JOSÉ ANDRÉ DE SOUSA LINHARES JSOIL: UMA … · 12- Valores de capacidade de carga obtidos por...

JOSÉ ANDRÉ DE SOUSA LINHARES

JSOIL: UMA FERRAMENTA WEB PARA ESTIMATIVA

DE CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS

NATAL-RN

2016

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE

CENTRO DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

José André de Sousa Linhares

Jsoil: uma ferramenta web para estimativa de capacidade de carga de estacas.

Trabalho de Conclusão de Curso na

modalidade Monografia, submetido ao

Departamento de Engenharia Civil da

Universidade Federal do Rio Grande do

Norte como parte dos requisitos

necessários para obtenção do Título de

Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Osvaldo de Freitas

Neto

Natal-RN

2016

Catalogação da Publicação na Fonte

Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Sistema de Bibliotecas Biblioteca Central Zila

Mamede / Setor de Informação e Referência

Linhares, José André de Sousa.

Jsoil: uma ferramenta web para estimativa de capacidade de carga de estacas/ José André

de Sousa Linhares. - 2016.

34f.:il.

Monografia (Graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte,Centro de

Tecnologia, Departamento de Engenharia de Engenharia Civil. Natal, RN, 2016.

Orientador: Prof. Dr. Osvaldo de Freitas Neto.

1. Engenharia civil- Monografia. 2. Fundações – Monografia.3.Capacidade de carga -

Monografia. 4.Software para dimensionamento - Monografia.I. Freitas Neto,Osvaldo de. II.

Título.

RN/UF/BCZM CDU 624

José André de Sousa Linhares


Trabalho de conclusão de curso na

modalidade Monografia, submetido ao

Departamento de Engenharia Civil da

Universidade Federal do Rio Grande do

Norte como parte dos requisitos necessários

para obtenção do título de Bacharel em

Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Dr. Osvaldo de Freitas

Neto

Aprovado em dia, mês e ano: 18 de novembro de 2016

___________________________________________________

Prof. Dr. Osvaldo de Freitas Neto – Orientador

___________________________________________________

Prof. Dr. Rodrigo Barros – Orientador

___________________________________________________

Eng. Ana Paula Sobral de Freitas – Orientador

Natal-RN

2016

AGRADECIMENTOS

Aos meus pais, José Edivam Linhares e Cecilia Maria de Souza Linhares, a

minha irmã Poliana de Souza Linhares, a minha esposa Meire Cristiane Rodrigues

Peixoto, pelo apoio, compreensão e amor. Pra tornar tudo isso possível por diversas

vezes tive de abdicar de estar próximo de todos.

Ao Detran-RN, nas pessoas de Felipe, Emerson e Glaucilene.

Ao meu orientador, Prof. Dr. Osvaldo de Freitas Neto pelos ensinamentos,

confiança, e ajuda na resolução dos problemas que surgiram ao longo da pesquisa.

Ao Departamento de Engenharia Civil da UFRN, professores e colaboradores.

E a todos os meus amigos do curso de Engenharia Civil da UFRN, que sempre

estiveram ao meu lado durante esses cinco anos da graduação, especialmente Michele

Rayane, Ceres, Raquel,João Arthur, Fábio Lisboa, Jeandson, Thomaz Neto, Paulo de

Tarso, Alyson Ferreira, Victor Piter, Aurimar, Koutomi e Tiago Brito.

RESUMO


Diversas atividades do ramo da Engenharia Civil aproveitam os recursos

computacionais disponíveis para otimizar diversos processos de cálculo, construtivos ou

de gestão.Contudo, essas ferramentas possuem um custo elevado e demandam

instalação de arquivos executáveis no computador. Para o calculo da estimativa da

capacidade de carga há vasto número de planilhas e ferramentas com essa finalidade.

Nesse contexto é proposto nesse trabalho a programação de uma ferramenta, o JSOIL,

onde é possível estimar a capacidade de carga para dez métodos semi-empiricos de

calculo da capacidade de carga. Dessa forma realizou-se uma revisão na literatura dos

métodos que foram implementados e das tecnologias pertinentes a programação da

ferramenta. Essa ficará prontamente disponível na internet, onde a partir de um

navegador o usuário poderá acessar a aplicação, inserir os dados do perfil geotécnico e

características da estaca, afim de obter automaticamente o valor da estimativa da

capacidade de carga. A ferramenta foi desenvolvida na linguagem Java e integrada com

outras tecnologias, respectivamente o MYSQL e TomCat. Como resultado desta

pesquisa, comparam-se os valores das estimativas da capacidade de carga retornados

pelo JSOIL e os apresentados na literatura.

Palavras-Chave: Software dimensionamento, Fundações, Capacidade de carga

em estacas.

ABSTRACT Jsoil:: a web tool for estimation of cutting capacity.

Several activities in the Civil Engineering branch take advantage of the

computational resources available to optimize various calculation, construction or

management processes. However, these tools are expensive and require installation of

executable files on your computer. To calculate the load capacity, there are a large

number of spreadsheets and tools for this purpose. In this context it is proposed in this

work the programming of a tool, the JSOIL, where it is possible to estimate the load

capacity for ten semi-empirical methods of calculating the load capacity. In this way a

literature review of the methods that were implemented and of the pertinent

technologies the tool programming was carried out. This will be readily available on the

internet, where from a browser the user can access the application, enter the data of the

geotechnical profile and characteristics of the stake, in order to automatically obtain the

value of the estimate of the load capacity. The tool was developed in the Java language

and integrated with other technologies, respectively MYSQL and TomCat. As a result

of this research, the values of the load capacity estimates returned by JSOIL and those

presented in the literature are compared.

Keywords: Software design, Foundations, Stacking capacity.

ÍNDICE GERAL

CAPÍTULO PÁGINA

1- INTRODUÇÃO

1

2- REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 2

2.1 -Métodos de avaliação da capacidade de carga de fundação

baseados no SPT: Métodos Semi-empíricos

2

2.1.1 -Método de Décourt e Quaresma (1978,1996) 3

2.1.2 -Método de Aoki e Velloso (1975) 5

2.1.3 -Método de Teixeira (1996) 7

2.1.4 -Método de Gotlieb et al. (2000) 9

2.1.5 -Método da UFRGS (2005) 9

2.1.6 -Método de David Cabral para estaca raiz (1986) 11

2.1.7 -Método de Kárez e Rocha (2000) 13

2.1.8 -Método de Antunes e Cabral (1996) 13

2.1.9 -Método de Vorcaro e Velloso (2000) 14

2.1.10 -Método de Brasfond (1991) 16

2.2 -Tecnologias envolvidas no desenvolvimento da

ferramenta

16

2.2.1 –Web 16

2.2.2 –Java 17

2.2.3 -Java em aplicações Web 18

2.2.4 –Servlet 18

2.2.5 –JavaServerPages 19

2.2.6 –Tomcat 19

2.2.7 –MYSQL 19

2.2.8 –SQL 20

3 –METODOLOGIA 20

3.1 –Desenvolvimento 21

3.2 -Implantação do sistema 23

3.3 -Utilização da ferramenta 24

4 -VERIFICÕES DOS RESULTADOS 25

4.1 -Validação da ferramenta JSOILpara os métodos Antunes e

Cabral(1996), Gotliebet al.(2000), Kárez e Rocha (2000) e Aoki e

Velloso (1975) e Décourt Quaresma(1978,1996).

25

4.2 -Validação da Ferramenta para o método de Teixeira (1996) 27

4.3 -Validação da Ferramenta para o método de Vorcaro e

Velloso (2000)

28

4.4 -Validação da Ferramenta para o método de Brasfond (1991) 29

4.5 -Validação da Ferramenta para o método da UFRGS (2005) 29

4.6 -Validação da Ferramenta para o método de David Cabral

(1986)

30

5 – CONCLUSÃO 31

6 -REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 32

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA PÁGINA

1 - Capacidade de carga 3

2 - Arquitetura Cliente/Servidor. Watanabe (2013) 17

3 - Servlet.Jenkov (2014) 19

4 - Estruturas das tabelas no banco de dados .Próprio Autor (2016) 21

5 - Seqüência de passos. 22

6 - Estrutura interna do JSOIL 23

7 - Estrutura interna do JSOIL. 23

8 - Estrutura do servidor FTP. 24

9 - Valores de capacidade de carga obtidos por Andrade(2009) e o JSOIL

para uma estaca hélice contínua de 0,6 m de diâmetro e 16 m de

comprimento.

26

10 - Valores de capacidade de carga obtidos por Andrade(2009) e o JSOIL

para uma estaca hélice contínua de 0,6 m de diâmetro e 17 m de

comprimento.

26

11 - Valores de capacidade de carga obtidos por Zuluaga(2015) e o JSOIL

para uma estaca raiz e escavada de 0,2 m de diâmetro e 8 m de

comprimento.

27

12- Valores de capacidade de carga obtidos por Nienov (2006) e o JSOIL

para uma estaca hélice contínua de 0,2 m de diâmetro e 3, 4 e 5 metros

de comprimento.

28

13- Valores de capacidade de carga obtidos por Benati (2007) e o JSOIL para

uma estaca raiz

29

14- Valores de capacidade de carga obtidos por Lobo (2005) e o JSOIL para

três estacas.

30

15- Valores de capacidade de carga obtidos por Falconi e Dias (2015) e o

JSOIL

31

ÍNDICE DE TABELAS

TABELA PÁGINA

1 - Fator C Décourt e Quaresma (1978) 4

2 - Fator α Décourt e Quaresma (1996) 4

3 - Fator β Décourt e Quaresma (1996) 5

4 - Fatores atualizados de F1 e F2 Cintra e Aoki (2010) 6

5 - Fatores K e α Cintra e Aoki (2010) 7

6 - Valores do atrito lateral.Teixeira(1996) 8

7 - Parâmetros 𝛽𝑇𝑒𝑥Teixeira(1996) 8

8 - Parâmetros 𝛼𝑇𝑒𝑥Teixeira(1996) 8

9 - Coeficientes 𝛼𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆 e𝛽𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆Nienov(2006) 10

10 - Valores 𝛽0 FUNDESP (2001) 12

11 - Valores 𝛽1e 𝛽2FUNDESP (2001) 12

12 - Valores 𝛽1 e 𝛽2 Antunes e Cabral (1996) 14

13 - Caracterização granulométrica dos solos, conforme SPT Danziger (1982) 15

14 - Valores 𝛼𝑏 Brasfond (2006) 16

1

1. INTRODUÇÃO

Com o surgimento das novas tecnologias no ramo da tecnologia da informação,

é fundamental que diversas atividades do ramo da Engenharia Civil aproveitem estes

recursos para otimizar diversos processos de cálculo, construtivos ou de gestão.

Atualmente existem várias ferramentas computacionais, que auxiliam em projetos de

todas as áreas da Engenharia Civil, softwares para dimensionamento e detalhamento de

fundações, estruturas de contenção, estruturas de concreto armado, instalações

hidráulicas e etc. Entretanto, em sua grande maioria, são softwares pagos e demandam

instalação de arquivos executáveis no computador.

