Capacidade de Carga de Fundações Superficiais — NBR 6122:2022
A capacidade de carga de uma fundação superficial é a máxima tensão que o solo de fundação pode suportar sem sofrer ruptura generalizada ou recalques inadmissíveis. Este guia detalha os métodos normativos brasileiros conforme a NBR 6122:2022.
1. Conceito de Capacidade de Carga
A capacidade de carga é definida pela NBR 6122:2022 §7.3 como a pressão que provoca a ruptura do solo sob a fundação. A norma distingue dois critérios de projeto:
- Tensão de ruptura (qrupt): pressão última que causa a ruptura do maciço de solo.
- Tensão admissível (σadm): tensão de ruptura dividida por um fator de segurança global (FS ≥ 2,0).
σadm = qrupt / FS onde FS ≥ 2,0 (NBR 6122:2022, Tabela 1)
2. Equação de Terzaghi (1943)
A formulação clássica de Terzaghi para fundações rasas corridas considera três parcelas de resistência: coesão, sobrecarga e peso do solo abaixo da fundação:
qrupt = c · Nc + q · Nq + 0,5 · γ · B · Nγ
Onde: c = coesão do solo | q = tensão efetiva na cota de apoio | γ = peso específico | B = menor dimensão da sapata
Os fatores de capacidade de carga (Nc, Nq, Nγ) dependem exclusivamente do ângulo de atrito interno (φ) do solo:
| φ (°) | Nc | Nq | Nγ |
|---|---|---|---|
| 0 | 5,14 | 1,00 | 0,00 |
| 5 | 6,49 | 1,57 | 0,45 |
| 10 | 8,34 | 2,47 | 1,22 |
| 15 | 10,98 | 3,94 | 2,65 |
| 20 | 14,83 | 6,40 | 5,39 |
| 25 | 20,72 | 10,66 | 10,88 |
| 30 | 30,14 | 18,40 | 22,40 |
| 35 | 46,12 | 33,30 | 48,03 |
| 40 | 75,31 | 64,20 | 109,41 |
Fonte: Terzaghi (1943), Vesić (1973) — valores de referência.
3. Método Empírico por Sondagem SPT
No Brasil, grande parte dos projetos de fundações superficiais utiliza o método empírico baseado no NSPT para determinar a tensão admissível. A NBR 6122:2022 apresenta correlações empíricas amplamente aceitas:
| Tipo de Solo | σadm (kPa) | Fórmula Empírica |
|---|---|---|
| Areia | 20 × NSPT | σadm = 20 · N |
| Argila | 15 × NSPT | σadm = 15 · N |
| Silte | 17 × NSPT | σadm = 17 · N |
Referência: correlações empíricas adotadas pela prática brasileira conforme item §7.3 da NBR 6122:2022.
NSPT é o valor médio dos golpes no trecho de influência (1,5B abaixo da cota de apoio + 1B acima), onde B é a menor dimensão da sapata.
4. Fator de Segurança Global
A NBR 6122:2022, Tabela 1, define os seguintes fatores de segurança globais para fundações superficiais:
| Condição | FS mínimo |
|---|---|
| Sem prova de carga | 2,0 |
| Com prova de carga | 1,6 |
O uso de métodos semiempíricos (SPT-based) já implica o FS ≥ 2,0 embutido nas correlações. Quando a tensão admissível é obtida por métodos teóricos (Terzaghi, Meyerhof, Vesić), o FS deve ser aplicado explicitamente.
5. Exemplo Resolvido
Dados do problema:
- Solo: areia
- NSPT médio na zona de influência: 12 golpes
- Carga do pilar (Nk): 450 kN
- Peso próprio estimado: 10% de Nk
Resolução:
- Tensão admissível:
σadm = 20 × 12 = 240 kPa - Carga total:
Ntotal = 450 × 1,10 = 495 kN - Área necessária:
Anec = 495 / 240 = 2,06 m² - Dimensão da sapata quadrada:
L = √2,06 ≈ 1,44 m → arredondar para 1,50 m × 1,50 m - Verificação:
σatuante = 495 / (1,50 × 1,50) = 220 kPa < 240 kPa ✓
6. Verificação da Área Comprimida
Conforme NBR 6122:2022 §7.6.2, a área comprimida da fundação superficial deve ser, no mínimo, 2/3 da área total. Essa verificação é especialmente importante quando existem momentos fletores significativos, que deslocam a resultante para fora do núcleo central da sapata.
Acomprimida ≥ ⅔ · Atotal
Aplique estes conceitos na prática
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