Atrito negativo

1. PROF. ROUBIER MUNIZ DE SOUSA
GEOTECIFPE@GMAIL.COM
ATRITO NEGATIVO
Fundações
Profundas

2. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ 3.48 atrito negativo (NBR 6122/2010)
▐ o atrito lateral é considerado negativo quando o recalque do solo 4 maior
que o recalque da estaca ou tubulão. Esse fenômeno ocorre no caso de o
solo estar em processo de adensamento, provocado pelo seu peso próprio,
por sobrecargas lançadas na superfície, por rebaixamento do lençol
freático, pelo amolgamento da camada mole compressível decorrente de
execução de estaqueamento etc.

3. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ 5.8 Atrito negativo (NBR 6122/10)
▐ A ação do atrito negativo, quando atuante, deve ser considerada no
dimensionamento geotécnico e estrutural do elemento da fundação. A ação
do atrito negativo também pode ocorrer em blocos de coroamento, vigas
enterradas, reservatórios enterrados etc.
▐ Quando o atrito negativo for uma solicitação de valor significativo, é
recomendável que sua determinação seja mais bem avaliada através da
realização de provas de carga em estacas de comprimento tal que o atrito
positivo possa ser considerado igual ao atrito negativo nas estacas da obra.
Nestes casos as provas de carga podem ser feitas à tração, desde que a
estaca tenha armadura suficiente para suportar os esforços. Podem ser
utilizados recursos (como, por exemplo, pintura betuminosa), visando
minimizar os efeitos do atrito negativo.

4. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Influência na carga admissível da estaca (NBR 6122, 2010)
▐ Método das tensões admissíveis
▐ Método dos valores de projeto
Padm = carga admissível geotécnica
PP = resistência de ponta na ruptura
PL = resistência lateral na ruptura
FSg = fator de segurança global
Qn = atrito negativo
Prd = carga geotécnica resistente de projeto
PP = resistência de ponta na ruptura
PL = resistência lateral na ruptura
Qn = atrito negativo
γx = fator de minoração da resistência
γf = fator de majoração das ações

5. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Atrito Negativo
▐ Atrito lateral estaca solo
▐ Deslocamento relativo entre o solo e a estaca
▐ Atrito positivo
A estaca recalca mais que o solo envolta
Capacidade de carga geotécnica
▐ Atrito negativo
O solo recalca mais que a estaca
A estaca é sobrecarregada

6. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Causas do atrito
negativo:
(a) adensamento
de argila
amolgada;
(b) adensamento
de argila por
aterro;
(c) idem por
rebaixamento do
lençol d’água;
(d) idem por
alívio de poro
pressões em
lençol confinado
(Lopes e Velloso,
2010)

7. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ O atrito negativo
como sobrecarga:
(a) caso de Qn
forte;
(b) caso de Qn
fraco;
(c) aplicações de
sobrecargas
temporárias
(Lopes e Velloso,
2010)

8. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Estimativa da sobrecarga do atrito negativo
▐ Estimativa de Qn (Alonso, 1989)
U = perímetro da estaca
∆l = trechos de solo com rl constante
rl = adesão estaca-solo
Valor de rl
• Se for argila mole = coesão das argilas
• Pode ser adotado igual ao atrito lateral no caso de aterros
Estacas pré-moldadas
• rl não deverá exceder o peso do volume de solo amolgado

9. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Estimativa da sobrecarga do atrito negativo
▐ Estimativa de Qn (Velloso e Lopes, 2010)
a = aderência estaca-solo (geralmente desprezada)
σ’v = tensão vertical efetiva junto da estaca na profundidade em estudo
K = coeficiente de empuxo lateral (≠ K0)
δ = ângulo de atrito solo-estaca
βξ = fator que considera a redução da tensão vertical efetiva geostática
em decorrência da transferência de carga para o solo
σ’v0 = tensão vertical efetiva geostática na profundidade em estudo

10. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Exemplo:
▐ Calcular o atrito negativo em uma estaca tipo escavada (com D = 50cm) que
atravessa uma camada de aterro de 4 m de espessura constituído de uma
argila arenosa.
▐ Dados:
Coesão = 10 kPa
Ângulo de atrito = 22º
Peso específico do solo = 16 kN/m³

11. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Métodos para reduzir Qn
▐ Pré-carregamento da camada compressível antes da instalação
das estacas
Atenção ao cronograma e aos custos
▐ Eliminação do contato direto da estaca com o solo
Instalação das estacas dentro de tubos de maior diâmetro
Limpa-se o solo dentro do tubo e depois crava-se a estaca
▐ Inviável quando há carga horizontais
Pintura da superfície externa da estaca com mistura betuminosa
especial

12. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Emprego de
metodologias
construtivas para
redução do efeito
do atrito negativo
de estacas em
aterros sanitários
/lixões, como o
uso de camada
betuminosa na
face lateral da
estaca

13. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Efeito TSCHEBOTARIOFF
▐ deslocamentos no interior da massa de solo, tanto na direção vertical como
na horizontal. No caso de haver estacas nas proximidades da área
carregada (e a sobrecarga situar-se de forma assimétrica em rela9ao as
estacas), estas se constituirão num impedimento a deformação do solo e,
consequentemente, ficarão sujeitas aos esforços dessa restrição
▐ Esse fen6meno foi descrito em detalhes pela primeira vez por Tschebotarioff,
em 1962, e passou a ser conhecido como efeito Tschebotariojf.

14. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Exemplos clássicos do
chamado efeito
Tschebotarioff são:
a. armazém
estaqueado apenas
na periferia, onde o
material armazenado
transmite tensões
à camada
compressivel, que se
desloca lateralmente
e pressiona as
estacas periféricas;
b. tanque de
armazenamento de
fluidos estaqueado
apenas na periferia
(semelhante ao
caso acima);
c. muros de arrimo
sabre estacas;
d. muros de encontro
de pontes
(semelhante ao caso
acima)
e. aterro de acesso a
pontes.

15. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
▐ Efeito TSCHEBOTARIOFF
▐ As medidas que podem ser tomadas para evitar ou minimizar o fen6meno são
(Lopes e Velloso, 2012):
1. remoção da argila mole (solução viável se a camada não for muito
espessa);
2. melhoria da argila mole por pre-carregamento, com emprego de drenos
verticais para acelerar os recalques;
3. utilização de reforço com geogrelhas na base do aterro;
4. execução de laje estaqueada para receber a sobrecarga;
5. no caso de aterros, diminuição da sobrecarga pela utilização de material
com peso especifico reduzido (como argila expandida) ou pela utilização de
aterro com vazios constituídos por bueiros (Aoki, 1970) ou isopor5;
6. utilização de estacas com adequada resistência 11 f1exao e orientadas
com seu eixo de maior inercia normal 11 direção do movimento;
7. encamisamento (com folgas) das estacas no trecho sujeito aos maiores
movimentos

16. FUNDAÇÕES PROFUNDAS
ATRITO NEGATIVO
FUNDAÇÕES
▐ EFEITO TSCHEBOTARIOFF