ESTACAS PRÉ-FABRICADASDE CONCRETO

(ASPECTOS FABRIS)

Engo CLAUDIO GONÇALVES

UTILIZAÇÃOVANTAGENS:

A) Elevado controle tecnológico no processo de fabricação.

B) Permitem inspeção prévia e total rastreabilidade quanto à qualidade de cada peça a ser utilizada, possibilitando que eventuais defeitos de fabricação sejam facilmente perceptíveis antes da instalação de todas as estacas no subsolo.

C) Permitem controlar individualmente a capacidade de carga durante o processo de instalação no solo, pois o processo de cravação proporciona o acionamento das propriedades intrínsecas de cada perfil geotécnico como material de construção civil e elemento de suporte.

DESVANTAGENS:A) Necessitam de transporte até o local da obra, encarecendo o produto.

B) Cravação por percussão, em geral produz ruído e vibração.

C) Podem proporcionar, em determinados tipos de perfis geotécnicos, sobras e quebras.

D) Necessitam de uma unidade fabril, a qual, em geral, acaba onerando o produto final, em função da mão de obra envolvida no processo de fabricação.

CARACTERÍSTICAS DA ARMADURA

Quanto à disposição da

armadura longitudinal,

as estacas podem ser

armadas (figura 1) ou

protendidas (figura 2).

As peças armadas, em

geral necessitam maior

mão de obra no

processo de fabricação

se comparadas às

protendidas.

POSICIONAMENTO DA ARMADURA

ARMADURAS CONTÍNUASAs estacas são executadas com armaduras longitudinais continuas em todas as peças produzidas. Essa continuidade das armaduras longitudinais possibilita que todas as estacas cravadas absorvam em toda a extensão do seu comprimento cravado, todos os esforços provenientes da sua instalação no solo, do projeto e também, de eventuais acomodações geotécnicas.

CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO

Elevado Controle Tecnológico

Possibilidade de rastreamento de todas as matérias primas e também do produto final

Resistência (fck) não inferior a 40MPa

Teor de argamassa entre 45 e 50%

Elevado Módulo de Elasticidade

Elevada Impermeabilidade — Absorção e índice de vazios entre 3 e 5%.

CARACTERÍSTICAS DO CONCRETO (Cont...)

Fases de utilização das estacasIdade Mínima

(dias)Resistência

(kgf/cm2)

� Levantamento das pistas 0,5 ≥ 220

� Transporte até distâncias ≤ 50 km 3 ≥ 320

� Transporte a distâncias > 50 km 5 ≥ 350

� Cravação em solo fofo ou mole 7 ≥ 350

� Cravação em solo medte compacto ou médio 7 ≥ 350

� Cravação em solo compacto ou rijo 10 ≥ 380

� cravação em solo muito compacto ou duro ≥ 14 ≥ 400

MÉTODOS DE ADENSAMENTO DO CONCRETO

Segundo a NBR-6122/2010, “...as estacas pré-fabricadas de concreto, podem ser vibradas ou centrifugadas e, executadas em fôrmas verticais ou horizontais.”

No Brasil, basicamente são utilizados os seguintes métodos de adensamento do concreto nas fôrmas:

A) Vibração por imersão ou por contato nas fôrmas.

B) Centrifugação.

VIBRAÇÃO POR IMERSÃO OU POR CONTATO COM AS FÔRMAS

Trata-se do método mais

utilizado, ou seja, introduzir a

agulha de vibradores de

imersão diretamente na massa

de concreto lançada nas

fôrmas.

Quanto à vibração através de

contato direto com as fôrmas,

esta consiste basicamente em

fixar os vibradores diretamente

nas fôrmas , as quais sendo

vibradas, transmitirão a

vibração à massa de concreto

nelas inserida.

CENTRIFUGAÇÃO

O processo de centrifugação consiste basicamente em preencher uma forma metálica com um determinado volume de concreto e, posteriormente submeter essa forma a um movimento rotacional a elevada velocidade (Freqüência aprox. 600 R.P.M ). Esse processo, acaba proporcionando estacas com as seguintes características:

A) Homogeneidade quanto à seção transversal, em geral circular vazada e, com espessura de paredes bastante uniformes.

B) Elevada impermeabilidade.

C) Alta resistência mecânica.

D) Baixo fator água/cimento (a/c).

“BOM” CONCRETO X “MAU” CONCRETO

“BOM” CONCRETO X “MAU” CONCRETO

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DOS TRAÇOS DE CONCRETO

Traços de concreto para estacas pré-fabricadas devem contemplar algumas características técnicas bastante peculiares a esse tipo de produto. Basicamente devem proporcionar um bom acabamento superficial às peças produzidas, resistência compatível com a que se encontra prescrita em norma (≥ 40 Mpa), trabalhabilidade compatível com a produção diária necessária, baixo índice de vazios, elevado módulo de elasticidade, e, eventualmente, resistência a determinados agentes agressivos existentes em alguns solos.

PORCENTAGEM DE ARGAMASSA

Recomenda-se que a porcentagem de argamassa de um concreto destinado à

produção de estacas pré-fabricadas deve situar-se entre 45% e 50%. Valores

superiores a esses proporcionam elevado índice de ruptura de estacas durante

o processo de cravação por percussão. As tensões decorrentes dos impactos

do martelo migram para a argamassa e tendem a formar micro-fissuras internas

nesses pontos, tornando-os vulneráveis à ruptura na seqüência das cravações.

ADENSAMENTO x FÔRMAS

Cuidado especial deve ser observado quanto ao adensamento doconcreto situado na região da emendas das estacas. A elevada taxa dearmadura existente nessa região (ancoragens dos anéis, estribagem earmadura longitudinal) dificulta essa operação. Falhas de concretagemnessa região tornam as estacas bastante susceptíveis a quebras duranteo processo de cravação por percussão.

