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FUNDAÇÕES PROFUNDAS

Capacidade de carga de fundações profundas

29/04/ 2014 –Disciplina - Fundações

• Métodos Direto – Semi – Empíricos - Estatísiticos

Método - Luciano Decourt

• Método - AoKi - Velloso

Métodos Diretos para Cálculo da Capacidade de Carga por meio do SPT.

1) Determinar capacidade de carga - estacas Método:Luciano Decourt

2) Dados da estacaEstacas de concreto pré-moldado - Protendit

Dimensão Carga Area perimetro Distancia distanciasecão estrutural secão eixos eixo-divisa(cm) tf cm2 cm cm cm

21,5x21,5 67 462 86 60 30

Limite Profundidade impenetrável Diâmetro menor 30cm - 15 N 25

3) Dados do TerrenoSondagem : SP-01Cota do terreno: 100,00

Prof. da Camada Classificação Ct/m2

0 3,48 Argila Arenosa 123,48 7,36 Areia Argilosa 407,36 11,4 Argila Silto Arenosa 1211,4 16 Silte Areno- Argiloso 25

Aterro : 2,00m

3)Carga de projetoPprojeto= 30 tf

COTA N Sl fs Slxfs Pl C Sp Np Pp Pr Padm SPT m2 (t/m2) Pli (t) tf (t/m2) m2 (tf) (t) tf

aterro 1,00

aterro 2,00

3,00 3,00 0,86 2,00 1,72 1,72 12,00 0,05 2,00

4,00 3,00 0,86 2,00 1,72 3,44 40,00 0,05 3,00 5,55 8,99 4,035,00 3,00 0,86 2,00 1,72 5,16 40,00 0,05 3,00 5,55 10,71 5,366,00 3,00 0,86 2,00 1,72 6,88 40,00 0,05 3,33 6,16 13,04 6,837,00 4,00 0,86 2,33 2,01 8,89 40,00 0,05 3,67 6,78 15,67 8,538,00 4,00 0,86 2,33 2,01 10,89 12,00 0,05 4,33 2,40 13,30 8,989,00 5,00 0,86 2,67 2,29 13,19 12,00 0,05 6,00 3,33 16,51 10,98

10,00 9,00 0,86 4,00 3,44 16,63 12,00 0,05 8,00 4,44 21,06 13,9011,00 10,00 0,86 4,33 3,73 20,35 12,00 0,05 14,00 7,77 28,12 17,60

soma N 12,00 23,00 0,86 6,00 5,16 25,51 25,00 0,05 20,33 23,50 49,01 25,5095,00 13,00 28,00 0,86 6,00 5,16 30,67 25,00 0,05 33,67 38,91 69,58 33,32

14,00 50,00 0,86 6,00 5,16 35,83 25,00 0,05 42,67 49,31 85,14 39,8915,00 50,00 0,86 6,00 5,16 40,99 25,00 0,05 50,00 57,78 98,77 45,9816,00 50,00 0,86 6,00 5,16 46,15 25,00 0,05 50,00 57,78 103,93 49,95

Pré- moldada de concreto

Carga Adm.

Estruturaltf

AreaSeçãocm2

Perímetro Carga adm.

estaca

15 x15 32

17x17 40

21,5x21,5 67

23x23 82

26,5x26,5 106

29,5x29,5 134

36 138

42 158

52 244

2) Determinar a capacidade de carga estaca pré – moldada de concreto Dados – sondagem exercício anterior – para entrega -

Tabela – Capacidade de carga das estacas por Luciano Decourt

Cálculo da capacidade de cargaMétodo Luciano Decourt

Considerações Sobre outros Tipos de EstacasO método pode ser utilizado para estimativa de capacidade de carga de:• Estacas tipo Franki,

• Estacas Strauss (apenas com ponta em argila)

•Estacas escavadas

•Estacas Hélice Contínua

•Estacas Raiz

•Estacas Injetadas ( alta pressão)

Cálculo da capacidade de cargaMÉTODO DÉCOURT-QUARESMA (1996)

Considerações Sobre Estacas de outros TiposCoeficientes de ModificaçãoPara tanto, são considerados os parâmetros “α” e “β” a

relacionados (Tabela III).

