Aprenda a calcular a Capacidade de Carga em Estacas

fundacao_estaca
Fonte: Autor desconhecido

Já estudamos por aqui anteriormente o método de capacidade de carga em Sapatas. Agora entraremos em um assunto diferente que faz referência as fundações profundas, e mais específico as estacas.

Antes de definirmos os métodos de capacidade de carga é importante tomarmos consciência do que é uma ruptura nítida. A ruptura nítida ocorre quando a resistência de ponta da estaca atinge sua máxima mobilização possível. Logo, para esse valor a estaca estaria na iminência de deslocar-se incessantemente para baixo. Ou seja, ruptura não corresponde a quebrar mas sim em ocasionar um recalque incessante. Conhecendo isso podemos definir a capacidade de carga como sendo a máxima resistência que o sistema pode oferecer.

Mas afinal como podemos calcular a capacidade de carga das estacas? Dentre os métodos semi empíricos podemos destacar dois, o de Decourt-Quaresma e o método de Aoki-Velloso.

Antes de apresentar os métodos vamos entender que a capacidade de carga em estacas pode ser dividida em duas parcelas de resistência. Uma delas, chamada de Rp, corresponde a parcela de resistência de ponta e a outra, chamada de Rl, corresponde a resistência lateral da estaca. A resistência de ponta como o próprio nome sugere é aquela que tem influência apenas onde a ponta da estaca está e a resistência lateral seria o atrito causado na lateral da estaca.  Ou seja, de forma geral tanto pra Decourt-Quaresma como para Aoki-Velloso a capacidade de carga pode ser simplificada em:

R = Rl + Rp

Decourt-Quaresma:

Pois bem, vamos agora entender os métodos. O método de Decourt-Quaresma é um método de fácil aplicação. A resistência lateral no método é definida como:

Rl = rl U L 

onde,
rl é calculado como o valor médio do índice de resistência a penetração no SPT ao longo do fuste da estaca (Nl), ou seja os valores médios do ensaio SPT. Pode ser escrito como:

rl = 10 (Nl/3 + 1)

U é o perímetro do fuste e L é o seu comprimento, sendo que é descontado 1m acima da ponta.

A resistência de ponta por sua vez:

Rp = rp Ap

onde,

Ap é a área da ponta
rp é estimada pelo produto de um coeficiente do solo vezes o valor médio de SPT da ponta. no caso:

rp = C Np

Além das resistências, Decourt-Quaresma introduz fatores α e β tabelados, nas parcelas de ponta e lateral, respectivamente. Logo, de forma completa podemos definir a capacidade de cara no método de Decourt-Quaresma como:

R = α C Np Ap + β 10 (Nl/3 +1) U L

Aoki-Velloso:

O Método de Aoki-Velloso por sua vez possui uma aplicação um pouco mais detalhada. Vale ressaltar que o método foi inicialmente proposto para ensaios CPT e então posteriormente foi adaptado para o SPT.

Definimos a parcela de Resistência lateral como:

Rl = U ∑ (rl ΔL)

onde,
U continua sendo o perímetro do fuste;
ΔL é o tamanho da camada analisada;
rl por sua vez é definido como o produto da razão de atrito α, coeficiente do solo e valor médio do SPT sobre um valor definido como F2 (Iremos detalha-lo mais adiante). ou seja:

rl = (α K Nspt) / F2

A resistência de ponta por sua vez:

Rp = rp Ap

onde,
Ap é a área da ponta
rp por sua vez é definida como o produto do coeficiente do solo e do Valor médio de Nspt sobre um valor F1. (Detalharemos adiante). Então temos:

rp = (K Nspt) / F1

O valor de F1 e F2 variam conforme o tipo de estaca a ser empregado na obra. Portanto, vale a pena analisar primeiramente qual estaca compensa utilizar e então definir sua capacidade de carga. Iremos aprender a escolher tipos de estacas nos próximos dias. Por enquanto vamos definir F1 e F2 como:

Para estacas pré moldadas de pequeno diâmetro:

F1 = 1 + D/0,8

F2 = 2F1

Para estacas escavadas:

F1 = 3
F2 = 6

Para estacas raiz, Helice continua e ômega:

F1 = 2
F2 = 4

Esse artigo foi útil para você? Compartilhe esse artigo para que outras pessoas entendam esse conceito da Geotecnia. Se tiver dúvidas, deixe nos comentários que elas serão respondidas!

Siga nas redes sociais abaixo para acompanhar nosso trabalho!

60312da1fe41b1f2a8a84e4c959b4e0e

if_linkedin_circle_color_107178

aaa

Fontes:

Aoki, Nelson; Cintra, José Carlos; Giacheti, Heraldo L; Tsuha, Cristina; “FUNDAÇÕES PROFUNDAS”. Oficina de Texto. São Paulo, 2013.

Amann, Kurt; “Notas de Aulas da disciplina de Fundações e Obras de Terra”. Centro Universitário da FEI. São Bernardo, 2016.

 

2 comentários

Deixe um comentário

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair /  Alterar )

Foto do Google

Você está comentando utilizando sua conta Google. Sair /  Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair /  Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair /  Alterar )

Conectando a %s

%d blogueiros gostam disto: