Tabelas de parâmetros¶
Os coeficientes dos métodos semiempíricos, conforme Cintra & Aoki, Fundações por estacas: projeto geotécnico.
Coeficientes de mesmo nome, significados diferentes
\(\alpha\) aparece nos três métodos querendo dizer coisas distintas:
- Em Aoki-Velloso é a razão de atrito \(f_s/q_c\), adimensional, em %.
- Em Décourt (1996) é um fator de correção da ponta, adimensional.
- Em Teixeira é uma tensão, em kPa, que multiplica \(N_{SPT}\).
O mesmo vale para \(\beta\). Não são intercambiáveis.
Aoki-Velloso¶
Coeficiente K e razão de atrito α¶
Tab. 1.3 — Aoki e Velloso (1975).
| Solo | \(K\) (MPa) | \(\alpha\) (%) |
|---|---|---|
| Areia | 1,00 | 1,4 |
| Areia siltosa | 0,80 | 2,0 |
| Areia siltoargilosa | 0,70 | 2,4 |
| Areia argilosa | 0,60 | 3,0 |
| Areia argilossiltosa | 0,50 | 2,8 |
| Silte | 0,40 | 3,0 |
| Silte arenoso | 0,55 | 2,2 |
| Silte arenoargiloso | 0,45 | 2,8 |
| Silte argiloso | 0,23 | 3,4 |
| Silte argiloarenoso | 0,25 | 3,0 |
| Argila | 0,20 | 6,0 |
| Argila arenosa | 0,35 | 2,4 |
| Argila arenossiltosa | 0,30 | 2,8 |
| Argila siltosa | 0,22 | 4,0 |
| Argila siltoarenosa | 0,33 | 3,0 |
A relação entre K e α é inversa
Areia limpa tem \(K\) alto (1,00 MPa) e \(\alpha\) baixo (1,4 %): resiste muito por ponta e pouco por atrito. Argila é o oposto — 0,20 MPa e 6,0 %. É por isso que estaca em argila trabalha por fuste e estaca em areia densa trabalha por ponta.
Fatores de correção F1 e F2¶
Tab. 1.5 — valores atualizados, adaptados de Aoki e Velloso (1975).
| Tipo de estaca | \(F_1\) | \(F_2\) |
|---|---|---|
| Franki | 2,50 | \(2F_1\) |
| Metálica | 1,75 | \(2F_1\) |
| Pré-moldada | \(1 + D/0{,}80\) | \(2F_1\) |
| Escavada | 3,0 | \(2F_1\) |
| Raiz, Hélice contínua e Ômega | 2,0 | \(2F_1\) |
Os fatores são divisores: quanto maiores, menor a capacidade. A escala é a do efeito da execução sobre o solo — a cravada densifica o terreno e leva os menores fatores; a escavada, que alivia tensões, leva os maiores.
De onde vieram os valores atualizados
A tabela original (1975) trazia apenas Franki 2,50, Metálica 1,75 e Pré-moldada 1,75.
- Pré-moldada: Aoki (1985) constatou que o método era conservador demais para pequenos diâmetros e propôs \(F_1 = 1 + D/0{,}80\), com \(D\) em metros — o diâmetro ou lado da seção do fuste.
- Escavada: \(F_1 = 3{,}0\) e \(F_2 = 6{,}0\), de Aoki e Alonso (1991).
- Raiz, hélice contínua e ômega: \(F_1 = 2{,}0\) e \(F_2 = 4{,}0\), de Velloso e Lopes (2002).
Décourt-Quaresma¶
Coeficiente característico do solo C¶
Tab. 1.6 — Décourt e Quaresma (1978). Ajustado com 41 provas de carga em estacas pré-moldadas de concreto.
| Tipo de solo | \(C\) (kPa) |
|---|---|
| Argila | 120 |
| Silte argiloso * | 200 |
| Silte arenoso * | 250 |
| Areia | 400 |
* alteração de rocha — solos residuais.
Fatores α e β de Décourt (1996)¶
Tabs. 1.7 e 1.8. Note que a classificação é em três famílias — argilas, solos intermediários e areias —, e não pelo código completo de solo.
Fator α, sobre a resistência de ponta:
| Tipo de solo | Escavada em geral | Escavada (bentonita) | Hélice contínua | Raiz | Injetada sob altas pressões |
|---|---|---|---|---|---|
| Argilas | 0,85 | 0,85 | 0,30 * | 0,85 * | 1,00 * |
| Solos intermediários | 0,60 | 0,60 | 0,30 * | 0,60 * | 1,00 * |
| Areias | 0,50 | 0,50 | 0,30 * | 0,50 * | 1,00 * |
Fator β, sobre a resistência lateral:
| Tipo de solo | Escavada em geral | Escavada (bentonita) | Hélice contínua | Raiz | Injetada sob altas pressões |
|---|---|---|---|---|---|
| Argilas | 0,80 * | 0,90 * | 1,00 * | 1,50 * | 3,00 * |
| Solos intermediários | 0,65 * | 0,75 * | 1,00 * | 1,50 * | 3,00 * |
| Areias | 0,50 * | 0,60 * | 1,00 * | 1,50 * | 3,00 * |
* valores apenas orientativos, diante do reduzido número de dados disponíveis.