Estes valores são de majoração ou de minoração, respectivamente para a Resistência de Ponta e para a Resistência lateral.

Neste caso, a expressão geral para a determinação da carga de ruptura da estaca é dada por:

Qu = α. Qp+ β. Qa

Cálculo da capacidade de cargaMÉTODO DÉCOURT-QUARESMA (1996)

Considerações Sobre Estacas de outros TiposCoeficientes de Modificação

Exercício 3: Determinar a capacidade de carga das estacas ( escavada e hélice contínua) para solos Intermediários com dados sondagens exercício 1.Qu = α. Qp+ β. Qa

Tipo de Estaca

Qp Qa Qu

Escavada d=30cm

0,60x Qp 0,90x Qa

Hélice d=35 0,30 x QP 1,00x Qa

Cálculo da capacidade de cargaMÉTODO DÉCOURT-QUARESMA (1996)

Considerações Tubulões

Qu = Qp4

Utilização em cálculo de tubulões: (Cintra e outros, 2003).fundações por tubulões, considerando-os como“estacas” escavadas”. (CINTRA e outros, 2003).

•Considera-os como estacas escavadas e portanto considera exclusivamente a resistência de base.* Aplica-se um fator de segurança mínimo de 4 de acordo com a recomendação dos autores para a resistência de base

Método Aoki-Velloso

Os engenheiros AoKi e Veloso publicaram a seguinte correlação:

Q = RA+Rp

RA =∑Cs x Ni x SliRp= Cp x Ni x Sp

Cs: coeficiente de correlação de atritoCp: coeficiente de correlação de pontaNi: SPT na cota desejadaSli: área lateral Sp: área seção estaca

Cálculo da capacidade de carga através de Sondagens (SPT)

Método Aoki-Velloso

Tabela : Coeficiente de correlação - Cs (atrito) CP ( ponta)

a) Solo Residual - provém do produto final da rocha sã intemperizada pelo processo químico, permanecendo “in situ”, constituindo o manto de intemperismo. Grande relação com a rocha de origem. b)Solo Sedimentar – solo transportado – ex: o arenito se forma quando rochas como o granito se desintegram aos poucos pela ação dos ventos e das chuvas

Cálculo da capacidade de carga através de Sondagens (SPT)

ArgilaSedimentar

AreiaSedimentar

Argila Residual

AreiaResidual

Cs 0,63 0,50 0,80 0,85

Cp) 25 60 20 50

Exercício: a) Calcular a carga admissível (Qadm) para uma estaca de seção 25x25 cujo solo ao longo do perfil foi classificado como Silte Argiloso. Coeficiente de Segurança : F= 2Sl = 4x0,25.1 =1,00 Sp= 0,25 X0,25=0,0625

* coef. Segurança = 2b) Estabelecer o comprimento da estaca para uma carga admissível estrutural de 25 tf.

Z= 4m Qu= 64,26tf Qadm= 32,13 tf

Cálculo da capacidade de cargaMétodo AoKi Veloso

COTA N Sl Cs Ra=SlxCs ∑Ra C p Sp Np Rp Qu Qad*m SPT m2 (t/m2) (t) (t) (t/m2) (m2) (t) (t) t

1,00 4 1,00 0,63 2,52 2,522,00 17 1,00 0,63 10,71 13,233,00 20 1,00 0,63 12,60 25,83 25 0,0625 20 31,25 57,08 28,504,00 20 1,00 0,63 12,60 37,13 25 0,0625 20 31,25 64,26 32,13

