estimativa da capacidade de carga de estacas com base no spt

ESTIMATIVA DA CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS COM BASE NO SPT - FRMULA DOS COEFICIENTES MDIOS

ESTIMATIVA DA CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS COM BASE NO SPT - FRMULA DOS COEFICIENTES MDIOS

JOS ERNANI DA SILVA SILVEIRA

Professor de Fundaes e Obras de Terra da Faculdade de Engenharia e Arquitetura da FUMEC - BH

Professor do Curso de Extenso - Clculo de Fundaes - Escola Engenharia da UFMG - BH

Diretor Tcnico da Empresa EGF Engenharia Geotecnia e Fundaes Ltda - BH1 - SINOPSE

No presente trabalho feita uma anlise comparativa entre os processos semi-empricos, mais usualmente utilizados, para estimativa da capacidade de estacas com base no SPT.

tambm introduzido um processo alternativo, baseado nos coeficientes mdios de atrito lateral e resistncia de ponta, resultantes desta anlise.

2 - REFERNCIAS

Os seguintes trabalhos foram utilizados na anlise comparativa:

Pedro Paulo Costa Velloso - 1979 - O problema da estimativa do comprimento de fundaes profundas com base em sondagens de reconhecimento percusso - Publicao da empresa Geotcnica SA.

Nelson Aoki e Dirceu Velloso - 1975 - An approximate method to estimate the Bearing Capacity of Piles - 5th Panamerican Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering - Buenos Aires, Tomo I, pp 367-376.

Luciano Decourt e Renato Quaresma - 1978 - Capacidade de Carga de estacas a partir de valores do SPT. - VI Congresso Brasileiro de Mecnica dos Solos e Engenharia de Fundaes - Rio de Janeiro, pp 45-53

Luciano Decourt - 1982 - Prediction of the Bearing Capacity of the piles based exclusively on N values of the SPT. - 2th European Symposium on Penetration Testing - Amsterdam, pp 19-34.

Alberto Henriques Teixeira - 1996 - Projeto e Execuo de Fundaes - 3 Seminrio de Engenharia de Fundaes Especiais e Geotecnia - So Paulo, Vol. I, pp 33-50

Urbano Rodrigues Alonso - 1996 - Estacas Hlice Contnua com monitorao eletrnica. Previso da Capacidade de Carga atravs do ensaio SPTT. - 3 Seminrio de Engenharia de Fundaes Especiais e Geotecnia - So Paulo, Vol. II, pp 141-151.

Urbano Rodrigues Alonso - 1996 - Estimativa da adeso em estacas a partir do atrito lateral medido com o torque no ensaio SPTT. - Revista Solos e Rochas da ABMS, vol. 19 n1, pp 81-84.

3 - CONVENES

As seguintes convenes so utilizadas no texto a seguir:

ARGS - Argila Siltosa

ARGA - Argila Arenosa

SAG - Silte Argiloso

SAR - Silte Arenoso

AREA - Areia Argilosa

ARS - Areia Siltosa

ARE - Areia

ARP - Areia com Pedregulhos

L - Comprimento da Estaca

p - Permetro da estaca

dp - dimetro da ponta da estaca

sp - rea da ponta da estaca

Qu - Capacidade de Carga Total da Estaca

Qlu - Capacidade de Carga por atrito lateral

Qpu - Capacidade de Carga por resistncia de ponta

Qadm - Carga admissvel na estaca

N - valores de SPT medidos em sondagens de reconhecimento percusso

l - intervalo de medio do SPT nas sondagens (usualmente 1.00m)

4 - PROCESSO DE PEDRO PAULO COSTA VELLOSO

Qu = Qlu + Qpu

Qadm = Qu / 2.5

Qlu = l * l *p*( C l * N* l )

Qpu = p * p * * sp * 0.5 * [ ( C p * N ) med. acima + ( C p * N ) med. abaixo ]

l , p , l , p , so parmetros, a seguir apresentados

( C l * N* l ) = soma dos valores ( C l * N* l ) calculados ao longo do fuste da estaca