Na internet encontram-se planilhas e ferramentas gratuitas que são

disponibilizadas para estimar a capacidade de carga de estacas, porém há poucos

métodos de cálculo tanto nas planilhas como nos softwares disponibilizados. Na maioria

dessas planilhas ou ferramentas há apenas os métodos de Aoki-Velloso e Décourt-

Quaresma para o calculo da capacidade de carga por isso a importância de implementar

mais métodos de cálculos.

JUSTIFICATIVA

Neste trabalho é proposto o desenvolvimento de uma ferramenta gratuita de

previsão de capacidade de fundações por estacas, que esteja prontamente disponível na

web, sem a necessidade de arquivos executáveis, ferramenta esta com diversos métodos

de estimativa da capacidade de carga programados para que possa ser utilizada por

engenheiros que atuem na área de fundações.

A ferramenta será desenvolvida na linguagem Java, por ser uma linguagem

muito utilizada em diversas aplicações na internet, possuir uma plataforma de

desenvolvimento que será integrada com outras tecnologias respectivamente o MYSQL

e TomCat. O primeiro será responsável pelo armazenamento e gerenciamento dos dados

e o segundo um servidor de aplicações WEB destinado ahospedar a aplicação proposta.

2

OBJETIVO GERAL

• Desenvolver uma ferramenta web que será disponibilizada gratuitamente pra

estimativa da capacidade de carga do sistema estaca-solo.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Implementar a ferramenta web e validá-la comparando os resultados;

Estudar o mecanismo de transferência de carga estaca-solo ao longo da

profundidade para a fundação;

Estudar os métodos semi-empíricos de estimativas da capacidade de carga em

estacas;

Efetuar um levantamento bibliográfico das tecnologias envolvidas no

desenvolvimento da ferramenta web;

Realizar o levantamento de requisitos do sistema a ser implementado;

Disponibilizar a ferramenta na internet;

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Métodos de avaliação dacapacidade de carga da fundação baseadas no

SPT: Métodos Semi-empíricos

Segundo Cintra e Aoki (2010) uma vez que as fórmulas teóricas geralmente não

são confiáveis na previsão da capacidade de carga de fundações por estacas, muitos

autores têm proposto métodos baseados em correlações empíricas com resultados de

ensaios in situ ajustados com provas de carga.

No Brasil, os métodos Aoki-Velloso (1975) e Décourt e Quaresma (1978) são os

mais utilizados nos escritórios de projeto de fundações, inclusive no exterior Cintra e

Aoki (2010).

As estacas são elementos capazes de dissipar a carga proveniente da estrutura

por meio deuma parcela de resistência lateral e outra parcela de resistência de ponta,

onde a fórmula básicapara resistência total da estaca pode ser expressa da seguinte

forma:

𝑅𝑇 = 𝑅𝐿 + 𝑅𝑃 (1)

Considerando que o fuste da estaca atravessa n camadas distintas de solo, as

parcelas deresistência de ponta (𝑅𝑃) e de resistência lateral (𝑅𝐿) que compõem a

capacidade de carga (𝑅𝑇), podem ser representadas conforme ilustrado na Figura 1.

3

Figura 1: Capacidade de carga

Onde:

𝑅𝐿 =∪. ∑(𝑟𝐿 . ∆𝑙) (2)

𝑅𝑃 = 𝑟𝑝. 𝐴𝑝 (3)

A seguir, apresenta-se os diversos métodos semi-empíricosos quais foram

implementados na ferramenta desenvolvida nesse trabalho:

2.1.1 Método de Décourt e Quaresma (1978,1996)

Os métodos propostos por Luciano Décourt e Arthur Quaresma em 1978 para

estimar resistência unitária lateral (𝑟𝐿) ea resistência unitária de ponta (𝑟𝑝) tomam por

base o resultado do ensaio SPT.

𝑟𝐿 = (𝑆𝑃𝑇𝑀é𝑑𝑖𝑜𝐿

3+ 1) (𝑡𝑓/𝑚²)(4)

𝑟𝑃 = 𝑆𝑃𝑇𝑚é𝑑𝑖𝑜𝑃 . 𝐶 (𝑡𝑓/𝑚²)(5)

Onde:

4

𝑆𝑃𝑇𝑀é𝑑𝑖𝑜𝐿 média aritmética dos SPT’s que envolvem o fuste das estacas (a

expressão independe do tipo de solo). Na determinação do 𝑆𝑃𝑇𝑀é𝑑𝑖𝑜𝐿, os valores de

SPT menores que devem ser considerados iguais a 3 e para os maiores que 50 devem

ser considerados iguais a 50. Adotou-se os limites de 3 ≤ 𝑆𝑃𝑇 ≤ 15, em considerações

aos valores a serem utilizados na resistência de ponta. Estende o limite superior para 50,

para estacas de deslocamento e estacas escavadas com bentonita, mas tendo 𝑆𝑃𝑇 ≤ 15

para estacas Strauss e tubulões a céu aberto.

𝑆𝑃𝑇𝑚é𝑑𝑖𝑜𝑃 média aritmética entre os SPT’s da ponta, o anterior e o posterior.

𝐶 coeficiente que depende do solo

A Tabela 1 lista o valor do coeficiente C.

Tabela 1: Fator C Décourt e Quaresma (1978)

Solo C (tf/m²)

Argilas 12

Siltes argilosos * 20

Siltes arenosos * 25

Areias 40

Nota: * alterações de rocha (solos residuais)

O método também prevê fatores de correção minorando a resistência lateral e de

ponta das estacas, levando-se em consideração o procedimento executivo de cada

estaca:

𝑅𝐿 = ∑(𝑟𝐿𝑖. ∆𝐿𝑖 . 𝑈. 𝛽)

𝑛

1

(6)

𝑅𝑃 = 𝑟𝑝. 𝐴𝑝. 𝛼 (7)

𝑅𝑇 = 𝑅𝐿 + 𝑅𝑃 (1)

A Tabela 2 e 3 lista os coeficientes α e β utilizados na correção da resistência

lateral do método de Décourt e Quaresma(1996).

Tabela 2: Fator α Décourt e Quaresma (1996)

Solo A B C D E

Argila 0,85 0,85 0,30* 0,85* 1,00*

Solo intermediário 0,60 0,65 0,30* 0,60* 1,00*

Areias 0,50 0,50 0,30* 0,50* 1,00*

Nota: A –;B- Estaca escavadas (Bentoníta); C-Hélice Contínua; D-Raiz; E-Injetada dos altas pressões.

*valores apenas orientativos diante do reduzido numero de dados disponíveis.

5

A Tabela 3 lista os coeficientes β utilizados na correção da resistência de ponta

do método de Décourt e Quaresma(1996).

Tabela 3: Fator β Décourt e Quaresma (1996)

Solo A B C D E

Argila 0,8* 0,9* 1,0* 1,5* 3,0*

Solo intermediário 0,65* 0,75* 1,0* 1,5* 3,0*

Areias 0,5* 0,60* 1,0* 1,5* 3,0*

Nota: A – Estacas escavada em geral;B- Estaca escavadas (Bentoníta);

C-Hélice Contínua; D-Raiz; E-Injetada dos altas pressões.

*valores apenas orientativos diante do reduzido numero de dados disponíveis.

Para o estudo de estacas cravadas,metálicas,pré-moldadas e Franki, vamos

utilizar os fatores 𝛼 e 𝛽 iguais a 1 conforme sugere o método, desta forma os cálculos

serão:

𝑅𝐿 = ∑ (𝑟𝐿𝑖. ∆𝐿𝑖. 𝑈. 𝛽)𝑛1 (8)

𝑅𝑃 = 𝛼. 𝐶. 𝑆𝑃𝑇𝑚é𝑑𝑖𝑜𝑃. 𝐴𝑝 (9)

𝑅𝑇 = 𝑅𝐿 + 𝑅𝑃 (1)

Capacidade de carga admissível

Deve-se utilizar o menor dos dois resultados.

𝑅𝑎𝑑𝑚 =𝑅𝑇

2,0 (11)

𝑅𝑎𝑑𝑚 =𝑅𝐿

1,3+

𝑅𝑝

4,0 (12)

2.1.2 Método de Aoki e Velloso (1975)

O método de Aoki e Velloso (1975) foi primeiramente desenvolvido com

valores obtidos do ensaio de penetração de cone in situ (CPT). Posteriormente foi

adaptado para ser utilizado com os valores N obtidos do SPT. Como o método é

brasileiro e o uso da sondagem de simples reconhecimento de solo (SPT) no Brasil é

mais frequente, o método com a formulação baseada no SPT torna-se mais usual Cintra

e Aoki (2010).

6

No método de Aoki e Velloso (1975), as incógnitas geotécnicas

𝑟𝑙 e 𝑟𝑝 inicialmente correlacionadas com ensaios de penetração CPT, por meio dos

valores da resistência de ponta do cone 𝑞𝑐 e do atrito lateral unitário da luva 𝑓𝑠:

𝑟𝑙 =𝛼.𝐾.𝑁𝑙

𝐹2 (13)

𝑟𝑝 =𝑞𝑐

𝐹1 (14)

Onde:

𝑞𝑐 resultado médio da resistência de ponta do cone no ensaio de CPT da

camada de solo em análise;

𝐾 fator de correção da resistência de ponta do cone no ensaio de CPT (depende

do tipo de solo);

𝛼 fator de correção da resistência lateral do cone no ensaio de CPT (depende

do tipo de solo);

F1 e F2 coeficientes que dependem do tipo de estaca;

A Tabela 4 lista os fatores F1 e F2 adaptados de Aoki e Velloso (1975).

Tabela 4: Fatores atualizados de F1 e F2 Cintra e Aoki (2010)

Estaca F1 F2

Franki 2,5 2.F1

Metálica 1,75 2.F1

Pré-moldada 1 +

𝐷

0,80

2.F1

Escavada 3,0 2.F1

Raiz. Hélice continua e Ômega 2,0 2.F1

Onde:

D Diâmetro da estaca pré-moldada medida em metros;

𝑅𝐿 = ∑ (𝑟𝐿𝑖. ∆𝐿𝑖. 𝑈)𝑛1 (15)

𝑅𝑃 = 𝑟𝑝. 𝐴𝑝 (16)

𝑅𝑇 = 𝑅𝐿 + 𝑅𝑃 (1)

O método também estima os resultados de resistência de ponta do cone no

ensaio CPT,utilizando-se a correlação e a tabela abaixo:

𝑞𝑐 = 𝐾. 𝑁𝑠𝑝𝑡 (17)

A Tabela 5 lista os fatores K e α para quando utilizar o ensaio SPT como

referencia para o cálculo de 𝑅𝐿 e 𝑅𝑇 no método de Aoki e Velloso:

7

Tabela 5: Fatores K e α Cintra eAoki (2010)

Solo K (MPa) α(%)

Areia 1,0 1,4

Areia siltosa 0,8 2,0

Areia siltosa argilosa 0,7 2,4

Areia argilosa siltosa 0,5 2,8

Areia argilosa 0,6 3,0

Silte 0,4 3,0

Silte arenoso 0,55 2,2

Silte arenoso argiloso 0,45 2,8

Silte argiloso 0,23 3,4

Silte argiloso arenoso 0,25 3,0

Argila 0,2 6,0

Argila arenosa 0,35 2,4

Argila arenosa siltosa 0,3 2,8

Argila siltosa 0,22 4,0

Argila siltosa arenosa 0,33 3,0

𝑅𝐿 =∑(𝑁𝑠𝑝𝑡𝑀é𝑑𝑖𝑜𝐿.𝐾𝑖.𝛼𝑖∆𝑙𝑖.𝑈)

𝐹2 (18)

𝑅𝑝 =𝑁𝑠𝑝𝑡𝑃𝑜𝑛𝑡𝑎.𝐾.𝐴𝑝

𝐹1 (19)

𝑅𝑇 = 𝑅𝐿 + 𝑅𝑃 (1)

Onde:

𝑁𝑠𝑝𝑡𝑀é𝑑𝑖𝑜𝐿 média aritmética de Nspt’s da camada em análise;

𝑁𝑠𝑝𝑡𝑃𝑜𝑛𝑡𝑎 Nspt da ponta da estaca;

Capacidade de carga admissível


2,0 (11)

2.1.3 Método de Teixeira (1996)

Teixeira (1996) teve como base para a formulação de seu método, os estudos de

Aoki e Velloso (1975) e Décourt e Quaresma (1978). O autor adotou parâmetros

𝛼𝑇𝑒𝑥 e 𝛽𝑇𝑒𝑥 para ocálculo da capacidade de carga de um sistema solo - estaca e com

isso propôs uma espécie de equação unificada.

