Cartilha para escolha de características de tecidos e cortinas
Cortinas de Estacas_web
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Fundaes e Conteno Lateral de Solos
Execuo de Cortinas de Estacas
srie Estruturas
alfredo bessa meireles
joo guerra martins 1. edio / 2006
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Apresentao
Este texto resulta do trabalho realizado pelo Eng. Alfredo Manuel Bessa Meireles, sendo parte
importante do texto apresentado contedo revisto da monografia de licenciatura por si elaborada.
Apresenta-se, deste modo, aquilo que se poder designar de um texto bastante compacto, completo
e claro, entendido no s como suficiente para a aprendizagem elementar do aluno de engenharia
civil, quer para a prtica profissional corrente.
Pretende o seu teor evoluir permanentemente no sentido de responder quer especificidade dos
cursos da UFP, como contrair-se ao que se julga pertinente e alargar-se ao que se pensa omitido.
Embora o texto tenha sido revisto, esta verso no considerada definitiva, sendo de supor a
existncia de erros e imprecises.
Conta-se no s com uma crtica atenta, como com todos os contributos tcnicos que possam ser
endereados. Ambos se aceitam e agradecem.
Joo Guerra Martins
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Sumrio
O presente trabalho tem como objectivo a enumerao e descrio dos principais
mtodos de execuo considerados na conteno perifrica de solos por cortinas de
estacas.
So identificadas as diferentes tipologias existentes, sendo efectuada uma breve
descrio de cada tipo, sua constituio e processo construtivo. realizada uma
apreciao individual de cada soluo, em cortinas de estacas, e apontadas suas
vantagens e inconvenientes num contexto comparativo.
Enumeram-se as principais aplicaes resultantes do mtodo de conteno em cortinas
de estacas, destacando as principais caractersticas, estendendo o confronto a outros
modelos estruturais de conteno de solos.
Referem-se os mais usuais mtodos de ensaios geotcnicos, para efeito de
reconhecimento dos terrenos, destacando-se os elementos a obter para efeitos de
execuo e dimensionamento de cortinas de estacas.
Apresentam-se os principais passos do faseamento construtivo, bem assim como os
cuidados a ter em conta em obra e respectivos testes a efectuar, de forma a garantir a
qualidade e segurana da execuo.
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Agradecimentos
Gostaria de agradecer a todos os que, de alguma forma, tornaram possvel a realizao
deste estudo.
s empresas e tcnicos que me receberam e apoiaram na elaborao deste trabalho, designadamente: FUNDASOL (Eng. Pedro Neto); SOARES DA
COSTA (Eng. Agostinho Mendona);
minha me e avs por me terem dado a possibilidade de seguir a carreira que escolhi e por todo o apoio e ensinamentos que me deram;
minha irm e outros familiares, que de uma maneira ou de outra demonstraram sempre todo o apoio de que sempre necessitei;
Aos meus amigos, Agostinho Bessa, Hlder Pereira, Joo Moreira, Pedro Vinagre, Dcio, Lus Pereira, Hlder Vassalo e outros, por tornarem esta
passagem da minha vida na mais agradvel, risonha e divertida;
A todos os que, por lapso, no foram mencionados e que me ajudaram a ser como sou e a terminar mais uma etapa da minha vida.
