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Aula de capacidade de carga - estaca

1. FUNDAÇÕES 1
Aula 04: Capacidade de Carga em Estacas

Prof. MSc. Washington Moura de Amorim Jr.
Pós-Grad. Danilo Silva dos Santos
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

2. VERIFICAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA EM ESTACAS
Fundações 1 2
Métodos:

•Teóricos: Terzaghi, Meyerhoff, Poulos e Davis, outros. No entanto,
apresentam restrições devido às definições dos parâmetros do solo.
•Empíricos
Estáticos: Função de N
SPT ou Q
C
Dinâmicos: Nega e Repique
•Experimentais
Auscultação
Provas de Carga: Estáticas
1
e Dinâmicas
2

3. VERIFICAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA EM ESTACAS
Fundações 1 3

1
Provas de Carga Estáticas necessitam de cargueira ou tirantes, demora
pelo menos uma semana. É totalmente confiável. Requer cuidados na
interpretação devido ao efeito de grupo.

2
Provas de Carga Dinâmicas necessitam de técnicos especializados,
computador, não se aplica a todos os tipos de solos e estacas.
Pile Driving Analyser (PDA):
•ABNT NBR 13208:2007 - Estacas - Ensaios de carregamento dinâmico
•ABNT NBR 6122:2010 - Projeto e execução de fundações (norma em
revisão)

4. CAPACIDADE DE CARGA DAS FUNDAÇÕES PROFUNDAS
Fundações 1 4
DEFINIÇÃO: É a carga que pode ser suportada por uma fundação (estaca ou
tubulão) sem produzir no solo recalques prejudiciais ou movimento material
– inicial ou progressivo resultando em dano para a estrutura ou interferindo
(comprometendo) no seu uso. (Capacidade de Carga Admissível)
Capacidade de Carga
Capacidade da fundação suportar e transmitir
cargas ao solo (Resistência dos Materiais)
Capacidade do solo suportar as cargas
transmitidas pela fundação (Resistência Interna)
A Capacidade de Carga admissível é o menor dos dois valores dividido por
um Fator de Segurança adequado

5. CAPACIDADE DE CARGA DAS FUNDAÇÕES PROFUNDAS
Fundações 1 5
Q
ADM
=
QR
F.S.

Q
Capacidade de Carga = Resistência Lateral + Resistencia de Ponta
RL
RP
RL = Resistência Lateral
RP = Resistência de Ponta
Al = Área Lateral
Ap = Área de Ponta
ql = Atrito Lateral
qp = Pressão de Ponta
QR = ql x Al + qp x Ap ou QR = RL + RP

6. CAPACIDADE DE CARGA DAS FUNDAÇÕES PROFUNDAS
Fundações 1 6
QR = qp ×Ap

Q
ADM
=
QR
F.S.

Q
•Estacas trabalhando por ponta:
RP
qp ≠ 0
ql = 0

7. CAPACIDADE DE CARGA DAS FUNDAÇÕES PROFUNDAS
Fundações 1 7
QR = ql ×Al

Q
ADM
=
QR
F.S.

Q
•Estacas trabalhando por atrito (estacas flutuantes):
qp = 0
ql ≠ 0
RL

8. PROVAS DE CARGA ESTÁTICAS
Fundações 1 8
a) Reação com Cargueira

9. PROVAS DE CARGA ESTÁTICAS
Fundações 1 9
b) Reação com Tirantes

10. PROVAS DE CARGA ESTÁTICAS
Fundações 1 10
c) Reação com estacas

11. INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
Fundações 1 11
Resultados de Prova de Carga

12. INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
Fundações 1 12
a) Extrapolação da curva pelo método de Van der Veen (1953)

P = P
R
(1 − e
−az
)
P = Carga correspondente
P
R = Carga de Ruptura
a = Coef. Função das características da estaca e do solo

1 −
�
�
??????
= e
−az

Se z → ∞ ⇒ P → P
R

�??????+ ln1 −
�
�
??????
=0 ⇒
z
- ln (1 – P/P
R)

13. INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
Fundações 1 13
a) Extrapolação da curva pelo método de Van der Veen (1953)

0,0
2,5
5,0
7,5
10,0
12,5
15,0
0 100020003000400050006000
Recalque (mm)

Carga (kN)
Dados do Ensaio
Van der Veen (1953)
P
RUPTURA
(kN) 5.240,00
a 0,4546
R² 0,9821

14. INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
Fundações 1 14
b) Extrapolação da curva pelo método de Mazukiewicz (1972) –
PROCEDIMENTO:

1.No eixo das deformações, a partir do final da curva de carregamento,
toma-se segmentos iguais e arbitrários, de recalque, Si, Si – 1, .... , Si – n;
2.Por estes pontos traçam-se retas horizontais até intersectar a curva de
carregamento e a partir desta intersecção elevam-se retas verticais até o
eixo de cargas;
3.Pelas intersecções no eixo de cargas, traçam-se retas à 45° que devem
cruzar com as verticais posteriores (item 2);

15. INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS
Fundações 1 15
b) Extrapolação da curva pelo método de Mazukiewicz (1972) –
PROCEDIMENTO:

4.Estes últimos pontos de intersecção formam uma reta AB que cruza o
eixo de cargas no ponto correspondente ao valor Q
RUPTURA
5.Para se efetuar a extrapolação da curva de carregamento até a ruptura,
procede-se de modo inverso: A partir do último ponto da reta AB
(correspondente ao final da curva de carregamento) – Ponto C – traçam-
se retas verticais que partem dos segmentos de recalque Si + 1, Si + 2, ....
, Si + n. Os pontos de intersecção destas verticais e horizontais
determinam o prolongamento da curva de carregamento até a ruptura.

17. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 17
a) Método de Aoki e Velloso (1975)
•Parâmetros utilizados: Número de golpes (N
SPT)

Parcela de Resistência Lateral (atrito lateral):

e

U = Perímetro da estaca
L
1 = espessura de cada camada resistente
F
2 = Fator de escala
α e K = coeficientes que dependem do tipo do solo

Q
L= ∑ r
′
1× U × L
1 r
′
1=α . K . N/F
2

18. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 18
a) Método de Aoki e Velloso (1975)

Parcela de Resistência de Ponta

e

S = Área da ponta da estaca
F
1= Fator de escala
K = coeficiente que depende do tipo do solo



Q
S= r
′
P × s
r
′
P= K . N/F
1

19. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 19
a) Método de Aoki e Velloso (1975)

Resistência total

;


Segundo NBR 6122(2010) o Fator de Segurança para estacas é F.S. ≥ 2,0



Q
R=QL + QS
�
??????��=
�
�
�.�.

20. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 20
a) Método de Aoki e Velloso (1975)




Tipo do Solo k (kgf/cm²) α (%)
Areia 10,0 1,4
Areia Siltosa 8,0 2,0
Areia Siltoargilosa 7,0 2,4
Areia argilosiltosa 5,0 2,8
Areia argilosa 6,0 3,0
Silte arenoso 5,5 2,2
Silte arenoargiloso 4,5 2,8
Silte 4,0 3,0
Silte argiloarenoso 2,5 3,0
Silte argiloso 2,3 3,4
Argila arenosa 3,5 2,4
Argila arenossiltosa 3,0 2,8
Argila siltoarenosa 3,3 3,0
Argila siltosa 2,2 4,0
Argila 2,0 6,0
Tipo da Estaca F1 F2
Franki 2,50 2 F1
Metálica 1,75 2 F1
Pré-moldada 1 + D/0,80 2 F1
Escavada 3,00 2 F1
Raiz, Hélice Contínua e Ômega 2,00 2 F1

21. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 21
b) Método de W. Shenck (1966)
•Parâmetros utilizados: Coeficiente de atrito Solo x Estaca

Parcela de Resistência Lateral (atrito lateral):



qrm = coeficiente de atrito solo x estaca (kg/cm²)
U = Perímetro da estaca (cm)
L
i = espessura de cada camada resistente (cm)

Q
L= ∑ qrm × U × Li

22. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 22
b) Método de W. Shenck (1966)
Parcela de Resistência de Ponta (Pressão na Ponta):



qs = Pressão de ruptura do solo na ponta da estaca (kg/cm²)
S = Área da ponta da estaca (cm²)

Resistencia total
Q
S= qs × S

Q
R=QL + QS
Q
ADM=
Q
R
F.S.

24. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 24
c) Método de Décourt e Quaresma (1978)
Parâmetros utilizados: Número de golpes N
SPT

Parcela de Resistência de Ponta (Pressão na Ponta):

onde

p = Perímetro da estaca (m)
L
= Comprimento cravado (m)
ql = aderência média ao longo do fuste (tf/m²)
N = n° de golpes médio ao longo do fuste (3 ≤ N ≤ 50)
Q
L= p × L
1

× ql ql = (N /3)+1

25. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 25
c) Método de Décourt e Quaresma (1978)
Parcela de Resistência de Ponta (Pressão na Ponta):



Ap = área da ponta (m²)
Np = N médio na ponta
K = Fator característico do solo (t/m²)

Resistencia total
Q
P= Ap × �
�× K

Q
R=QL + QS
�
??????��=
�
�
�.�.

26. MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS DE CAPACIDADE DE CARGA
Fundações 1 26
c) Método de Décourt e Quaresma (1978)
Tipo do Solo K (tf/m²)
Argila 12
Silte argiloso (s. residual) 20
Silte arenoso (s. residual) 25
Areia 40

27. CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
Fundações 1 27
a)Formula Fundamental (Sanders, 1851)

Trabalho Motor de um Golpe − Perdas = Trabalho Realizado

Trabalho Motor = M x h
Perdas: Por ocasião do choque (Rechaço, Calor, etc)
Por deformação elástica do Capacete
Por deformação elástica da estaca
Por deformação elástica do solo

M v²
2g
−P
(choque)−P
(estaca)−P
(solo)

=

(Rd−M−P) . S

28. Fundações 1 28
a)Formula Fundamental (Sanders, 1851)
Deduz-se:




1. Trabalho total aplicado; 2. Perda por impacto; 3. Perda por deformação elástica da
estaca; 4. Perda por deformação elástica do capacete; 5. Perda por deformação elástica
do solo; 6. Trabalho efetivo (Cravação da Estaca)

M = Peso do Martelo; P = Peso da Estaca; h = Altura de queda; e = Coeficiente de
restituição; L = Comprimento da Estaca; A = Área da seção da Estaca; E = Mód. De
Elasticidade da Estaca; L’ = Espessura do Capacete; A’ = Área da seção do Capacete; E’ =
Mód. De Elasticidade do Capacete; C
3=Coeficiente elástico do Solo; R
d=Resistência
dinâmica; s = Avanço da Estaca (Nega)

Mh−Mh
�1−�
2
�+�
−
1
2
�
�
2
�
?????? �
−
1
2
�
�
2
�
′
??????
′
�
′
−�
3

�
�=�� �
1 2 3 4 5 6
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS

29. Fundações 1 29
b) Fórmula Geral de Cravação (Davidian, 1969)




?????? = Rendimento do Equipamento

Valores de ?????? para vários martelos (Thomas Whitaker, 1976)

?????? � �=�� � + ?????? � �
�(1 − �
2
)
� + �
+
1
2
�
�
2
�
?????? �
+�
3

�
�
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
Martelo ??????
Queda livre disparado com gatilho 1
Queda livre operando com Guincho 0,8
Pneumáticos de simples efeito 0,9

30. Fundações 1 30
b) Z. Davidian (1969)
Valores para Coeficiente de Restituição de Newton “�”

CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
Estaca Capacete
Martelo
Queda livre,
S. Efeito, Diesel
Duplo Efeito
Concreto
Armado
Coxim Plástico 0,40 0,50
Coxim madeira 0,25 0,40
Aço s/ Concreto 0,40 0,50
Aço
Coxim Plástico 0,50 0,50
Coxim madeira 0,30 0,30
Aço s/ aço 0,50 0,50
Madeira Aço s/ Madeira 0,25 0,40
Thomas Whitaker (1976) e Z. Davidian (1969)

31. Fundações 1 31
c) Fórmula dos Holandeses (Z. Davidian, 1969)
Simplificações:
•e = 0 (choque não elástico)
•C
3 = 0; despreza-se as perdas por deformação do solo e outras perdas
•η
e = 1; despreza-se perdas por atrito do martelo
•O trabalho de deformação elástica da estaca e do capacete são
desprezados




Fator de Segurança F. S. = 6 (martelo e vapor) ou 10 (martelo queda livre)
(Estacas FRANKI F.S. = 6; Estacas Pré-moldadas FS = 10)

�
�=
�.�
�

�
�+�

CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS

32. Fundações 1 32
d) Fórmula dos Holandeses Modificada (Z. Davidian, 1969)
Simplificações:
•C
3 = 0; despreza-se as perdas por deformação do solo e outras perdas
•η
e = 1; despreza-se perdas por atrito do martelo
•Despreza-se a deformação elástica do capacete





Fator de Segurança FS = 3 a 4
�
�=
�.??????
�
−�+ �
2
+
2.�.�
�+�
�+�
2
.�
�
� ??????

CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS

33. Fundações 1 33
e) Fórmula de Brix (Z. Davidian, 1969)
Usada somente para solos arenosos e martelos em queda livre.
Simplificações:
•e = 1 (considera-se estaca e martelo como corpos perfeitamente elásticos




Fazendo:



Ver gráfico P
0 – f(s,r)
Fator de Segurança FS = 4 a 5
�
�=
4.�.�
(�+�)²

�.�
�

CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
�
0=
4
�

�/�
1+(�/�)²
=
4
�

�
1+�²

⇨ ��= �
0

.�.�

34. Onde:
M – Peso do Martelo
P – Peso da Estaca
�=
�
�

(Nega)
P
0

35. Fundações 1 35
f) Fórmula de Hiley (1920, 1930) in Davidian (1969)
Derivada de Redtenbaker (1859):



Simplificações:
•½ R
d².(L/E.A) = ½ C
2 R
d = Compressão elástica da estaca
•½ R
d².(L’/E’.A’) = ½ C
1.R
d = Compressão elástica do capacete

•C
3.R
d = .................................. Compressão Elástica do solo


A fórmula de Hiley se escreve:
?????? � �=��

�+
??????
�� � � (1−�
2
)
(�+�)
+
1
2
�
�
2
�
� ??????
+
1
2
�
�
2
�′
�′ ??????′
+�
3

�
�
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
�
�=
??????
�

� � (�−�
2
�)
�+��+
�
1+�
2+�
3
2

36. Fundações 1 36
f) Fórmula de Hiley (1920, 1930) in Davidian (1969)
Pelas Normas Inglesas (Civil Engineering Code of Practice U.D.C. 623,15):
•Quando M > e. P:




•Quando M < e. P:




s = Nega; e = Coeficiente de restituição; C
1, C
2, C
3 – ver tabela




CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
&#3627408453;
&#3627408465;=
??????
&#3627408466;

&#3627408448; &#3627408469; (&#3627408448;−&#3627408466;
2
&#3627408451;)
&#3627408448;+&#3627408451;×&#3627408480;+
&#3627408438;
1+&#3627408438;
2+&#3627408438;
3
2

&#3627408453;
&#3627408465;=
??????
&#3627408466;

&#3627408448; &#3627408469; (&#3627408448;−&#3627408466;
2
&#3627408451;)
&#3627408448;+&#3627408451;×&#3627408480;+
&#3627408438;
1+&#3627408438;
2+&#3627408438;
3
2
−
&#3627408448;−&#3627408466;
2
.&#3627408451;
&#3627408448;+&#3627408451;

37. Fundações 1 37
Tipo de estaca
Valores de C1
Tensões no topo da estaca (kgf/cm²)
35,15 70,3 105,75 140,60
Estaca em Madeira 0,270 0,2540 0,381 0,5080
Estacas em Concreto (Pré-moldada) 0,050 0,0127 0,018 0,0254
Estacas em Aço (com capacete de madeira) 0,101 0,2030 0,030 0,0406
Topo da estaca em aço 0 0 0 0
Valores de C2
Tensões no topo da estaca (kgf/cm²)
35,15 70,3 105,75 140,60
Estaca em Madeira 0,270 0,254 0,381 0,508
Estacas em Concreto (Pré-moldada) 0,063 0,127 0,190 0,254
Estacas em Aço (com capacete de madeira) 0,101 0,203 0,304 0,406
Topo da estaca em aço 0 0 0 0
Valores de C3
Tensões no topo da estaca (kgf/cm²)
35,15 70,3 105,75 140,60
0-0,0154 0,0254 0,0254 0,00127
- 0,05 0,0762 0,00580

38. Fundações 1 38
g) Fórmula do E.N.R (Engineering News Record) in Wellington (1888)
Martelos em Queda Livre:



Martelos a Vapor (Simples Efeito)



Martelos a Vapor (Duplo Efeito)



Fator de Segurança F.S. = 6

&#3627408453;
&#3627408465;=
&#3627408448; &#3627408469;
&#3627408480;+1,0

CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
&#3627408453;
&#3627408465;=
&#3627408448; &#3627408469;
&#3627408480;+1,0

&#3627408453;
&#3627408465;=
&#3627408448;+&#3627408462;.??????.&#3627408469;
&#3627408480;+1,0

a = Área do Pistão
p = Pressão do Vapor (média)