𝑅𝑇 = 𝑅𝐿 + 𝑅𝑃 = 𝛼𝑇𝑒𝑥 . 𝑁𝑝. 𝐴𝑝 + 𝛽𝑇𝑒𝑥. 𝑁𝑙 . 𝑃. 𝐿 (20)

8

Onde:

𝛼𝑇𝑒𝑥 Parâmetro adotado em função do tipo do solo e do tipo da estaca;

𝛽𝑇𝑒𝑥 Parâmetro adotado em função do tipo da estaca;

𝑁𝑝 Valor médio do índice de resistência à penetração no intervalo de 4

diâmetros acima da ponta da estaca até 1 diâmetro abaixo;

𝑁𝑙 Média dos valores de resistência à penetração ao longo do fuste da estaca;

𝐴𝑝 Área da ponta da estaca;

𝑃 Perímetro do fuste da estaca;

𝐿 Comprimento da estaca;

Este método não se aplica as estacas pré- moldadas de concreto flutuantes em

espessascamadas de argilas moles, com N do SPT inferior a 3, conforme Cintra e Aoki

(2010). Nesse caso, a tensão de atrito lateral 𝑟𝑙 é dada pela tabela 6, em função da

natureza do sedimento argiloso. Na tabela 7 apresentam-se os valores dos parâmetros

𝛽𝑇𝑒𝑥. Na tabela 8 apresentam-se os valores dos parâmetros 𝛼𝑇𝑒𝑥.

Tabela 6: Valores do atrito lateral.Teixeira(1996)

Sedimento 𝑹𝒍(kPa)

Argila fluviolagunar (SFL)* 20 a 30

Argila transicional(AT)** 60 a 80 Nota: *SFL: argilas fluvionares e de baías, holocênicas-camadas situadas até cerca de 20 a 25 m de profundidade, com valores de

𝑁𝑠𝑝𝑡 inferiores a 3, de coloração cinza-escura, ligeiramente pré-adensada.

**AT: argilas transicionais, pleistocênica- camadas profundas subjacentes ao sedimento SFL, com valores de 𝑁𝑠𝑝𝑡 de 4 a 8, às vezes

de coloração cinza-clara, com tensões de pré-adensamento maiores do que aquelas das SFL.

Tabela 7: Parâmetros 𝛽𝑇𝑒𝑥Teixeira(1996)

Tipo de Estaca 𝜷𝑻𝒆𝒙 [kPa]

Estacas Pré-moldada e perfil metálico 4,0

Estaca Franki 5,0

Estaca escavada a céu aberto 4,0

Raiz 6,0

Tabela 8: Parâmetros 𝜶𝑻𝒆𝒙Teixeira(1996)

Tipo de Estaca - 𝜶𝑻𝒆𝒙 [kPa]

Tipo de Solo (4 < N

< 40)

Estacas Pré-moldada e perfil

metálico

Estaca

Franki

Estaca escavada a céu

aberto

Raiz

Argila siltosa 110 100 100 100

Silte argiloso 160 120 110 110

Argila arenosa 210 160 130 140

Silte arenoso 260 210 160 160

Areia argilosa 300 240 200 190

Areia siltosa 360 300 240 220

Areia 400 340 270 260

Areia com

pedregulhos

440 380 310 290

9

2.1.4 Método de Gotliebet al. (2000)

Os autores desenvolveram um método simples para estimar a tensão admissível

no topo da estaca, baseados nos ensaios SPT depois da analise de 48 provas de carga

estáticas do tipo hélice contínua.Em 2002, analisando o banco de dados reunidos

porAlonso(2000), os autores confirmaram a validade do método, baseada em um

conjunto de 99 provas de carga estáticas.

A tensão admissível a ser aplicada no topo da estaca, de acordo com o método, é

dada pela equação 21.

𝑅𝑎𝑑𝑚 = (𝑁𝑚é𝑑𝑖𝑎𝑑𝑎𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎 . 60) +∑ 𝑁

0,125.𝐷 (21)

Onde:

𝑅𝑎𝑑𝑚tensão admissível a ser aplicada no topo da estaca;[kN/m²]

𝑁𝑚é𝑑𝑖𝑎𝑑𝑎𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎média dos valores obtidos no trecho 8.D acima e 3.D abaixo da

ponta da estaca;

∑ 𝑁soma de golpes de SPT ao longo do fuste da estaca, sendo que os valores N

limitados em 50.

Baseado na experiência profissional prática, os autores recomendam a limitação

de 5.000 kN/m² para o valor tensão admissível 𝑅𝑎𝑑𝑚, para utilização em projetos.

Gotliebet. al. (2000) conclui que o método se mostrou válido em 100% doscasos

quanto a ocorrência de recalques inferiores a 15 mm para as tensões deutilização, ou

seja, nas cargas de trabalho das estacas.

2.1.5 Método da UFRGS (2005)

Este método foi proposto por Lobo (2005), que através de conceitos de

conservação daenergia estabeleceu a relação entre a força de reação dinâmica do solo à

cravação do amostradorSPT e a capacidade de carga do sistema solo-estaca, através da

equação:

𝑅𝑇 = 𝛽𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆. 0,7. 𝐹𝑑 .𝐴𝑝

𝑎𝑝+ 𝛼𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆.

0,2.𝑃

𝑎𝑙. ∑ 𝐹𝑑 . ∆𝐿 (22)

Onde:

𝛽𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆 coeficiente de ajuste aplicado à resistência de ponta;

10

𝐹𝑑 variação da energia potencial [N];

𝐴𝑝 área da ponta da estaca [m2];

𝑎𝑝 área da ponta do amostrador SPT (20,4 x 10−4𝑚²);

𝛼𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆 coeficiente de ajuste aplicado à resistência lateral;

𝑎𝑙 área lateral total do amostrador SPT (externa + interna= 810,5 x 10−4𝑚²);

∆𝐿 espessura de cada camada de solo considerada [m].

Os coeficientes de ajuste 𝛼𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆 e 𝛽𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆 apresentados na tabela 9 foram

estimados a partir da análise comparativa e da correlação estatística entre os resultados

gerados pelo método de Lobo (2005), 324 provas de carga estática à compressão e 43

ensaios de prova de carga à tração Nienov (2006).

Tabela 9: Coeficientes 𝛼𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆 e𝛽𝑈𝐹𝑅𝐺𝑆Nienov(2006)

Tipo de Estaca 𝜶𝑼𝑭𝑹𝑮𝑺 𝜷𝑼𝑭𝑹𝑮𝑺 Estacas Cravada Pré- Moldada

1,5 1,1 Estaca metálica

1,0 1,0 Estaca Hélice Contínua

1,0 0,6 Escavada

0,7 0,5

Para o cálculo da variação da energia potencial𝐹𝑑, o autor sugere a seguinte

equação Nienov (2006):

𝐹𝑑 =𝜂3 [𝜂1.(0,75+∆𝑝).𝑀𝑛.𝑔+𝜂2 .∆𝑝.𝑀ℎ.𝑔]

∆𝑝 (23)

Onde:

𝜂1 eficiência do golpe = 0.764;

𝜂2 eficiência das hastes = 1;

𝜂3 eficiência do sistema = 0.907-0.0066z ;

𝑧 comprimento da haste que penetrou no solo [m];

∆𝑝 penetração do golpe = 0.3/𝑁𝑠𝑝𝑡 [m/golpes].

𝑀𝑛 massa do martelo [kg];

𝑀ℎ massa da haste [3.23kg/m] e 𝑔 aceleração da gravidade [m/s²];

11

2.1.6 Método de David Cabral para estaca raiz (1986)

O método de David Cabral é utilizado na previsão da capacidade de carga de

estacas raiz, pois leva em consideração a pressão de injeção da nata decimento durante o

processo de execução. Este Método também considera avariação das camadas de solo

transpassadas pela estaca. Esse método possibilita execução de estacas escavadas em

rocha. A capacidade de carga do sistema solo-estaca,é dada através da equação:

𝑅𝑇 = 𝑅𝑝 + 𝑅𝑙 (1)

𝑅𝑝 e 𝑅𝑙 podem ser escritos da seguinte maneira, esses limites devem ser

respeitados para que método seja aplicável:

𝑅𝑙 =∪. ∑ 𝛽0. 𝛽1. 𝑁𝑠𝑝𝑡. ∆𝑙 (24)

𝑅𝑝 = 𝛽0. 𝛽2. 𝑁𝑠𝑝𝑡. 𝐴𝑝 (25)

𝛽0 = 1 + 0,1. 𝑝 − 0,01. 𝐷 (26)

Limites que devem ser respeitados para que método seja aplicável:

𝛽0. 𝛽1. 𝑁𝑠𝑝𝑡<0,2 MPa ou 2 kgf/cm²

𝛽0. 𝛽2. 𝑁𝑠𝑝𝑡<5,0 MPa ou 50 kgf/cm²

Onde:

𝛽1 e 𝛽2 coeficientes em função de cada tipo de Solo.

∆𝑙 espessura de solo caracterizado por um dado

𝐷 diâmetro final da estaca (considerar de 3 a 6 cm de alargamento que

gera o processo executivo).

𝐴𝑙 área Lateral (cm²).

𝐴𝑝 área da ponta da estaca (cm²).

𝑡 pressão de injeção, normalmente varia de 1 a 4 kgf/cm².

𝑝 pressão de injeção da estaca (Kgf/cm²).

Algumas considerações são feitas para que se trabalhe com segurança,

considerações essas encontradas na NBR 6122/96 onde diz que:


2,0 (11)

12

𝑅𝑎𝑑𝑚 <𝑅𝑙

0,8 (27)

𝑅𝑎𝑑𝑚 é a carga admissível de projeto para o cálculo utiliza-se o menor valor

encontrado nas duas equações.

Em vez de utilizar-se o valor médio de N ao longo do fuste completo da

estaca, usa-se o valor médio do SPT por camada (de espessura ∆l), calculando

assim a 𝑅𝑙 Médio para cada camada.

Na tabela 10 apresentam-se os valores dos coeficientes 𝛽0 e na tabela 11 estão os

valores dos coeficientes 𝛽1 e 𝛽2.

