AULA05b-FUNDACOES-DIRETAS-CAPACIDADE-DE-CARGA.pdf

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI INSTITUTO DE CIÊNCIA, ENGENHARIA E TECNOLOGIA ENGENHARIA CIVIL

ECV 114 – F UNDAÇÕES E OBRAS DE TERRA

FUNDAÇÕES RASAS – DETERMINAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA

Prof. Ana Paula Moura [email protected]

Prof. Ana Paula Moura

PROGRAMAÇÃO DA AULA 1) Métodos para determinação da capacidade de carga: ●

Métodos teóricos: Terzaghi, Vesic, Skempton, Meyerhof, rinch!"ansen#

●

Métodos semi!emp$ricos#

●

Métodos pr%ticos#

&) ' inf(*ncia do n$+e( d%ga e dos so(os estratificados na capacidade de carga-

ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

1. INTRODUÇÃO “Capacidade de carga é a te!"# $%e pr#&#ca a r%pt%ra d# 'aci(# de !#)# e' $%e a *%da("# e!t+ e',%tida-.


1. INTRODUÇÃO .onsidere ma sapata retang(ar, com (argra  e comprimento /, assente 0 profndidade  2o h) em re(ação 0 sperf$cie do terreno3 amento da carga 4 ap(icada 0 sapata mo5i(iza tens6es resistentes no maciço de so(o, com +a(or médio dado por: P σ=

BL

.om o acréscimo da carga, h% o srgimento de ma sperf$cie potencia( de rptra no interior do maciço de so(o, mo5i(izando sa resist*ncia m%7ima eté atingir a tensão de rptra 28r), o se9a, a capacidade de carga do sistema sapata-solo ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

1. INTRODUÇÃO Capacidade de ca!a da sapata " depe#de do solo Sapatas id$#ticas em solos di%ee#tes& a capacidade de ca!a #'o se( a mesma) Capacidade de ca!a do solo " depe#de de caacte*sticas da sapata +!eometia& po%,#didade de em,time#to& etc./ Solos id$#ticos com sapatas di%ee#tes " a capacidade de ca!a #'o se( a mesma) ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

1. INTRODUÇÃO Solos #'o sat,ados So(os acima do -'- podem ser co(aps$+eis e se inndados por ch+as intensas, +azamento de t5(aç6es, etc- 4odem e7i5ir m reca(;e a5rpto e significati+o < so(os co(aps$+eis●

=anto mais seco < maior a capacidade de carga#

●

=anto mais >mido < menor a capacidade de carga#

●

So(o satrado < capacidade de carga m$nimaECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

1. INTRODUÇÃO Solos sat,ados ●

?m so(os satrados, principa(mente em argi(as mo(es, os par@metros de resist*ncia 2coesão e @ng(o de atrito) são dependentes das condiç6es de drenagem, +ariando do não drenado 2carregamento r%pido o segrança a crto prazo) o drenado 2carregamento (ento o segrança a (ongo prazo)-

●

?m termos de capacidade de carga, gera(mente predomina como cr$tica a condição não drenada, pois a capacidade de carga tem a tend*ncia de amentar com a dissipação das poro!press6esECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

1. INTRODUÇÃO NBR012313 – o5eto e e6ec,7'o de %,#da78es a!. 3 e 1 - Co#sidea78es soe as te#s8es admiss*9eis 1)Métodos teóricos &)Métodos semi emp$ricos A)4ro+a de carga so5re p(aca


2. MÉTODOS TEÓRICOS

:;TODOS TEodem se empe!ados& m?todos a#al*ticos +teoia de capacidade de ca!a/ #os dom*#ios de 9alidade de s,a aplica7'o& @,e co#templem todas as patic,laidades do po5eto& i#cl,si9e a #at,ea do cae!ame#to +de#ado o, #'o de#ado/. NBR 012313 ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

2. MÉTODOS TEÓRICOS 's fórm(as de capacidade de carga são ho9e m instrmento 5astante eficaz na pre+isão da tensão admiss$+e(, destacando!se dentre as in>meras form(aç6es, a de

Tea!i& de :eeo%& de Sempto#& e de Bi#c a#se# +com colaoa78es de Vesic/. 's fórm(as de capacidade de carga são determinadas a partir do conhecimento do tipo de rptra ;e o so(o pode sofrer, dependendo das condiç6es de carregamento-


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.1. TEORIA DE TERZAGHI ipGteses (sicas2 ●

