Cálculo da capacidade de carga de fundações em estacas pelo SPT

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Cálculo da Capacidade de
Carga de Fundações em
Estacas pelo SPT
Leia o artigo completo em:
http://engenheironocanteiro.com.br/calculo-da-capacidade-de-carga-de-fundacoes-em-estacas-pelo-spt/
Utilizando os métodos
teóricos de Aoki-Velloso e
Décourt-Quaresma

Agenda
Introdução
#1
Passo
Bônus
Método de Décourt-Quaresma
#2
Método de Aoki-Velloso
#3
Exemplo Prático
#4

Pra quem é este material ?
• Engenheiro civil que precisa de uma revisão
no assunto “Cálculo de Fundação em
Estacas”;
• Estudante de engenharia que precisa fazer
um trabalho na faculdade sobre o tema;
• Consultor geotécnico que quer comparar
seus métodos de cálculo com outras fontes

No que ele pode ajudar ?
• Estimativa da capacidade de carga de
estacas utilizando o SPT;
• Comprimento das estacas para fins de
orçamento dos custos de fundações
profundas;
• Quantidade preliminar de estacas por bloco
de fundação.
Nota: este artigo e o material disponível para download auxilia no pré-dimensionamento. Para
grandes obras e casos mais críticos (solos moles, barrancos, solos expansivos) não dispensa a
experiência de um consultor geotécnico e os cálculos mais precisos de um engenheiro de
fundações.

Método de
Décourt-Quaresma

• A capacidade de carga de uma estaca (Carga de Ruptura –
chamaremos de “Qu”) será obtida pela fórmula abaixo:
Onde:
• qp é a tensão de ruptura de ponta;
• Ap é a área da ponta da estaca;
• qs é o valor do atrito lateral unitário;
• As é a área lateral da estaca.
𝑄 𝑢 = α. 𝑞 𝑝. 𝐴 𝑝 + β. 𝑞 𝑠. 𝐴 𝑠
• 𝜶 𝒆 𝜷 são parâmetros de ajuste para estacas não cravadas

• A tensão de ruptura de ponta
possui a seguinte equação:
Onde:
• K é um coeficiente tabelado em função do tipo de solo
• N é o Nstp, número STP ou ainda, o número de golpes necessários para
equipamento da sondagem penetrar 30 cm no solo. Esse número você
obtém no resultado da sondagem à percussão executada no terreno
𝑞 𝑝 = 𝐾. 𝑁
Tipo de solo K (KN/m2)
Argila 120
Silte argiloso 200
Silte arenoso 250
Areia 400
• O atrito lateral unitário é
calculado pela fórmula:
𝑞 𝑠 = 10.
𝑁
3
+ 1 kN/𝑚2

Parâmetro "α" (Décourt, 1996)
Argilas Solos intermediários Areias
Cravada 1,00 1,00 1,00
Escavada em geral 0,85 0,60 0,50
Escavada com lama bentonítica 0,85 0,60 0,50
Hélice contínua 0,30 0,30 0,30
Raiz 0,85 0,60 0,50
Injetadas (alta pressão) 1,00 1,00 1,00
Parâmetro "β" (Décourt, 1996)
Argilas Solos intermediários Areias
Cravada 1,00 1,00 1,00
Escavada em geral 0,80 0,65 0,50
Escavada com lama bentonítica 0,90 0,75 0,60
Hélice contínua 1,00 1,00 1,00
Raiz 1,50 1,50 1,50
Injetadas (alta pressão) 3,00 3,00 3,00

Método de
Aoki-Velloso

• A capacidade de carga de uma estaca (Carga de Ruptura – “Qu”) será obtida
pela soma da Carga de Ponta (“Qp”) com a Carga do Atrito Lateral (“Qa”), assim
como na equação abaixo:
𝑸 𝒖 = 𝑸 𝒑 + 𝑸 𝒂