Tabela 10: Valores 𝛽0 FUNDESP (2001) D (cm) / t (kgf/cm²) 0 1 2 3

10 0,9 1,01 1,12 1,23

12 0,88 0,99 1,1 1,21

15 0,85 0,96 1,07 1,18

16 0,84 0,95 1,06 1,17

20 0,80 0,91 1,03 1,13

25 0,75 0,86 0,97 1,08

31 0,69 0,80 0,91 1,02

42 0,58 0,69 0,80 0,91

Os coeficientes 𝛽 são coeficientes de majoração ou minoração respectivamente

para a resistência de ponta 𝑅𝑝 e para o atrito lateral unitário 𝑅𝑙 que permitem estender os

cálculos efetuados para a estaca padrão para outros tipos de estacas. No caso do método

de David Cabral (1986) os coeficientes 𝛽0,𝛽1, 𝛽2 são específicos para o método onde 𝛽0

faz considerações do diâmetro com a pressão de injeção e 𝛽1 e 𝛽2 definem a

característica do solo.

Tabela 11: Valores 𝛽1 e 𝛽2 FUNDESP (2001) Solo 𝛽1(%) 𝛽2 (kgf/cm²) Areia 7,0 3,0

Areia Siltosa 8,0 2,8 Areia Argilosa 8,0 2,3

Silte 5,0 1,8 Silte Arenoso 6,0 2,0 Silte Argiloso 3,5 1,0

Argila 5,0 1,0 Argila Arenosa 5,0 1,5 Argila Siltosa 4,0 1,0

13

2.1.7 Método de Kárez e Rocha (2000)

Este método foi proposto para calculo da capacidade de carga em estacas hélice

continua baseado nos resultados de ensaios SPT.

O método foi desenvolvido a partir dos resultados de 38 provas de carga feitas

nas regiões Sul e Sudeste do Brasil. A partir dos resultados obtidos em ensaios SPT,

executadas nas regiões das provas de carga, foram estabelecidas correlações para as

resistências de ponta (equação 28) e atrito lateral (equação 29) das estacas analisadas.

𝑅𝑝 = 𝐾𝑘𝑟 . 𝑁𝑠𝑝𝑡. 𝐴𝑝 (28)

𝑅𝑙 = 4,9. 𝜋. 𝐷. ∑ 𝑁𝑠𝑝𝑡 (29)

𝑅𝑇 = 𝑅𝑝 + 𝑅𝑙 (1)

Onde:

𝐾𝑘𝑟 210 (p/argila), 250 (p/silte) e 290 (p/areia);

𝑁𝑠𝑝𝑡 Número de golpes do SPT na ponta da estaca;

𝐴𝑝 Área da ponta da estaca (m²).

𝐷 Diâmetro da estaca(m);

∑ 𝑁𝑠𝑝𝑡 Soma de golpes de SPT ao longo do fuste da estaca

2.1.8 Método de Antunes e Cabral (1996)

Este método foi proposto para estimar capacidade de carga em estacas hélice

continua, com base em nove provas de carga.Estas foram realizadas para estaca de 35,

50 e 75 cm de diâmetro.

A capacidade de carga do sistema solo-estaca é obtida através da equação:

𝑅𝑇 = 𝜋. 𝐷. ∑(𝛽1. 𝑁. 𝐿) + 𝛽2. 𝑁. (𝜋.𝐷2

4) (30)

Limites que devem ser respeitados para que método seja aplicável:

𝛽2. 𝑁 ≤ 4000 𝐾𝑃𝑎

Onde:

𝛽1 e 𝛽2 parâmetros do método que dependem do tipo de solo para o calculo do

atrito lateral e da resistência de ponta da estaca;

𝑁 índice de resistência à penetração do ensaio SPT;

𝐷 diâmetro da estaca

14

𝐿 da estaca;

Os valores de 𝛽1 e 𝛽2 estão apresentados na tabela 12:

Tabela 12: Valores 𝛽1 e 𝛽2 Antunes e Cabral (1996)

Solo 𝛽1 (%)[kPa] 𝛽2 [kPa]

Areia 4,0 a 5,0 2,0 a 2,5

Silte 2,5 a 3,5 1,0 a 2,0

Argila 2,0 a 3,5 1,0 a 1,5

2.1.9 Método de Vorcaro e Velloso (2000)

Os autores desenvolveram o método a partir da observação dos 150 resultados

de prova de carga estática à compressão em estacas do tipo Franki, pré-moldada,

escavada e hélice contínua; bem como dos SPTs realizados nas regiões de execução das

estacas segundo Vorcaro e Velloso (2000).

Esse método é estatístico, pois, foi baseado na analise probabilística dos dados

das provas de carga. As relações entre as variáveis independentes e

dependentesconsideradas e medidas através dos ensaios foram desenvolvidas através da

regressão linear múltipla segundo Vorcaro e Velloso (2000).

Conforme Vorcaro e Velloso (2000), as cargas máximas utilizadas para a

formulação do método, foram obtidas através do critério de Van der Veen de

extrapolação da curva carga vs. Recalque.

Os autores adotaram para os cálculos da capacidade de carga do sistema solo-

estaca osprevisores: 𝑥𝑝 para a resistência de ponta e 𝑥𝑙 para a resistência lateral das

estacas conforme Vorcaro e Velloso (2000).

𝑥𝑝 = 𝐴𝑝. 𝑁𝑠𝑝𝑡𝑝𝑜𝑛𝑡𝑎 (31)

𝑥𝑙 =∪. ∑ ∆𝑙. 𝑁𝑠𝑝𝑡𝑓𝑢𝑠𝑡𝑒 (32)

Onde:

𝐴𝑝 área da ponta da estaca (m²);

∪ perímetro da estaca (m)

15

Este método também permite o cálculo, com 95% de confiança, dos limites

inferior (LI)e superior (LS) do valor da capacidade de carga do sistema solo – estaca

conforme Vorcaro e Velloso (2000).

Na formulação do método não há uma variável que descreva a influência

dasdiferentes camadas de solo ao longo do fuste da estaca. Porém, a contribuição do

tipo de solo ao redor da ponta da estaca é considerada adotando-se uma equação

diferente para cada grupo de solo. Danziger (1982) agrupou os tipos de solo de acordo

com sua caracterização granulométrica nos SPTs e com a semelhança de seu

comportamento, como mostra a tabela 13 utilizada no método de Vorcaro e Velloso

(2000).

Tabela 13: Caracterização granulométrica dos solos, conforme SPTDanziger (1982)

Grupo 1 2 3 4 5

Solo Areia Areia siltosa Silte Siltearenoargiloso Silte argiloso

Areia silto-argilosa Silte arenoso Silteargiloarenoso Argila

Areia argilosa Argila

Arenosa

Argila arenosiltosa Argila siltosa

Areia argilo-siltosa Argila siltoarenosa

As equações seguintes são utilizadas em estacas escavadas para o cálculo, em

kN, dacapacidade de carga, dos seus limites inferior e superior. A restrição do uso de

tais equações é de acordo com limites de N do SPT. Para a ponta da estaca 𝑁 ≤ 75

golpes e para o fuste 𝑁 ≤ 25 golpesVorcaro e Velloso (2000).

𝑅𝑇 = 𝑒√(6,23.𝑙𝑛𝑥𝑝)+(7,78.𝑙𝑛𝑥𝑙)

2

(33), para o grupo 2;

𝑅𝑇 = 𝑒√(4,92.𝑙𝑛𝑥𝑝)+(7,78.𝑙𝑛𝑥𝑙)

2

(34) , para o grupo 3;

𝑅𝑇 = 𝑒√(6,96.𝑙𝑛𝑥𝑝)+(7,78.𝑙𝑛𝑥𝑙)

2


𝑅𝑇 = 𝑒√(7,32.𝑙𝑛𝑥𝑝)+(7,38.𝑙𝑛𝑥𝑙)

2

(36) , para o grupo 1 e 5;

𝐿𝑆, 𝐿𝐼 = 𝑒√(6,23.𝑙𝑛𝑥𝑝)+(7,78.𝑙𝑛𝑥𝑙)±7,11

2


𝐿𝑆, 𝐿𝐼 = 𝑒√(4,92.𝑙𝑛𝑥𝑝)+(7,78.𝑙𝑛𝑥𝑙)±8,17

2


𝐿𝑆, 𝐿𝐼 = 𝑒√(6,96.𝑙𝑛𝑥𝑝)+(7,78.𝑙𝑛𝑥𝑙)±6,87

2


𝐿𝑆, 𝐿𝐼 = 𝑒√(7,32.𝑙𝑛𝑥𝑝)+(7,38.𝑙𝑛𝑥𝑙)±9,04

2

(40) , para o grupo 1 e 5;

16

2.1.10 Método de Brasfond (1991)

Esse método foi proposto somente para estacas raiz, o método de Brasfond

(1997) é semelhante ao método de Decourt-Quaresma no que diz respeito ao 𝑁𝑠𝑝𝑡,

considerando a média ao longo de todo fuste no atrito lateral e a média dos três últimos

valores para resistência de ponta. Onde, se o Valor do 𝑁𝑠𝑝𝑡 for maior que 40 então o

valor 40 será adotado.

𝑅𝑝 = 𝛼𝛽 . 𝑁𝑠𝑝𝑡𝑀é𝑑𝑖𝑜𝐿 . 𝐴𝑝 (41)

𝑅𝑙 = 𝛽𝑏. 𝑁𝑠𝑝𝑡𝑀é𝑑𝑖𝑜𝑃 . 𝜋. 𝐷. 𝐿 (42)

Onde:

𝑁𝑠𝑝𝑡𝑀é𝑑𝑖𝑜𝐿 média aritmética dos SPT’s que envolvem o fuste das estacas (a

expressão independe do tipo de solo).

𝑁𝑠𝑝𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜𝑃 média aritmética entre os SPT’s da ponta, o anterior e o posterior.

𝛽𝑏 índice de resistência lateral que vale 6 kPa para qualquer tipo de

solo;

𝛼𝛽 índice de contribuição da ponta da estaca.

Os valores de 𝛼𝛽 é dado segundo a tabela 14:

Tabela 14: Valores 𝜶𝒃 Brasfond (2006)

Tipo de Solo 𝜶𝒃 (kPa)

Areia 200

Areia Siltosa 160

Areia Argilosa 130

Areia com pedregulhos 260

Silte Arenoso 120

Silte Argiloso 100

Argila Arenosa 110

Argila Siltosa 90

2.2 Tecnologias envolvidas no desenvolvimento da ferramenta

2.2.1 Web

Segundo Gonçalves (2007) web é uma aplicação cliente/servidor em grande

escala, onde o cliente (um navegador web ou programa FTP) se conecta ao servidor

usando um protocolo.O mais comum destes protocolos é o HTTP

17

(HyperTextTransferProtocol), onde em uma requisição do browser é devolvido pelo

servidor textos e imagens.

Figura 2: Arquitetura Cliente/Servidor. Watanabe (2013)

2.2.2 Java

A linguagem Java começou com o nome Oak, desenvolvida na década de 1990

por uma equipe de programadores da empresa Sun Microsystem, que foi comprada pela

empresa Oracle em janeiro de 2010. A idéia dessa nova linguagem era se antecipar com

uma tendência prevista de integração entre os computadores e os eletrodomésticos,

como a integração de computadores e aparelhos de TV, ou de uma geladeira que

avisasse que alimentos estariam para estragar.