Alfredo Manuel Bessa Meireles
Licenciatura em Engenharia Civil
Ano 2004/2005
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Execuo de Cortinas de Estacas
I
ndice Geral
Sumrio.............................................................................................................................. I
Agradecimentos ................................................................................................................II
ndice de Figuras ............................................................................................................ IV
ndice de Quadros.........................................................................................................VIII
Introduo......................................................................................................................... 1
Captulo I Definio e classificao de cortinas de estacas........................................... 3
1.1- Definio ............................................................................................................... 3
1.2 Elementos constituintes de uma Cortina de Estacas............................................ 6
1.2.1 As estacas ..................................................................................................... 6
1.2.2 - Elementos Complementares.......................................................................... 8
1.3 Tipos de Cortinas de Estacas ............................................................................. 11
1.3.1 - Cortinas de Estacas Espaadas.................................................................... 11
1.3.2 Cortinas de Estacas Contguas.................................................................... 12
1.3.3 Cortinas de Estacas Secantes...................................................................... 13
Cap. 2 Aplicabilidade .................................................................................................. 15
2.1 O uso de cortina de estacas................................................................................ 15
2.2 Seleco do tipo de cortina de estacas............................................................... 17
2.3 Comparao com outras solues de conteno de solos.................................. 17
Captulo III Trabalhos e estudos preliminares............................................................. 20
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Execuo de Cortinas de Estacas
II
3.1 - Reconhecimento Geotcnico.............................................................................. 20
3.2 - Prospeco Geotcnica....................................................................................... 22
3.2.1 Disposio e profundidade da prospeco.................................................. 23
3.2.2 Ensaios Geotcnicos ................................................................................... 24
Captulo IV Faseamento Construtivo .......................................................................... 28
4.1 - Execuo dos Muros Guia ................................................................................. 29
4.2 - Rebaixamento do Nvel Fretico........................................................................ 31
4.3 - Execuo das estacas.......................................................................................... 33
4.3.1 - Com Trado Contnuo................................................................................... 33
4.3.2 - Com tubo moldador recupervel ................................................................. 39
4.3.3 - Com lamas bentonticas .............................................................................. 45
4.3.4 - Seleco do mtodo de execuo das estacas ............................................. 49
4.3.5 - Ordem e execuo da cortina de estacas ..................................................... 50
4.4 - Execuo da Viga de Coroamento e Vigas Intermdias .................................... 54
4.5 - Execuo das Ancoragens.................................................................................. 56
4.6 - Execuo da escavao ...................................................................................... 59
4.7 - Execuo dos Escoramentos .............................................................................. 60
4.8 - Execuo da superstrutura at ao piso trreo ..................................................... 62
Captulo V Controlo de qualidade de estacas.............................................................. 64
5.1 - Ensaios aplicados ............................................................................................... 64
5.1.1 - Ensaios de carga .......................................................................................... 64
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Execuo de Cortinas de Estacas
III
5.2.2 - Ensaios de integridade................................................................................. 66
5.2.3 - Ensaios para anlise da deformao............................................................ 67
5.3 - Materiais Constituintes....................................................................................... 68
5.3.1 Aspectos gerais ........................................................................................... 68
Concluso ....................................................................................................................... 70
Bibliografia..................................................................................................................... 72
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Execuo de Cortinas de Estacas
IV
ndice de Figuras
Figura 1 Cortinas de estacas (cortesia da Fundasol) ..................................................... 3
Figura 2 Cortinas de estacas com viga de coroamento e de solidarizao intermdia
(cortesia da Soares da Costa)............................................................................................ 8
Figura 3 Cortina em balano (a), ancorada (b) e escorada (c)..................................... 10
Figura 4 Cortina de estacas espaadas......................................................................... 12
Figura 5 Cortina de estacas contguas ......................................................................... 13
Figura 6 Cortina de estacas secantes ........................................................................... 13
Figura 7 Cortina de estacas secantes (www.skanska.co.uk)........................................ 14
Figura 8 Variao de profundidades em cortinas de estacas secantes (adaptado
Fundasol) ........................................................................................................................ 14
Figura 9 Cortinas de estacas em apoio a uma via-frrea ( esquerda) e a uma
edificao ( direita) (www.skanska.co.uk) ................................................................... 15
Figura 10 Cortina de estacas: apoio na construo de um tnel ( esquerda), suporte de
terras ( direita) (www.terratest.es; www.keller-ge.co.uk) ............................................ 16
Figura 11 Cortinas de estacas para apoio de execuo subterrnea (www.bacsol.co.uk)
........................................................................................................................................ 16
Figura 12 Ilustrao do ensaio SPT ( esquerda) e execuo da penetrao ( direita)
[8]. .................................................................................................................................. 25
