Capacidade de Carga Geotécica de Fudações Profudas FUNDAÇÕES SLIDES 06 Prof. MSc. Douglas M. A. Bittecourt prof.douglas.pucgo@gmail.com
Capacidade de Carga de Tubulões Toda a carga aplicada a um tubulão será suportada pelo solo sob a base Como são fudações profudas, a teoria de Terzaghi ão propicia boas previsões Teoria de Meyerhof adaptada para a ruptura localizada dos tubulões A b N adm 2
Capacidade de Carga de Tubulões 3
Capacidade de Carga de Tubulões q u K 2 * * s * 1,3c Nc qnq Nc*, Nq* = fatores de capacidade de carga de Meyerhof q = tesão vertical efetiva a cota da base do tubulão K s = coeficiete de empuxo próximo à base K s K 0 1 si ' areias e siltes 0,95 si ' argilas 4
Nc Nq 5
Gráfico em escala logarítmica d T log d T N 10 N d (cm) = distâcia a partir da origem da década até o poto desejado o gráfico T (cm) = tamaho da década N = valor etre 1 e 10 Valor procurado N Valor da origem da década 6
Exemplo d Nc T Âgulo de atrito = 45 graus Origem da década = 1000 T d T N 10 T N Valor procurado Valor da origem da década 7
Capacidade de Carga de Tubulões q u K 2 * * s * 1,3c Nc qnq Obs.: Para usar a equação de Meyerhof para tubulões, recomeda-se alterar os de valores de c e de ɸ, para represetar melhor a ruptura localizada, exceto para o cálculo de K s. c * * 2 3c * tg 2 3tg q adm adm qu FS FS = 2,0 (fudações profudas) 9
Capacidade de Carga de Tubulões Exemplo: Qual a dimesão da base do tubulão para suportar um pilar com 2500 kn? q u K 2 * * s * 1,3c Nc qnq 10
Capacidade de Carga de Estacas Em estacas a carga última é dada pela soma da parcela de atrito lateral (P L ) e da pota (P P ) As parcelas de atrito lateral e de pota ocorrem para diferetes valores de recalque Atrito lateral cisalhameto, pequeas deformações Resistêcia de Pota compressão, grades deformações P u = P L + P P P L P P 11
Capacidade de Carga de Estacas 12
Capacidade de Carga de Estacas Para garatir uma meor deformação da estaca a carga de trabalho, recomeda-se: P adm PL 1,3 PL 2 P 4 P P P Décourt NBR 6122 13
Capacidade de Carga de Estacas Parcelas de carga (A) Na pota: σp max = tesão máxima à compressão o solo sob a pota da estaca A p = área da pota (B) Atrito lateral: τ = tesão cisalhate máxima a iterface estaca-solo A L = área lateral da estaca Solo estratificado P P pmax P A p L A L P L i1 A i L i 14
Capacidade de Carga de Estacas Tesões máximas (A) Na pota: Usa-se a teoria de Meyerhoff: q u K 2 * s * 1,3cNc qnq Para estacas NÃO se reduzem os valores de c e ø (B) Na lateral: A partir da resistêcia do solo: ' a ta a c 2 ta 2 3ta ' v K 0 15
Capacidade de Carga de Estacas Tesões máximas (B) Na lateral: Como a tesão vertical varia liearmete com a profudidade, pode-se estimar a tesão o poto médio de cada subcamada ' a ta ' v K 0 16
Exemplo Calcule a carga admissível de uma estaca com diâmetro de 50cm tedo em vista o perfil dado. 17
Atrito Negativo Atrito lateral estaca solo Deslocameto relativo etre o solo e a estaca Atrito positivo A estaca recalca mais que o solo evolta Capacidade de carga geotécica Atrito egativo O solo recalca mais que a estaca A estaca é sobrecarregada 18
Atrito Negativo Causa pricipal Recalque da camada compressível devido à atuação de sobrecargas (aterros, estoque de materiais, etc) e adesameto As estacas limitam o recalque a região ode são istaladas Aloso (1989) 19
Atrito Negativo Estimativa de Q (Aloso, 1989) Q U l r l U = perímetro da estaca Δl = trechos de solo com r l costate r l = adesão estaca-solo Valor de r l Se for argila mole = coesão das argilas Pode ser adotado igual ao atrito lateral o caso de aterros Estacas pré-moldadas r l ão deverá exceder o peso do volume de solo amolgado 20
Atrito Negativo Estacas pré-moldadas r l ão deverá exceder o peso do volume de solo amolgado 21
Atrito Negativo Estimativa de Q (Velloso e Lopes, 2010) Q U l a ' K v ta a = aderêcia estaca-solo (geralmete desprezada) σ v = tesão vertical efetiva juto da estaca a profudidade em estudo K = coeficiete de empuxo lateral ( K 0 ) δ = âgulo de atrito solo-estaca ' ' K ta v v0 βξ = fator que cosidera a redução da tesão vertical efetiva geostática em decorrêcia da trasferêcia de carga para o solo σ v0 = tesão vertical efetiva geostática a profudidade em estudo 22
Atrito Negativo Estimativa de Q (Velloso e Lopes, 2010) Sugestões de valores de βξ (Log e Healy, 1974): Solo βξ Argilas 0,20 a 0,25 ' v0 Siltes 0,25 a 0,35 Areias 0,35 a 0,50 Q U l 23
Atrito Negativo Exemplo: Calcular o atrito egativo em uma estaca tipo escavada (com D = 50cm) que atravessa uma camada de aterro de 4 m de espessura costituído de uma argila areosa. Dados: Coesão = 10 kpa Âgulo de atrito = 22º Peso específico do solo = 16 kn/m³ 24
Atrito Negativo Exemplo (empregado Aloso) Q U l r l U D Q Dl coesão Q 0,5 4,0 10 Q 62,83 kn 25
Atrito Negativo Exemplo (empregado Velloso e Lopes) Q U ' v0 l Solo βξ Argilas 0,20 a 0,25 Siltes 0,25 a 0,35 Areias 0,35 a 0,50 Q 16 2,0 8 kpa 0,25 8 0,5 4,0 Metade da camada Q 50,27 kn 26
Atrito Negativo Exemplo (empregado Velloso e Lopes) Refiar em camadas de solo se ão for homogêeo! Δl (m) z (m) σ'v τ Q 0,5 0,25 4,00 1 0,79 0,5 0,75 12,00 3 2,36 0,5 1,25 20,00 5 3,93 0,5 1,75 28,00 7 5,50 0,5 2,25 36,00 9 7,07 0,5 2,75 44,00 11 8,64 0,5 3,25 52,00 13 10,21 0,5 3,75 60,00 15 11,78 Total (kn) 50,27 27
Atrito Negativo Ifluêcia a carga admissível da estaca 28
Atrito Negativo Ifluêcia a carga admissível da estaca (NBR 6122, 2010) Método das tesões admissíveis P adm P PL FSg Q P adm = carga admissível geotécica P P = resistêcia de pota a ruptura P L = resistêcia lateral a ruptura FS g = fator de seguraça global Q = atrito egativo 29
Atrito Negativo Métodos para reduzir Q Pré-carregameto da camada compressível ates da istalação das estacas Ateção ao croograma e aos custos Elimiação do cotato direto da estaca com o solo Istalação das estacas detro de tubos de maior diâmetro Limpa-se o solo detro do tubo e depois crava-se a estaca Iviável quado há carga horizotais Pitura da superfície extera da estaca com mistura betumiosa especial 30