Apesar dessa previsão estar correta, já que essa integração já é uma realidade em

vários equipamentos, como no caso das TVs, ainda estava muito cedo para se

desenvolver essa linguagem. Porém, nessa época, estava surgindo a Internet. Então, em

1995, uma nova versão da antiga linguagem Oak foi lançada com o nome Java, agora

focada no desenvolvimento Web. Ela introduziu na época os Applets, programas que

rodavam na máquina do cliente através dos navegadores Web. Com a "explosão" da

nova sensação chamada internet, a linguagem Java pegou carona e conseguiu ser

conhecida e se estabelecer no mercado.

Algumas outras estratégias foram utilizadas, como a semelhança de sua sintaxe

com a sintaxe da linguagem C, a qual era fortemente utilizada na época em questão (e

que ainda é bastante utilizada até hoje no mercado). Isso facilitou a migração de

programadores C para Java.

18

Além disso, existem alguns outros pontos positivos que ajudaram a consolidar e

popularizar a linguagem de programação Java, tornando-a de grande interesse para os

mais diversos segmentos da computação:

Linguagem orientada a objetos (recursos que facilitam a programação e

que serão vistos na próxima disciplina de programação);

Linguagem possuidora de diversos recursos para a programação de

sistemas distribuídos, concorrentes (execução "paralela"), robustas a erros,

seguras, entre outras coisas;

Portabilidade, pois uma vez escrito um código em Java, a idéia é que ele

possa ser executado em qualquer ambiente que possua uma máquina de

execução Java, podendo ser um computador, uma geladeira, uma televisão,

etc.

2.2.3 Java em aplicações Web

Para que o Java funcione em aplicações escrita para web, precisa-se de um

contêiner servlet: um contêiner servlet pode ser um servidor, servindo todos os tipos de

aplicativos web, ou a integração de um, trabalhando exclusivamente para servir páginas

escritas em Java. Atualmente no mercado existem diversos servidores e containers,

sendo os mais famosos: Apache Tomcat, RedHatJboss,IBMWebsphere e etc.

2.2.4 Servlet

Segundo Gonçalves(2007) servlet são classes Java, desenvolvidas de acordo

com uma estrutura bem definida, e que quando instaladas junto a um servidor que

implemente um servlet container podem tratar requisições recebidas de clientes.

Um servlet container é também chamado de servidor de aplicação Java, pois nele

é permitida a execução dos servlets. Os servlets são à base do desenvolvimento de

qualquer aplicação estreitas em Java para a web.

19

Figura 3: ServletJenkov (2014)

2.2.5 JavaServerPages

JavaServerPagesé uma tecnologia utilizada no desenvolvimento de aplicações

para WEB. Desenvolvida em Java, com a vantagem de ser multiplataforma. Essa

Tecnologia permite produzir aplicações que acessem o banco de dados, manipulem

arquivos no formato texto, capturem informações a partir de formulários e captem

informações sobre o visitante e sobre o servidor. Dentro do arquivo, inserimos

elementos pertencentes ao JSP.

2.2.6 Tomcat

Apache Tomcat, ou simplesmente Tomcat, é um container servlet desenvolvido

pela Apache Software Foundation (ASF). Ele abrange parte da especificação Java EE

com tecnologias como servlet e JSP, e tecnologias de apoio relacionadas como JNDI

Resources e JDBC DataSources. Ele atua como servidor web provendo HTTP

puramente em Java, ou pode funcionar integrado a um servidor web dedicado com o

Apache ou IIS. O Tomcat também implementa as especificações JavaServerPages(JSP)

da Sun Microsystems.

O servidor inclui ferramentas para configuração e gerenciamento, o que também

pode ser feito editando-se manualmente arquivos de configuração formatados em XML.

2.2.7 MYSQL

MYSQL e um banco de dados relacional, desenvolvido para plataformas Linux

like, OS/2, Windows. Sendo um dos softwares de livre distribuição para plataformas não

-Windows que o utilizam em um servidor WebOliveira (2002).

MYSQL e um servidor multiusuário, multitarefa, compatível com o padrão SQL.

20

As principais características que destacam MYSQL são:

Seu suporte as instruções SQL;

Sua natureza de distribuição gratuita;

Facilidade de integração com servidor Web e linguagens de

programação de desenvolvimento de sitesdinâmicos.

2.2.8 SQL

Structured Query Language é uma linguagem de consulta estruturada (SQL)

usada para o acesso e a manipulação de banco de dados, implementada pela maioria dos

bancos de dados existentes.

Ela foi desenvolvida originalmente no início dos anos 70 nos laboratórios da

IBM em San Jose, dentro do projeto System R, que tinha por objetivo demonstrar a

viabilidade da implementação do modelo relacional proposto por E. F. Codd.

SegundoOliveira (2002) a linguagem SQL é um conjunto de comandos de

manipulação de banco de dados utilizado para criar e manter a estrutura desse banco de

dados, podendo incluir, excluir, modificar e pesquisar informações nas tabelas deles.

Ainda segundoOliveira(2002) atualmente a SQL é considerada a linguagem

padrão entre os sistemas de banco de dados, pois a maioria deles a utiliza.

3. METODOLOGIA

O desenvolvimento deste trabalho seguiu as seguintes etapas:

Revisão bibliográfica a fim de obter melhor entendimento dos métodos de

cálculos de estimativas da capacidade de carga e dos requisitos necessários pra

programação da ferramenta;

Desenvolvimento da ferramenta computacional que funcionará na internet

utilizando a linguagem de programação Java e outras tecnologias, no caso o

MYSQL e Tomcat onde o usuário terá condições de estimar a capacidade de

carga de estacas, a partir de dez opções de métodos programados na ferramenta.

A partir da inserção de dados referentes à investigação geotécnica ele poderá

escolher o tipo de estaca e o tipo de solo. Então a ferramenta irá fornecer

21

parâmetros característicos do solo e da estaca escolhida e calcular a capacidade

de carga do elemento geotécnico em questão.

A validação da ferramenta foi feita através de perfis geotécnicos retirados de

trabalhos acadêmicos (artigos, monografias) no qual os pesquisadores estimaram

a capacidade de carga das estacas para esses referidos perfis.

3.1 Desenvolvimento

A ferramenta foi desenvolvida segundo as especificações de cada método

escolhido pra estimativa da capacidade de carga. Para as tabelas inerentes a cada

método de estimativa da capacidade de carga foi feita o armazenamento desses valores

em tabelas no banco de dados MYSQL ou na aplicação a figura 4 exibe a estrutura

interna do banco de dados.

Figura 4:Estruturas das tabelas no banco de dados. Próprio Autor (2016)

O sistema proposto neste trabalho foi desenvolvido utilizando a linguagem de

programação Java. Pra desenvolver a ferramenta usamos o Eclipse, uma das mais

utilizadas IDEs no desenvolvimento de aplicações desenvolvidas em Java. Na

persistência dos dados foi utilizado o banco de dados MYSQL e conseqüentemente foi

preciso escrever código na linguagem SQL pra realizar as consultas nas tabelas e as

devidas persistências. Em relação ao desenvolvimento das paginas utilizamos JSP.

A escolha dessas tecnologias deve-se a conhecimento prévio do discente em

relação a elas, facilidade de programá-las e existência de vasta documentação que

auxilia no desenvolvimento.

Através da análise de requisitos foi identificado o seguintecaso de uso, conforme

apresentado na Figura 5. O caso de uso pode ser entendido como uma funcionalidade do

sistema. Cada método implementado na ferramenta, demanda a utilização de

coeficientes e fatores, os quais foram apresentados na revisão bibliográfica deste

22

trabalho. Estes coeficientes e fatores foram inseridos na rotina de programação do Jsoil

de modo que os mesmos sejam inseridos na rotina de cálculos do métodos

automaticamente.

Figura 5: Seqüência de passos. Próprio Autor (2016)

A ferramenta foi implementada segundo o padrão MVC (Model-View-Control),

onde o M representaas classes do modelo no caso do JSOIL as classes Solo.java e

Estaca.java, C representa as classes do controle no JSOIL a classe

CalculaCapacidade.java e o V representa a visão, nesse caso as páginas JSPs.

Para ter acesso ao banco de dados utilizou-se o padrão de projeto DAO(Data

AcessObject),os DAOS representam as classes (objetos) que são provenientes de uma

base de dados ou inserida nessas. As classes utilizadas para interação com o banco de

dados (MYSQL), foram a EstacaDao.java e ConFactory.java. No diretório WebContent

do projeto no eclipse é o local onde ficam as páginas JSP, diretórios e arquivos de

configuração.

A figura 6 e 7 representam como ficou estruturado internamente esses arquivos:

23

Figura 6: Estrutura interna do JSOIL. Próprio Autor (2016)

Figura 7: Estrutura interna do JSOIL. Próprio Autor (2016)

3.2 Implantação do sistema

A ferramenta implementada está hospedada em um servidor particular, nesse

servidor está instalado o servidor de aplicação Tomcat e o banco de dados MYSQL.A

hospedagem está sendo feita por uma empresa privada que vende o serviço de

hospedagem. Hospedar a aplicação é importante pra que possamos disponibilizar a

ferramenta na web.

Para fazer essa implantação é preciso exportar um arquivo .war que é gerado

pelo eclipse a partir da exportação desse arquivo. Depois de exportar é preciso enviar

esse arquivo pra o servidor de hospedagem que deve possuir a infra-estrutura necessária

para que a aplicação funcione segundo os requisitos de sistema. Esse envio pode ser

feito via FTP,que é um protocolo de envio de arquivos.

24

A figura 8 exibe a estrutura interna do servidor FTP onde está o JSOIL.

Figura 8: Estrutura do servidor FTP. Próprio Autor (2016)

3.3 Utilização da ferramenta

Ao todo foram implementados dez métodos de estimativa da capacidade de

carga de estacas, no caso, os métodos de Aoki-Velloso (1975), Decourt e Quaresma

(1978,1996), Teixeira(1996) e UFRGS(2000) são métodos utilizados pra diversos tipos

de estacas, contudo o métodos de Gotlieb et.al (2000), Karez e Rocha (2000), Antunes

e Cabral (1996) e Vorcaro e Velloso (1975) são utilizados especificamente pra estaca do

tipo hélice contínua. Por fim foram implementados métodos pra estaca do tipo Raiz, o

método de David Cabral (1986) e Brasfond(1991).

Para utilizar a ferramenta, o usuário terá que acessar o domínio

http://jsoil.kinghost.net/eng/index.jspe com o perfil em mãos irá escolher o tipo de

estaca, inserir o diâmetro, valores de Nspts, comprimento da estaca e requisitar que a

ferramenta realize os cálculose estime o valor da capacidade de carga segundo os

parâmetros informados.

Na página existe um tutorial mostrando os procedimentos necessários para o uso

doJSOIL. O passo a passo contido na página será exibido segundo a seguinte ordem:

http://jsoil.kinghost.net/eng/index.jsp

25

Aoki-Velloso (1975), Decourt e Quaresma (1978,1996), Teixeira (1996), UFRGS

(2000), Gotliebet et.al (2000), Kárez e Rocha (2000), Vorcaro e Velloso (2000), David

Cabral (1986), Brasfond (1991) e Antunes e Cabral (1996).