• A carga resistida pela ponta (Qp) segue a equação abaixo:
Onde:
• K é um coeficiente tabelado em função do tipo
de solo, mas possui valores diferentes do Método
de Décourt-Quaresma - cuidado;
• N é o Nstp da sondagem;
• F1 é um parâmetro tabelado em função do tipo
de estaca. Foi calculado pelos engenheiros
pesquisadores do método através de inúmeras
correlações e testes de carga durante as
pesquisas realizadas;
• Ap é a área da ponta da estaca. Se for uma
estaca cilíndrica maciça, por exemplo, é a velha
fórmula “pi vezes o raio ao quadrado”.
𝑄 𝑝 =
𝐾. 𝑁
𝐹1
. 𝐴 𝑝
Tipo de solo K av (KN/m2) α (%)
Areia 1.000 1,4%
Areia siltosa 800 2,0%
Areia silto-argilosa 700 2,4%
Areia argilosa 600 3,0%
Areia argilo-siltosa 500 2,8%
Silte 400 3,0%
Silte arenoso 550 2,2%
Silte areno-argiloso 450 2,8%
Silte argiloso 230 3,4%
Silte argilo-arenoso 250 3,0%
Argila 200 6,0%
Argila arenosa 350 2,4%
Argila areno-siltosa 300 2,8%
Argila siltosa 220 4,0%
Argila silto-arenosa 330 3,0%

• A carga máxima suportada pelo atrito lateral é
calculada pela fórmula a seguir:
Onde:
• Qa é o valor da carga do atrito
lateral;
• ɑ também é um coeficiente que varia
em função do tipo de solo;
• K e N são os mesmos da fórmula do
Qp;
• F2 também é um parâmetro tabelado
em função do tipo de estaca.
𝑄 𝑎 = 𝛼.
𝐾. 𝑁
𝐹2
. 𝐴𝑙
Tipo de Estaca F1 F2
Franki - fuste apiloado 2,3 3,0
Franki - fuste vibrado 2,3 3,2
Metálica 1,8 3,5
Pré-moldada cravada 2,5 3,5
Pré-moldada prensada 1,2 2,3
Escavada pequeno diâmetro 3,0 6,0
Escavada grande diâmetro 3,5 7,0
Escavada com lama bentonítica 3,5 4,5
Raiz 2,2 2,4
Strauss 4,2 3,9
Hélice contínua 3,0 3,8

Exemplo Prático

Exemplo Prático
• Avaliar a capacidade de carga e a
quantidade de estacas escavadas
de 25 cm de diâmetro necessárias
para suportar um pilar com 900kN
• Faça o download da planilha no botão abaixo para acompanhar a
solução deste exercício. Ela foi desenvolvida para MS Excel 2010, é
totalmente aberta, editável, não possui senha nem macros
Baixar Planilha

Exemplo Prático
Considerar o seguinte perfil do solo e
resultado da sondagem à percussão:

Exemplo Prático
Passo #1) Preencher a planilha com os dados iniciais:
• Tipo de estaca: Escavada pequeno diâmetro
• Diâmetro: 25 cm
• Fck do concreto: adotarei 15 Mpa
• Coeficiente de Segurança (CS): 2,0

Exemplo Prático
Passo #2) Preenchendo o perfil do solo:
• Coluna “Cota”: indicar a primeira cota considerada na sondagem, “559” no exemplo;
• Coluna “SPT”: indicar os resultados do SPT de metro em metro
• Repare que como no último resultado do SPT tivemos 32 golpes para 15cm, utilizei um SPT fictício de 64, como medida
aproximada do resultado para 30cm.
• Coluna “Solo”: indicar o tipo de solo mais próximo com a descrição da sondagem.

Exemplo Prático
Passo #3) Avaliar os resultados
A planilha calcula automaticamente a capacidade do solo para a estaca
escolhida pelos dois métodos apresentados e escolhe o mais consevador
(menor resistência) na última coluna.
Na profundidade de 8m a estaca teria 274
kN de capacidade, o que permitiria utilizar
4 estacas para suportar o pilar com 900kN.

Bibliografia consultada
• Fundações - Teoria e Prática
– ABMS/ABEF

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