4.8 KEYPAD- SMALLCLAC (4×4)

De acordo com Cintra e Aoki (2010), no conhecimento do problema físico da capacidade de carga, verifica-se o crescimento de tensões ao longo do fuste da estaca e junto à sua base, como ilustrado na Figura 9, este conjunto de cargas são decompostas em duas partes:

Resistência Lateral ou resistência de Fuste (R_L) Resistência de Ponta (R_P)

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Figura 9 - Parcelas de resistência que constituem a capacidade de carga Fonte: Cintra e Aoki (2010).

Portanto, tem-se o equacionamento matemático seguinte:

R R

R = _L + _P (1)

● RESISTÊNCIA LATERAL

É a resistência ofertada pelo corpo lateral da estaca quando empurrada para baixo, sob ação de uma força agindo de forma contrária ao solo. De acordo com Cintra e Aoki (2010), é adotado que as tensões laterais são as primeira a serem mobilizadas até o máximo possível.

Idealizando a estaca fragmentada em frações verticais, onde, em cada fração atua um atrito lateral local, de valor variável em função das peculiaridades geotécnicas das diferentes camadas do solo. Para obter os valores de resistência de cada subdivisão aplica-se o seguinte equacionamento:

U (r )

R_L = _*

_∑

n

i=0 L* ΔL

(2)

Onde: U é o perímetro do fuste (m);

é a resistência lateral fracionada;

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é o comprimento de cada fração (m). Δ_L

● RESISTÊNCIA DE PONTA

É a resistência oferecida pela estaca quando impulsionada para baixo sob a ação de uma força contrária ao solo. Segundo Cintra e Aoki (2010), a resistência de ponta só será estimulada quando a resistência de fuste houver atingido sua máxima solicitação.

Para determinar a parcela da resistência referente à ponta da estaca, utiliza-se o seguinte equacionamento matemático:

r A

R_P = _{P * P} (3)

Onde: r_Pé a resistência de ponta, em unidades de tensão (kN)

é a área da seção transversal da ponta ou base da estaca (m²)

A_P

● MÉTODOS SEMI-EMPÍRICOS

Segundo Cintra e Aoki (2010), as fórmulas teóricas para se obter a capacidade de carga de fundações por estacas não são confiáveis. Visto isso alguns autores propuseram métodos de cálculos baseados em resultados de ensaios em campo e ajustados com prova de carga.

- MÉTODO AOKI-VELLOSO (1975)

Relembrando a equação (1) teórica de capacidade de carga e juntando com as equações (2) e (3), que são as parcelas de resistência lateral ( R_L) e resistência de ponta (R_P ), temos:

U (r ) r A

R = _*

∑

n

i=0 L* ΔL + P * P

(4)

Sendo que r_L re _P são incógnitas geotécnicas, que inicialmente pelo método Aoki-Velloso são relacionadas com o ensaio de penetração estática (CPT),

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com base no valor de resistência de ponta do cone ( q_c) e no atrito lateral unitário da luva ( ) (CINTRA; AOKI, 2010).f_s

(5) F rp = q_c

/

₁ e (6) F r_L = f_s

/

₂

Onde F₁ Fe ₂, mostrados na Quadro 1, são fatores de correção que levam em consideração a diferença entre o comportamento da estaca e o do cone do CPT e também da influência do método construtivo de cada tipo de estaca.

Tipo de estacas F1 F2

Franki 2,5 2*F1

Metálica 1,75 2*F1

Pré-Moldada 1+D/0,8 2*F1

Escavada 3 2*F1

Raiz, Hélice contínua e Ômega ₂ 2*F1

Quadro 1 – Fatores de correção F1 e F2 atualizados (adaptados de Aoki e Velloso, 1975) Fonte: Cintra e Aoki (2010).

Contudo no Brasil, de acordo com Cintra e Aoki (2010), o método mais empregado para investigação é o SPT, em decorrência disso o valor de resistência de ponta (q_c) pode ser substituído pelo índice de resistência à penetração (N_spt).

q_{c = K * Nspt} (7) A equação 22, acima, permite que o atrito lateral também seja expresso em função de N_spt, considerando a razão de atrito ( ) a seguir.α

(8) q α = f_s

/

_c Logo: (9) f_{s= α * qc= α * K * Nspt}

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Portanto a equação final é expressa por:

(α L ) R = _F 1 K N_* p * Ap + _FU 2

∑

n 1 * K * NL* Δ ′ (10)

Na equação, Np é o valor de Nspt na cota de apoio da ponta da estaca e NL

é o valor de N_spt médio na camada de solo de espessura ΔL ′.

