Aoki-Velloso modificado por Monteiro

O método de Aoki e Velloso (1975), apresentado no V Congresso Panamericano de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, foi desenvolvido a partir de resultados obtidos em ensaios de penetração do cone (CPT), onde a tensão limite de ruptura de ponta ( ) e a de atrito lateral ( ) são avaliadas em função da tensão de ponta do CPT ( ).

Também é possível a utilização deste método a partir de ensaios de penetração dinâmica (SPT), por meio da utilização de um fator de conversão ( ), conforme apresentado nas Eq. 10 e Eq. 11.

(Eq. 10)  (Eq. 11) Onde:

– tensão de ponta obtida através do ensaio de penetração de cone (CPT);

– coeficiente de conversão da resistência de ponta do cone para NSPT, dado pela Tabela 12;

– valor da resistência à penetração dinâmica obtida nos ensaios SPT, limitado a 40 golpes, em cada trecho analisado;

 - coeficiente estabelecido por Begemann (1965) para correlacionar o atrito local do cone com ponteira Begemann ( ) com a tensão de ponta ( ), dado pela Tabela 12.

Devido às diferenças de comportamento entre a estaca e o ensaio de cone, foram definidos os coeficientes de correção e , para as parcelas de ponta e atrito lateral, respectivamente, conforme Tabela 13.

Tabela 12 – Coeficientes K e  (Aoki e Velloso, 1975)

Tipo de Solo (kgf/cm2 ou 0,1 Mpa)  (%)

Areia 10,0 1,4 Areia siltosa 8,0 2,0 Areia silto-argilosa 7,0 2,4 Areia argilosa 6,0 3,0 Areia argilo-siltosa 5,0 2,8 Silte 4,0 3,0 Silte arenoso 5,5 2,2 Silte areno-argiloso 4,5 2,8 Silte argiloso 2,3 3,4 Silte argilo-arenoso 2,5 3,0 Argila 2,0 6,0 Argila arenosa 3,5 2,4 Argila areno-siltosa 3,0 2,8 Argila silltosa 2,2 4,0 Argila silto-arenosa 3,3 3,0

Tabela 13 – Coeficientes e (Aoki e Velloso, 1975)

Tipo de estaca

Franki 2,5 5,0

Metálica 1,75 3,5

Pré-moldada de concreto 1,75 3,5

Escavada 3,0 6,0

Por este método, as resistências de ponta ( ) e lateral ( ) são calculadas pela Eq. 12 e pela Eq. 13.

(kgf/cm2 ou 0,1 MPa) (Eq. 12)  (kgf/cm2 ou 0,1 MPa) (Eq. 13) Então, a capacidade de carga última da estaca, pode ser escrita conforme a Eq. 14.

∑ (Eq. 14) Onde:

– área da ponta da estaca (cm2);

– coeficiente de conversão da resistência de ponta do cone para NSPT, dado pela Tabela 12;

– valor da resistência à penetração dinâmica obtida nos ensaios SPT, limitado a 40 golpes, em cada trecho analisado;

e – coeficientes de correção das parcelas de ponta e atrito lateral, respectivamente;

– perímetro da estaca (cm);

 – coeficiente para correlacionar o atrito local do cone com ponteira Begemann (τc) com a tensão de ponta ( );

– comprimento da estaca ao qual se aplica (cm).

Para um fator de segurança igual a 2, a capacidade de carga admissível da estaca ( ) será dada pela Eq. 15.

(Eq. 15) Em 1997, Monteiro estabeleceu correlações diferentes tanto para e _, mostrados na Tabela 14, como para e , mostrados na Tabela 15.

Tabela 14 – Coeficientes e (Monteiro, 1997)

Tipo de estaca

Franki de fuste apiloado 2,3 3,0

Franki de fuste vibrado 2,3 3,2

Metálica 1,75 3,5

Pré-moldada de concreto cravada a percussão 2,5 3,5 Pré-moldada de concreto cravada por prensagem 1,2 2,3

Escavada com lama bentonítica 3,5 4,5

Raiz 2,2 2,4

Strauss 4,2 3,9

Tabela 15 – Coeficientes e  (Monteiro, 1997)

Tipo de Solo (kgf/cm2 ou 0,1 MPa)  (%)

Areia 7,3 2,1 Areia siltosa 6,8 2,3 Areia silto-argilosa 6,3 2,4 Areia argilosa 5,4 2,8 Areia argilo-siltosa 5,7 2,9 Silte 4,8 3,2 Silte arenoso 5,0 3,0 Silte areno-argiloso 4,5 3,2 Silte argiloso 3,2 3,6 Silte argilo-arenoso 4,0 3,3 Argila 2,5 5,5 Argila arenosa 4,4 3,2 Argila areno-siltosa 3,0 3,8 Argila silltosa 2,6 4,5 Argila silto-arenosa 3,3 4,1

2.2.1.3 Antunes Cabral

O método de Antunes Cabral foi proposto, em 1996, para a previsão da capacidade de carga das estacas hélice contínua. O método sugere que a capacidade de carga das estacas seja calculada conforme Eq. 16.

