Capacidade de Carga - Tubulões

O cálculo da capacidade de carga do solo, que no caso de tubulões é a tensão de ruptura, depende das características do maciço de solo, da geometria do elemento de fundação e de sua profundidade de assentamento. Define-se então a tensão de ruptura ou capacidade de carga do sistema base do tubulão-solo pela nomenclatura .

A tensão admissível do solo é obtida introduzindo-se fatores de segurança sobre a tensão de ruptura. Cada método de cálculo / autor possui seu conjunto de fatores.

A NBR 6122:1996 menciona quatro critérios que podem ser usados para a determinação da tensão de admissível :

1 - Métodos teóricos: teoria de TERZAGHI com fatores de VESIC ou outros;

2 - Prova de Carga: baseado na curva de carga-recalque;

3 - Métodos semi-empíricos: para fundação profunda, tendo-se os métodos de Aoki-Velloso, Décourt-Quaresma, etc.;

4 - Métodos Empíricos: Tabela das Tensões Básicas na NBR 6122/96 ou outras correlações (SPT).

No SISEs foram implementados dois métodos de cálculo de tensão admissível para tubulões:

1 - Formulação Teórica por TERZAGHI & SKEMPTON;

2 - Correlação Empírica por SPT;

Formulação Teórica de TERZAGHI & SKEMPTON

Para o cálculo da capacidade de carga do solo (), para tubulões, são utilizadas as expressões desenvolvidas por Skempton para argilas e por Terzaghi para areias:

Argilas

A relação para cálculo da tensão admissível é expressa por:

Cu : coesão obtida em ensaio rápido, definido na tabela 3.4;

Nc : é um fator de forma obtido em função da relação profundidade e diâmetro da base, tabela 4.1;

, ou , sobrecarga em F/L², onde é a sobrecarga na cota j, i é a i-ésima cota de espessura unitária que possui o peso especifico , com i = 1,.., j.

Tabela 4.1 – Relação de profundidade e diâmetro da base com o fator de forma Nc

Areias

A relação para cálculo da tensão admissível para areia é expressa por:

Onde

: peso específico efetivo da camada;

D : diâmetro da base do tubulão;

= 0,6, ver tabela 3.1 (seção circular);

: sobrecarga efetiva no nível de apoio limitada a um valor máximo calculado a “10*D” de profundidade;

Sq = 1,0, ver tabela 3.1 (seção circular);

e : fatores de capacidade carga, ver figura 3.3.

Correlação Empírica por SPT

Este método é muito aplicado no meio técnico, onde o valor médio do SPT considerado é a média dos valores dentro do bulbo de pressões, estimado até uma distância de 2 vezes o diâmetro da base (B) (Figura 4.1).

Figura 4.1 – Cálculo do SPT médio dentro do bulbo de pressões

A relação da tensão admissível é dada por:

com

de modo que os valores desta relação deve ser limitados a:

: argilas

: areias

As mesmas observações descritas no item 3.4 valem para a Capacidade de Carga do Solo em Tubulões.