4. VERIFICAÇÕES DOS RESULTADOS

Para validação dos resultados obtidos a partir da ferramenta computacional

JSOIL, foram realizados cálculos de previsão de capacidade de carga em estacas,

previamente analisadas por outros autores e disponibilizados na literatura, de modo a

comparar os resultados obtidos a partir do JSOIL com os mesmos.

Os trabalhos selecionados apresentam seus respectivos perfis de sondagem e os

dados das estimativas das capacidades de carga realizadas utilizando os métodos de

dimensionamento supramencionados na revisão bibliográfica.

4.1 Validação da ferramenta JSOILpara os métodos Antunes e

Cabral(1996), Gotliebet al.(2000), Kárez e Rocha (2000), Aoki e

Velloso (1975) e Décourt e Quaresma. (1978,1996)

Para validação da ferramenta para a estimativa da capacidade de carga, a partir

destes métodos os respectivos resultados, utilizou-se o perfil de solo e comparou os

respectivos resultados obtidos eapresentados por Andrade (2009), para a previsão da

capacidade de carga de estacas hélice contínua, aos obtidos com a ferramenta JSOIL.A

figura 9 exibe os valores da capacidade de carga obtidos pelo JSOIL e comparados aos

calculados por Andrade (2009) para os cinco métodos citados nesse item.

Figura 9:Valores de capacidade de carga obtidos por Andrade(2009) e o JSOIL para uma estaca

hélice contínua de 0,6 m de diâmetro e 16 m de comprimento.

26

Nota: A-Aoki e Velloso(1975) ;B- Antunes e Cabral (1996) ;C- Gotliebet al(2000) ; D-Kárez e Rocha(2000); E-Décourt-

Quaresma (1978,1996)

No anexo A estão apresentados alguns dos valores encontrados para a

previsão da capacidade de carga das estacas respectivamente para os métodos de

Aoki e Velloso (1975), Antunes e Cabral (2000), Gotliebet.al.(2000), Kárez e

Rocha (2000),Décourt e Quaresma (1978,1996), apresentados por Andrade (2009).

Figura 10: Valores de capacidade de carga obtidos por Andrade(2009) e o JSOIL para uma estaca hélice

contínua de 0,6 m de diâmetro e 17 m de comprimento.

Nota: A-Aoki e Velloso(1975);B- Antunes e Cabral (1996);C- Gotliebet al(2000); D-Kárez e Rocha(2000); E-Décourt-Quaresma (1978,1996).

27

A figura 10 exibe outro caso para a comparação dos valores retornados pela

ferramenta JSOIL e os obtidos por Andrade (2009) para os cinco métodos citados nesse

item.

Dos resultados expostos nasfiguras 9 e 10, percebe-se que não há diferenças

significativas, entre os valores obtidos pelo JSOIL em relação aos encontrados por

Andrade(2009). A ferramenta calculou e mostrou valores bem parelhos para os cinco

métodos citados nesse item.

4.2 Validação da Ferramenta para o métodos Teixeira (1996)

Para validar o método de Teixeira (1996) programado na ferramenta, utilizou-se valores

obtidos do trabalho de Zuluaga (2015) e comparados aos obtidos com a ferramenta

JSOIL. Zuluaga (2015) obteve para o método de Teixeira(1996) o valor da capacidade

de carga para uma estaca raiz e uma estaca escavada, ambas com de 8 m de

comprimento e 200 mm de diâmetro. Zuluaga (2015) utilizou os dados das sondagens

realizadas por Mendoza (2013), onde o valor do SPT adotado na dissertação foi a média

entre as cincos sondagens SPT disponíveis. No anexo B estão apresentados alguns dos

valores encontrados para a previsão da capacidade de carga das estacas calculados por

Zuluaga (2015) utilizando Teixeira (1996) e os perfis de sondagens com os valores do

SPT.

A figura 11 exibe os valores da capacidade de carga obtidos pelo JSOIL e

comparados aos calculados por Zuluaga (2015).

Figura 11: Valores de capacidade de carga obtidos por Zuluaga(2015) e o JSOIL para uma estaca raiz e

escavada de 0,2 m de diâmetro e 8 m de comprimento.

28

A partir dos resultados expostos na figura 11, nota-se que os valores obtidos pelo

JSOIL em relação aos encontrados por Zuluaga (2015) são próximos, não há

divergências expressivasentre os valores calculados por Zuluaga (2015) e o JSOIL.

4.3 Validação da Ferramenta para o método de Vorcaro e Velloso

(2000)

Para validar o método de Vorcaro e Velloso (2000) programado na ferramenta,

utilizou-se valores obtidos do trabalho de Nienov (2006) e comparados aos obtidos com

a ferramenta JSOIL. Nienov (2006) obteve para o método de Vorcaro e Velloso (2000)

o valor da capacidade de carga estimada para uma estaca de 0,2 m de diâmetro e

comprimento de 3,00, 4,00 e 5,25 m os dados estão presentes no anexo C.


comparados aos calculados por Zuluaga (2015).

Figura 12: Valores de capacidade de carga obtidos por Nienov (2006) e o JSOIL para uma estaca hélice

contínua de 0,2 m de diâmetro e 3, 4 e 5,25 metros de comprimento.

A partir dos resultados expostos na figura 12, observa-se que os valores

retornados pelo JSOIL em relação aos encontrados por Nienov (2006) são próximos,

não há divergências significativas entre os valores calculados por Nienov (2006) e o

JSOIL.

4.4 Validação da Ferramenta para o método de Brasfond (1991)

29

Para validar o método de Brasfond (1991) programado no JSOIL, utilizou-se

valores obtidos do trabalho de Benati (2007) e comparados aos obtidos com a

ferramenta. Nesse trabalho foi feito a estimativa da capacidade de carga para estacas de

diversos diâmetros e perfis de sondagem. No anexo C estão presentes os valores da

capacidade de carga, os perfis e as características da estaca.

Figura 13: Valores de capacidade de carga obtidos por Benati (2007) e o JSOIL para uma estaca raiz.

A figura 13 mostra os resultados retornados pela ferramenta e os valores

esperados para o método de Brasfond. Os cenário envolveu duas estacas raiz com

diâmetro de 120 mm, comprimentos com 13,2 e 14 m. O perfil utilizado para

verificação do método de Brasfond está na tabela C.5 do anexo C.

Dos resultados expostos na figura 13, nota-se que os valores retornados pelo

JSOIL em relação aos encontrados por Benati (2007) são próximos, não há divergências

significativas entre os valores calculados por Benati (2007) e o JSOIL.

4.5 Validação da Ferramenta para o método da UFRGS (2005)

Em relação ao método da UFRGS (2005) programado na ferramenta, utilizou-se

valores obtidos no trabalho de Lobo (2005) e comparados aos obtidos com a ferramenta

JSOIL. Lobo(2005) encontrou para o método da UFRGS (2005) a previsão da

capacidade de carga das estacas hélice contínua, pré-moldadas, escavadas e metálicas.

30

No Anexo D estão apresentados os alguns dos valores encontrados para a

previsão da capacidade de carga das estacas para o método da UFRGS (2005) realizadas

por Lobo (2005) e utilizados na ferramenta JSOIL com o intuito de compará-los.


comparados aos calculados por Lobo (2015).

Figura 14: Valores de capacidade de carga obtidos por Lobo (2005) e o JSOIL para três estacas.

Em relação ao que estão sendo exibidos na figura 14, percebe-se que os valores

da capacidade de carga uma convergência entre os valores calculados por Lobo (2005) e

os apresentados pelo JSOIL. As diferenças ocorreram nos resultados esperados para a

resistência de ponta devido Lobo (2005) considerar para o calculo da resistência de

ponta a média entre a resistência de ponta com Nspt no nível da ponta, imediatamente

anterior e imediatamente posterior.

4.6 Validação da Ferramenta para o método de David Cabral (1986)

No que tange o método de David Cabral (1986) utilizamos dados do encontrados

por Falconi e Dias (2015). Falconi e Dias (2015) calcularam a estimativa da capacidade

de carga para duas estacas raiz de 41 cm de diâmetro onde a primeira tem 19,43 m de

comprimento e foi injetada sem pressão, a segunda tem 20,20 metro de comprimento e a

pressão de injeção utilizada foi de 1kgf/cm².

A figura 15 exibe os valores da capacidade de carga obtidos por Falconi e Dias

(2015) e o JSOIL.

31

Figura 15: Valores de capacidade de carga obtidos por Falconi e Dias (2015) e o JSOIL.


comparados aos calculados nas notas de aula de Falconi e Dias (2015).Nota-se que os

valores da capacidade de carga são bem próximosentre os valores calculados por

Falconi e Dias (2015) e os apresentados pelo JSOIL.

5. CONCLUSÃO

Os dez métodos implementados na aplicação apresentaram desempenhoque

satisfizeram os requisitos esperados pela ferramenta, pois os valores retornados pelo

JSOIL corresponde com as previsõesdos valores da capacidade de carga calculado na

literatura.

O fato de ter sido desenvolvido em Java faz com que a ferramenta possa ser

executada em qualquer sistema operacional, isso devido o fato de não ser preciso

arquivo executável na máquina do usuário.De fato é preciso apenas que o usuário tenha

acesso a internet e um navegador. Dessa forma, o JSOIL pode ser utilizado nos mais

conhecidos e utilizados navegadores de internet (Mozilla Firefox, Internet

Explorer,Google Chrome, dentre outros) e em dispositivos móveis. Assim sendo,

acredita-se que uma das maiores contribuições do JSOIL é o acesso da ferramenta de

maneira gratuita, uma vez que a mesma estará disponível e pronta pra ser utilizada a

partir de qualquer dispositivo que possua acesso à internet.

As tecnologias utilizadas no desenvolvimento da ferramenta são todas

distribuídas gratuitamente na internet e possuem uma vasta literatura técnica disponível.

32

A arquitetura do JSOIL permite que o sistema possa evoluir, pois a ferramenta está

preparada para a programação de outros métodos de dimensionamento da capacidade de

carga, bem como, a futura implantação de metodologias de previsão de recalques em

fundações. Além disso, numa nova versão futura será permitido a exportação dos dados

em formato de relatórios em extensão PDF e planilhas XLS a partir do JSOIL.

Nota-se que o JSOIL tem um potencial significativo devido o seu fácil

manuseio e confiabilidade nos seus resultados.Esse potencial pode ser aproveitado se

implementado na ferramenta o dimensionamento de recalques em estacas ou

implementação da mesma para dispositivos móveis.

6. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

ANDRADE, G. M. (2009). Defesa de Trabalho de conclusão de curso. FUNDAÇÃO

EM ESTACA HÉLICE CONTÍNUA: ESTUDO DE CASO EM OBRA DE VIADUTO

NO MUNICÍPIO DE FEIRA DE SANTANA-BA. Feira de Santana-BA2009

ANTUNES, W.R & CABRAL, D.A. (1996). Capacidade de carga em estacas hélice

contínua. 3º Seminário de Engenharia de Fundações e Geotecnia. São Paulo, 2: 105 -

109.