∑ (kgf ou 10N) (Eq. 16) Onde:

– perímetro da estaca (cm2 );

e – fatores que dependem do tipo de solo, conforme Tabela 16;

– valor da resistência à penetração dinâmica obtida nos ensaios SPT, em cada trecho analisado;

– comprimento da estaca ao qual se aplica (cm); – área da ponta da estaca (cm2).

Tabela 16 – Coeficientes e ( e em kgf/cm2 e ≤ 40kgf/cm2) Tipo de Solo β1 Β2 Areia 4,0 – 5,0 2,0 – 2,5 Silte 2,5 – 3,5 1,0 -2,0 Argila 2,0 – 3,5 1,0 – 1,5 * 1 kgf/cm2 corresponde a 0,1 MPa

Para um fator de segurança igual a 2, a capacidade de carga admissível da estaca ( ) será dada pela Eq. 17.

(Eq. 17)

2.2.1.4 Cabral

David Cabral, em 1996, desenvolveu um método para cálculo da capacidade de carga de estacas raiz. Segundo Cabral, a capacidade de carga compressão de uma estaca raiz, com um diâmetro final ≤ 45 cm e injetada com uma pressão t ≤ 4 kgf/cm² (0,4 MPa), pode ser obtida através da seguinte fórmula apresentada na Eq. 18.

(Eq. 18) Onde:

– carga de ruptura;

– carga resistida pelo atrito lateral; – carga resistida pela ponta.

Sendo as cargas por atrito lateral e de ponta calculadas pelas Eq. 19 e Eq. 20, respectivamente.

∑ (kgf ou 10N) (Eq. 19) (kgf ou 10N) (Eq. 20) Onde:

– valor da resistência à penetração dinâmica obtida nos ensaios SPT, em cada trecho analisado;

– perímetro da estaca (cm);

– área da base da estaca (cm2);

, e – dados pela Eq. 21 e pela Tabela 17, e em kgf/cm², ≤ 2,0 kgf/cm² (0,2 MPa) e ≤ 50 kgf/cm² (5 MPa).

(Eq. 21) Onde:

– diâmetro da estaca em cm;

– pressão de injeção em kgf/cm² (0,1 MPa) - deve ser analisado em conjunto com a firma executora das estacas.

Tabela 17 – Valores de e (Cabral, 1986)

Solo (%) Areia 7 3 Areia siltosa 8 2,8 Areia argilosa 8 2,3 Silte 5 1,8 Silte arenoso 6 2,0 Silte argiloso 3,5 1,0 Argila 5 1,0 Argila arenosa 5 1,5 Argila siltosa 4 1,0

Para um fator de segurança igual a 2, a capacidade de carga admissível da estaca ( ) será dada pela Eq. 22.

(Eq. 22)

2.2.1.5 Brasfond

O método Brasfond, desenvolvido em 1991, por uma empresa especializada em fundações profundas, define a carga de ruptura ( ) através da Eq. 23.

∑ (kN) (Eq. 23) Onde:

 – coeficiente que depende do tipo de solo onde se situa a ponta da estaca, conforme Tabela 18;

– valor médio do índice de resistência à penetração, correspondente ao índice da ponta, o imediatamente anterior e o imediatamente posterior, limitado por 40 golpes;

– área da ponta da estaca (m2); – índice de atrito lateral, igual 6 kN/m2

;

– valor da resistência à penetração dinâmica obtida nos ensaios SPT, em cada trecho analisado;

– perímetro da estaca (m);

– comprimento da estaca ao qual se aplica (m). Tabela 18 – Coeficiente  (Brasfond, 2001)

Solo  (kN/m2)

Areia 200

Areia siltosa 160

Areia argilosa 130

Areia silto argilosa 160 Areia argilo siltosa 130

Silte 110

Silte arenoso 120

Silte argiloso 100

Silte areno argiloso 120 Silte argilo arenoso 100

Argila 100

Argila silto arenosa 90

Argila areno siltosa 110

Argila arenosa 110

Argila siltosa 90

Areia com pedregulhos 260

Para um fator de segurança igual a 2, a capacidade de carga admissível da estaca ( ) será dada pela Eq. 24.