Aula 9 - Fundamentos de Fundações e Dimensionamento

FUNDAÇÕES Aula 9 UNISUL UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL FUNDAÇÕES Prof CAROLINE Avisos Entregar todas as atividades até o dia 2411 Já passei 2 atividades tem mais uma hoje e outra na próxima aula Enviar tudo preferencialmente em um único email caso não seja possível enviar em uma única vez deixar claro que será enviado em 2 partes por falta de espaço emails da professora carolinechristunisociesccombr carolestercgmailcom Fundações Profundas DIMENSIONAMENTO POR DÉCOURT QUARESMA UNISUL UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL FUNDAÇÕES Em 1978 os Engs Luciano Décourt e Arthur Quaresma apresentaram ao 6o Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações um método para a determinação da capacidade de carga de estacas a partir de valores de SPT DIMENSIONAMENTO Ap Área de ponta da estaca N média dos valores SPT das três camadas finais uma acima uma abaixo e da cota de assentamento K tabelado pelo tipo de solo α tabelado tipo de solo e de estaca Resistência de Ponta Tipos de Solos Escavadas Escavada betonita Hélice Contínua Raiz Injetada sob altas pressões Cravada Argilas 085 085 03 085 10 10 Solos intermediários 06 06 03 06 10 10 Areias 05 05 03 05 10 10 VALORES DE α TIPO DE SOLO K kNm2 K tfm2 ARGILA 120 12 SILTE ARGILOSO solo residual 200 20 SILTE ARENOSO solo residual 250 25 AREIA 400 40 Resistência lateral Al Área lateral por metro ΣNspt somatório de Nspt de 3 camadas analisada a acima e a abaixo média do Nspt das camadas analisada a acima e a abaixo β tabelado tipo de solo e estaca para o cálculo de Ql desconsidero o último metro DIMENSIONAMENTO 1 Tipos de Solos Escavadas Escavada betonita Hélice Contínua Raiz Injetada sob altas pressões Cravada Argilas 08 09 10 15 30 10 Solos intermediários 065 075 10 15 30 10 Areias 05 06 10 15 30 10 VALORES DE β Resistência total Tensão admissível Adotar o menor valor Tensão admissível ou Exemplo Segundo o perfil geotécnico descrito através do ensaio de spt e apresentado abaixo dimensionar uma estaca segundo Decourt Quaresma Utilizar o fator de segurança igual a 2 Tipo de estaca prémoldada seção quadrada Carga aplicada na fundação 320 toneladas Resistência por Atrito Lateral Profundidade 20 E 30 Nspt médio N beta N10Be ta 1 0 100 2 1 067 167 100 167 3 1 133 233 100 233 4 2 233 333 100 333 5 4 400 500 100 500 6 6 533 633 100 633 7 6 633 733 100 733 8 7 633 733 100 733 9 6 733 833 100 833 10 9 1000 1100 100 1100 11 15 1333 1433 100 1433 12 16 1600 1700 100 1700 13 17 1667 1767 100 1767 14 17 desconsiderado 15 17 16 21 17 23 Média 794 Resolução Resistência de Ponta Camada de contato de ponta areia siltosa K 40tfm² N médio das camadas das ponta 1717173 17 α 1 Considerando a cota de apoio 14m PARA ESTACAS 30cm X 30cm quadradas Área da base 030 x 030 009m² Perímetro 4 x 030 120m Q₁ 1032212 12386 tfm² Qp 680009 612 tfm² QR Q₁ Qp QR 12386 612 QR 18506 tf Tensão admissível σadm Qp4 Q₁13 σadm 6124 1238613 σadm 11058 tf σadm QRFS σadm 185062 σadm 9253 tf valor adotado Considerando o valor de σadm 9253 t e que a carga aplicada na fundação é de 320t temos 3209253 346 Neste caso são necessárias 4 estacas de 14m quadradas com 030x030m comparando com o cálculo pelo método de Aoki Velloso seria uma estaca a menosportando menos conservador RECALQUES EM FUNDAÇÕES PROFUNDAS UNISUL UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL FUNDAÇÕES Seja uma estaca qualquer de comprimento L embutida no terreno e com distancia C da profundidade considerada como indeslocável impenetrável A aplicação da carga P no topo da estaca provocará dois tipos de deformações Num primeiro momento um encurtamento elástico como peça estrutural sujeita a compressão selástico E posteriormente deformações verticais do solo subjacente a base da estaca até o recalque do solo ssolo Em consequência o comprimento L será reduzido para L selástico e a distancia igual a C ssolo Recalque de Fundações Profundas Recalque de Fundações Profundas Então o recalque total de uma estaca será Recalque de Fundações Profundas δ δ O encurtamento elástico de uma estaca instalada num solo hipotético com 3 camadas será considerando que a transferência de carga para o solo é feita da seguinte maneira Os módulos de deformabilidade das estacas Estaca Módulo E Pré moldada 28 a 30GPa Hélice 21GPa