BANDEIRA, T. F. (2010). Defesa de Trabalho de conclusão de curso. Um guia para o

desenvolvimento de aplicações web usando java. Mossoró.

BENATI, J. B. (2010). Dissertação de Mestrado.Metodologia de execuçãoe

determinação da capacidade de carga de estacas de pequeno diâmetro cravadas e

injetadas.Viçosa, MG, 2007

BRASFOND Fundações especiais S.A. (2006). Estacas Raiz, catálogo, 36p.

CINTRA, J. C., & AOKI, N. (2010). Fundações por estacas: projeto geotécnico. São

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dinâmica e suas aplicações ao projeto de fundações profundas. 1982. 265 f. Dissertação

(Mestrado) – COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1982.

DÉCOURT, L.; QUARESMA, A. R. Capacidade de carga de estacas a partir de valores

de SPT. In: CONGRESO BRASILEIRO DE MECÂNICA DOS SOLOS E

FUNDAÇÕES, 6., 1978, Rio de Janeiro. Anais... Rio de Janeiro: ABMS, p.45-53, v.1.

DÉCOURT, L. A Ruptura de Fundações Avaliada com Base no Conceito de Rigidez.

In: SEMINÁRIO DE ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES ESPECIAIS, 3., 1996,.São

Paulo. Anais... São Paulo: ABEF/ABMS, 1996. p.215-224, v.1.

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GOODMAN G .D JavaScript Bible Gold. Ed Gold. Hungry Minds. 2001. p. 40-53.

GONÇALVES, EDSON. (2007). Desenvolvendo aplicações web com jspservlets,

javaserver faces, hibernate, ejb3persistence e ajax. Rio de Janeiro: Editora ciência

moderna Ltda.

GOTLIEB, M.; PENNA, A.S.D.; ROMANO JR, R. & RODRIGUES, L.H.B. (2000).

Um método simples para a avaliação da tensão admissível no topo de estacas do tipo

hélice contínua. 4º Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia.São

Paulo, 1: 312 -319.

KAREZ, M.B. & ROCHA, E.A.C. (2000). Estacas tipo hélice contínua: previsão da

capacidade de carga. 4º Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Geotecnia.

São Paulo, 1: 274 -278.

LOBO, B.O (2005). Dissertação de Mestrado. Método de previsão de capacidade de

carga de estacas: aplicação dos conceitos de energia do ensaio SPT.Porto Alegre.

Mendoza, C.C. (2013). Estudo do comportamento mecânico e numérico de grupo de

estacas do tipo alluvial anker em solo poroso do distrito federal. Tese de Doutorado,

Universidade de Brasília, 234 p.

NIENOV, F. A. Comportamento à compressão de estacas escavadas de pequeno

diâmetro em solo sedimentar na região de Santa Maria. 2006. 133 f. Dissertação

(Mestrado em Engenharia Civil- Área de Construção Civil e Preservação Ambiental) –

Centro deTecnologia, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2006.

NUERNBERG,M.F (2014). Defesa de Trabalho de conclusão de curso.

Dimensionamento de fundação profunda do tipo hélice contínua através de métodos

semi-empiricos. Santa Catarina.

OLIVEIRA,C.H. SQL curso prático. São Paulo: Novatec , 2002.

SCHULZE, T (2013). Dissertação de Mestrado. Análise da capacidade de carga de

estaca escavada instrumentada de pequeno diâmetro por meio de método

semiempíricos. São Paulo.

SOUZA, F. (2010). Defesa de Trabalho de conclusão de curso. Análise comparativa

entre fundação rasa e estaca raiz para o mesmo perfil geotécnico.Criciúma.

TEIXEIRA, A.H. Projeto e execução de fundações. In: SEMINÁRIO DE

ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES ESPECIAIS E GEOTECNIA, 3., 1996, São Paulo.

Anais...São Paulo, 1996. p. 33-50. v1.

VORCARO, M. C. e VELLOSO, D. A. Avaliação de carga última em estacas escavadas

por regressão linear. In: SEMINÁRIO DE ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES

34

ESPECIAIS E GEOTECNIA, 4., 2000, São Paulo. Anais... São Paulo: ABEF/ABMS,

2000, p. 331-344. v.2.

ZUCHI, A. A. (2010). Defesa de Trabalho de conclusão de curso. Análise do

desempenho da capacidade de carga de estacas metálicas com perfil “H”. Sergipe.

ZULUAGA, F.A (2015). Dissertação de Mestrado.Estimativa da capacidade de carga e

recalque de fundações tipo AlluvilAnker no solo de Distrito Federal. Brasilia.

JAVA, Disponível em :<https://www.java.com/pt_BR/> .Acesso em : 02 mar.2016

JAVASERVER PAGES Disponível em: <https://www.caelum.com.br/apostila-java-

web/javaserver-pages/> .Acesso em : 03 mar.2016

JUDE, Disponível em :<http://jude.change-vision.com/jude-web/index.html> .Acesso em : 20

mar.2016

MYSQL, Disponível em :<https://www.mysql.com/> .Acesso em : 20 mar.2016

TOMCAT, Disponível em :<https://tomcat.apache.org/download-70.cgi> .Acesso em : 03

mar.2016

Watanabe, Disponível em :<http://pt.slideshare.net/watinha1/apresentacao-17018075>Acesso

em : 03 mar.2016

Jenkov, Disponível em :<http://tutorials.jenkov.com/java-servlets/overview.html>Acesso em :

03 mar.2016

https://www.java.com/pt_BR/

https://www.java.com/pt_BR/

https://www.caelum.com.br/apostila-java-web/javaserver-pages/



http://jude.change-vision.com/jude-web/index.html

http://jude.change-vision.com/jude-web/index.html

https://www.mysql.com/

https://www.mysql.com/

https://tomcat.apache.org/download-70.cgi

https://tomcat.apache.org/download-70.cgi

ANEXO A

MEMÓRIA DE CÁLCULO DAS PREVISÕES DE CAPACIDADE DE CARGA

A.1.1 Aoki& Velloso (1975)

Tabela A.1 – Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga para as estacas do apoio

1, perfil SP08, através do método de Aoki& Velloso (1975). Andrade (2009)

Informações da Estaca

Diâmetro (m) 0,60

F1 3,00

F2 6,00

Fator de Segurança 2,00

Tabela A.2 – Cálculo da parcela de atrito lateral para as estacas do apoio 1, através do métodos de Aoki&

Velloso (1975). Andrade (2009)

A ΔL(m) N(médio) K(MN/m²) α(%) Rp(kN/m²) Rl(kN/m²) rl(kN/m²) ΔLxrl(kN/m)

238,2 0,40 4 0,80 2,0 3.200,00 64,00 10,67 4,27

237,80 15,60 15 0,23 3,4 3.450,00 117,30 19,55 304,98

222,20 75 0,23 3,4 17.250,00 586,50 97,75 0,00

Total 16,00 309,25

RESISTÊNCIA LATERAL – PL 582,9 Kn

RESISTÊNCIA DE PONTA – PP 1.625,8 kN

CARGA DE RUPTURA – PR 2.208,7 kN

CARGA ADMISSÍVEL TEÓRICA 1.104,3 kN

Nota: A- Cotainiciocamada (m)

A.1.2 Antunes & Cabral (1996) Tabela A.3 – Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga para as estacas do apoio

1, perfil SP08, através do método de Antunes & Cabral (1996). Andrade (2009)


Diâmetro (m) 0,60


Comprimento (m) 16,00

B2 1,50

SPT (ponta) - kgf/cm² 113

B2 x SPT (ponta) 40,00

Tabela A.4 – Cálculo da parcela de Andrade (2009)atrito lateral para as estacas do apoio 1, perfil SP08,

através do métodos de Antunes & Cabral (1996).

A Prof(m) ΔL(m) ΔL.U(m²) N(médio) B1(%) B1.N(kPa) ΔPl(kN)

238,2 1,00 0,40 0,75 4 3,0% 12 9,05

237,80 1,40 15,60 29,41 15 3,0% 45 1.323,24

222,20 17,00 0,00 0,00 0 0 0,00

Total 16,00 1.332,29

CARGA DE PONTA (kN) 1.130,97 KN

CARGA ÚLTIMA (kN) 2.463,26 kN

CARGA ADMISSÍVEL TEÓRICA 1.232 kN

CARGA ADMISSÍVEL-NBR 6122 1.232 kN

Nota:A- Cotainiciocamada(m)

A.1.3 Gotliebet al. (2000) Tabela A.5 – Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga paraas estacas do apoio

1, perfil SP08, através do método de Gotlieb et al. (2000). Andrade (2009)

Resistência de ponta Atrito Lateral

SPT (ponta) 75 Somatório SPT (fuste 242

Fator de Segurança 2,0 Diâmetro (m) 0,60

Pp (resist. Ponta) – kN 4.500,00 Fator de Segurança 2,00


Pl (atrito lateral total) –kN 3.226,67

CARGA ÚLTIMA (kN) 5.000

CARGA ADMISSÍVEL TEÓRICA 2.500 (kN)

CARGA ADMISSÍVEL NBR-6122 2.500 (kN)

A.1.4 Kárez& Rocha (2000) Tabela A.6 – Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga para as estacas do apoio

1, perfil SP08, através do método de Kárez& Rocha (2000). Andrade (2009)


Kkr 250 Somatório SPT (fuste) 242

Diâmetro (m) 0,60 Diâmetro (m) 0,60

SPT (ponta) 75 Fator de Segurança 2,00

Fator de Segurança 2,0 Comprimento (m) 16,00

Pp – kN 5.301,44 Pl (kN) 2.235,18



CARGA ADMISSÍVEL NBR-6122 2.794 kN

A.1.5 Décourt e Quaresma (1996)

Tabela A.7 – Coeficientes utilizados para a correção da parcela de atrito lateral e de ponta, para estacas

hélice contínua, propostos por Décourtet al. (1996). Andrade (2009)

Coeficientes Propostos Fator Correção PL 1,00 Fator Correção PP 0,30


1, perfil SP08, através do método de Décourtet al.(1996). Andrade (2009)


Diâmetro (m) 0,60 Fator de Segurança 2,00

SPT médio 11 Np 45


RESISTÊNCIA LATERAL – PL 1.407,4 kN

RESISTÊNCIA DE PONTA – PP 458,0 kN


CARGA ADMISSÍVEL TEÓRICA 932,7 kN

A.2.1 Aoki& Velloso (1975)


2, perfil SP08, através do método de Aoki& Velloso (1975).Andrade (2009)


Diâmetro (m) 0,60

F1 3,00

F2 6,00


Tabela A.10 – Cálculo da parcela de atrito lateral para as estacas do apoio 1, através do métodos de

Aoki& Velloso (1975).Andrade (2009)

A ΔL(m) N(médio) K(MN/m²) Α(%) Rp(kN/m²) Rl(kN/m²) rl(kN/m²) ΔL x r(kN/m)

237,7 17,00 15 0,23 3,4 3.464,38 117,79 19,63 333,73

220,70 75 0,23 3,4 17.250,00 586,50 97,75 0,00

Total 17,00 333,73

RESISTÊNCIA LATERAL – PL 629,1 kN

RESISTÊNCIA DE PONTA – PP 1.625,8 kN



CARGA ADMISSÍVEL-NBR 6122 786,3 kN

Nota:A- Cotainiciocamada(m)