Figura 13 Pormenor do muro guia [2] ......................................................................... 29
Figura 14 Execuo de muro guia para estacas secantes (www.bauer.de).................. 30
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Execuo de Cortinas de Estacas
V
Figura 15 Muro guia para estacas secantes ( esquerda), muro guia para estacas
contguas ladeado da respectiva cofragem ( direita) (cortesia da Fundasol) ................ 31
Figura 16 Sistema de bombagem com auxlio da mangueira (www.basfrond.com.br)
........................................................................................................................................ 32
Figura 17 Estacas com trado contnuo: 1) incio da perfurao com o trado contnuo;
2) penetrao at profundidade desejada; 3) extraco do trado em simultneo com
bombagem pelo veio oco; 4) introduo da armadura no beto; 5) estaca executada
(adaptado de www.terratest.es) ...................................................................................... 33
Figura 18 Mquina para execuo de estacas com trado contnuo ( esquerda), cabea
de furao de rocha ( direita) (www.brasfond.com.br; www.terratest.es).................... 34
Figura 19 Furaco com o trado contnuo ( esquerda), betonagem da estaca ( direita)
(www.jetgrunn2000.no e www.revdrill.com) ................................................................ 35
Figura 20 Vibrao do topo da estaca (ver o site) ....................................................... 36
Figura 21 Armadura verticalizada a ser colocada no furo ( esquerda), introduo da
armadura com o auxlio do prato e tubo acoplado a vibrador elctrico juntamente com
os operrios (www.terratest.es; www.geg.pt)) ............................................................... 36
Figura 22 Armadura da estaca
(http://www.dec.fct.unl.pt/UNIC/palestras/Ciclo_Palestras_2003) ............................... 37
Figura 23 Estacas com tubo moldador: 1) cravao do tubo moldador; 2) remoo do
solo no interior do tubo; 3) limpeza do fundo do furo; 4) colocao da armadura; 5)
betonagem no sentido ascendente; 6) remoo do tubo moldador; 7) estaca executada
(www.terratest.es)........................................................................................................... 40
Figura 24 - Troos de tubo moldador com coroa dentada ( esquerda), incio da furao
com tubo moldador ( direita) (Sebenta de Processos de Construo, UFP, Ricardo
Teixeira) [9].................................................................................................................... 41
Figura 25 Remoo da terra no interior tubo com trado curto ( esquerda), com balde
( direita) (www.terratest.es) .......................................................................................... 41
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Execuo de Cortinas de Estacas
VI
Figura 26 Suspenso da armadura com apoio de vares transversais ( esquerda),
betonagem da estaca com trmie ( direita) (www.terratest.es)..................................... 42
Figura 26 A Cabeas a armadura com apoio [www.geg.pt]........................................ 43
Figura 27 Estacas com lamas bentonticas: 1) furao com trado; 2) furao at
profundidade pretendida; 3) limpeza do fundo do furo; 4) introduo da armadura com o
furo estabilizado com lamas bentonticas; 5) betonagem com extraco simultnea das
lamas; 6) estaca executada (adaptado de www.terratest.es)........................................... 46
Figura 28 Misturador de bentonite ( esquerda), bomba de recolha de bentonite (
direita) [9] ....................................................................................................................... 46
Figura 29 Ordem de execuo das cortinas de estacas espaadas e contguas............ 51
Figura 30 Cortina de estacas com malha electrossoldada (www.geg.pt) .................... 51
Figura 30A Regularizao entre estacas com beto (em baixo) (www.geg.pt) .......... 52
Figura 30 B Cortina de estacas com drenos entre juntas (www.geg.pt)...................... 53
Figura 31 Ordem de execuo das estacas secantes .................................................... 53
Figura 32 Pormenor da viga de coroamento, com ligao estaca, com ancoragem
aplicada e com a armadura de ligao laje (adaptado Fundasol)................................. 54
Figura 33 Comprimento de amarrao para ligao laje (www.westpile.co.uk)...... 55
Figura 33A Cofragem escorada de uma viga intermdia, sendo visveis ancoragens a
rematar noutra voga intermdia e ancoragens j rematadas na viga de coroamento
[www.geg.pt] .................................................................................................................. 55
Figura 34 Alado de uma cortina de estacas com dois nveis de ancoragens ............. 56
Figura 35 Corte vertical de uma cortina de estacas (com ancoragens fora da zona de
escorregamento).............................................................................................................. 57
Figura 36 Escavao na face de uma cortina de estacas (http://fbe.uwe.ac.uk) .......... 60
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Execuo de Cortinas de Estacas
VII
Figura 37 Escoras metlicas (Sebenta de Processos de Construo, UFP, Ricardo
Teixeira) [9].................................................................................................................... 61
Figura 38 Ligao da laje de fundo cortina de estacas (adoptado Fundasol) ........... 62
Figura 39 Ensaio de carga esttico [8]......................................................................... 65
Figura 40 Inclinmetro na cortina de estacas para verificar deslocamentos (adaptado
Fundasol) ........................................................................................................................ 67
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Execuo de Cortinas de Estacas
VIII
ndice de Quadros
Quadro 1 Vantagens e desvantagens para estacas moldadas e cravadas (adaptado de
[4; 6]) ................................................................................................................................ 7
Quadro 2 Classificao de solos incoerentes quanto compacidade relativa [LNEC
E219]. ............................................................................................................................. 26
Quadro 3 Classificao de solos coerentes quanto consistncia [LNEC E219]. ...... 26
Quadro 4 Vantagens e desvantagens das estacas moldadas com trado contnuo ........ 38
Quadro 5 Vantagens e desvantagens das estacas moldadas com tubo moldador........ 44
Quadro 6 Vantagens e desvantagens das estacas moldadas com lamas bentonticas.. 48
Quadro 7 Probabilidade de escolher pelo menos uma estaca defeituosa num universo
de 100 estacas [8] ........................................................................................................... 66
Quadro 8 Trabalhabilidade do beto ........................................................................... 68
Quadro 9 Trabalhabilidade do beto [11].................................................................... 69
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Execuo de Cortinas de Estacas
1
Introduo
A presente monografia tem por base estudar a execuo de um mtodo de conteno
perifrica de solos designado por cortinas de estacas, cada vez mais utilizado na
realizao de obras de construo civil, principalmente em zonas urbanas, cujo
crescimento tem sido explosivo, vindo a ocupar, de forma aprecivel, o mercado de
outras solues concorrentes, como as paredes moldadas.