( C p * N ) med. acima = mdia dos valores ( C p * N ) calculada em um intervalo (8*dp)

acima da ponta da estaca

( C p * N ) med. abaixo = idem (3.5*dp) abaixo da ponta da estaca

Recomenda-se que se N (SPT) for superior a 40 utilize-se N (SPT) = 40

= 1,016 - 0,016 dp/dc onde dc = dimetro do cone holandes = 3,6cm

5 - PROCESSO DE AOKI VELLOSO

Qu = Qlu + Qpu

Qadm = Qu / 2

Qlu = (p / F2) * ( * K * N )

Qpu = (sp / F1) * K * N p

, K , F1 , F2, so parmetros, a seguir apresentados

( * K * N ) = soma dos valores ( * K * N ), calculados ao longo do fuste da estaca

Np = valor do SPT na ponta da estaca


6 - PROCESSO DE DECOURT - QUARESMA

Qu = Qlu + Qpu

Qadm = (Qlu / 1.3) + (Qpu / 4)

Qlu = p * L *{ [ (* N )medio ] / 3 +

Qpu = sp * ( * K * N )medio

, , K , so parmetros, a seguir apresentados

(* N )medio = mdia dos valores (* N ), calculada ao longo do fuste da estaca

( * K * N )medio = mdia dos valores ( * K * N ), calculada na ponta da estaca,

considerando-se a cota da ponta, 1.00m. acima e 1.00m. abaixo

Recomenda-se que se N(SPT) for menor que 3 utilize-se 3 e, se for maior que 50, utilize-se 50.

7 - PROCESSO DE ALBERTO HENRIQUES TEIXEIRA ( SEFE III )

Qu = Qlu + Qpu

Qadm = (Qlu / 1.5) + (Qpu / 4) para estacas escavadas em geral

Qadm = Qu / 2 para estacas cravadas e raiz

Qlu = p *

Qpu = sp * 0.5 * [ ( * N ) med. acima + ( * N ) med. abaixo ]

so parmetros, a seguir apresentados

soma dos valores de N (SPT) ao longo do fuste da estaca

(* N ) med. acima = mdia dos valores (* N ) calculada em um intervalo (4*dp)


( * N ) med. abaixo = idem (1.0*dp) abaixo da ponta da estaca

Recomenda-se que se N(SPT) for menor que 4 utilize-se 4 e, se for maior que 40, utilize-se 40.

8 - PROCESSO DE URBANO RODRIGUES ALONSO

Qu = Qlu + Qpu

Qadm = Qu / 2 ou Qadm = (Qlu / 0.8) , considerar o que for menor.

Qlu = 0.662 * p *

Qpu = sp * 0.5 * [ ( * N ) med. acima + ( * N ) med. abaixo ]

so parmetros, a seguir apresentados

soma dos valores de N (SPT) ao longo do fuste da estaca

(* N ) med. acima = mdia dos valores (* N ) calculada em um intervalo (8*dp)


( * N ) med. abaixo = idem (3.0*dp) abaixo da ponta da estaca


9 - ANLISE COMPARATIVA

As tabelas 1 a 7 anexas permitem estabelecer comparaes entre os coeficientes de atrito (a.Ks) e os de ponta (Kp), resultantes dos diversos processos analisados. So tambm apresentados os valores dos coeficientes mdios calculados.

