FUNDAÇÕES PROFUNDAS Capacidade de carga de fundações profundas 29/04/ 2014 Disciplina - Fundações
Métodos Diretos para Cálculo da Capacidade de Carga por meio do SPT. Métodos Direto Semi Empíricos - Estatísiticos Método - Luciano Decourt Método - AoKi - Velloso
1) Determinar capacidade de carga - estacas Método: Luciano Decourt 2) Dados da estaca Estacas de concreto pré-moldado - Protendit Dimensão Carga Area perimetro Distancia distancia secão 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 Terreno Sondagem : SP-01 Cota do terreno: 100,00 Prof. da Camada Classificação C t/m2 0 3,48 Argila Arenosa 12 3,48 7,36 Areia Argilosa 40 7,36 11,4 Argila Silto Arenosa 12 11,4 16 Silte Areno- Argiloso 25 Aterro : 2,00m 3)Carga de projeto P projeto = 30 tf
aterro 1,00 aterro 2,00 COTA N Sl fs Slxfs Pl C Sp Np Pp Pr Pad m SPT m2 (t/m 2 ) Pli (t) tf (t/m 2 ) m2 (tf) (t) tf 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 4,03 5,00 3,00 0,86 2,00 1,72 5,16 40,00 0,05 3,00 5,55 10,71 5,36 6,00 3,00 0,86 2,00 1,72 6,88 40,00 0,05 3,33 6,16 13,04 6,83 7,00 4,00 0,86 2,33 2,01 8,89 40,00 0,05 3,67 6,78 15,67 8,53 8,00 4,00 0,86 2,33 2,01 10,89 12,00 0,05 4,33 2,40 13,30 8,98 9,00 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 13,90 11,00 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 25,50 95,00 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 39,89 15,00 50,00 0,86 6,00 5,16 40,99 25,00 0,05 50,00 57,78 98,77 45,98 16,00 50,00 0,86 6,00 5,16 46,15 25,00 0,05 50,00 57,78 103,93 49,95
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 Pré- moldada de concreto Carga Adm. Estrutural tf 15 x15 32 17x17 40 21,5x21,5 67 23x23 82 26,5x26,5 106 29,5x29,5 134 φ36 138 φ42 158 φ52 244 Area Seção cm2 Perímetro Carga adm. estaca
Cálculo da capacidade de carga Método Luciano Decourt Considerações Sobre outros Tipos de Estacas O 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 carga MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA (1996) Considerações Sobre Estacas de outros Tipos Coeficientes de Modificação Para 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 carga MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA (1996) Considerações Sobre Estacas de outros Tipos Coeficientes 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 Escavada d=30cm Qp Qa Qu 0,60x Qp 0,90x Qa Hélice d=35 0,30 x QP 1,00x Qa
Cálculo da capacidade de carga Considerações Tubulões MÉTODO DÉCOURT-QUARESMA (1996) 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 Qu = Qp 4
Cálculo da capacidade de carga Método Aoki-Velloso através de Sondagens (SPT) Os engenheiros AoKi e Veloso publicaram a seguinte correlação: Q = RA+Rp RA = Cs x Ni x Sli Rp= Cp x Ni x Sp Cs: coeficiente de correlação de atrito Cp: coeficiente de correlação de ponta Ni: SPT na cota desejada Sli: 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) Argila Sedimentar Areia Sedimentar Argila Residual Areia Residual Cs 0,63 0,50 0,80 0,85 Cp) 25 60 20 50 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
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= 2 Sl = 4x0,25.1 =1,00 Cálculo da capacidade de carga Método AoKi Veloso Sp= 0,25 X0,25=0,0625 COTA N Sl Cs Ra=SlxCs Ra C p Sp Np Rp Qu Qad* m SPT m2 (t/m 2 ) (t) (t) (t/m 2 ) (m2) (t) (t) t 1,00 4 1,00 0,63 2,52 2,52 2,00 17 1,00 0,63 10,71 13,23 3,00 20 1,00 0,63 12,60 25,83 25 0,0625 20 31,25 57,08 28,50 4,00 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 * coef. Segurança = 2 b) 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 carga Método Luciano Decourt 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)=4 Sl = 4x0,25.1 =1,00 Sp= 0,25 X0,25=0,0625 Nponta = (Nj-1)+ Nj+ Nj+1 fs= N +1 3 3 COTA N Sl fs Slxfs Ra C Sp Np Rp Qu Qad m SPT m2 (t/m 2 ) (t) (t) (t/m 2 ) (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 25,67 5,00 34 1,00 6,00 6,00 26,50 20,00 0,06 29,33 36,67 63,17 31,59 b) Estabelecer o comprimento da estaca para uma carga admissível estrutural de 25 tf. Z= 5m Qu= 63,17 tf Qadm=31,59
Avaliação da capacidade de carga de estacas Método - Fórmulas Dinâmicas A capacidade de carga de estacas cravadas pode ser obtida a 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 estacas Método - 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 carga Fórmula de Danish ( Dinamarquesa) Rd(cpacidade de carga) = S + Mhe MheLc/2AE Rd= 2,5P P : carga de trabalho (Kgf) M: peso do martelo e= eficiência do equipamento(0,55) queda livre h: altura de queda A: área da secão transversal (cm2) E: módulo de elasticidade E= 350.000Kf/cm2 Lc: comprimento cravado S: nega para um golpe(cm)
Avaliação da capacidade de carga Fórmula de Danish ( Dinamarquesa) Rd(cpacidade de carga) = S + Mhe MheLc/2AE Rd = 2400x90x0,55 0,1 + 2400x90x0,55x1300/2x870x350.000 Rd = 196.824Kgf P= Rd/2,5 P= 78.730 kgf = 78,73 tf para nega de 1cm Para 2cm Para 3cm
Projeto de Fundações de um Edifício Residencial Desenvolver o Projeto executivo da fundação do edifício residencial: A = 300 m 2 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 Sondagens 3. Planta de carga dos pilares