As incógnitas K e α , na equação 25, são estabelecidas em função dos tipos de solos e seus valores foram propostas pelos autores, na Quadro 2, com fundamento em suas experiências e em valores da literatura.

Solo K (MPa) α (%) Areia 1 1,4 Areia Siltosa 0,8 2 Areia Siltoargilosa _0,7 2,4 Areia Argilosa 0,6 3 Areia Argilosiltosa 0,5 2,8 Silte 0,4 3 Silte Arenoso 0,55 2,2 Silte Arenoargiloso 0,45 2,8 Silte Argiloso 0,23 3,4 Silte Argiloarenoso 0,25 3 Argila 0,2 6 Argila Arenosa 0,35 2,4 Argila Arenossiltosa 0,3 2,8 Argila Siltosa 0,22 4 Argila Siltoarenosa 0,33 3

Quadro 2 – Coeficiente K e razão de atrito (Aoki e Velloso, 1975)α Fonte: Cintra e Aoki (2010).

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Conforme a NBR 6122 (ASSOCIAÇÃO…, 2010), a grandeza essencial quando se trata de projeto de fundação por estacas é a carga admissível, quando o projeto for realizado em termos de valores característicos, ou carga resistente de projeto, quando executado em valores de projeto.

A carga admissível (P )a de acordo com Cintra e Aoki (2010), pode ser obtida através do seguinte equacionamento matemático:

(11) F

Pa = R

/

S

Onde: Paé a carga admissível;

é o valor total da capacidade de carga;

R

é o fator de segurança, normatizado e sempre superior a 1.Para esse

F_S

método utiliza F_S= 2.

- MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA (1978)

Na estimativa de atrito lateral, Décourt (1982) transforma os valores tabelados para a resistência lateral na expressão:

0

r_{L = 1 *}

(

N₃L _{+ 1}

)

₍₁₂₎

A equação da resistência de ponta da estaca ( rp) é estimado pelo método de Décourt-Quaresma a seguir por:

rp = C * Np (13)

O valor do índice de resistência à penetração na ponta ( Np) é determinado por uma média de três valores de N_spt, o que corresponde ao nível da base, o imediatamente anterior e o imediatamente posterior. Já o valor do coeficiente característico do solo (C) é determinado por meio da Quadro 3.

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Tipo de Solo C (kPa)

Argila 120

Silte Argiloso* 200 Silte Arenoso* 250

Areia 400

*alteração de rocha (solos residuais)

Quadro 3 – Coeficiente característico do solo C (Décourt e Quaresma, 1978) Fonte: Cintra e Aoki (2010).

Décourt (1996) introduz os fatores α′ β e as parcelas de resistências, que podem ser obtidos pelas Quadro 4 e 5. O fator α′ é atribuído a parcela de resistência de ponta e o fator β é atribuído a parcela de resistência lateral, originou-se a seguinte equação de capacidade de carga:

0 R = α_{′* C * N}p_{* A}p+ β * 1 *

(

N₃L + 1

)

_{* U * L} (14) Tipos de solo Tipos de estacas Escavada em geral Escavada (bentonita) Hélice contínua Raiz Injetada sob altas pressões Argilas 0,85 0,85 0,3* 0,85* 1,0* Solos Intermediários 0,6 0,6 0,3* 0,6* 1,0* Areias 0,5 0,5 0,3* 0,5* 1,0*

*Valores apenas orientativos diante do reduzido número de dados disponíveis Quadro 4 - Valores do fator α′ em função do tipo de estaca e do tipo de solo (Décourt, 1996) Fonte: Cintra e Aoki (2010).

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Tipos de estacas

Tipos de solo Escavada em geral Escavada (bentonita) Hélice contínua Raiz Injetada sob altas pressões Argilas 0,8* 0,9* 1,0* 1,5* 3,0* Solos Intermediários 0,65* 0,75* 1,0* 1,5* 3,0* Areias 0,5 0,6* 1,0* 1,5* 3,0*

*Valores apenas orientativos diante do reduzido número de dados disponíveis Quadro 5 - Valores do fator em função do tipo de estaca e do tipo de solo (Décourt, 1996)β Fonte: Cintra e Aoki (2010).

Para a carga admissível (P )a no método de Décourt-Quaresma o fator de segurança é diferenciado para cada parcela de resistência, segundo Cintra e Aoki (2010), e pode ser obtida através do seguinte equacionamento matemático:

(15)

P

a

=

_1,3RL

+

R₄P

Onde: Pa é a carga admissível;

é o valor da resistência de fuste;

R_L

é o valor da resistência de ponta.

R_P

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