Utilizando os métodos semiempíricos apresentados nos itens 2.4.1.2 e 2.4.1.3 para cálculos de fundações profundas, far-se-á um comparativo, entre a metodologia de Aoki Velloso (1975) e Decourt e Quaresma (1996) para cálculo de estaca escavada empregando método semiempíricos com sondagens SPT e SPT-T muito utilizadas para cálculo de estacas.
Para utilização dos métodos será calculado nos três diferentes locais hipoteticamente o projeto de uma estaca escavada de carga de 300 kN.
5.1 Método Aoki-Velloso (1975) utilizando o ensaio SPT
A partir dos valores dos Nspt obtidos nas sondagens realizadas nos solos residuais de basalto em diferentes solos de Ijuí, foram realizados cálculos da capacidade de carga de uma estaca hipotética, utilizando tabelas do software Microsoft Excel 2007 com o método de Aoki e Velloso (1975) apresentado nos resultados das tabelas 10, 11 e 12 respectivamente para os solos estudados.
Tabela 10 – Capacidade de carga Estaca Loteamento Costa do Sol pelo SPT
F1 3 0,0 Solo argiloso 17 0,196 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 244,78 2,0 122,39 39,17 2 19,58 19,58 141,97 1,0 Solo argiloso 8 0,196 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 115,19 2,0 57,60 18,43 2 9,22 28,80 86,39 2,0 Solo argiloso 10 0,196 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 144,0 2,0 71,99 23,04 2 11,52 40,32 112,31 3,0 Solo arenoso 15 0,196 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 216,0 2,0 107,99 34,56 2 17,28 57,60 165,59
4,0 Neossolo litolico arenoso 9 0,196 1,57 1,00 330 0,03 3,00 6,00 194,4 2,0 97,19 23,33 2 11,66 69,26 166,45 5,0 Solo arenoso 10 0,196 1,57 1,00 330 0,03 3,00 6,00 216,0 2,0 107,99 25,92 2 12,96 82,22 190,21 6,0 Neossolo litolico arenoso 8 0,196 1,57 1,00 230 0,034 3,00 6,00 120,43 2,0 60,21 16,38 2 8,19 90,41 150,62 7,0 Neossolo litolico 29 0,196 1,57 1,00 230 0,034 3,00 6,00 436,55 2,0 218,28 59,37 2 29,69 120,09 338,37 Ql/Fs (kN) ∑ Ql/fs K α F1 F2 Qb (kN) FS (ponta) Qb/FS (kN) Ql Qadm(kN) (kN) FS (fuste)
Prof. (m) Tipo de solo NSPT Ab Per ΔL
MÉTODO DE AOKI E VELOSO
F2 2 Diametro estaca (cm) 50 Carga 300KN ESTACA ESCAVADA Nova NBR 2010 FS=2
Tabela 11 - Capacidade de carga Estaca Loteamento Amorim pelo SPT
F1 3
0,0 Soo argiloso 16 0,385 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 451,55 2,0 225,78 36,86 2 18,43 18,43 244,21 1,0 Solo argiloso 19 0,385 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 536,22 2,0 268,11 43,77 2 21,89 40,32 308,43 2,0 Solo siltico arenoso 14 0,385 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 395,1 2,0 197,55 32,25 2 16,13 56,44 254,00 3,0 Neossolo litólico 20 0,385 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 564,4 2,0 282,22 46,08 2 23,04 79,48 361,70
Diametro estaca (cm) 70 Carga 300KN ESTACA ESCAVADA Nova NBR 2010 FS=2
F2 6 80
Prof. (m) Tipo de solo NSPT Ab Per ΔL K α F1 F2 Qb (kN) FS (ponta)Qb/FS (kN) Ql
(kN) FS (fuste)
Ql/Fs
(kN) ∑ Ql/fs Qadm(kN)
Fonte Autoria própria
Tabela 12 - Capacidade de carga Estaca Loteamento Campus pelo SPT
F1 3 0,0 Solo argiloso 8 0,636 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 373,22 2,0 186,61 18,43 2 9,22 9,22 195,83 1,0 Solo argiloso 14 0,636 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 653,14 2,0 326,57 32,25 2 16,13 25,34 351,91 2,0 Solo argiloso 14 0,636 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 653,1 2,0 326,57 32,25 2 16,13 41,47 368,04 3,0 Solo siltoso 11 0,636 1,57 1,00 220 0,04 3,00 6,00 513,2 2,0 256,59 25,34 2 12,67 54,14 310,73 4,0 Solo Siltoso 9 0,636 1,57 1,00 330 0,03 3,00 6,00 629,8 2,0 314,91 23,33 2 11,66 65,80 380,71 5,0 Neossolo litólico 8 0,636 1,57 1,00 330 0,03 3,00 6,00 559,8 2,0 279,92 20,73 2 10,37 76,17 356,09
Diametro estaca (cm) 90 Carga 300KN ESTACA ESCAVADA Nova NBR 2010 FS=2
F2 6 100
Prof. (m) Tipo de solo NSPT Ab Per ΔL K α F1 F2 Qb (kN) FS (ponta) Qb/FS (kN) Ql (kN)
FS
(fuste)
Ql/Fs
(kN) ∑ Ql/fs Qadm(kN)
Fonte Autoria própria
Observa-se no método de Aoki e Velloso (1975) que para uma carga de 300 KN, nos diferentes solos, houve a necessidade de diâmetros diferentes de estaca, respectivamente 50, 70 e 90 cm.