A.2.2 Antunes & Cabral (1996) Tabela A.11– Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga para as estacas do apoio

2, perfil SP08, através do método de Antunes & Cabral (1996).Andrade (2009)


Diâmetro (m) 0,60



B2 1,50

SPT(ponta) - kgf/cm² 113

B2 x SPT(ponta) 40,00

Tabela A.12 – Cálculo da parcela de atrito lateral para as estacas do apoio 2, perfil SP08, através do

métodos de Antunes & Cabral (1996).Andrade (2009)

A Prof.(m) ΔL(m) ΔL.U(m²) N(médio) B1(%) B1.N(kPa) ΔPl(kN)

238,2 1,00 0,40 0,75 4 3,0% 12 9,05

237,80 1,40 15,60 29,41 15 3,0% 45 1.323,24

222,20 17,00 0,00 0,00 0 0 0,00

Total 16,00 1.332,29

CARGA DE PONTA (kN) 1.130,97 KN

CARGA ÚLTIMA (kN) 2.463,26 kN


CARGA ADMISSÍVEL-NBR 6122 1.232 kN

Nota:A-Cota de ínicio da camada (m)

A.2.3 Gotliebet al. (2000) Tabela A.13 – Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga paraas estacas do apoio

2, perfil SP08, através do método de Gotlieb et al. (2000). Andrade (2009)


SPT (ponta) 75 Somatório SPT (fuste 317

Fator de Segurança 2,0 Diâmetro (m) 0,60

Pp (resist. Ponta) – kN 4.500,00 Fator de Segurança 2,00


Pl (atrito lateral total) –kN 4.226,67


CARGA ADMISSÍVEL TEÓRICA 2.500 (kN)

CARGA ADMISSÍVEL NBR-6122 2.500 (kN)

A.2.4 Kárez& Rocha (2000) Tabela A.14 – Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga para as estacas do

apoio 2, perfil SP08, através do método de Kárez& Rocha (2000).Andrade (2009)


Kkr 250 Somatório SPT (fuste) 317

Diâmetro (m) 0,60 Diâmetro (m) 0,60


Fator de Segurança 2,0 Comprimento (m) 17,00

Pp – Kn 5.301,44 Pl (kN) 2.927,90



CARGA ADMISSÍVEL NBR-6122 3.660 kN

A.2.5 Décourtet al. (1996)

Tabela A.15 – Coeficientes utilizados para a correção da parcela de atrito lateral e de ponta, para estacas

hélice contínua, propostos por Décourtet al. (1996). Andrade (2009)

Coeficientes Propostos

Fator Correção PL 1,00

Fator Correção PP 0,30

Tabela A.16 – Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga para as estacas do

apoio 2, perfil SP08, através do método de Décourtet al.(1996). Andrade (2009)


Diâmetro (m) 0,60


SPT médio 16

Np 50


RESISTÊNCIA LATERAL – PL 2.029,5 kN

RESISTÊNCIA DE PONTA – PP 508,9 kN



Tabela A.33–Valores do SPT utilizados nos testes dos método de Aoi-Velloso,Antunes e Cabral,Gotlieb,

karez e Rocha, Décourt-Quaresma.Andrade (2009)

Prof.(m) SP08 SPcorrig Solo

1 4 4 4 Areia Siltosa

2 4 4 4 Silte Argiloso















17

18

313

320

40

40

50

50

Silte Argiloso

Silte Argiloso

ANEXO B


B.1.1 Teixeira (1996)

Tabela B.1 – Parâmetros Teixeira (1996) com fator empírico de estaca raiz.Zuluaga (2015)

Prof. (m) Solo ßtex tex

1 a 5 Argila Arenosa 6 140

5 a 7 SilteArenoargiloso 6 160

8 a 9 Silte Arenoso 6 160

9 a 14 Argila Siltosa 6 160

Tabela B.2 – Parâmetros de estaca escavada método Teixeira (1996).Zuluaga (2015)

Prof. (m) Solo ßtex tex

1 a 5 Argila Arenosa 4 130

5 a 7 SilteArenoargiloso 4 160

8 a 9 Silte Arenoso 4 160

9 a 14 Argila Siltosa 4 160

Tabela B.3 –Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga para a estaca raiz, através

do método de Teixeira (1996). Zuluaga (2015)


Diâmetro (m) 0,2 Comprimento (m) 8,00


Pp – kN 191 Pl (kN) 331

CARGA ÚLTIMA (kN) 522 CARGA ADMISSÍVEL TEÓRICA 261

Tabela B.4 –Dados utilizados para o cálculo da previsão da capacidade de carga para a estaca escavada,

através do método de Teixeira (1996). Zuluaga (2015)


Diâmetro (m) 0,2 Comprimento (m) 8,00


Pp – kN 191 Pl (kN) 221

CARGA ÚLTIMA (kN) 412 CARGA ADMISSÍVEL TEÓRICA 206 kN

Tabela B.8– Resumo das Sondagens realizadas por Mendoza (2013). Próprio Autor

SONDAGEM #1 SONDAGEM #2 SONDAGEM #3 SONDAGEM #4 SONDAGEM #5 MÉDIA SOND

Prof. (m) SPT Prof. (m) SPT Prof. (m) SPT Prof. (m) SPT Prof (m) SPT Média Corrig.

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 3 1 2 1 2 1 2 1 2 2,4 4

2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2,6 4

3 2 3 2 3 2 3 4 3 4 3,4 4

4 4 4 4 4 7 4 5 4 5 5,8 6,16

5 7 5 7 5 11 5 9 5 11 10 11

6 20 6 13 6 21 6 28 6 19 21,4 24,48

7 30 7 31 7 32 7 26 7 28 30,8 35,56

8 200 8 42 8 44 8 43 8 32 73,8 40

9 17 9 135 9 27 9 58 9 63 61,8 40

10 22 10 34 10 22 10 19 10 23 26 29,2

11 16 11 17 11 18 11 31 11 36 25,8 28,76

12 20 12 48 12 35 12 30 12 53 39,6 40

13,28 59 13,28 45 13,28 100 13,28 100 13,28 100 83,4 40

ANEXO C


C.1.1 Vorcaro e Velloso (2000)

Tabela C.1–Previsão da carga de ruptura pelos métodos semi-empíricos para as estacas de 0,2m de

diâmetro e 3,00, 4,00 e 5,25m de comprimento

Método de Previsão Cod. QL (kN) QP (kN) QR (kN)

Vorcaro-Veloso (2000) MSE12 3,00m 4,00m 5,25m 3,00m 4,00m 5,25m 3,00m 4,00m 5,25m

- - - - - - 91,42 121,29 327,81

Fonte: Nienov(2006)

Tabela C.2–Valores das resistências à penetração dinâmica (NSPT)

Prof. (m)

SP2 SP3 Média

1 9 13 11-argila arenosa

2 8 13 10,5-argila arenosa



6 50 16 33-argila arenosa

7 50 50 50-areia fina

8 50 50 50-areia fina

fonte: Nienov(2006)

C.1.2 Brasfond

Tabela C.3: Características gerais das estacas submetidas a provas de carga à compressão axialBenati

(2007)

Estaca 01 Estaca 03

D(cm) 12 25

L(m) 13.2 14

Tabela C.4-Perfil de sondagem para cada estaca. (2007)

Estaca 01 Estaca 03

N Solo N Solo

8 Silte Argiloso 7 Silte Argiloso

6 Silte Argiloso 7 Silte Argiloso 6 Silte Argiloso 4 Silte Argiloso 4 Silte Argiloso 6 Silte Argiloso 3 Areia Siltosa 6 Silte Argiloso 6 areia argilosa 4 Silte Argiloso 14 Areia Siltosa 4 Silte Argiloso 7 Areia Siltosa 5 Silte Argiloso 6 Areia Siltosa 10 Areia Siltosa 8 Areia Siltosa 15 Areia Siltosa 8 Areia Siltosa 11 Areia Siltosa 10 Areia Siltosa 10 Areia Siltosa 48 Areia Siltosa 16 Areia Siltosa 48 Areia Siltosa

ANEXO D


Cálculos das estacas cravadas pré-moldadas.Lobo (2005)

Cálculos das estacas escavada.Lobo (2005)

Cálculos das estacas hélice-contínua.Lobo (2005)

ANEXO E


A capacidade de carga para uma estaca raiz f410mm aos 19,43m de profundidade, no perfil abaixo, com

pressão de injeção nula, utilizando o método de David Cabral.

David Cabral

Lembrando que: 𝑄𝑟 = 𝑄𝑙 + 𝑄𝑝

Parcela de atrito

𝑞𝑙 = 𝛽0. 𝛽1. 𝑁𝑠𝑝𝑡 . ∆𝑙

p/ pressão de injeção= 0 kgf/cm² e Φ = 410 mm tem-se da tabela 𝛽0 = 0,59

𝑞𝑙1 = 0,59 𝑥 8 𝑥 1 𝑥 (3,14 𝑥 0,41)𝑥 1,9

𝑞𝑙1 = 11,54

𝑞𝑙2 = 0,59 𝑥 4 𝑥 1 𝑥 (3,14 𝑥 0,41)𝑥 0,8

𝑞𝑙2 = 2,43

𝑁𝑠𝑝𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 =(9 + 16 + 5 + 4 + 6 + 7 + 10 + 23 + 31)

9= 12,33

𝑞𝑙3 = 0,59 𝑥 8 𝑥 12,33 𝑥 (3,14 𝑥 0,41)𝑥 9,3

𝑞𝑙3 = 696,78

𝑞𝑙4 = 0,59 𝑥 4 𝑥 1 𝑥 (3,14 𝑥 0,41)𝑥 0,5

𝑞𝑙4 = 1,51

𝑁𝑠𝑝𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 =(9 + 30)

2= 26

𝑞𝑙5 = 0,59 𝑥 8 𝑥 26 𝑥 (3,14 𝑥 0,41)𝑥 2,46

𝑞𝑙5 = 388,65

𝑁𝑠𝑝𝑡𝑚é𝑑𝑖𝑜 =(30 + 20 + 18 + 23 + 60)

5= 30,2

𝑞𝑙7 = 0,59 𝑥 8 𝑥 30,2 𝑥 (3,14 𝑥 0,41)𝑥 4,47

𝑞𝑙7 = 820,29

𝑞𝑙𝑓 = 11,54 + 2,23 + 696,78 + 1,51 + 388,65 + 820,29 = 1921,2 𝑘𝑁 = 192 𝑡𝑓

Parcela de ponta

𝑏 = 𝛽0. 𝛽2. 𝑁𝑠𝑝𝑡 . 𝐴𝑝 = 𝑏. 𝐴𝑝

𝑏 = 0,7 𝑥 2,8 𝑥 60 = 117𝑘𝑔𝑓

𝑐𝑚2

Como 117 > 50 kgf/cm² portanto𝑞𝑝 será:

𝑞𝑝 = 50 𝑥 (412𝑥3,14

4) = 65979 𝑘𝑔𝑓 = 660 𝑘𝑁 = 66 𝑡𝑓

𝑄𝑟 =192 + 66,0

2= 129 𝑡𝑓

JOSÉ ANDRÉ DE SOUSA LINHARES JSOIL: UMA … · 12- Valores de capacidade de carga obtidos por...

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