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Estacas são fundações profundas, cravadas ou moldadas in loco, que transferem carga ao solo por meio de atrito da face lateral contra o terreno e / ou tensões na ponta. Tem-se, portanto, a Resistência Lateral (RL) e Resistência de Ponta (RP) (a). Caso a estaca trabalhe apenas pela Resistência Lateral, é denominada flutuante (c). Por outro lado, se a sua capacidade de carga advém essencialmente da Resistência de Ponta a estaca é denominada carregada de ponta (b). É possível utilizar o método AOKI-VELLOSO para calcular a capacidade de carga em estacas (Resistência Lateral e Resistência de Ponta), como será apresentado no exemplo de cálculo a seguir.

A capacidade de carga geotécnica das estacas foi objeto de estudo de muitos autores, especialmente no século XX, com diversas proposições e métodos de cálculos apresentados. Os métodos estáticos podem ser descritos como:
- Racionais ou teóricos: utilizam soluções teóricas de capacidade de carga e parâmetros do solo.
- Semiempíricos: utilizam resultados dos ensaios in situ de penetração (CPT e SPT). (MÉTODO AOKI-VELLOSO)
- Empíricos: a capacidade de carga é estimada com base apenas na classificação das camadas atravessadas.
MÉTODO SEMIEMPÍRICO: AOKI-VELLOSO
O método de Aoki e Velloso (1975) foi desenvolvido a partir de um estudo comparativo entre resultados de provas de carga em estacas e ensaio SPT. Sua formulação é:
Onde:
A = área de ponta
K = coeficiente – TAB 1 = razão de atrito – TAB 1
F1 e F2 = fatores de correção – TAB 2
U = perímetro da estaca = comprimento da estaca
N = número de golpes Nspt da camada de solo analisada
Além disso, podemos observar que a formulação separa a capacidade de carga gerada pelo atrito lateral e as tensões de ponta:
Resistência Lateral
Resistência de Ponta

Cabe ressaltar que os valores de F1 e F2 foram atualizados ao longo dos anos e algumas literaturas podem apresentar valores diferentes.
Inicialmente, a os valores propostos para a estaca pré-moldada eram F1 = 1,75 e F2 = 3,5 (ou 2 x F1). No entanto, Aoki (1985) constata que o método é muito conservador e propõe:
espessura acima da ponta igual 7 vezes o diâmetro
Onde D é o diâmetro ou lado da seção transversal do fuste da estaca.
Além disso, os valores F1 = 3 e F2 = 6 para estacas escavadas foram incorporados pela prática de projeto, propostos por Aoki e Velloso (1991).
E, por fim, foram incorporados os valores F1 = 2 e F2 = 4 para estacas do tipo raiz, hélice contínua e ômega (Velloso e Lopes – 2002).
Algumas publicações questionam os valores adotados para as estacas do tipo hélice contínua. O valor de F1 depende da qualidade da execução, e valores maiores que 2 são indicados nos casos em que se espera uma contribuição importante da parcela de ponta. Em estudos publicados, Souza e Lopes (2018) indicam valores de F1≥4 por conta da variabilidade e, portanto, baixa confiabilidade dessa parcela.
CONTRIBUIÇÕES
Muitos autores utilizam o método Aoki-Velloso em regiões e formações geotécnicas específicas a fim de comparar com o resultado de provas de carga. O resultado disso são trabalhos publicados que sugerem novos valores k e α, válidos para os locais estudados. Dessa forma, mantém-se a formulação geral e substitui as correlações originais, abrangentes, por correlações regionais, com validade comprovada.
- LAPROVITERA E BENEGAS

OBS: para a resistência de ponta, os autores utilizaram a média dos valores de N numa faixa de 1 diâmetro da estaca para cima (da ponta) e 1 diâmetro para baixo ou, pelo menos, 1 metro acima e 1 metro abaixo.
- MONTEIRO

O autor apresenta algumas recomendações para a aplicação do método:
1 – O valor de N é limitado a 40.
2 – Para o cálculo da resistência de ponta, deverão ser consideradas a média dos valores ao longo da espessura acima da ponta igual 7 vezes o diâmetro da base () e a média dos valores ao longo da espessura abaixo da ponta igual 3,5 vezes o diâmetro da base (
). Por fim:

EXEMPLO DE CÁLCULO: MÉTODO AOKI-VELLOSO
O exemplo de cálculo está presente no livro FUNDAÇÕES EM ESTACAS.
Para o perfil geotécnico abaixo, avaliar a capacidade de carga da estaca pré-moldada.

Primeiramente, calcula-se os valores dos coeficientes de correção F1 e F2, a área de ponta e perímetro da estaca:
A capacidade de carga da ponta pode ser calculada por:
Resistência de Ponta
Observe que a ponta está acomodada em uma camada de areia compacta e = 22 imediatamente abaixo. Além disso, fatores do solo a serem considerados são:
Tipo de solo = AREIA
K = 10 kg/cm² = 1,4 %
Portanto:
Para o cálculo da capacidade de carga pelo atrito lateral, vamos analisar as camadas de solo nas quais a estaca está embutida:
- Camada 1: argila mole
Tipo de solo (TAB. 1) = ARGILA
K = 2 kg/cm²= 6 % = 0,06
= 4 m = 400 cm
Resistência Lateral
OBS: no livro, o comprimento considerado foi de 5 m, mesmo que a média do índicetenha considerado apenas 4 m. Porém, não representa uma diferença significatica no resultado final.
- Camada 2: areia fina mediamente compacta
Tipo de solo (TAB. 1) = AREIA
K = 10 kg/cm²= 1,4 % = 0,014
= 6 m = 600 cm
Resistência Lateral
- Camada 3: areia compacta
Tipo de solo (TAB. 1) = AREIA
K = 10 kg/cm²= 1,4 % = 0,014
= 2 m = 200 cm
Resistência Lateral
RESULTADOS
A resistência lateral é, portanto:
E a capacidade de carga (última) da estaca é:
Para o cálculo da carga admissível, os autores utilizam o fator de segurança global normatizado igual a 2:
Portanto, pelo método Aoki-Velloso:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Fundações: Volume Completo

Fundações em Estacas

Fundações por Estacas: Projeto Geotécnico

Exercícios de Fundações

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