A parcela de ponta tem grande influência no cálculo da capacidade carga das estacas, pois representam em todos os dimensionamentos, os maiores valores. Guimarães (2002,p.156) cita que ―comparando os dados das parcelas de resistência lateral e total com a carga de ruptura que os resultados obtidos por este método são subdimensionados‖, ou seja, apresentam as mesmas características do método Décourt e Quaresma (1978), no entanto a parcela lateral é muito menor (corresponde a 26,12% da carga de ruptura) e o coeficiente de variação é maior, 26,60%. A parcela de ponta corresponde a 73,94% da carga de ruptura.
Na Tabela 13 observa-se que a resistência lateral em todos os solos foi a que obteve maior coeficiente de variação, em relação à parcela de ponta e os valores menores, corroborando as teorias de Decourt (1978) e Guimarães (2002) e que seus valores variam até 30% da carga de ruptura.
Tabela 13 – Capacidade de carga pelo método Aoki -Velloso
Parâmetro Capacidade de carga (KN)
Parcela ponta RP(kN) Parcela Lateral RL (kN) Carga de ruptura RR(kN) Costa Sol 218,28 120,09 338,37 Amorim 282,22 79,48 361,10 Campus 279,92 76,17 356,09 Média 260,14 91,91 351,85 CV(%) 11,38 26,60 2,77
Fonte: Autoria própria
5.2 Décourt e Quaresma (1996) utilizando o ensaio SPT-T
Utilizando os valores dos T (torque) e Neq obtidos nas sondagens SPT-T realizadas nos solos residuais de basalto da cidade de Ijuí, foram realizados cálculos da capacidade de carga de uma estaca hipotética, utilizando tabelas do software Microsoft Excel 2007 utilizando o método de Decóurt, que são apresentados nas tabelas 14, 15 e 16 para os solos estudados.