39. Fundações 1 39
1. Fatores Influentes na Resistencia Dinâmica a Penetração
•Peso do Martelo
•Peso da Estaca
•Velocidade do Martelo
•Capacete de cravação
•Condições do equipamento em uso
•Programação (sequência) de cravação
•Espaçamento entre estacas
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS

40. Fundações 1 40
2. Circunstâncias onde a Resistência Dinâmica a Penetração não se aplica
como parâmetro de avaliação
•Estacas cravadas em uma camada resistente apoiada sobre uma camada
compressível
•Estacas de seção variável atravessando “lentes” de material resistente
•Estacas apoiadas em matacões
•Estacas sujeitas a atrito negativo
•Estacas apoiadas em rocha
•Estacas apoiadas em solos “finos” (areias finas, siltes e argilas)

CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS

41. Fundações 1 41
Fórmulas dinâmicas para martelos de simples efeito:
Todas as fórmulas dinâmicas são válidas para

•M ≥ P (M = Peso do Pilão e P = Peso da Estaca)
•P/2 < M < P as cargas admissíveis sofrem redução de:
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
&#3627409149;&#3627408467;=1−41 −
&#3627408448;
&#3627408451;
3

42. Fundações 1 42
Fórmulas dinâmicas para martelos de simples efeito:
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
&#3627408448;
&#3627408451;

Valores do
Coeficiente β
0,370 0
0,400 0,136
0,450 0,334
0,500 0,500
0,550 0,635
0,600 0,744
0,700 0,892
0,800 0,968
0,900 0,998
1,000 1,000

43. Fundações 1 43
Estacas “Raiz” – Método FUNDESP/David A. Cabral – Catálogo – 1986)
Carga de Ruptura:



Resistencia Lateral:



Resistência de Ponta:
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
Q
R= QL + QP

Q
L = Σ &#3627409149;
0×&#3627409149;
1×&#3627408449;×&#3627408456;×Δ&#3627408473;
Q
P =&#3627409149;
0×&#3627409149;
2×&#3627408449;×??????
&#3627408463;

44. Fundações 1 44
Estacas “Raiz” – Método FUNDESP/David A. Cabral – Catálogo – 1986)

Diâmetro D ≤ 45 cm e Pressão τ ≤ 4,0 kg/cm² (0,4 MPa)

β
0 = 1 + 0,11 τ – 0,01 D
N = N° Golpes SPT
U = Perímetro final estaca (cm)
D = Diâmetro final da estaca (cm)
τ = Pressão Injeção (kg/cm²)
Δl = Espessura da camada (cm)
A
b = Área de Ponta
β
0 . β
0 . N ≤ 50 kg/cm² ou 5 MPa
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
β
0.β
1.N
e β
0.β
2.N
obtidos em kg/cm²

45. Fundações 1 45
Tensões dinâmicas resultantes da cravação
Considerando que não há nenhum amortecimento, o golpe se dá
diretamente sobre o topo da estaca. É onde se verifica a tensão máxima de
compressão.




E = 210.000 kgf/cm² (concreto)
V
P = 2.900 m/s (concreto)
γ = 2,4 t/m³ (concreto)
CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
&#3627408457;
0= ??????2 &#3627408468; &#3627408469; &#3627408455;
&#3627408474;á??????=&#3627408440;.
&#3627408457;
0
&#3627408457;
??????′
&#3627408457;
&#3627408451;′=
&#3627408440; &#3627408468;
&#3627409150;

46. Fundações 1 46
Tensões dinâmicas resultantes da cravação



Com: h (cm); T
máx (kgf/cm²)






Conclusão: Martelos mais pesados, ainda que utilizando menor altura de
queda são mais eficientes e danificam menos a estaca durante a cravação.
Ideal: Peso do Pilão/Martelo ≥ Peso da Estaca

CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
&#3627408455;
&#3627408474;á??????= 2. &#3627409150; .&#3627408440; .&#3627408469; &#3627408455;
&#3627408474;á??????≅30 .&#3627408469; (concreto)
h (m) T
máx
(kgf/cm²) Eficiência
0,50 21,21 -
0,80 26,83 26,50%
1,00 30,00 41,40%
1,50 36,74 73,20%
2,00 42,43 100,00%

47. Fundações 1 47
Energia de Cravação




CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
Condição de Penetração é função do comprimento (l) da
onda de choque

Comprimento de onda (l) é o caminho percorrido na
unidade de tempo (t)

Velocidade V
P’ = l/t ⇔


f = Frequência do Martelo
??????=
&#3627408440; .&#3627408468;/&#3627409150;
&#3627408467;

