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8/17/2019 PUC-FUND-RONALD

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Capacidade de Carga

Geotécnica de

Fundações

FUNDAÇÕES

SLIDES 06 / AULA 07

Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt

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Fundações Rasas


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SLIDES 06 – Capacidade de carga geotécnica de fundações – fundações rasasFUNDAÇÕES - Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt 2

Introdução

Capacidade de carga Geotécnica

Carga máxima resistida pela fundação

Limite onde os recalques se estabilizam

Resistência admissível Tensão ou força adotada em projeto que, aplicada pela

fundação, atende, com fatores de segurança

predeterminados, aos estados limites último (ruptura) e de

serviço (deformações)

FS = 3 → Fundação superficial

FS = 2 → Fundação profunda


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Introdução

Resistência de Projeto

Tensão ou força de ruptura geotécnica dividida pelo

coeficiente de minoração da resistência última

Também deve atender ao ELU e ao ELS

Ideia

m

k c

k f

R

N ,

aresistêncidaminoraçãodecoef.

ticacaracterísaresistênci(atuante)ticacaracteríscarga

açõesdasmajoraçãodecoef.

,

m

k c

k

f

R N


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Métodos para Determinação dacapacidade de carga

MétodosTeóricos

MétodosSemiempíricos

MétodosPráticos


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Métodos para Determinação dacapacidade de carga Métodos Práticos

São realizados ensaios tipo prova de carga, em que a

fundação ou semelhantes são submetidos a carregamentos

progressivos até a iminência de “ruptura” Os ensaios são executados dentro da própria área de

fundação

Prova de carga sobre placa

Prova de carga estática em estacas

Ensaio de carregamento dinâmico


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Métodos para Determinação dacapacidade de carga Métodos Semiempíricos

São correlações propostas a partir de resultados de ensaios

“in situ”

Alguns métodos estimam a carga última (Pult) e outros a cargaadmissível Padm= Pult /FS

No Brasil predominam os métodos relacionados ao ensaio

SPT


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Métodos para Determinação dacapacidade de carga Métodos Teóricos

São estudos teóricos da estabilidade de uma fundação

inserida numa massa de solo

Equilíbrio Limite

Avalia o momento último da ruptura

Linhas de escoamento

Linhas prováveis de comportamento da dinâmica da ruptura

Expansão de cavidade

Força para abrir ou fechar um furo no solo


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Comportamento de uma sapata sobcarga vertical


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Comportamento de uma sapata sobcarga vertical

“O valor de carregamento que promove a ruptura (Fase III),

em que se atinge a resistência da fundação, recebe o nome

de capacidade de carga”

Pult


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Modelos de ruptura de fundações

A partir da observação de ensaios e de catástrofes,constata-se que a capacidade de suporte do solo

provém dos modelos:

Ruptura generalizada

Ruptura localizada

Ruptura por puncionamento

O tipo de ruptura ocorrerá em função Compressibilidade do solo, geometria da fundação,

carregamento, embutimento


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Existe um padrão bem definido

Pouco antes da ruptura observa-se o

levantamento do solo na superfície

Ruptura repentina e drástica

Ocorre com mais frequência em

fundações rasasem solos poucocompressíveis (areias compactas e

argilas rijas)


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Ruptura geral nas fundações de silos de concreto armado(TSCHEBOTTARIOFF, 1978)


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Ruptura Localizada

O padrão só é bem definido logo abaixo

da fundação

Só desce; não gira

Poucos incrementos de carga

→ recalques acentuados

Não há colapso catastrófico

Ocorre com mais frequencia em: Sapatas mais profundas

Tubulões em geral

Estacas com grande diâmetro


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Ruptura por Puncionamento

O padrão de ruptura não é facilmente

observado

O solo externo não é envolvido

Típico de estacas e também de tubulões

com pequeno diâmetro

Solos pouco competentes


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Condições de modos de ruptura geotécnica em areias (VESIC, 1975)


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Teoria de Terzaghi (1943)

A partir de Prandtl (1921) e Reissner (1924):

Fundação corrida em solo homogêneo, rígido-plástico

Apenas o solo abaixo da sapata contribui com a resistência

AC = reta

CD = espiral logarítmica

DE = reta

Zona I = zona ativa

Zona II = zona de cisalhamento

Zona III = zona passiva


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qu = tensão máxima suportada pelo solo

c = coesão do solo

q = sobrecarga ao nível da base = γH

γ = peso específico do solo Nc, Nq, Nγ = fatores de capacidade de carga

B = menor dimensão da sapata

BN qN cN q qcu2

1


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Equações para o cálculo de Nc, de Nq e de Nγ

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Fatores de Correção

São fatores para adaptar o trabalho original àrealidade

1) Fator de Forma

γq c S S S BN qN cN q qcu

2

1


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Fatores de Forma de Terzaghi (1943)

Fatores de Forma de Vésic (1973)

Retangular


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2) Embutimento

Considera o quão profundo está a fundação

Fundações rasas

Terzaghi

Fundações profundas

Outras teorias (Meyerhoff)


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3) Compressibilidade do solo

Areia fofa (N < 5)

Argila mole (N < 6)

tg tg

cc

32

32

**

*

Usar

Com c* e ɸ*, encontra-se Nc, Nq e Nγ, e

usa-se a equação original


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4) Carga excêntrica

Considerar uma área fictícia b’ x l’ para que a carga se

“torne” centrada

xe Bb 2'

ye Ll 2'


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5) Carga inclinada

Se a carga “N” estiver inclinada de um ângulo “α” com a

vertical

cos N V

sin N H


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5) Carga inclinada

Haverá uma redução da capacidade de carga

Fatores i c , i

q , i

γ

γq c i i i S BN S qN S cN q qqccu2

1


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5) Carga inclinada

2

º901

Fatores Meyerhof Hansen

ic

iq = ic

iγ = iq2

N

H 2

1

cBL

H

2

1

2

1


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6) Presença do NA

Influência da água na resistência ao cisalhamento do solo

Parâmetros de resistência em termos de tensões efetivas

Peso específico (γsolo

)

ponderadamédia

)(saturadoseco

sub n

w sat sub sub

n

γ,γ

γγγγ

γ


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6) Presença do NA

6.1) Para uma posição máxima de NA (1)

Para z > D + B:

nada a corr ig i r


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fundações rasasFUNDAÇÕES - Prof. MSc. Douglas M. A. Bittencourt 31


6) Presença do NA

6.2) Para D < z < D + B

Utilizar coesão saturada (csat)

Corrigir o peso específico na 3ª

parcela da equação:

ba

ba subn

*


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fundações rasasFUNDAÇÕES P f MS D l M A Bitt t 32


6) Presença do NA

6.3) Para z < D

Usar coesão saturada (csat)

No cálculo de q’, usar:

Na 3ª parcela da equação, usar

γsub

21' x xq subn

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