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Prof. John Eloi FUNDAES - UFERSA 1

Prof. John Eloi Bezerra

FUNDAES PROFUNDAS

Introduo Parte V

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-RIDO

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Disciplina: FUNDAES

Prof. John Eloi - FUNDAES

= 0 para estacas tracionadas e Bp = B.

Capacidade de Carga Vertical

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Mtodo de Velloso (1981)

um critrio para o clculo da capacidade de carga de estacas e de

grupos de estacas, com base no CPT. Para uma estaca, de

comprimento L, fuste de dimetro B e ponta Bp, a capacidade de carga

pode ser obtida da seguinte equao:

Onde:

Ap = rea da ponta da estaca;

= fator da execuo da estaca ( = 1, estaca escavada, = 0,5 para estacas cravadas);

= fator de carregamento ( = 1 para estacas comprimidas e, = 0,7 para estacas tracionadas);

= fator de dimenso da base;

em que b = dimetro da ponta do CPT (= 3,6cm para o cone padro);

ql,rup = atrito lateral mdio em cada camada de solo atravessada pela estaca;

qp,rup = resistncia de ponta da estaca.



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Mtodo de Velloso (1981)

OBSERVAES:

a) Com os resultados de sondagem com SPT, para o mtodo de Velloso

(1981), pode- se adotar:

onde N a resistncia penetrao do SPT e os parmetros a,

b, a e b, so obtidos de correlaes entre o SPT e o CPT, cujos

valores so fornecidos na Tabela 7.12.



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Mtodo de Teixeira

Pelo mtodo de Teixeira (1996), a capacidade de carga compresso

de uma estaca pode ser obtida a partir da equao geral (Equao 47),

introduzindo-se os parmetros e , apresentados na Tabela 7.13.

em que:

b = valor mdio do N-SPT medido no intervalo de 4B acima da base da

estaca e 1B abaixo da base da estaca;

NL = valor mdio do NSPT medido ao longo do fuste da estaca Ab =

rea da base da estaca (ponta);

L, B = comprimento e dimetro da estaca, respectivamente.



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Mtodo de Teixeira



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Mtodo de Teixeira

OBSERVAES:

1. O parmetro funo da natureza do solo, enquanto funo

do tipo de estaca, conforme Tabela7.13.

2. Os dados da tabela so vlidos para valores de 4 < NSPT < 40.

3. Os dados da Tabela 7.13 no se aplicam ao clculo de estacas

premoldadas de concreto, cravadas em argilas moles sensveis.

4. Para as estacas dos tipos I,II e IV, o coeficiente de segurana deve

ser o da norma, ou seja, FS = 2, enquanto que para as estacas

escavadas, do tipo III, recomenda-se para a ponta FS = 4,0, e para o

atrito lateral, FS =1,5.


Capacidade de Carga VerticalCASOS PARTICULARES

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A) PARA ESTACAS ESCAVADAS

Nesta proposta, se U o permetro da estaca, se os valores do N-SPT

so determinados a cada metro ( o comum) e se Ql,rup a parcela de

resistncia lateral da estaca, tem-se:

Alonso (1983)

ou

onde o somatrio realizado ao longo do fuste da estaca. O valor mais

provvel de igual a 3. Coeficiente de segurana: para estaca

escavada, a norma brasileira estabelece FS igual a 2,0, em relao

soma das cargas de ponta e lateral. Alm disso, deve ser atendido o

seguinte critrio:

Qtrab = carga de trabalho ; Ql,rup = carga lateral de ruptura



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b) Para Estacas Tipo Raiz

Aplica-se s estacas raiz com um dimetro final B 45cm, injetada com

uma presso p 4 kg/cm2, pode-se estimar Qr (Capac. Carga. Vert.

Ruptura) pela equao:

Cabral (1986)

onde L = espessura de solo caracterizado por NSPT; Np = N-SPT no nvel da ponta da

estaca; 0 = fator que depende do B da estaca (em cm) e da presso de injeo (em

kgf/cm2), conforme apresentado na Tabela 14; 0 tambm pode ser calculado:

p = presso de injeo (kgf/cm);

B = dimetro da estaca acabada em centmetros

1, 2 = fatores dependentes do tipo de solo, conforme Tabela 7.15.