48. Fundações 1 48
Energia de Cravação

Conclusão: Para frequência de golpes elevadas, o comprimento de onda é
pequeno, o que não oferece boas condições de penetração. Para se obter
maior eficiência na cravação (penetração) deve-se usar frequências mais
baixas. Prova-se que o comprimento de onda é diretamente proporcional ao
peso do martelo e da estaca;

A energia transferida a estaca é maior para martelos pesados, trabalhando
com menor altura de queda, do que para martelos leves trabalhado com
maior altura de queda










CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS

49. Fundações 1 49
Energia de Cravação
- Compare a energia de cravação entre dois martelos, caído a diferentes
alturas de queda, conforme tabela abaixo:







Para estaca pré-moldada 30 x 30, comprimento 12,0 m e peso P = 2.600,00






CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
Exemplo N° 1 N° 2
Peso do Martelo - M (kgf) 1.600 4.000
Altura de queda - h (m) 2,00 0,80
Energia Potencial Ep (kgf.m) 3.200 3.200
Velocidade Impacto &#3627408457;= ??????
&#3627408466;2 &#3627408468; &#3627408469; 6,26 3,96

50. Fundações 1 50
Energia de Cravação









EC(2) / EC (1) = 1.598 ≅ 1.60 (60%)

Conclusão: maior eficiência do martelo n°2
Obs.: não se levou em conta as perdas nos dois martelos





CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
Antes do impacto V
0 = 0
Depois do impacto V
0 ≠ 0

V
0 (1) = 2,38 m/s
V
0 (2) = 2,40 m/s
&#3627408448;.&#3627408457;+&#3627408451;.&#3627408457;
0=&#3627408448;+&#3627408451;.&#3627408457;
0
&#3627408457;
0=
&#3627408448;.&#3627408457;
&#3627408448;+&#3627408451;
⇒
&#3627408440;
&#3627408438;=
&#3627408474; &#3627408457;
0²
2
=
&#3627408448;+&#3627408451;
2 &#3627408468; &#3627408457;
0²

E
C (1) = 1.121 kgf.m
E
c (2) = 1.937 kfg.m
⇒

51. Fundações 1 51
Condições do Capacete de Cravação




CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS
(1)– Resultado obtido sem
uso de nenhum colchão
amortecedor
(2)– Resultado obtido com
uso de colchão de
madeira
(3)– Capacete ideal

52. Fundações 1 52
Condições do Capacete de Cravação

•Sem o capacete as forças de impulsão formam um pico muito agudo. As
forças são elevadas porém de curta duração (resulta pequena impulsão)
– Maior tensão na estaca;
•Com o uso de capacete há um certo amortecimento de energia, porém, o
tempo de contato é prolongado resultando maior impulsão – Menor
tensão na estaca;
•Na prática observa-se que o colchão de madeira deve ter espessura ≥ 10
cm, o ideal é de 15 cm para não danificar a estaca;




CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS

53. Fundações 1 53
Condições do Capacete de Cravação

•Sem o capacete as forças de impulsão formam um pico muito agudo. As
forças são elevadas porém de curta duração (resulta pequena impulsão)
– Maior tensão na estaca;
•Com o uso de capacete há um certo amortecimento de energia, porém, o
tempo de contato é prolongado resultando maior impulsão – Menor
tensão na estaca;
•Na prática observa-se que o colchão de madeira deve ter espessura ≥ 10
cm, o ideal é de 15 cm para não danificar a estaca. Aconselhavel tambem
ser de madeira de boa qualidade como sucupira, peroba, angelim,
embiriba, etc, madeiras “duras”.




CAPACIDADE DE CARGA - FORMULAS DINÂMICAS

54. REFERÊNCIAS
Fundações 1 54
•AOKI, N.; VELLOSO, D. A. An approximate method to estimate the bearing capacity of
piles. In: PANAMERICAN CSMFE, 5., 1975, Buenos Aires. Proceedings... Buenos Aires,
1975. V. 1, p.367-376;

•MAZURKIEWICZ, B. K. Test loading of piles according to Polish regulations, Preliminary
Report n. 35, Commission on Pile Research, Royal Swedish Academy of Engineering
Sciences, Stockholm, 1972

•VAN DER VEEN, C. The bearing capacity of a pile. In: ICSMFE, 3., 1953, Zurich.
Proceedings... Zurich, 1953. v. 2, p. 84-90