Nos tempos que decorrem, o aumento progressivo da aplicao das cortinas de estacas,
em grandes obras de construo em zonas urbanas, foi o principal factor que me
motivou a realizar este trabalho.
A importncia e a ocupao dos espaos urbanos tm determinado, nos ltimos anos, o
aumento progressivo do nmero de estruturas e infra-estruturas enterradas, construdas
com o apoio de obras de conteno, condicionadas por razes de ordem geolgica e
geotcnica, de vizinhana, servios afectados, entre outras.
Um bom exemplo, bastante debatido nos tempos, a questo dos transportes
subterrneos (metropolitano), que necessita, em certos troos, de obras como as cortinas
de estacas, de modo a possibilitar as escavaes necessrias sem afectar construes
vizinhas e perturbando o menos possvel as actividades normais da cidade.
Pelo facto de no existir muita documentao sobre este tema, situao j esperada no
arranque dos trabalhos, tambm um objectivo deste trabalho contribuir para um
pequeno na escassa bibliografia.
Para a elaborao da presente monografia foram consultados artigos soltos expostos na
Internet, sendo, no entanto, as grandes fontes de informao obtidas nos parcos textos
disponveis, e, com grande salincia, nas informaes obtidas nas empresas da
especialidade. Tambm a recolha de opinies de colegas e docentes ajudaram na
elaborao deste trabalho.
No que toca estrutura do texto, o primeiro captulo apresenta os aspectos gerais da
constituio de uma cortina de estacas, assim como as suas diferentes configuraes.
-
Execuo de Cortinas de Estacas
2
O enquadramento do tema escolhido feito no segundo captulo, com uma exposio
das principais situaes em que so aplicadas as cortinas de estacas e as principais
comparaes com outros mtodos de conteno perifrica.
No terceiro captulo so apresentados os cuidados a ter antes da execuo, evidenciando
as questes geotcnicas mais importantes e, mesmo, de estudos a efectuar. So
apresentados os ensaios mais comuns, com sucinta descrio do ensaio SPT, assim bem
como das ilaes a retirar do mesmo.
No captulo quatro so especificadas todas as fases de execuo de uma cortina de
estacas, pelos mtodos aplicveis, evidenciando sempre os benefcios e cuidados a ter.
No captulo cinco de um modo geral so tratados os principais ensaios para realizar para
atestar a boa qualidade das estacas executadas. Por ltimo, em prol dos conhecimentos
adquiridos, so apresentadas as principais concluses sobre os aspectos mais relevantes
deste documento.
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Execuo de Cortinas de Estacas
3
Captulo I Definio e classificao de cortinas de estacas
1.1- Definio
As cortinas de estacas em beto armado so um tipo de estrutura de conteno perifrica
de solos em que os elementos principais desta estrutura, as estacas, so executadas
directamente no interior do solo, mesmo antes de se realizar a escavao da cavidade.
A aplicao das cortinas de estacas como conteno perifrica, quer em edifcios quer
noutros tipos de construo, tem vindo a ganhar popularidade nos tempos mais recentes,
sobretudo devido facilidade e rapidez de execuo, comparativamente s solues
alternativas. A actual aplicao deste tipo de estruturas tambm se deve ao
desenvolvimento progressivo dos equipamentos para a sua execuo [2].
Esta soluo consiste, fundamentalmente, na construo de uma frente descontnua de
estacas (Figura 1) moldadas no terreno, sendo este posteriormente escavado num dos
lados.