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b) Para Estacas Tipo Raiz

Cabral (1986)



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C) PARA ESTACA HLICE CONTNUA

c1) Mtodo de Antunes e Cabral (1996)

Permite obter previses bastante seguras de capacidade de carga de

uma estaca hlice contnua, com valores at maiores que 250 tf, de

acordo com a seguinte equao:

onde 1, 2 = fatores dependentes do tipo de solo (Tabela 7.16).



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c2) Mtodo de Alonso (1996)

Prope o uso do SPT-T (SPT com a medio do Torque) para estimativa

da capacidade de carga de estacas hlice contnua a partir da frmula

geral da capacidade de carga. A resistncia de atrito lateral obtida por:

onde T = torque (kgf.m); h = comprimento cravado do amostrador;



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A resistncia de ponta obtida por:

em que:

min(1)

= mdia aritmtica dos valores de torque mnimos (kgf.m) ao longo

de 8B acima da ponta da estaca;

min(2)

= mdia aritmtica dos valores de torque mnimos (kgf.m) ao longo

de 3B abaixo da ponta da estaca.

O valor do parmetro depende do tipo de solo, conforme mostrado na

Tabela 16.



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Capacidade de Carga VerticalTUBULES

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Embora seja considerada uma fundao profunda, por causa da sua profundidade de

embutimento ser relativamente grande, o tubulo tambm pode ser enquadrado no

grupo das fundaes diretas, visto que praticamente toda a carga transmitida pela

base (Cintra et al, 2002).

Os tubules a cu aberto so usados praticamente para qualquer faixa de carga, sendo

seu limite de carga limitado pelo dimetro da base.

Uma vantagem importante: durante sua execuo no h incidncia de vibraes no

terreno e em reas adjacentes.

De uma maneira geral, a base deve ter o dimetro limitado a 4 metros e altura h 2,0

(solos de baixa resistncia).

oportuno ressaltar que, menos o volume do bloco, o volume de dois tubules (cujo

fuste seja 0,70m) menor que o de apenas um, para a mesma carga. Da, s vezes,

parece ilusrio acreditar que o uso de um tubulo com base muito grande melhor do

que dois tubules de base menor.

Quando solicitado por uma vertical de compresso, as foras presentes num tubulo so

as indicadas na Figura 7.13.



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Quando solicitado por uma vertical de compresso, as foras presentes num tubulo so

as indicadas na Figura 7.13.

Figura 7.13 Esquema de

carregamento vertical de

compresso em um tubulo.

Para estabelecer a condio de equilbrio,

pode-se escrever:

em que Qsm = parcela mobilizada de resistncia lateral;

Qbm = parcela mobilizada de resistncia de base;

ms e mb = fatores de mobilizao de carga lateral ltima e

da carga ltima de base, respectivamente;

Qsf e Qsb = cargas limites ltimas na ligao tubulo-solo e

no apoio da base, respectivamente;

vb = tenso vertical efetiva na cota de apoio do tubulo;

G = peso prprio do tubulo;

Ls = comprimento do fuste;



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Tem sido prtica comum desprezar a resistncia

lateral ao longo do fuste de tubules, e deste modo

considera-se que toda a carga do pilar transmitida

atravs da base.

Usando-se o conceito de tenso admissvel, o clculo

da capacidade de carga de um tubulo pode ser feito

por um dos mtodos tericos, semi-empricos, ou

empricos, tal como se faz, por exemplo, comuma

sapata.

Alonso (1983) apresenta uma equao semi-emprica baseada no SPT:

Para 6 N 18

NBR 6122: Para solos arenosos, p.e, a tenso admissvel na base de tubules:

onde 0 o valor de 0 corrigido, obtido da referida tabela,

incorporando devidamente o efeito do tamanho da base do tubulo

(eq. 69A), e q o valor da tenso vertical ao nvel da cota de base

do tubulo.