O sentido da variação: argila em cima, areia embaixo
Em \(\alpha\), a argila leva o valor mais alto (0,85) e a areia o mais baixo (0,50). É contraintuitivo para quem espera que areia resista mais — mas o fator não mede resistência, e sim quanto do método original se aproveita naquele solo com aquela execução. A escavação alivia mais a ponta em areia que em argila, e é isso que o fator penaliza.
Trocar as linhas inverte o resultado: uma escavada em areia ganharia 70 % a mais de ponta do que deve.
Três tipos ficam de fora
Pré-moldadas, metálicas e Franki mantêm \(\alpha = \beta = 1\) — o método original de 1978, sem correção.
Teixeira¶
Válida para \(4 < N_{SPT} < 40\).
Parâmetro α (kPa)¶
Tab. 1.9 — Teixeira (1996). Depende do solo e do tipo de estaca.
| Solo | Pré-moldada e perfil metálico | Franki | Escavada a céu aberto | Raiz |
|---|---|---|---|---|
| Argila siltosa | 110 | 100 | 100 | 100 |
| Silte argiloso | 160 | 120 | 110 | 110 |
| Argila arenosa | 210 | 160 | 130 | 140 |
| Silte arenoso | 260 | 210 | 160 | 160 |
| Areia argilosa | 300 | 240 | 200 | 190 |
| Areia siltosa | 360 | 300 | 240 | 220 |
| Areia | 400 | 340 | 270 | 260 |
| Areia com pedregulhos | 440 | 380 | 310 | 290 |
Parâmetro β (kPa)¶
Tab. 1.10 — depende apenas do tipo de estaca.
| Tipo de estaca | \(\beta\) (kPa) |
|---|---|
| Pré-moldada e perfil metálico | 4 |
| Franki | 5 |
| Escavada a céu aberto | 4 |
| Raiz | 6 |
Atrito lateral em argila mole sensível¶
Tab. 1.11 — para o caso em que o método não se aplica: estacas pré-moldadas de concreto flutuantes em espessas camadas de argila mole sensível, com \(N_{SPT}\) normalmente inferior a 3. Aqui \(r_L\) é tabelado direto, pela natureza do sedimento.
| Sedimento | \(r_L\) (kPa) |
|---|---|
| Argila fluviolagunar (SFL) | 20 a 30 |
| Argila transicional (AT) | 60 a 80 |
SFL — argilas fluviolagunares e de baías, holocênicas, situadas até cerca de 20 a 25 m de profundidade, com \(N_{SPT} < 3\), cinza-escuras, ligeiramente pré-adensadas.
AT — argilas transicionais, pleistocênicas, subjacentes ao SFL, com \(N_{SPT}\) de 4 a 8, às vezes cinza-claras, com tensões de pré-adensamento maiores que as do SFL.
A tabela do programa cobre mais tipos que a fonte
Teixeira tabelou quatro tipos de estaca. O SPX oferece sete, e os três restantes — escavada com fluido, hélice contínua e ômega — recebem valores extrapolados, não publicados pelo autor.
Registre isso na memória de cálculo quando usar o método nesses tipos.
Coeficiente m para Kh¶
Usado na reação do solo, não na capacidade de carga. Selecionado pela fração dominante — solos arenosos e siltosos usam a tabela de areia, argilosos a de argila.
Areias e siltes (kN/m⁴)¶
| \(N_{SPT}\) | Compacidade | \(m\) |
|---|---|---|
| 1–6 | Fofa | 1500 – 2750 |
| 7–39 | Pouco compacta | 3000 – 7850 |
| 40–49 | Compacta | 8000 – 14300 |
| 50 | Muito compacta | 15000 |
A tabela é definida ponto a ponto para cada \(N_{SPT}\) inteiro, com progressão linear por faixa: cerca de 154 kN/m⁴ por golpe na faixa pouco compacta e 700 na compacta.
Argilas (kN/m⁴)¶
| \(N_{SPT}\) | Consistência | \(m\) |
|---|---|---|
| 0 | Meio líquido | 250 |
| 1–2 | Muito mole | 750 – 1125 |
| 3–5 | Mole | 1500 – 2500 |
| 6–11 | Média | 3000 – 4667 |
| 12–21 | Rija | 5000 – 6800 |
| 22–29 | Muito rija | 7000 – 8750 |
| 30 | Dura | 9000 |
Saturação fora da faixa
Acima do último \(N_{SPT}\) tabelado — 50 para areias, 30 para argilas — o programa adota o último valor, sem extrapolar. Uma argila com \(N = 45\) recebe o mesmo \(m\) de uma com \(N = 30\).
É a decisão conservadora, mas significa que, em solos muito resistentes, o modelo subestima a rigidez horizontal e superestima os deslocamentos.
Módulo de deformabilidade do solo¶
Usado no recalque. Aoki (1984):
| Tipo de estaca | \(E_0\) |
|---|---|
| Cravadas | \(6 \, K \, N_{SPT}\) |
| Hélice contínua | \(4 \, K \, N_{SPT}\) |
| Escavadas | \(3 \, K \, N_{SPT}\) |
com \(K\) da tabela de Aoki-Velloso.