5,00 34 1,00 0,63 21,42 59,45 25 0,0625 34 53,13 112,98 56,49

Exercício: a) Calcular a carga admissível (Qadm) para uma estaca de seção 25x25 cujo solo ao longo do perfil foi classificado como Silte Argiloso. Coeficiente de Segurança : F1(lateral)= 1,3 F2(ponta)=4Sl = 4x0,25.1 =1,00 Sp= 0,25 X0,25=0,0625 Nponta = (Nj-1)+ Nj+ Nj+1 fs= N +1

3 3

b) Estabelecer o comprimento da estaca para uma carga admissível estrutural de 25 tf.Z= 5m Qu= 63,17 tf Qadm=31,59

Cálculo da capacidade de cargaMétodo Luciano Decourt

COTA N Sl fs Slxfs Ra C Sp Np Rp Qu Qadm SPT m2 (t/m2) (t) (t) (t/m2) (m2) (t) (t) t

1,00 4 1,00 2,50 2,50 2,50

2,00 17 1,00 6,00 6,00 8,50

3,00 20 1,00 6,00 6,00 14,50 20,00 0,06 19,00 23,75 38,25 19,13

4,00 20 1,00 6,00 6,00 20,50 20,00 0,06 24,67 30,83 51,33 25,675,00 34 1,00 6,00 6,00 26,50 20,00 0,06 29,33 36,67 63,17 31,59

Avaliação da capacidade de carga de estacasMétodo - Fórmulas Dinâmicas

A capacidade de carga de estacas cravadas pode ser obtidaa partir da energia de cravação que depende do tipo equipamento empregado na cravação da estaca.

Os métodos baseados em fórmulas dinâmicas avaliam a capacidade de carga das estacas, valendo-se dos elementos obtidos durante a cravação.

Não servem, pois, para as estacas "in situ".

Avaliação da capacidade de carga de estacasMétodo - Fórmulas Dinâmicas

Todas elas partem da medida da nega, que é penetração que sofre a estaca ao receber um golpe do pilão, no final da cravação.

Existem inúmeras fórmulas e todas baseadas no princípio de que o trabalho motor é igual ao trabalho resistente.

Fórmulas Dinâmicas: Autores: Etelwein, Grandall, Holandesa , Dinamarquesa, Brix

Avaliação da capacidade de cargaFórmula de Danish ( Dinamarquesa)

푅푑(푐푝푎푐푖푑푎푑푒푑푒푐푎푟푔푎) =푀ℎ푒

푆 + 푀ℎ푒퐿푐/2퐴퐸

Rd= 2,5PP : carga de trabalho (Kgf)M: peso do marteloe= eficiência do equipamento(0,55) queda livreh: altura de quedaA: área da secão transversal (cm2)E: módulo de elasticidade E= 350.000Kf/cm2Lc: comprimento cravadoS: nega para um golpe(cm)

Avaliação da capacidade de cargaFórmula de Danish ( Dinamarquesa)

푅푑(푐푝푎푐푖푑푎푑푒푑푒푐푎푟푔푎) =푀ℎ푒

푆 + 푀ℎ푒퐿푐/2퐴퐸

푅푑 =2400푥90푥0,55

0,1 + 2400푥90푥0,55푥1300/2푥870푥350.000

푅푑 = 196.824퐾푔푓

P= Rd/2,5 P= 78.730 kgf = 78,73 tf para nega de 1cmPara 2cm Para 3cm

Desenvolver o Projeto executivo da fundação do edifício residencial:

• A = 300 m2 por pavimento

• 8 pavimentos

• 4 apartamentos por pavimento

Projeto de Fundações de um Edifício Residencial

Com base na planta de carga dos pilares de um edifício residencial e no perfil geotécnico do solo do local , pede-se projetar as suas fundações. Dados: 1. Perfis de Sondagens (SP-01 e SP-02)2. Locação das Sondagens3. Planta de carga dos pilares

‘

Projeto de Fundações de um Edifício Residencial