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Tenso corrigida ! (eq. 69A):

- Uma estimativa da resistncia lateral do tubulo (parcela geralmente

desprezada), segundo Caputo (1977):



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PROCEDIMENTOS DE PROJETO:



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Df (Dimetro do Fuste) 70 cm;

a/b 2,5

Ab = rea Base

s = Tenso Admissvel do

terreno;

Base Circular:

Base Circular:

Base em falsa elipse:Relaes Geomtricas:

= 60



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PROCEDIMENTOS DE PROJETO: rea Fuste (Af):

P = carga vertical atuante

c = tenso limite no concreto =

Altura da base do tubulo Hb:



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Volume da Base do Tubulo:



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Exemplo 01:

Dimensionar um tubulo para uma carga P = 255 t, com um concreto 100 kgf / cm2 e um

solo com s = 50 tf / m2 na cota de apoio da base, sendo um pilar isolado, admitir tubulocom revestimento:



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Exemplo 01:





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Exemplo 01:




Capacidade de Carga Vertical - TUBULES

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Exemplo 02:



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Exemplo 02:

B- PILAR DE DIVISA (ALAVANCADO)

No se executa tubulo com base circular, porque a excentricidade da pea seria muito grande; Usamos alargamento da base na forma de falsa elipse:

1 retngulo 2 semicrculos

Viga alavanca ou de equilbrio: A distncia do centro do fuste a base da divisa, a, deve se situar no intervalo de: 1,2 a

1,5 m;

Uma vez escolhido o valor de a a excentricidade esta definida:

Onde: ba = menor dimenso do pilar / 2,5 cm = folga

A - PILAR ISOLADO

Seo de 0,80 X 0,60 m

Carga P = 840 tf

fck do concreto = 95 kgf / cm2 = 9,5 MPa = 950 tf / m2

s = 6,0 kgf/cm2

Admitir tubulo a cu aberto sem revestimento !



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Exemplo 02:

A falsa elipse, composta de um retngulo e dois semicrculos, calculada de tal formaque a rea total, A, transmita carga para o solo, em funo de sua presso admissvel,

assim, conhecendo-se esta rea A, calcula-se o disparo X.

Onde B 2a (Por causa das limitaes de espao)

A altura deve ser calculada de tal forma que na maior dimenso seja respeitado ongulo de 60 com a horizontal.

Deve-se limitar o disparo X no mximo ao dimetro dos semicrculos:

Os centros de gravidade das reas do fuste e da base devem estar sobre o eixo da vigaalavanca.

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Referncias Bibliogrficas:

1. ABEF (2004), Manual de Especificaes de Produtos e Procedimentos ABEF Engenharia de Fundaes e Geotecnia. Ed. PINI, 3 Edio revisada, So Paulo.

2. ALONSO, U. R. Dimensionamento de Fundaes Profundas. 1a edio, Edgard Blucher, 1994.3. ALONSO, U. R. Exerccio de Fundaes. 9a edio. Edgard Blucher, 1995.4. ANJOS, G. M. Apostila Fundaes UFPA.5. ANTUNES, W. R. e TAROZZO, H. (1998), Estacas Tipo Hlice Contnua, Captulo 9,6. Atravs da Utilizao de Ensaios de Placa, Dissertao de Mestrado, UFPB, Campina Grande,

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

UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil.9. DAS, B.M. (2000), Fundamentals of Geotechnical Engineering, Brooks/Cole.10. FUNDAES: Teoria e Prtica (1998), Editora PINI, Patrocnio da Associao Brasileira de

Mecnica dos Solos, 2 Edio, So Paulo.11. HACHICH, W.; FALCONI, F.; FROTA, R.; CARVALHO, C.S.; NIYAMA, S. Fundaes: teoria e

prtica. 2. ed. So Paulo: Pini, 2003.12. MONTEIRO, P.F. (1980), Estacas Escavadas, Relatrio interno de Estacas Franki Ltda, citado

por Velloso e Lopes (2002).13. NBR 6122 (2010), Projeto e Execuo de Fundaes, ABNT, 91p.14. PASSOS, P.G. (2001), Contribuio ao Estudo do Melhoramento de Depsitos Arenosos15. SOARES , J. M. D. Apostila de Fundaes. UFSM.16. SOARES, V. B. e SOARES, W. C. (2004), Estacas de Compactao Melhoramento de Solos

Arenosos com Estacas de Compactao Ed. Paraibana, 176p.17. TERZAGHI, K. & Peck, R.B. (1967), Soil Mechanics in Engineering Practice, 2nd ed., John

Willey & Sons, Inc., New York.18. VELLOSO, D. A, e LOPES, F. R. (2002), Fundaes Profundas, Vol. 2, Ed. COPPE/UFRJ.

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