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ESTADO DE MATO GROSSO

SECRETARIA DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

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CONCEITO

Aula 7 – MÉTODO AOKI-VELLOSO (1975)

Profª Camila Regina Eberle

A capacidade de carga de uma fundação (σr) é definida como a tensão

transmitida pelo elemento de fundação capaz de provocar a ruptura do solo

ou a sua deformação excessiva. A capacidade de carga das fundações

depende de uma série de variáveis, como por exemplo, das dimensões do

elemento de fundação, da profundidade de assentamento, das

características dos solos, etc.

| Conceito | Capacidade de carga de estacas | Método Aoki-Velloso|

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CONCEITO

Segundo a NBR 6122/1996, a capacidade de carga dos solos pode ser

calculada por vários métodos, destacando-se:

• Provas de carga sobre placas, cujos resultados devem ser interpretados

levando-se em consideração as relações de comportamento entre a placa e

a fundação real;

• Métodos teóricos, como as formulações clássicas desenvolvidas por

Terzaghi (1943), Meyehof (1963), Vésic (1974), etc., que são baseadas

principalmente nas propriedades de resistência ao cisalhamento e

compressibilidade dos solos;




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CONCEITO

Segundo a NBR 6122/1996, a capacidade de carga dos solos pode ser

calculada por vários métodos, destacando-se:

• Métodos empíricos, nos quais a capacidade de carga é obtida com base na

descrição das condições do terreno e em tabelas de tensões básicas;

• Métodos semi-empíricos: aqueles em que as propriedades dos materiais

são estimadas por meio de correlações e são usadas em teorias da

Mecânica dos Solos.




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CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS

Os métodos teóricos e experimentais e os ensaios laboratoriais são

fundamentais para estabelecer a influência relativa de todos os parâmetros

envolvidos nos cálculos de capacidade de carga.

Sua utilização na prática da engenharia de fundações é, todavia, muitíssimo

restrita visto que a maioria dos parâmetros do solo necessários a essas

análises é de difícil ou mesmo de quase impossível obtenção.

Por outro lado, correlações entre as tensões correspondentes a estados-

limites de ruptura e dados de resistências à penetração de ensaios "in situ"

são simples de ser estabelecidas.



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CAPACIDADE DE CARGA DE ESTACAS

Correlações com boas probabilidades de acerto são aquelas obtidas de

forma semi-empírica. A filosofia contida nas mesmas é estabelecer-se

através de ajustes estatísticos equações de correlação que tenham embutida

em sua essência os princípios definidos nos métodos teóricos e/ou

experimentais. Além do mais, conforme enfatiza Wroth (1988), correlações

primárias, são preferíveis á correlações secundárias.

No Brasil, os dois métodos mais utilizados para o dimensionamento de

fundações em estacas são os conhecidos como Aoki e Velloso (1975), e

Décourt e Quaresma, (1978). Para tipos específicos de estacas há também

métodos específicos, tais como o de Cabral (1986) e o da Brasfond ambos

para estacas-raiz.



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MÉTODO AOKI-VELLOSO (1975)



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Considerando que o fuste da estaca atravessa n camadas distintas de solo,

as parcelas de resistência de ponta (Rp) e de resistência lateral (Rl) que

compõem a capacidade de carga (R) são dadas por:

Onde:

rp= capacidade de carga do solo na cota de apoio do elemento estrutural

Ap= área da seção transversal da ponta

rl= tensão média de adesão ou de atrito lateral na camada de espessura Δl

U= perímetro da seção transversal do fuste



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Os valores de rp e rl podem ser calculados a partir da resistência de ponta (qc)

e do atrito lateral unitário (fc ) medidos em ensaio de penetração estática

CPT:

Em que F1 e F2 são coeficientes de transformação que englobam o tipo de

estaca e o efeito escala entre a estaca (protótipo) e o cone do CPT (modelo).



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Tipo de estaca F1 F2

Franki 2,50 5,00

Metálica 1,75 3,50

Pré-moldada 1,75 3,50

Para estacas pré-moldadas de pequeno diâmetro, o valor de F1=1,75

mostrou-se muito conservador.Por isso, Aoki (1985) faz nova proposição para

o coeficiente empírico F1 para estaca pré-moldadas de concreto:

Onde D é o diâmetro ou lado (em metros) do fuste da estaca, mantendo a

relação F2=2F1.

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Quando não se mede o valor de fc, pode-se correlacioná-lo com a resistência

de ponta qc:

Em que α é função do tipo de solo.

Além disso, quando não se dispõe de ensaios de CPT, o valor da resistência

de ponta (qc) pode ser estimado por uma correlação com o índice de

resistência à penetração (N) nos ensaios de SPT:

Em que K depende do tipo de solo.

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Tipo de solo K (Mpa) α(%)

Areia 1,00 1,40

Areia siltosa 0,80 2,00

Areia silto-argilosa 0,70 2,40

Areia argilosa 0,60 3,00

Areia argilo-siltosa 0,50 2,80

Silte 0,40 3,00

Silte arenoso 0,55 2,20

Silte areno-argiloso 0,45 2,80

Silte argiloso 0,23 3,40

Silte argilo-arenoso 0,25 3,00

Argila 0,20 6,00

Argila arenosa 0,35 2,40

Argila areno-siltosa 0,30 2,80

Argila siltosa 0,22 4,00

Argila silto-arenosa 0,33 3,00

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Pode-se então reescrever as expressões para rp e rl:

Em que Np e Nl são, respectivamente o índice de resistência à penetração na

cota de apoio do elemento estrutural de fundação e o índice de resistência à

penetração médio na camada de espessura Δl, obtidos através da sondagem

mais próxima. (média ponderada do SPT)

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Portanto, a capacidade de carga (R) de um elemento isolado de fundação

pode ser estimada pela fórmula semi-empírica:

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Finalmente, com o valor médio da capacidade de carga , a carga admissível

deve ser:

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