Strauss 18GPa Aço 210GPa 1 ENCURTAMENTO ELÁSTICO O recalque do solo sob a ponta da estaca irá ser função da distancia da camada considerada indeslocável ex topo rochoso ou impenetrável Se a camada portante onde a estaca estiver apoiada tiver uma espessura a partir da ponta de no mínimo 5B largura ou diâmetro da base O recalque pode ser feito com a aplicação direta da expressão da teoria da elasticidade para fundações diretas Pponta carga atuante na ponta da estaca 2 RECALQUE DO SOLO O recalque do grupo sempre vai ser maior que o da estaca isoloda O recalque do grupo é calculado introduzindose um fator alfa que varia de 16 a 40 Não existe método especifico para calcular o recalque do grupo e irá depender da forma tamanho e distancia do impenetrável Antiga não utilizar De maneira geral o recalque admissível do grupo de estacas apoiadas em areias é de 25mm e apoiada em argilas é de 50mm 3 RECALQUE DE GRUPO DE ESTACAS Exemplo continuação com base nos resultados para Decourt Quaresma Calcule o recalque considerando módulo de elasticidade da estaca de 28GPa Considerando o perfil geotécnico descrito por meio do ensaio de spt A Dimensione as estacas segundo o Método de Decourt Quaresma Utilizar o fator de segurança igual a 2 Carga aplicada na fundação 410 toneladas Tipo de estaca Escavada de seção circular Adotar 9m para a cota de assentamento B Calcule o recalque elástico considerando o módulo de elasticidade do concreto Ec 18GPa Exercício P23 NÚMERO DE GOLPES PARA PENETRAÇÃO DE 30 cm DO AMOSTRADOR CONSIDERAÇÕES GERAIS UNISUL UNIVERSIDADE DO SUL DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL FUNDAÇÕES Na maioria das vezes as fundações são empregadas em grupos de 2 a 9 estacas interligadas por um bloco de coroamento As estacas são geralmente empregadas em grupo com o objetivo de propagar melhor a tensão aplicada ao terreno de fundação EFEITO DE GRUPO EM ESTACAS Os blocos de coroamento segundo Caputo 1987 são maciços de concreto armado que unem o topo de cada uma das estacadas de um determinado grupo de estacas afim de transmitir as cargas dos pilares Espaçamento entre estacas A norma CP 200 41972 sugere que o espaçamento mínimo entre as estacas Tipo de Estaca Espaçamento Mínimo Atrito lateral Perímetro da estaca Ponta Duas vezes a menor largura ou diâmetro Tração 1 ½ vezes o maior diâmetro ou lado a Grupos de Estacas em Solo Arenoso ou Granular capacidade de carga do grupo de estacas é geralmente maior que a soma das capacidades de cargas individuais o atrito lateral é a grandeza mais aumentada com o efeito de grupo difícil mensurar real aumento da capacidade de carga b Grupos de Estacas em Solo Argiloso analisado como sendo uma grande estaca com perímetro definido por uma linha passando pelas estacas externas do grupo cuidados com o atrito negativo o atrito lateral é considerado negativo no trecho do fuste em que o recalque do solo é maior que o da estaca ou tubulão Outra forma de se determinar a Cota de Assentamento da Fundação CAF é através da nega Este tipo de constatação da profundidade em que a estaca deverá suportar a carga necessária para sustentar a superestrutura é realizada em campo porém esta é uma condição necessária mas não suficiente Este tipo de controle da CAF se dá através do deslocamento causado pela cravação da estaca em uma série de 10 golpes estacas prémoldadas Outras opções Nega Fórmulas Dinâmicas A nega pode ser calculada de várias formas Aqui apresentamse os métodos de Brix e Holandeses BRIX Onde PR resistência oferecida pelo terreno à cravação da estaca Fs fator de segurança Alguns autores 5 Caputo 1987 Pt carga a ser suportada P peso do martelo é no mínimo 2t h altura de queda do bate estacas M peso da estaca volume x peso específico do concreto atribui um profundidade e depois confere e nega penetração final da estaca para o último golpe do pilão Deverá ser tomado os 10 últimos golpes em cm Nega Fórmulas Dinâmicas HOLANDESES Onde Pr resistência oferecida pelo terreno à cravação da estaca Fs fator de segurança Fs 10 Caputo 1987 Pt carga a ser suportada P peso do martelo é no mínimo 2t h altura de queda do bate estacas M peso da estaca volume x peso específico do concreto atribui um profundidade e depois confere e nega penetração final da estaca para o último golpe do pilão Deverá ser tomado os 10 últimos golpes em cm Exemplo