ADENSAMENTO x FÔRMAS

Tão importante quanto a adoção de um bom controle de qualidade relativo ao

correto adensamento do concreto, principalmente na região situada próxima às

emendas das estacas, é a manutenção da estanqueidade das fôrmas,

principalmente entre o alinhamento dos módulos das mesmas. Fôrmas mal

alinhadas ou assoalhos de pistas empenados, possibilitam a ocorrência de fuga

de argamassa do concreto durante o seu adensamento, prejudicando sua

resistência, permeabilidade e tornando as estacas bastante vulneráveis a quebras.

MÓDULOS DE ELASTICIDADE

Módulos de Elasticidade Dinâmicos (tf/cm2)

Idade (dias)

Estacas

Armadas

Estacas Protendidas

3 200 ≤ Edin ≤ 240 220 ≤ Edin ≤ 260

7 260 ≤ Edin ≤ 300 280 ≤ Edin ≤ 340

14 300 ≤ Edin ≤ 340 340 ≤ Edin ≤ 360

28 330 ≤ Edin ≤ 370 350 ≤ Edin ≤ 390

EMENDAS DE ESTACAS

Embora existam diversos tipos de emendas

para estacas pré fabricadas de concreto, no

Brasil as mais utilizadas são as seguintes:

A) Luva metálica ou de encaixe ou Luva H.

B) Anel de encaixe ou de pressão.

C) Colagem.

D) Pinadas.

E) Anel metálico soldado.

EMENDAS DE ESTACAS (Cont...)

A Luva Metálica ou de encaixe,consiste basicamente em inserir entre o topo do primeiro segmento (já cravado) e o do segundo (a cravar), uma peça metálica que se ajusta à geometria da seção transversal das peças, de tal modo a garantir-lhes axialidade. Seu uso é apenas tolerado e apresenta como desvantagens, o elevado custo, a não garantia da monolicidade dos segmentos emendados, principalmente em solos moles e, a não adequação em estacas carregadas à tração.

EMENDAS DE ESTACAS (Cont...)

O anel de encaixe ou de pressão, consiste

basicamente em inserir um

anel metálico entre os topos

dos segmentos de estacas a

serem unidos entre si, de tal

forma a solidarizá-los,

fixando-os sob pressão,

através do atarraxamento

desse anel metálico aos

mesmos. Sua utilização é

bastante prática, porém

relativamente cara.

EMENDAS DE ESTACAS (Cont...)

EMENDAS DE ESTACAS (Cont...)

O anel de encaixe pinado, consiste basicamente em acoplar de forma sobreposta dois

anéis metálicos solidarizados aos topos dos segmentos de estacas a serem unidos entre si,

de tal forma que permitam posteriormente a inserção de pinos de aço transversais fixando-

os através de batidas com marreta. Sua utilização não é prática, pois qualquer desajuste

durante o processo de cravação prejudica o encaixe soas pinos transversais. Trata-se de

uma emenda relativamente cara.

EMENDAS DE ESTACAS (Cont...)

EMENDAS DE ESTACAS (Cont...)

O anel metálico soldado é o tipo

de emenda mais utilizado no Brasil

e, com certeza o que tecnicamente

mais se mostra mais adequado a

absorver todos os esforços a que

será submetida a estaca durante a

fase de cravação e, como elemento

de fundação. Os anéis metálicos

são solidarizados às estacas

durante a fase de concretagem das

mesmas, através de arranques de

aço soldados aos mesmos. São

relativamente baratos e auxiliam a

absorção dos impactos do martelo

sob os topos dos segmentos, uma

vez que proporcionam o cintamento

dos mesmos.

ESTACAS VAZADAS (Cont...)

Quanto aos processos de fabricação que proporcionam a confecção de peças de seção vazada, podem se citados os mais usuais, a saber:

A) Fôrma perdida (isopor, papelão, PVC, etc...).

B) Centrifugadas.

C) Fôrma metálica recuperável.

D) Fôrma inflável (mangueiras de ar ou água).

ESTACAS VAZADAS (Cont...)

A utilização de fôrmas perdidas para proporcionar a execução do furo central das estacas é efetuada conjuntamente com a concretagem das mesmas. Acaba sendo um processo relativamente oneroso, tornando-se por vezes inviável sua produção em escala industrial. A figura ao lado ilustra uma estaca vazada com fôrma perdida de material plástico inflável.

ESTACAS VAZADAS (Cont...)

Conforme já citado anteriormente, o processo de centrifugação consiste em proporcionar uma rotação a alta velocidade em uma forma metálica onde encontra-se inserida uma massa de concreto. A Força Centrifuga assim produzida, impulsiona a massa de concreto contra a forma, proporcionando uma estaca de seção circular e vazada no centro.

ESTACAS VAZADAS (Cont...)

ESTACAS VAZADAS (Cont...)

A utilização de um mandril (forma metálica recuperável) formado por um tubo metálico com comprimento igual ao das formas, o qual é sacado com auxilio de um guincho quando finda o tempo de fim de pega do cimento, proporciona peças com espessura de paredes bastante homogêneas. Tem como desvantagens a limitação do comprimento dos tubos metálicos que impedem a fabricação de estacas em pistas longas e a baixa produtividade que proporcionam associada a elevada mão de obra envolvida no processo.

ESTACAS VAZADAS (Cont...)

A utilização de mangueiras de borracha infláveis com água ou ar, proporciona a execução de estacas vazadas em pistas longas, permitindo assim elevada produtividade e reduzida mão de obra envolvida no processo de fabricação.

Agradecemos aos colegas presentes que acompanharam com paciência a apresentação deste trabalho