estacas_capacidade

CAPACIDADE DE CARGA DECAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS

CAPACIDADE DE CARGA DA ESTACA: a carga que, aplicada à estaca, provoca a ruptura do solo.p , p p

Pode ser determinada através de fórmulas estáticas teóricas, provas de carga, fórmulas empíricas, fórmulas dinâmicas etcdinâmicas, etc

Se L ≤ Lot estaca curta Sua capacidade de carga como elementoSe L ≤ Lot→ estaca curta. Sua capacidade de carga como elemento estrutural é maior que a do solo e ocorrerá ruptura no solo antes de se atingir o limite de carga previsto.

Se L ≥ Lot → estaca é longa. Permite transmitir ao terreno uma carga maiordo que ela própria suporta como elemento estrutural. Ocorre neste casodesperdício de material.Faz se P Q (carga de trabalho do elemento estrutural) Busca se entãoFaz-se Padm = Qe (carga de trabalho do elemento estrutural). Busca-se entãoo comprimento necessário da estaca para se atingir tal carga.

PROVA DE CARGACarga admissível, o menor dos valores:

a carga de ruptura dividida por 2a ca ga de up u a d d da po carga 1/1,5 daquela que produz o recalque medido no topo da

estaca aceitável para a estrutura (15 mm).

PROVA DE CARGA

MÉTODOS EMPÍRICOSCritério proposto pelo Engo Victor Mello

Estacas de atrito + pontaEstacas de atrito + ponta(perfil não muito heterogêneo em profundidade, com valores não muitovalores não muito discrepantes do SPT),

Estacas de ponta(perfil com camadas moles ou fofas sobre uma camadaou fofas sobre uma camada bem mais resistente, na qual é embutida a ponta da estaca)estaca)

No caso de estacas de atrito + ponta, tem-se, para t St ( 4000 kP ) t éestacas Strauss (c= 4000 kPa), e para estacas pré-

moldadas (c = 5000 kPa), .

r

Exercício Resolvido Prever o comprimento da estaca em nível de anteprojeto:Estaca quadrada 30 x 30cmCapacidade de cargaestrutural da estaca = 550 kN

c=550/(0,3x0,3)=6111kPa

SPT=0,015x6111=91,7 14m

Método Aoki-Vellosor

PR :carga na ruptura do solo que dá suporte à estacaR g p q p

PL :parcela de carga de ruptura suportada por atrito lateral

PP :parcela de carga de ruptura suportada pela resistência de ponta.

rl::resistência ao cisalhamento no contacto fuste solofuste-solorp: tensão na ponta da estaca que provoca a ruptura do soloU: perímetro da seção transversal doU: perímetro da seção transversal do fuste l : trecho onde se admite rl constante,A : área da projeção da ponta da estacaA : área da projeção da ponta da estaca

Método Aoki-Vellosor

r

Exercício Resolvido Determinar a capacidade de carga deuma estaca pré-moldada pelo métodoAoki & Veloso,para o perfil abaixo, dados:Estaca quadrada 30 x 30cmComprimento = 14mCapacidade de carga

t t l d t 550 kNestrutural da estaca = 550 kN

Parcela ponta PP:P = (1000x 17) x0 3 x 0 3/ 1 75 = 874 3kNPP = (1000x 17) x0,3 x 0,3/ 1,75 = 874,3kN

Parcela atrito lateral PL:N1 = (5+6+8+8)/4 = 6 75N1 = (5+6+8+8)/4 = 6,75PL1 = (0,02 x 800x 6,75 x 4 x 0,3 x 4,5) / 3,5 = 166,6kN

N2 = (2+2+3+2+4)/5 = 2,60PL2 = (0,06 x 200 x 2,60 x 4 x 0,3 x 5,5) / 3,5 = 58,8kN

N3 = (6+11+14+15+17)/5 = 12,60PL3 = (0 014 x 1000 x 12 60 x 4 x 0 3 x 4) / 3 5 = 241 9kN

Padm = (874,3 + 467,3)/2 = 670,8kN

PL3 (0,014 x 1000 x 12,60 x 4 x 0,3 x 4) / 3,5 241,9kN

PL = 166,6 + 58,8 + 241,9 = 467,3 kN

Método Décourt - Quaresmar

(Nspt) : média entre o SPT na(Nspt)p : média entre o SPT na

profundidade da ponta, o

imediatamente acima e o

imediatamente abaixo

valores de N < 3 devem ser

adotados como 3 e valores de N>50adotados como 3 e valores de N 50

devem ser adotados como 50

Método Décourt - Quaresmar

A carga admissível é o menor dos dois valores:

r

Decourt & Quaresma

Parcela ponta PP:N = (15 + 17 + 21) / 3 = 17,67( )PP = 17,67 x 400 x 0,32 = 636kN

Parcela atrito lateral PL:Parcela atrito lateral PL:N = (5+6+8+8+3+3+3+3+4+6+11+14+15+17)/14 = 7,57q = 10(7,57/3 + 1) = 35,2kPaPL = 35,2 x 4 x 0,3 x 14 = 592 kN

Padm = (592 + 636)/2 = 614,0kN

Padm = 592/1,3 + 636,0/4 = 614,4kN

Comparação entre os métodos Aoki-Velloso e Décourt-Quaresma

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CONTROLE PELA NEGACONTROLE PELA NEGA

N d t d à ã é f it t l dNo caso de estacas cravadas à percussão, é feito o controle da capacidade de carga, durante a cravação, pela “nega”.

A nega corresponde a penetração permanente da estaca, quando sobre a mesma se aplica um golpe de pilão. Em geral, é obtida como um décimo de penetração para dez golpesde penetração para dez golpes.

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CONTROLE PELA NEGA

Todas as fórmulas de controle pela nega foram estabelecidas comparando-se a energia disponível no topo da estaca com aquela gasta para romper o do solo, em decorrência de sua cravação.

Perdas: perdas de energia por impacto e por atrito, necessárias para vencer a inércia da estaca submersa na massa do solo.

Apesar das críticas às fórmulas das negas, as mesmas têm uma aplicação no controle da uniformidade do estaqueamento, quando se procura manter, durante a cravação, negas aproximadamente iguais para as estacas com carga e comprimento iguais.

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Fórmula de Brix:

Fórmula dos Holandeses:

P: o peso próprio da estaca e p p pR: a resistência oposta pelo solo à cravação da mesma. Na fórmula de Brix, adota-se R igual a 5 vezes a carga admissível da estaca e na Fórmula dos Holandeses 10 vezes a carga admissível da estaca.

Para as estacas pré-moldadas de concreto é comum se adotarem as seguintes energias de cravação:seguintes energias de cravação:

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Exemplo

Calcular a nega para 10 golpes de um pilão de 30 kN, caindo de uma altura de 90 cm sobre uma estaca de concreto armado vazada com 42 cm dede 90 cm sobre uma estaca de concreto armado, vazada, com 42 cm de diâmetro externo, 26 cm de diâmetro interno, 15 m de comprimento e carga admissível de 1000 kN.

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PIT – PILE INTEGRITY TESTING

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