,5

Pré-moldada de concreto 1,75 3,5

Escavada 3,0 6,0

Raiz, Hélice e Ômega 2,0 4,0

Magalhães (1994), Raposo e Salem (1999)

Page 11: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

FATORES DE ESCALA E EXECUÇÃO

TIPO DE ESTACA F1 F2

Franki 2,5 3,0

Metálica 2,4 3,4

Pré-moldada de concreto 2,0 3,5

Escavada 4,5 4,5

Benegas (1998)

Page 12: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

FATORES DE ESCALA E EXECUÇÃO

TIPO DE ESTACA F1 F2

Franki de fuste apiloado 2,3 3,0

Franki de fuste vibrado 2,3 3,2

Metálica 1,75 3,5

Pré-moldada de concreto cravada a percussão 2,5 3,5

Pré-moldada de concreto cravada por prensagem 1,2 2,3

Escavada com lama bentonítica 3,5 4,5

Raiz 2,2 2,4

Strauss 4,2 3,9

Hélice Contínua 3,0 3,8

Monteiro (1997)

Page 13: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

MÉTODO AOKI-VELLOSO

Page 14: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

CORRELAÇÕES COM SPTResistência de Ponta

Resistência Lateral

Page 15: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

FATORES DE SOLO E CORRELAÇÃO

TIPO DE SOLOK

(Mpa)α

(%)

Areia 1,0 1,4

Areia siltosa 0,8 2,0

Areia silto-argilosa 0,7 2,4

Areia argilo-siltosa 0,5 2,8

Areia argilosa 0,6 3,0

Silte arenoso 0,55 2,2

Silte areno-argiloso 0,45 2,8

Silte 0,4 3,0

Aoki-Velloso (1975)

TIPO DE SOLOK

(Mpa)α

(%)

Silte argilo-arenoso 0,25 3,0

Silte argiloso 0,23 3,4

Argila arenosa 0,35 2,4

Argila areno-siltosa 0,3 2,8

Argila silto-arenosa 0,33 3,0

Argila siltosa 0,22 4,0

Argila 0,2 6,0

Page 16: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

FATORES DE SOLO E CORRELAÇÃO

TIPO DE SOLOK

(Mpa)α

(%)

Areia 0,6 1,4

Areia siltosa 0,53 1,9

Areia silto-argilosa 0,53 2,4

Areia argilo-siltosa 0,53 2,8

Areia argilosa 0,53 3,0

Silte arenoso 0,48 3,0

Silte areno-argiloso 0,38 3,0

Silte 0,48 3,0

Laprovitera (1988)

TIPO DE SOLOK

(Mpa)α

(%)

Silte argilo-arenoso 0,38 3,0

Silte argiloso 0,3 3,4

Argila arenosa 0,48 4,0

Argila areno-siltosa 0,3 4,5

Argila silto-arenosa 0,3 5,0

Argila siltosa 0,25 5,5

Argila 0,25 6,0

Page 17: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

FATORES DE SOLO E CORRELAÇÃO

TIPO DE SOLOK

(Mpa)α

(%)

Areia 0,73 2,1

Areia siltosa 0,68 2,3

Areia silto-argilosa 0,63 2,4

Areia argilo-siltosa 0,57 2,9

Areia argilosa 0,54 2,8

Silte arenoso 0,5 3,0

Silte areno-argiloso 0,45 3,2

Silte 0,48 3,2

Monteiro (1997)

TIPO DE SOLOK

(Mpa)α

(%)

Silte argilo-arenoso 0,4 3,3

Silte argiloso 0,32 3,6

Argila arenosa 0,44 3,2

Argila areno-siltosa 0,3 3,8

Argila silto-arenosa 0,33 4,1

Argila siltosa 0,26 4,5

Argila 0,25 5,5

Page 18: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

EXEMPLOUtilizando o Método Aoki-Vellosopara uma estaca do tipo Franki, com diâmetro do fuste de 40 cm e volume da base 180 l, determinar:

a) Carga admissível pelas determinações de Aoki & Velloso (1975), Magalhães (1994) e Raposo & Salem (1999)

b) Carga admissível pelas determinações de Laprovitera(1988) e Benegas (1993)

