Em resumo
- Capacidade = atrito lateral + ponta, dividida por fator de segurança para a carga de trabalho.
- Depende de diâmetro, comprimento e solo; a sondagem SPT é a base da estimativa.
- O boletim de monitoramento não calcula capacidade, mas confirma profundidade e integridade do fuste.
- A prova de carga é o único ensaio que mede a capacidade real.
Para quem é este guia
- ExecutoraO cliente pergunta "quanto aguenta" e você precisa responder sem assumir o projeto.
- ConstrutoraVocê quer entender o que o projetista fez com a sondagem para chegar ao diâmetro e ao comprimento.
- EmpreiteiraFiscalização pede prova de carga e você precisa planejar quando e em quantas estacas.
O que é capacidade de carga
A capacidade de carga de uma estaca é a carga máxima que o solo em volta dela consegue suportar antes de romper ou recalcar além do aceitável. Ela tem duas parcelas: o atrito lateral, mobilizado ao longo do fuste pelo contato entre concreto e solo, e a resistência de ponta, mobilizada na base, na camada de apoio. A soma, dividida por um fator de segurança, dá a carga de trabalho que o projetista usa para distribuir os pilares entre as estacas.
- Carga de ruptura
- Carga que leva o sistema estaca-solo à ruptura; é a capacidade geotécnica.
- Carga de trabalho (admissível)
- Carga de ruptura dividida pelo fator de segurança; é a carga de serviço.
- N do SPT
- Número de golpes para cravar 30 cm do amostrador; mede a resistência do solo a cada metro.
- Camada de apoio
- Camada resistente onde a ponta da estaca se apoia.
- Recalque
- Deslocamento vertical da estaca sob carga.
Os três fatores: diâmetro, comprimento e solo
O diâmetro aumenta o perímetro (atrito lateral) de forma linear e a área da ponta de forma quadrática. O comprimento aumenta o atrito lateral e permite alcançar camadas melhores. O solo define quanto cada metro de fuste e cada cm² de ponta rendem: areias compactas e argilas rijas rendem muito; argilas moles, quase nada no atrito. Por isso duas estacas iguais em cidades diferentes têm capacidades diferentes, e por isso a sondagem SPT é o documento mais importante do projeto.
"Quem pergunta "quanto aguenta uma estaca de 40" está pulando a sondagem. A resposta honesta é: depende do que tem embaixo. O boletim mostra onde a estaca chegou; o projeto diz o que isso vale."
Ordens de grandeza por diâmetro
A tabela mostra faixas de referência de carga de trabalho encontradas em projetos correntes, para o leitor situar a conversa com o projetista. Não substitui o cálculo.
| Diâmetro | Comprimento usual | Faixa de carga de trabalho (referência) | Uso típico |
|---|---|---|---|
| 30 cm | 8 a 15 m | Dezenas de toneladas | Muros, sobrados, pequeno porte |
| 40 cm | 10 a 18 m | Dezenas a pouco mais de cem toneladas | Edifícios médios, galpões |
| 50 cm | 12 a 20 m | Da ordem de cem toneladas | Edifícios, galpões logísticos |
| 60 cm | 15 a 24 m | Acima de cem toneladas | Edifícios altos, indústrias |
| 80 cm | 18 a 28 m | Algumas centenas de toneladas | Pontes, torres |
| 100 cm | 20 a 32 m | Centenas de toneladas | Infraestrutura de grande carga |
Veja as medidas em diâmetro da estaca hélice contínua e as classes que executam cada uma na frota com fichas técnicas.
Como o projetista estima a capacidade
No Brasil, a estimativa usa métodos semiempíricos baseados no SPT, que relacionam o N de cada metro à resistência de atrito e de ponta conforme o tipo de solo. Os métodos mais usados (Aoki-Velloso, Décourt-Quaresma, entre outros) aplicam coeficientes diferentes por solo e por tipo de estaca; para a hélice contínua há ajustes próprios, porque a execução sem vibração mobiliza o atrito de forma diferente da cravada. O projetista compara dois ou mais métodos e adota a estimativa com fator de segurança.
Provas de carga e ensaios de integridade
| Ensaio | O que mede | Quando é feito | Quem define |
|---|---|---|---|
| Prova de carga estática | Capacidade real e recalque sob carga aplicada por macaco | Após a cura, em uma parcela das estacas | Projetista e norma |
| Prova de carga dinâmica | Capacidade estimada por golpe instrumentado | Após a cura, amostragem maior | Projetista |
| Ensaio de integridade (PIT) | Descontinuidades no fuste | Amostragem, após a cura | Projetista e fiscalização |
| Boletim de monitoramento | Execução: profundidade, pressão e volume | Em todas as estacas, durante a execução | Norma e locadora |
O que o boletim mostra e o que não mostra
- Mostra: que a estaca atingiu a cota de projeto; que o concreto foi injetado com pressão positiva; o volume consumido; a mudança de camada pela velocidade de avanço.
- Não mostra: a capacidade de carga; a resistência do solo em valores de projeto; o recalque sob carga.
- Serve para: a fiscalização conferir profundidade e integridade, a medição por estaca e a decisão de onde fazer os ensaios.
Veja o monitoramento eletrônico de estaca hélice contínua na locação da GeoBase.
GB-80 e GB-100 executam até 100 cm e 32 m com 320 kN·m e boletim por estaca.
Perguntas frequentes
Qual a capacidade de carga de uma estaca hélice contínua monitorada?
Depende do diâmetro, do comprimento e do solo. Como ordem de grandeza de mercado, uma estaca de 40 cm e 15 m em solo competente suporta dezenas de toneladas de carga de trabalho; uma de 80 cm e 25 m, centenas. O valor real é definido no projeto com a sondagem e confirmado por prova de carga.
O boletim de monitoramento informa a capacidade de carga?
Não. O boletim registra a execução (profundidade, pressão, volume). Ele confirma que a estaca atingiu a cota e foi concretada com pressão positiva, o que dá segurança sobre a integridade, mas a capacidade é cálculo de projeto e medição de prova de carga.
Quantas provas de carga preciso fazer?
A norma de fundações define critérios por porte da obra e por tipo de estaca; a prática usa uma parcela pequena das estacas em prova estática ou dinâmica, mais ensaios de integridade. O projetista e a fiscalização definem a quantidade.
Estaca mais longa ou mais larga: o que rende mais capacidade?
Em solos onde o atrito lateral domina, o comprimento rende mais; onde a camada resistente está perto, o diâmetro (ponta) rende mais. Por isso o projetista testa combinações com a sondagem.
A GeoBase calcula a capacidade das estacas?
Não. A GeoBase aluga a perfuratriz e entrega o boletim de cada estaca; o cálculo é do projetista da obra. O que a GeoBase garante é a máquina com torque para chegar à cota e o registro para a conferência.