As seguintes observaes so pertinentes:

a) No processo de Decourt - Quaresma o valor do coeficiente de atrito lateral, alm do tipo de estaca e tipo de solo, depende tambm do valor de N (SPT). Para comparao adotou-se para N o valor mdio da faixa recomendada (3 a 50).

b) No processo de Pedro Paulo Costa Velloso o valor do coeficiente de resistncia de ponta depende, alm do tipo de solo e tipo de estaca, do valor do dimetro da ponta. Para comparao adotou-se para o dimetro da ponta o valor mdio de 75 cm ( dimetro da ponta usualmente varivel entre 30 e 120 cm).

c) A capacidade de carga por ponta das estacas considerada diferentemente em cada processo, em funo do ''embutimento'' da ponta na camada de suporte mais resistente:

- O processo de Aoki-Velloso admite que o simples apoio nesta camada j permite usufruir de sua resistncia. Assim, o coeficiente de resistncia de ponta calculado utilizando somente o SPT na cota da ponta.

- Os demais processos admitem a influencia deste ''embutimento'', sendo que para Decourt-Quaresma 1.0m suficiente, para Pedro Paulo Velloso e Urbano Rodrigues Alonso, a considerao integral da resistncia de ponta resultante de uma camada de suporte mais resistente, exige ''embutimento'' de 8 a 8.5 vezes o dimetro da ponta da estaca. Para Alberto Henriques Teixeira, tal valor de 4 vezes o dimetro da ponta da estaca.

d) Por outro lado a resistncia de uma camada mais fraca abaixo da ponta da estaca influencia tambm diferentemente a capacidade de carga por ponta, nos diversos processos analisados:

- O processo de Aoki-Velloso no leva em conta tal influencia ao considerar no clculo do coeficiente de resistncia de ponta somente o SPT na cota de apoio da ponta.

- Os demais processos admitem tal influencia, que ser considerada por Decourt- Quaresma se a camada fraca estiver a menos de 1.0m abaixo da ponta. Para Pedro Paulo Velloso e Urbano Rodrigues Alonso a cosiderao da camada mais fraca subjacente admitida quando ocorrente abaixo menos que 3 vezes o dimetro da ponta da estaca. Para Alberto H. Teixeira este valor de 1 vez o dimetro da ponta da estaca.

e) obvio que as consideraes dos sub-itens ''c'' e ''d'' anteriores dependem da existncia e significncia da camada de suporte mais resistente na ponta da estaca e da camada mais fraca subjacente. Esta ltima situao parece-nos mais remota e, portanto, menos importante.

f) A avaliao da carga admissvel na estaca tambm diferente nos processos analisados:

- Pedro Paulo C. Velloso e Aoki-Velloso consideram um coeficiente global de reduo na capacidade de carga total avaliada (atrito mais ponta) de 2.5 e 2.0, respectivamente, para qualquer tipo de estaca.

- Decourt-Quaresma considera coeficientes de reduo (parciais) de 1.3 e 4.0 para capacidade de carga por atrito e ponta, respectivamente, para qualquer tipo de estaca.

- Alberto H. Teixeira considera valores diferentes para estacas cravadas e raiz, ou, escavadas:

Cravadas ou raiz, coeficiente de reduo global de 2.0 no valor da capacidade de carga total (atrito mais

ponta).

- Esvavadas em geral, coeficientes de reduo (parciais) de 1.5 e 4.0 para capacidade de carga por atrito e ponta, respectivamente.

- Urbano R. Alonso considera para qualquer tipo de estaca o menor valor resultante entre a aplicao de um coeficiente global de 2.0 em relao capacidade de carga total (atrito mais ponta) e o valor da capacidade de carga por atrito dividido por 0.80.

10 - A FRMULA DOS COEFICIENTES MDIOS

A ideia de estabelecer uma frmula denominada ''dos coeficientes mdios'' decorre da hipottica considerao de que uma avaliao mdia entre os diversos processos analisados, tem chance de melhor estimar a capacidade de carga das estacas, com base nos valores de SPT.

Esta frmula pode ser escrita:

Qu = Qlu + Qpu

Qadm = Qu / 2 para estacas cravadas

Qadm = Qu / 2 ou Qadm = (Qlu / 0.8), considerado o menor valor, para estacas escavadas e

raiz Qlu = p * ( Cs * N ) onde

Cs = coeficientes mdios de atrito lateral obtidos na anlise efetuada (tabelas 1 a 7 anexas) e abaixo

reproduzidos

( Cs * N ) = soma dos produtos ( Cs * N ) , computados ao longo do fuste da estaca.

