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3.1.3 Capacidade de Carga de Estacas

Compete a nós a fixação do comprimento necessário para que o solo

contribua com resistência igual ou maior que a carga de trabalho.

Um elemento de fundação deve garantir a segurança adequada quanto a

capacidade de carga estrutural, a capacidade de suporte do terreno e o

desenvolvimento de recalques aceitáveis.

3.1.3.1 Capacidade de Carga Estrutural

O cálculo estrutural do elemento de fundação em estaca é semelhante ao de

um pilar.

Devido ao embutimento no terreno a flambagem normalmente é desprezada.

Quando elementos esbeltos atravessam camadas de solos moles (como estacas

escavadas injetadas) ela deve ser considerada.

A carga estrutural admissível, ou a carga característica nominal, pode ser

calculada por:

)85,0

(1

s

Asfyk

c

Acfck

fQk

γγγ

⋅+

⋅⋅=

Onde:

fck = Resistência característica à compressão do concreto

Ac = área da seção transversal de concreto

fyk = Resistência característica ao escoamento do aço de armadura passiva

As = área de aço

γf = fator de majoração das cargas (1,4)

γc = fator de minoração da resistência do concreto (tabelado)

γs = fator de minoração da resistência do aço (1,15)

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Segundo a ABNT NBR 6122, tem-se:

Estaca fck min para a execução (MPa) γc

Pré-fabricada de concreto 35 1,3 – 1,4

Broca 15 1,8

Strauss 15 1,8

Franki 20 1,5

Escavada com Lama 20 1,9

Estacas Injetadas 20 1,6

Hélice Contínua 20 1,8

Exercício 1: Calcular a capacidade estrutural de uma estaca hélice contínua com

diâmetro nominal de 40 cm. Desprezar a contribuição da armadura.

Exercício 2: Calcule a capacidade estrutural de uma estaca broca com diâmetro de

30 cm armada com 5 barras de aço com 8,0 mm de diâmetro (fyk = 435 MPa).

3.1.3.2 Capacidade de Suporte do Terreno

A capacidade de suporte do terreno em se tratando de fundações profundas

se decompõe em:

RlRp +=Pr

Onde:

Pr = capacidade de carga da estaca

Rp = resistência de ponta

Rl = resistência lateral

Mas,

qpSpRp ⋅= e qlSlRl ⋅=

81

Onde:

Sp = seção transversal

qp = capacidade de carga do terreno na ponta

Sl = superfície lateral da estaca

ql = tensão de atrito ao longo do fuste (fs)

Então,

)()(Pr qlSlqpSp ⋅+⋅=

A avaliação das cargas de uma fundação profunda pode realizada ser

através de fórmulas estáticas, empíricas e semi-empíricas, provas de carga e por

métodos dinâmicos.

Fórmulas Estáticas Teóricas visam estabelecer uma relação entre a força

máxima que pode ser aplicada a uma estaca e a resistência ao cisalhamento do

solo. Existe uma diversidade de fórmulas teóricas, cada uma considerando as

características do solo em questão, são exemplos os métodos de Terzaghi e de

Meyerhof. No entanto, são pouco utilizadas no Brasil.

No Brasil são mais utilizados os métodos empíricos desenvolvidos por Aoki e

Velloso (1975) e por Décourt e Quaresma (1978).