3. Modernitet og den moderne kulturen
3.6. Kunst- og kulturfeltets ulike verdikontekster
Os métodos semi-empíricos utilizam uma correlação entre os ensaios de campo, geralmente desenvolvidos pelos ensaios de CPT e SPT para calcular diretamente a capacidade de carga.
Os coeficientes envolvidos nas formulações são afetados por alguns fatores tais como: procedimentos de ensaio, tipo de prova de carga, definição de carga de ruptura, procedimentos construtivos e seus efeitos nas propriedades do solo. Segundo Milititsky & Schnaid (1996), os resultados das correlações de natureza empírica acabam sendo extrapolados, muitas vezes, de forma não apropriada.
53 Entre os métodos semi-empíricos para previsão de capacidade de carga serão apresentados apenas os que podem ser utilizados para estacas cravadas e escavadas, e os específicos para estacas raiz. São eles: Aoki e Velloso (1975), Lizzi (1982), Salioni (1985), Cabral (1986) e Bransfond (1991).
Um resumo geral dos métodos encontra-se na Tabela 1:
Tabela 1 – Resumo dos métodos de semi-empíricos utilizados na previsão de capacidade de carga de estacas
Fonte: Autor
2.2.3.1
Método Aoki- Veloso (1975)
Segundo Aoki e Velloso (1975), a carga de ruptura da estaca é a soma das parcelas laterais e de ponta. Dessa forma:
(32) Em que:
Qf - Carga de ruptura
Qs - Carga resistida pelo atrito lateral na ruptura Qp - Carga resistida pela ponta na ruptura
A carga de ruptura na ponta da estaca e dada pela seguinte expressão:
(33) A carga de ruptura referente ao atrito lateral e dada pela seguinte expressão:
54 (34) Em que:
Ap - Área da ponta da estaca;
K - Coeficiente função do tipo de solo, que relaciona o ensaio SPT com o CPT (Tabela 3);
U - Perímetro do fuste da estaca calculado com o diâmetro equivalente desta; ∆L - Comprimento unitário;
α - Coeficiente função do tipo de solo, que relaciona o ensaio SPT com o CPT (Tabela 3);
F1 e F2 – Fatores adimensionais (Tabela 2).
Tabela 2 – Valores de F1 e F2 em função do tipo de estaca
Fonte: Fonte: Aoki-Velloso (1975)
Tabela 3 – Valores de K e α em função do tipo de solo
55
Método Aoki-Velloso, com contribuição de Monteiro (1997)
A formulação aqui é idêntica à do método Aoki Velloso, mas os valores para α, K,
F1 e F2 diferem dos valores utilizados naquele e foram estimados a partir da experiência do
autor na empresa estacas Franki.
A Tabela 9 apresenta os valores de α e K, enquanto a Tabela 10 apresenta os valores de F1e F2, ambas propostos por Monteiro (1997).
Tabela 4 – Valores de K e α em função do tipo de solo - Monteiro
Fonte: Aoki-Velloso (1997)
Tabela 5 – Valores de F1 e F2 em função do tipo de estaca - Monteiro
56
2.2.3.2
Método de Lizzi (1982)
A proposta de Lizzi despreza a resistência de ponta das estacas e atribui a resposta ao carregamento aplicado ao atrito lateral. O autor propõe que a capacidade de carga ultima das estacas raiz e dada por:
(35)
Em que:
d - Diâmetro nominal da estaca, isto e, o diâmetro de perfuração;
K - Coeficiente que representa a interação media entre a estaca e o solo, ou seja, a aderência solo-estaca, ou as tensões induzidas no solo pela estaca, ou a coesão do solo etc. (Tabela 4);
L- Comprimento da estaca;
I - Coeficiente adimensional de forma, que depende do diâmetro nominal da estaca (Tabela 5).