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro (1997)

Page 19: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

DADOS DO PROBLEMA

Estaca Frankiϕ do fuste = 40 cm = 0,40 metrosVolume da base = 180 litros = 0,18 m³

PERÍMETRO DA ESTACA AO LONGO DO FUSTE

ÁREA DA BASE (PONTA) Volume da Esfera →

Raio da Esfera →

Área da Base Circular →

Page 20: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

a) Carga admissível pelas determinações de Aoki & Velloso (1975), Magalhães (1994) e Raposo & Salem (1999)

PREMISSAS DESTA METODOLOGIA

Valor limite de NSPT = 50Resistência de ponta = média de 3 valores de NSPT (1m acima, na cota de apoio e 1m abaixo)

RESISTÊNCIA DE PONTA

1m acima → NSPT = 10

Na cota de apoio → NSPT = 18

1m abaixo→ NSPT = 20

Page 21: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

a) Carga admissível pelas determinações de Aoki & Velloso (1975), Magalhães (1994) e Raposo & Salem (1999)

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m)

Argila arenosa mole 2,0

Argila silto-arenosa mole 0,5

Areia siltosa fofa 4,5

Areia siltosa med. compacta 2,0

Areia siltosa compacta 0,1

Page 22: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

a) Carga admissível pelas determinações de Aoki & Velloso (1975), Magalhães (1994) e Raposo & Salem (1999)

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m) Nmédio

K(kN/m²)

α(%)

ql,ult(kN/m)

Argila arenosa mole 2,0

Argila silto-arenosa mole 0,5

Areia siltosa fofa 4,5

Areia siltosa med. compacta 2,0

Areia siltosa compacta 0,1

Estaca Franki → F2 = 5,0

Page 23: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

a) Carga admissível pelas determinações de Aoki & Velloso (1975), Magalhães (1994) e Raposo & Salem (1999)

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m) Nmédio

K(kN/m²)

α(%)

ql,ult(kN/m)

Argila arenosa mole 2,0 2 350 2,4 6,72

Argila silto-arenosa mole 0,5 2 330 3,0 1,98

Areia siltosa fofa 4,5 4,2 800 2,0 60,48

Areia siltosa med. compacta 2,0 9,5 800 2,0 60,8

Areia siltosa compacta 0,1 18 800 2,0 5,76

Estaca Franki → F2 = 5,0

Page 24: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

a) Carga admissível pelas determinações de Aoki & Velloso (1975), Magalhães (1994) e Raposo & Salem (1999)

NBR 6122:2010

Capacidade de Carga de estacas sem prova de carga

• Fator de Segurança → FS = 2,0

Page 25: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

b) Carga admissível pelas determinações de Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

PREMISSAS DESTA METODOLOGIA

Resistência de ponta = média de 3 valores de NSPT (1ϕ acima, na cota de apoio e 1 ϕ abaixo)

RESISTÊNCIA DE PONTA

1 ϕ acima → NSPT = 10

Na cota de apoio → NSPT = 18

1 ϕ abaixo→ NSPT = 18

Page 26: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m)

Argila arenosa mole 2,0

Argila silto-arenosa mole 0,5

Areia siltosa fofa 4,5

Areia siltosa med. compacta 2,0

Areia siltosa compacta 0,1

b) Carga admissível pelas determinações de Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

Page 27: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m) Nmédio

K(kN/m²)

α(%)

ql,ult(kN/m)

Argila arenosa mole 2,0

Argila silto-arenosa mole 0,5

Areia siltosa fofa 4,5

Areia siltosa med. compacta 2,0

Areia siltosa compacta 0,1

Estaca Franki → F2 = 3,0

b) Carga admissível pelas determinações de Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

Page 28: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m) Nmédio

K(kN/m²)

α(%)

ql,ult(kN/m)