●

●

Sapata corrida: comprimento 2/) 5em maior ;e (argra 2) < /B C D 4rofndidade de assentamento inferior 0 (argra da sapata 2 E ) < desprezar a resist*ncia ao cisa(hamento da camada de so(o sitada acima da cota de apoio da sapata < s5stitir a camada de so(o de espessra h e peso espec$fico g por ma so5recarga ; F g-h So(o so5 a 5ase da sapata é compactoBri9o < Gptra gera(-

Te#ria de Ter/ag0i 1 Sapata c#rrida e R%pt%ra gera)ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.1. TEORIA DE TERZAGHI








2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.1. TEORIA DE TERZAGHI COESHO I SOBRECARJA I ATR=TO


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.1. TEORIA DE TERZAGHI Fatoes de coe7'o2 Tipo de ,pt,a ●

●

Horm(ação < sapatas corridas em so(os poss$+eis de rptra gera(# 4ara os so(os com rptra por pncionamento, ade;ar a mesma so(o: e;ação com redção emp$rica nos par@metros do


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.1. TEORIA DE TERZAGHI Fatoes de coe7'o2 Fatoes de %oma ●

●

Horm(ação < sapatas corridas em so(os poss$+eis de rptra gera(# 'daptar o tra5a(ho srcina( a rea(idade < sapatas circ(ares, retang(ares e ;adradas-


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.1. TEORIA DE TERZAGHI Fatoes de coe7'o2 Fatoes de %oma


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.1. TEORIA DE TERZAGHI ●

●

Solos p,ame#te coesi9os + K3/ < capacidade de carga independe da dimensão da sapata# Solos #'o coesi9os +cK3/ < capacidade de carga depende diretamente das dimens6es da fndação, mas a profndidade é mais importante ;e o tamanho da fndação-


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.2. PROPOSIÇÃO DE VESIC 'daptação da Teoria de Terzaghi: ●

novos fatores de capacidade de carga,

●

novos fatores de forma

●

nova proposição para a ruptura local.


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.2. PROPOSIÇÃO DE VESIC Fat#re! de capacidade de carga


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.2. PROPOSIÇÃO DE VESIC








2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.2. PROPOSIÇÃO DE VESIC Fat#re! de c#rre("#2 Fat#re! de *#r'a Os fatores de forma também dependem do ângulo de atrito do solo, não apenas da geometria da sapata. SAPATA Corrida Retangular Circular ou "uadrada

Sc 1,0

Sq 1,0

1+ (B/L)(Nq/Nc) 1 + (B/L) tgΦ 1+(Nq/Nc)

1+tgΦ


S 1,0 1  0,! (B/L) 0,# 0

2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.2. PROPOSIÇÃO DE VESIC Fat#re! de c#rre("#2 Tip# de r%pt%ra ●

●

●

●

Horm(ação < sapatas corridas em so(os poss$+eis de rptra gera(# 4ara os so(os com rptra por pncionamento, so(ção ana($tica atra+és do $ndice de rigidez do so(o4ara efeitos pr%ticos não h% necessidade de c%(c(os aprimorados de capacidade de carga pois pre+a(ecer% o critério de reca(;eÉ comum adotar a mesma redução proposta por Terzaghi.


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.. MÉTODO DE S!EMPTON Argi)a! !at%rada! a c#di("# "# dreada

a teoria de Terzaghi:

N@ K1& N K 3 e S@ K 1 σ=

c N c S c+q ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

34

2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.. MÉTODO DE S!EMPTON Argi)a! !at%rada! a c#di("# "# dreada

34

Detemi#a7'o de Sc2 ●

Sapata corrida < Sc F 1

●

Sapata retang(ares o ;adradas < Sc F 1I J,& 2B/)

Detemi#a7'o de Nc2 ●

Hnção de hB < em5timento re(ati+o da sapata < gr%fico


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.. MÉTODO DE S!EMPTON


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.. MÉTODO DE S!EMPTON


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.". MÉTODO DE ME#ERHOF Te#ria de Ter/ag0i 1 de!pre/ar a re!i!t5cia a# ci!a)0a'et# da ca'ada de !#)# !it%ada aci'a da c#ta de ap#i# da !apata

Me6er0#* 1 0+ c#tri,%i("# da !#,recarga e da re!i!t5cia d# !#)# a ca'ada de !#)# !it%ada aci'a da c#ta de ap#i# da !apata-