Tabela 6 – Valores de K em função das características do solo
Fonte:Lizzi (1982)
Tabela 7 – Valores de I, em função do diâmetro nominal da estaca
Fonte: Lizzi (1982)
2.2.3.3
Método de Salioni (1985)
As expressões propostas por Salioni não levam em consideração a resistência de ponta das estacas, baseando-se exclusivamente na resistência lateral.
57 Para estacas injetadas sob baixa pressão em solos argilosos, a capacidade de carga e dada por:
(36) Em que:
d - Diâmetro nominal da estaca, isto é, o diâmetro de perfuração; L - Comprimento da estaca;
σc - Resistencia a compressão simples (Tabela 6).
Para estacas injetadas sob baixa pressão em solos arenosos, a capacidade de carga e dada por:
(37) Em que:
D - Diâmetro equivalente, considerando o volume utilizado para execução da estaca, 1,1. d < D < 1,5. D;
σ's - Tensão vertical efetiva ao longo do fuste; φ` - Ângulo de atrito efetivo do solo.
Tabela 8 – Valores de resistência à compressão simples
Fonte: Salioni (1985)
2.2.3.4
Método de Cabral (1986)
Para o cálculo da carga ruptura, a formulação proposta por Cabral leva em conta as parcelas de ponta e atrito lateral, ou seja:
(38)
58 Qf - Carga de ruptura;
Qs - Carga resistida pelo atrito lateral na ruptura; Qp - Carga resistida pela ponta na ruptura.
A parcela devido ao atrito lateral (Qs) é representada pela seguinte expressão:
(39)
Em que:
N - Número do SPT;
U - Perímetro do fuste da estaca calculado com o diâmetro equivalente desta; ∆L - Comprimento unitário;
Em que, por sua vez:
P - Pressão de injeção em Kgf/cm³;
D – Diâmetro final ou equivalente da estaca em cm. Já a parcela devido à resistência de ponta (Qp) é dada por:
(40)
Em que:
β1, β2 - Fatores de correção determinados em função do tipo de solo (Tabela 7); N - Número do SPT;
59 Tabela 9 – Valores de β1 e β2 em função do tipo de solo
Fonte: Cabral (1986)
2.2.3.5
Método da Brasfond (1991)
Segundo publicação da empresa Brasfond (1991), a capacidade de carga pode ser obtida de acordo com a seguinte expressão:
(41)
Em que:
α - Coeficiente que depende do tipo de solo onde se encontra a ponta da estaca (Tabela 8);
Np - Media dos valores de SPT determinados a um metro acima e a um metro abaixo da ponta da estaca. Os valores de SPT superiores a 40 devem ser adotados iguais a 40;
Ap - Área da ponta da estaca;
β - Índice de atrito lateral (Tabela 8);
Ns - Media dos valores de SPT medidos ao longo do fuste da estaca. Os valores de SPT superiores a 40 devem ser adotados iguais a 40;
U - Perímetro do fuste da estaca calculado com o diâmetro equivalente desta; ∆L - Comprimento unitário.
60 Tabela 10 – Valores de α e β em função do tipo de solo – Brasfond
Fonte: Brasfond (1991)
Moura at. al (2012) analisaram os métodos semi-empíricos para o cálculo de capacidade de carga de estacas raiz de pequeno e grande diâmetro em obras de Fortaleza, comparando seus resultados com aqueles extrapolados por Van der Veen, a partir de provas de carga estática. Dessa análise, os autores concluíram que para as estacas de pequeno diâmetro, os métodos de Décourt e Quaresma, Cabral e Salioni tiveram resultados mais concordantes, sendo este último o que mais se aproximou dos valores de referência. Para estacas de grande diâmetro, o único método concordante foi o de Cabral, chegando à precisão de 88%; e a discordância dos resultados pelo método de Salioni deveu-se ao fato de o método desconsiderar a resistência de ponta.
2.2.4 Estado da arte para verificação do desempenho de estacas raiz