Tabela 14 - Capacidade de carga Estaca Loteamento Costa do Sol pelo SPT –T
0,0 Solo argiloso 10,4 0,85 120 20 0,322 2400,00 656,8794 0,8 12,89 2,67 5 137,7209 397,3001 262,59 1,0 Solo argiloso 10 0,85 120 20 0,322 2400,00 656,8794 0,8 12,78 2,67 5 136,4846 396,682 261,71 2,0 Solo argiloso 9 0,85 120 20 0,322 2400,00 656,8794 0,8 12,55 2,67 5 134,0121 395,4457 259,94 3,0 Solo argiloso 8 0,6 250 20 0,322 5000,00 965,9991 0,65 12,31 2,67 5 106,8759 536,4375 317,84 4,0 Solo arenoso 9 0,6 250 20 0,322 5000,00 965,9991 0,65 12,55 2,67 5 108,8848 537,442 319,27 5,0 Solo arenoso 10 0,6 250 20 0,322 5000,00 965,9991 0,65 12,78 2,67 5 110,8938 538,4464 320,71
Tipo de solo T (max)
Diametro estaca (cm) 85 Carga 300KN ESTACA ESCAVADA costa do sol
Rl/1,4+Rq/4 40
Qs (kN)
Rp Rl
Prof. (m) α K Np Ap qp β As L Qu/2
Fonte: Autoria própria
Tabela 15 - Capacidade de carga Estaca Loteamento Amorim pelo SPT-T
0,0 Solo argiloso 11,7 0,85 120 16,67 0,40472 2000,00 688,0163 0,8 12,78 2,83 3 86,70788 387,3621 233,94 1,0 Solo argiloso 13 0,85 120 16,67 0,40472 2000,00 688,0163 0,8 12,78 2,83 3 86,70788 387,3621 233,94 2,0 Siltico arenoso 8 0,6 250 16,67 0,40472 4166,67 1011,789 0,65 12,78 2,83 3 70,45016 541,1194 303,27 3,0 Siltico arenoso 7 0,6 250 16,67 0,40472 4166,67 1011,789 0,65 12,78 2,83 3 70,45016 541,1194 303,27 Rp (T (max)/1,2)
Diametro estaca (cm) 90 Carga 300KN ESTACA ESCAVADA
L Rl Rl/1,4+Rq/4 Qs (kN) Qu/2
Amorim
qp β
Prof. (m) Tipo de solo α K Np Ap As
Tabela 16 - Capacidade de carga Estaca Loteamento Campus pelo SPT-T 0,0 Solo argiloso 7,5 0,85 120 12 0,617 1440,00 755,0247 0,8 12,73 3,14 4 127,9907 441,5077 280,18 1,0 Solo argiloso 8 0,85 120 12 0,617 1440,00 755,0247 0,8 12,73 3,14 4 127,9907 441,5077 280,18 2,0 Siltico-argiloso 13 0,85 120 12 0,617 1440,00 755,0247 0,8 12,73 3,14 4 127,9907 441,5077 280,18 3,0 Siltico arenoso 12 0,6 250 12 0,617 3000,00 1110,33 0,65 12,73 3,14 4 103,9924 607,1615 351,86 4,0 Siltico arenoso 8 0,6 250 12 0,617 3000,00 1110,33 0,65 12,73 3,14 4 103,9924 607,1615 351,86 Rl/1,4+Rp/4 Np 100 Rp
Diametro estaca (cm) 100 Carga 300KN ESTACA ESCAVADA
As L
Prof. (m) Tipo de solo (T max/1,2) α K Ap qp β Qs (kN) Qu/2
Campus
Rl
Fonte: Autoria própria
Observa-se neste método também que para uma carga de 300 kN, nos diferentes solos, houve necessidade crescente de um maior diâmetro da estaca, em relação ao T. A utilização do SPT-T superdimensionou a capacidade de carga da estaca, em função da parcela de ponta (Rp) receber um valor muito superior ao valor da parcela lateral (Rl).
Este método superdimensionou a parcela de ponta, porque é diretamente ligado ao valor do ―qp‖, sendo que Peixoto (2001) apresentou esta mesma conclusão comparando diversos resultados, ou seja, em estacas escavadas é recomendado desprezar a parcela de ponta, a não ser que se limpe a base do fuste. O método de Peixoto (2001) foi o que apresentou melhores resultados da parcela lateral, este fato pode ser devido à correção em função do Tmáx/N. Na Tabela 17 apresentam-se os valores para a capacidade de carga pelo método de Décourt e Quaresma (1996).
Tabela 17 - Capacidade de carga pelo método de Decóurt e Quaresma (1996)
Parâmetro Capacidade de carga (KN)
Parcela ponta RP(kN) Parcela Lateral RL (kN) Carga de ruptura RR(kN) Costa Sol 965,99 110,894 1076,89 Amorim 688,01 70,4502 758,46 Campus 1110,33 81,68 1192,01 Média 921,44 87,67 1009,12 CV(%) 23,95 23,81 22,25
Analisando a Tabela 17, percebe-se que o coeficiente de variação da parcela lateral em relação a carga de ruptura calculada pelo torque foi inferior ao Nspt, entretanto a variação da carga de ruptura e de ponta foi maior utilizando este método. Isto demonstra que o torque tem
ínfima ligação com o atrito lateral, mas necessita de ajuste no coeficiente T/Nspt regionalizado, para utilização no calculo da parcela de ponta, pois divide-se o torque por uma relação, neste trabalho utilizada 1,2.