Qpu = sp * 0.5 * [ (Cp * N ) med. acima + (Cp * N ) med. abaixo ]

Cp = coeficientes mdios de ponta obtidos na anlise efetuada (tabelas 1 a 7 anexas) e abaixo

reproduzidos

(Cp* N ) med. acima = mdia dos valores (Cp* N ) calculada em um intervalo 5 dp


(Cp * N ) med. abaixo = idem 5 dp abaixo da ponta da estaca

Recomenda-se que se N (SPT) for superior a 40 utilize-se N (SPT) = 40 e, se N (SPT) for inferior a 3,

utilize-se N (SPT) = 3VALORES EXPRESSOS EM (t/m2)

77

_973041074.xlsPlan1

TIPO DE ESTACAARGSARGASAGSARAREAARSAREARP

abababababababab

Prem. (concreto ou ao)1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00

Franki1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00

Hlice Contnua0.851.000.851.000.601.000.600.900.500.800.500.800.500.700.500.70

Esc. s/ revestimento0.850.850.850.850.600.650.600.650.500.500.500.500.500.500.500.50

Esc.c/ revest.ou lama0.850.900.850.900.600.750.600.750.500.600.500.600.500.600.500.60

Hollow Auger0.901.000.901.000.901.000.900.900.900.800.900.800.900.700.900.70

Raiz0.851.500.851.500.601.500.601.200.501.100.501.100.501.000.501.00

_973122240.xlsPlan1


abababababababab

Prem. (concreto ou ao)1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00

Franki1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00

Hlice Contnua0.851.000.851.000.601.000.600.900.500.800.500.800.500.700.500.70



Hollow Auger0.901.000.901.000.901.000.900.900.900.800.900.800.900.700.900.70

Raiz0.851.500.851.500.601.500.601.200.501.100.501.100.501.000.501.00

_973155532.xlsPlan1

TIPO DA ESTACAaTIPO DE SOLO

(t/m2)b (t/m2)

ARGSARGASAGSARAREAARSAREARP

Prem.(concreto ou ao)0.6710.010.015.015.020.020.020.020.0

Franki0.6710.010.015.015.020.020.020.020.0

Hlice contnua0.6510.010.015.015.020.020.020.020.0

Esc. s/ revestimento0.5610.010.015.015.020.020.020.020.0

Esc. c/ revest.ou lama0.5910.010.015.015.020.020.020.020.0

Hollow Auger0.6510.010.015.015.020.020.020.020.0

Raiz0.8710.010.015.015.020.020.020.020.0

_973166965.xlsPlan1


CsCpCsCpCsCpCsCpCsCpCsCpCsCpCsCp

Prem.(concreto/ao)0.4512.510.4416.000.4616.910.5024.930.5429.980.5334.140.4539.590.4540.39

Franki0.4611.540.4613.970.4715.240.5122.290.5526.980.5430.680.4635.600.4636.40

Hlice Contnua0.419.210.4110.670.4211.170.4515.590.4718.560.4620.630.3824.150.3824.95



Hollow Auger0.3910.960.3913.800.4014.990.4221.480.4426.010.4429.300.3633.740.3834.46

Raiz0.559.210.5510.870.5611.170.5715.590.6018.360.5920.630.5123.950.5124.55

_973187015.xlsPlan1

TIPO DA ESTACAbTIPO DE SOLO

(t/m2)a (t/m2)