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.". MÉTODO DE ME#ERHOF Carga &ertica) e7c5trica ●

imens6es fict$cias

●

 F  K &e5

●

/ F / K &e( Lrea efeti+a de apoio com centro de gra+idade coincidente

com o ponto de ap(icação da carga ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.$. MÉTODO DE %RINCH&HANSEN'VESIC 8a!e2 ●

Hatores de profndidade ! dc#

●

Hatores de inc(inação de carga ! ic-


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.$. MÉTODO DE %RINCH&HANSEN'VESIC C#tri,%i("# de 9e!ic2


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.$. MÉTODO DE %RINCH&HANSEN'VESIC C#tri,%i("# de 9e!ic2


2. MÉTODOS TEÓRICOS 2.$. MÉTODO DE %RINCH&HANSEN'VESIC Fat#re! de c#rre("# para a *#r'a da !apata2


. CAPACIDADE DE CARGA EM SOLO ESTRATIFICADO as camadas: ●

eterminar a capacidade de carga de cada ma das camadas-


. CAPACIDADE DE CARGA EM SOLO ESTRATIFICADO as camadas: ●

Se a camada de 5ai7o 2&) for mais resistente, a fa+or da segrança, adotar a capacidade do sistema iga( a da

●

camada 1Se a camada de 5ai7o 2&) for menos resistente, sar a so(ção pr%tica apro7imada-


. CAPACIDADE DE CARGA EM SOLO ESTRATIFICADO as camadas:


. CAPACIDADE DE CARGA EM SOLO ESTRATIFICADO as camadas: a σ r 1 +b σ r 2

●

Média:

●

Verificar se não h% rptra da segnda camada:

σ r 1,2=

a+b

Δ σ= ●

r

σ 1,2 BL ⩽σ ( B + z )( L+ z )

r2

.aso negati+o, redzir a capacidade de carga:

σ σ =σ 1,2 Δ σ2 r

r

●

r

.apacidade de carga do sistema:

σ r= σ r 1,2


". CAPACIDADE DE CARGA ( INFLUÊNCIA DO N)VEL D*+GUA S#)#! are#!#!2 4eso especifico dimini ;ando se satra ma areia seca# .apacidade carga amenta diretamente com o peso espec$fico# ●

●

●

-'- entre o (imite inferior do 5(5o e a 5ase da sapata < peso espec$fico redzido e @ng(o de atrito ;ase não se a(teraSapata apoiada em areia saturada a capacidade é reduzida uando comparada com uma areia em condição não saturada. ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

". CAPACIDADE DE CARGA ( INFLUÊNCIA DO N)VEL D*+GUA






$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS

:;TODOS SE:=-E:LR=COS >S'o m?todos @,e elacio#am es,ltados de e#saios com te#s8es admiss*9eis o, te#s8es esiste#tes de po5eto. De9em se ose9ados os dom*#ios de 9alidade de s,as aplica78es& em como as dispe78es dos dados e as limita78es e!io#ais associadas a cada ,m dos m?todos. NBR 012313


$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS O fator de segurança global indicado pela !"# $%&&'&(%( é igual a ) *tabela % item $.&.%.%.%+ na ausncia de prova de cargas.

?ntretanto, as corre(aç6es consagradas na pr%tica do pro9eto de fndaç6es diretas fornecem diretamente o +a(or da tensão admiss$+e(, com segrança imp($cita, o ;e dispensa a ap(icação do fator de segrançaECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS

-ello alerta ue é preciso analisar a srcem e a validade de tais formulrios de bolso antes de passar a aplic/los inconscientemente e mesmo pre0udicialmente em condiç1es ue e2travasam do campo e2perimental do ual decorreram.


$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS A/ :eeo% +1M0/ So(os arenosos: ; F A&2I) So(os argi(osos: ; F 1

●

●

●

; em kBmN e  e  em m#  é a média do S4T em ma espessra 1,D a5ai7o do n$+e( da fndação# ; de+e ser di+ido por & ;ando ocorrer presença do n$+e( d%ga no so(o ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS B/ Coela78es com o ST F,#da78es dietas po sapatas2

●

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 é o +a(or médio no 5(5o de tens6es  de+e ser estar entre D e &J# 4ode!se adicionar ma parce(a ; referente a so5recargaECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS B/ Coela78es com o ST Tei6eia +1MM0/2

●

●

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Sapatas ;adradas de (ado  e h F 1,Dm# 'reia com peso espec$fico de 1O kBmP# Qng(o de atrito iga( a 2&J) 1B& I 1DR Hator de segrança iga( a AECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS B/ Coela78es com o ST :ello +1M/2