Argila arenosa mole 2,0 2 480 4,0 25,60

Argila silto-arenosa mole 0,5 2 300 5,0 5,00

Areia siltosa fofa 4,5 4,2 530 1,9 63,44

Areia siltosa med. compacta 2,0 9,5 530 1,9 63,78

Areia siltosa compacta 0,1 18 530 1,9 6,04

Estaca Franki → F2 = 3,0

b) Carga admissível pelas determinações de Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

Page 29: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

NBR 6122:2010

Capacidade de Carga de estacas sem prova de carga

• Fator de Segurança → FS = 2,0

b) Carga admissível pelas determinações de Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

Page 30: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro(1997)

PREMISSAS DESTA METODOLOGIA

Valor limite de NSPT = 40Resistência de ponta = deverá ser considerado valor médio das resistências ao longo de espessuras de 7ϕ acima da cota de apoio e 3,5ϕ abaixo da cota de apoio

RESISTÊNCIA DE PONTA

Page 31: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro (1997)

RESISTÊNCIA DE PONTA

7ϕ acima

3,5ϕ abaixo

Page 32: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

RESISTÊNCIA DE PONTA

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro (1997)

Page 33: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m)

Argila arenosa mole 2,0

Argila silto-arenosa mole 0,5

Areia siltosa fofa 4,5

Areia siltosa med. compacta 2,0

Areia siltosa compacta 0,1

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro (1997)

Page 34: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m) Nmédio

K(kN/m²)

α(%)

ql,ult(kN/m)

Argila arenosa mole 2,0

Argila silto-arenosa mole 0,5

Areia siltosa fofa 4,5

Areia siltosa med. compacta 2,0

Areia siltosa compacta 0,1

Estaca Franki → F2 = 3,0

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro(1997)

Page 35: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

RESISTÊNCIA LATERAL

CAMADAS ATRAVESSADAS PELA ESTACA

L (m) Nmédio

K(kN/m²)

α(%)

ql,ult(kN/m)

Argila arenosa mole 2,0 2 440 3,2 18,77

Argila silto-arenosa mole 0,5 2 330 4,1 4,51

Areia siltosa fofa 4,5 4,2 680 2,4 102,82

Areia siltosa med. compacta 2,0 9,5 680 2,4 103,36

Areia siltosa compacta 0,1 18 680 2,4 9,79

Estaca Franki → F2 = 3,0

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro(1997)

Page 36: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

NBR 6122:2010

Capacidade de Carga de estacas sem prova de carga

• Fator de Segurança → FS = 2,0

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro(1997)

Page 37: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

EXEMPLOUtilizando o Método Aoki-Velloso para uma estaca do tipo Franki, com diâmetro do fuste de 40 cm e volume da base 180 l, determinar:

a) Carga admissível pelas determinações de Aoki & Velloso (1975), Magalhães (1994) e Raposo & Salem (1999)

Padm = 1058,31 kN

b) Carga admissível pelas determinações de Laprovitera (1988) e Benegas (1993)

Padm = 720,72 kN

c) Carga admissível pelas determinações de Monteiro (1997)Padm = 1923,89 kN

Page 38: FUNDAÇÕES PROFUNDAS

REFERÊNCIASABNT – ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e Execução de Fundações. Rio de Janeiro: ABNT, 2010.

ALONSO, Urbano Rodriguez. Exercícios de fundações. São Paulo: Edgard Blucher Ltda. 1983.

ALONSO, Urbano Rodriguez. Previsão e controle de fundações. São Paulo: Edgard Blucher Ltda. 1991.

HACHICH, Waldemar et al (Org.). Fundações – teoria e prática. 2. ed. São Paulo: PINI. 1998.

REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. Fundações: guia prático de projeto, execução e dimensionamento. São Paulo: Zigurate Editora, 2008.

VELLOSO, Dirceu de Alencar; LOPES, Francisco de Rezende. Fundações –volume 1. Nova ed. São Paulo: Oficina de Textos. 2004.

VELLOSO, Dirceu de Alencar; LOPES, Francisco de Rezende. Fundações –volume 2. Nova ed. São Paulo: Oficina de Textos. 2010.