Franki0.5010.016.012.021.024.030.034.038.0

Hlice contnua0.4010.013.011.016.020.022.027.031.0



Hollow Auger0.409.918.914.423.427.032.436.039.6

Raiz0.6010.014.011.016.019.022.026.029.0

_973162221.xlsPlan1


abababababababab

Prem.(concreto/ao)1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00

Franki1.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00

Hlice Contnua0.851.000.851.000.601.000.600.900.500.800.500.800.500.700.500.70



Hollow Auger0.901.000.901.000.901.000.900.900.900.800.900.800.900.700.900.70

Raiz0.851.500.851.500.601.500.601.200.501.100.501.100.501.000.501.00

_973162475.xlsPlan1

TIPO DA ESTACAaTIPO DE SOLO

(t/m2)b (t/m2)



Franki0.6710.010.015.015.020.020.020.020.0

Hlice contnua0.6510.010.015.015.020.020.020.020.0



Hollow Auger0.6510.010.015.015.020.020.020.020.0

Raiz0.8710.010.015.015.020.020.020.020.0

_973166096.xlsPlan1


CsCpCsCpCsCpCsCpCsCpCsCpCsCpCsCp

Prem.(concreto/ao)0.4512.510.4416.000.4616.910.5024.930.5429.980.5334.140.4539.590.4540.39

Franki0.4611.540.4613.970.4715.240.5122.290.5526.980.5430.680.4635.600.4636.40

Hlice Contnua0.419.210.4110.670.4211.170.4515.590.4718.560.4620.630.3824.150.3824.95



Hollow Auger0.3910.960.3913.800.4014.990.4221.480.4426.010.4429.300.3633.740.3834.46

Raiz0.559.210.5510.870.5611.170.5715.590.6018.360.5920.630.5123.950.5124.55

_973162072.xlsPlan1


(t/m2)a (t/m2)



Franki0.5010.016.012.021.024.030.034.038.0

Hlice contnua0.4010.013.011.016.020.022.027.031.0



Hollow Auger0.409.918.914.423.427.032.436.039.6

Raiz0.6010.014.011.016.019.022.026.029.0

_973154513.xlsPlan1


(t/m2)a (t/m2)



Franki0.5010.016.012.021.024.030.034.038.0

Hlice contnua0.4010.013.011.016.020.022.027.031.0



Hollow Auger0.409.918.914.423.427.032.436.039.6

Raiz0.6010.014.011.016.019.022.026.029.0

_973034559.xlsPlan1

TIPO DA ESTACAa la p

Premoldada (concreto ou ao)1.001.00

Franki1.001.00

Hlice Contnua0.850.50

Escavadas sem revestimento0.500.50

Escavadas com revestimento ou lama0.700.50

Hollow Auger0.850.85

Raiz0.900.50

_973035912.xlsPlan1

TIPO DA ESTACAF1F2

Premoldada (concreto ou ao)1.753.50

Franki2.114.22

Hlice Contnua3.004.50

Escavadas sem revestimento3.006.00

Escavadas com revestimento ou lama3.005.00

Hollow Auger2.504.50

Raiz3.003.50

_973036221.xlsPlan1

TIPO DO SOLOa (%)K (t/m2)

ARGS4.0022.00

ARGA2.4035.00

SAG3.4023.00

SAR2.2055.00

AREA3.0060.00

ARS2.0080.00

AREA1.40100.00

ARP1.40100.00

_973037863.xlsPlan1

TIPO DO SOLOK (t/m2)

ARGS11.00

ARGA12.00

SAG20.00

SAR25.00

AREA35.00

ARS35.00

AREA40.00

ARP40.00

_973034578.xlsPlan1

TIPO DO CARREGAMENTOl ll p

Compresso1.001.00

Trao0.750.00

_973034546.xlsPlan1

TIPO DO SOLOC l (t/m2)C p (t/m2)

ARGS0.6325.00

ARGA0.6325.00

SAG0.7030.00

SAR0.8040.00

AREA0.8545.00

ARS0.8550.00

AREA0.5060.00

ARP0.5060.00

estimativa da capacidade de carga de estacas com base no spt

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