●

●

Sem distinção do so(o#  entre  e 1-


$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS C/ Coela78es com o CT Tei6eia P Jodo +1MM0/2

●

;c é o +a(or médio no 5(5o de tens6es, e de+e ser maior o iga( a 1,D M4aECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

$. MÉTODOS SEMI&EMP)RICOS D/ E#saios de laoatGio 4ara argi(as, com 5 ase nos ensaios de (a5oratório pode!se adotar como tensão admiss$+e( do so(o o +a(or da pressão de pré adensamentoTensão de pré adensamento 3 Tensão correspondente ao maior carregamento ue um solo esteve submetido na sua vida geol4gica.


. MÉTODO PR+TICO- PROVA DE CARGA SO%RE PLACA

ROVA DE CARJA SOBRE QACA >E#saio ealiado de acodo com a ABNT NBR 04M& c,5os es,ltados de9em se i#tepetados de modo a co#sidea a ela7'o modelo potGtipo& em como as camadas i#%l,e#ciadas de solo.. NBR 012313






. MÉTODO PR+TICO- PROVA DE CARGA SO%RE PLACA E#saio NBR04M21M4 – o9a de ca!a dieta soe tee#o de %,#da7'o ●

●

4rocra reprodzir o comportamento da so(icitação de ma fndação# nsta(ação de ma p(aca circ(ar r$gida de aço com di@metro de J,OJm na mesma cota de pro9eto da 5ase das sapatas, e ap(icação de carga, em est%gios, com medida sim(t@nea dos reca(;es# ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

. MÉTODO PR+TICO- PROVA DE CARGA SO%RE PLACA E#saio NBR04M21M4 – o9a de ca!a dieta soe tee#o de %,#da7'o ●

●

●

Ges(tado do ensaio < .r+a tensão 7 reca(;eU importante conhecer o perfi( do so(o para e+itar interpretaç6es erradas# .amadas compress$+eis podem mascarar o res(tado-


. MÉTODO PR+TICO- PROVA DE CARGA SO%RE PLACA R,pt,a #*tida - !eal Tensão apro7imada 1J k4a# Tensão admiss$+e( F +a(or e7perimenta( da capacidade de carga di+idido por & 2fator de segrança)


. MÉTODO PR+TICO- PROVA DE CARGA SO%RE PLACA R,pt,a #'o #*tida " Cit?io ait(io


. MÉTODO PR+TICO- PROVA DE CARGA SO%RE PLACA R,pt,a #'o #*tida " Cit?io ait(io Terzaghi 21&) < tensão correspondente ao ponto a partir do ;a( o trecho fina( da cr+a se transforma em (inha reta não +ertica(: sr F 1 k4a K apro7- 1J k4a.ritério de oston < .ritério de o5ras da cidade de oston, desen+o(+ido para p(aca ;adrada de J,AJ m de (ado, sem nenhma adaptação para a p(aca circ(ar 5rasi(eira-


. MÉTODO PR+TICO- PROVA DE CARGA SO%RE PLACA R,pt,a #'o #*tida " Cit?io ait(io

.ritério de oston < ois +a(ores de reca(;es 1J mm e &D mm e sas tens6es correspondentes s&D e s1J 5 tensão admiss6vel é o menor dos valores entre (,78s&7 e s%( .


EERC)CIO 1/ Estima a capacidade de ca!a de ,m eleme#to de %,#da7'o po sapata& com as se!,i#tes co#di78es de solo e 9aloes m?dios #o ,lo de te#s8es2 a) 'rgi(a ri9a com S4T F 1D 5) 'reia compacta com  S4T F AJ c) 'reia argi(osa com f F &DR e c F DJ k4a 2+a(ores não drenados) Caacte*sticas !eom?ticas2 B K  m& Q K  m&  K 1 m& NA K -1 m Usa a e@,a7'o de tea!i com poposi7'o de 9esic e coela7'o de !odo paa c(lc,lo do #!,lo de atito. ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

EERC)CIO / Estima a capacidade de ca!a de ,m eleme#to de %,#da7'o po sapata& com as se!,i#tes co#di78es de solo e 9aloes m?dios #o ,lo de te#s8es2 a) 'rgi(a mo(e com S4T F  5) 'reia poco compacta com  S4T F  c) 'reia argi(osa com f F &JR e c F 1J k4a 2+a(ores não drenados) Caacte*sticas !eom?ticas2 B K  m& Q K  m&  K 1 m NA K -1 m. Usa a e@,a7'o de tea!i com poposi7'o de 9esic e coela7'o de !odo paa c(lc,lo do #!,lo de atito. ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

EERC)CIO / Estima a capacidade de ca!a de ,m eleme#to de %,#da7'o po sapata& com as se!,i#tes co#di78es de solo e 9aloes m?dios #o ,lo de te#s8es2 a) 'rgi(a média com S4T F O 5) 'reia medianamente compacta com S4T F 1& c) 'rgi(a arenosa com f F &JR e c F J k4a 2+a(ores não drenados) Caacte*sticas !eom?ticas2 B K  m& Q K  m&  K 1 m& NA K -1 m Usa a e@,a7'o de tea!i com poposi7'o de 9esic e coela7'o de !odo paa c(lc,lo do #!,lo de atito. ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

EERC)CIO 4/ Estima a capacidade de ca!a de ,m eleme#to de %,#da7'o po sapata& com as se!,i#tes co#di78es de solo2 'reia compacta f F AOR e c F J k4a 2+a(ores não drenados) Caacte*sticas !eom?ticas2 B K Q K  m&  K -1 m. a / N A K - m   / N A K -  m c / N A K -1 m Usa a e@,a7'o de tea!i com poposi7'o de 9esic e coela7'o de !odo paa c(lc,lo do #!,lo de atito.


EERC)CIO / Estima a capacidade de ca!a de ,m eleme#to de %,#da7'o po sapata& com as se!,i#tes co#di78es de solo2 e J a K D m < 'rgi(a ri9a com  S4T F 1D e !D m a5ai7o < 'reia poco compacta  S4T F  Caacte*sticas !eom?ticas2 B K Q K  m&  K -1 m& NA K -m Usa a e@,a7'o de tea!i com poposi7'o de 9esic e coela7'o de !odo paa c(lc,lo do #!,lo de atito.


EERC)CIO 0/ Estima a capacidade de ca!a de ,m eleme#to de %,#da7'o po sapata& com as se!,i#tes co#di78es de solo2 e J a K D m < 'reia compacta f F AOR e !D m a5ai7o < a) 'rgi(a ri9a S4TF 1D

5) argi(a mo(e 

S4T

F

Caacte*sticas !eom?ticas2 B K Q K  m&  K -1 m& NA K -m Usa a e@,a7'o de tea!i com poposi7'o de 9esic e coela7'o de !odo paa c(lc,lo do #!,lo de atito. ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

EERC)CIO / Detemi#a o dimeto da sapata cic,la ,sa#do a teoia de Tea!i com FS K . Despea o peso pGpio da sapata. .arga no pi(ar: DDJ k# F F AAR, c F J k4a, g F 1W,D kBmP e !D m a5ai7o < a) 'rgi(a ri9a S4TF 1D

5) argi(a mo(e 

S4T

F

Caacte*sticas !eom?ticas2 B K Q K  m&  K -1 m& NA K -m Usa a e@,a7'o de tea!i com poposi7'o de 9esic e coela7'o de !odo paa c(lc,lo do #!,lo de atito. ECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

REFERÊNCIAS %I%LIOGR+FICAS 1) '?HB'MS 21) Hndaç6es ! Teoria e 4r%tica- São 4a(o: 4ini, 1O- WD1 p&) '/3S3, X- G- ?7erc$cios de fndaç6es- São 4a(o: (cher, &J1JA) 'SS3.'YZ3 G'S/?G' ? 3GM'S TU..'S- G 1&&:&J1J K 4ro9eto e e7ecção de fndaç6es- Gio de [aneiro, &J1J) G??/3, \- .- 4- Hndaç6es K gia pr%tico de pro9eto, e7ecção e dimensionamento- São 4a(o: ]igrate, &JJOD) V?//3S3, - ^ /34?S, H- G- Hndaç6es- São 4a(o: 3ficina de te7tos, &J1J- DO p) .TG', [- .- ', '3_ -, '/?G3, [- "- Hndaç6es diretas: pro9eto geotécnico- São 4a(o: 3ficina de te7tos, &J11W) Materia( de a(a do professor Marce(o Medeiros K XH4GO) Materia( de a(a do professor og(as ittencort K 4X. `oias) Materia( de a(a do professor Sérgio 4a(ino Morthé K Hac(dades _ennedyECV114 - Fundações e obras de terra Prof. Ana Paula Moura

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