Figura 1 Cortinas de estacas (cortesia da Fundasol)
-
Execuo de Cortinas de Estacas
4
As estacas podero estar mais ou menos distanciadas entre si, podendo mesmo
intersectar-se, sendo o terreno entre elas estabilizado por um efeito de arco. A sua
estabilidade pode ser garantida, em fase provisria ou definitiva, por ancoragens ou,
somente, pela sua prpria rigidez e resistncia. Por vezes numa fase definitiva, as lajes
dos pisos ou por coberturas dos tneis podem realizar este papel. Esta estabilidade
permite que as cortinas de estacas sejam incorporadas como um elemento resistente na
estrutura final, inclusive para cargas verticais da superstrutura ou outras. As estruturas
de suporte constituem-se num paramento colocado na face de escavao, originando,
assim, o conceito de cortina ou parede. Quando este tipo de estrutura, em servio,
sofre deformaes por flexo que condicionam a distribuio e a grandeza das presses
das terras, logo dos impulsos, designam-se de flexveis. Segundo Matos Fernandes [1],
as cortinas de estacas podem ser designadas por estruturas de suporte flexveis.
A distribuio das presses causadas pelo macio estrutura, causam deformaes na
mesma, estando este facto relacionado com o efeito de arco em solos, teorizado por
Terzagui (1943), citando:
Quando uma parte da estrutura que suporta uma dada massa de solo se afasta desta,
mantendo-se a restante na posio inicial, o solo adjacente primeira tende a
acompanh-la. Ao movimento relativo no interior do solo ope-se a resistncia ao corte
na zona de contacto da massa, que tende a deslocar-se da remanescente, tentando
manter a primeira na posio inicial. Por esse motivo, as presses de terras diminuem
na parte da estrutura de suporte que se afastou e aumentam nas que se mantiverem
imveis (ou que se deslocam menos, ou, at, que se deslocam contra ao solo). esta
transferncia de tenses que se designa por efeito de arco.
Da citao anterior decorre que as distribuies das presses por efeito de arco no so
apenas dependentes das deformaes por flexo da cortina. A grandeza dos impulsos
das terras, e a sua distribuio, so dependentes das condies de apoio da cortina,
particularmente da posio e da rigidez de elementos de apoio, como as escoras ou
ancoragens, eventualmente ligadas, bem como dos eventuais pr-esforos nestes
elementos. O conjunto estrutura de suporte flexvel e o macio que a envolve
constituem um sistema hiperesttico, de muito difcil determinao por meio dos
mtodos de anlise clssicos da Mecnica dos Solos.
-
Execuo de Cortinas de Estacas
5
tambm importante acrescentar que a grandeza do impulso das terras suportadas pela
conteno depende, ainda, do estado de tenso inicial instalado no solo. As tenses
horizontais dos futuros macios, suportado e escavado, na sua face desafogada, antes
esta ser efectuada, encontram-se em equilbrio. Aps a escavao, retirando-se o solo
numa das faces, h uma equivalncia de foras aplicadas direccionadas para o interior
desta, estaticamente equivalente s tenses horizontais referidas. O estado de tenso em
repouso determina as alteraes do mesmo associado escavao, logo, indirectamente,
as presses sobre a cortina de conteno. Isto pode implicar que em macios argilosos,
fortemente sobreconsolidados e com grandes tenses horizontais de repouso, as
presses e esforos de estrutura de suporte possam ser muito elevados.
Existem mtodos matemticos, como o mtodo dos elementos finitos, que fornece
informaes sobre o estado de deformaes no macio envolvente, o que de grande
utilidade nas estruturas.
Existem vrios tipos de estruturas flexveis de suporte, distintas nos elementos
componentes, nas matrias empregues e no processo construtivo. Hoje em dia cada
vez mais frequentes serem usados para suportar grandes escavaes em meio urbano,
nas quais minimizar os movimentos relacionados com a escavao uma condicionante
do projecto.
Em geral, estes elementos estruturais so dimensionados tendo em conta esforos de
flexo e corte, momentos flectores e esforos transversos, respectivamente, se bem que
esforos axiais possam ser considerados em presenas de cargas significativas segundo
o eixo da pea. Por regra, este esforo axial, a existir e embora de compresso,
favorvel, dado que a encurvadura no ser um fenmeno condicionante, dado as
estacas estarem impedidas de se deslocar transversalmente pelo terreno, de um lado, e
pelas ancoragens, do outro. Sendo este o caso, a compresso diminui as tenses de
traco induzidas pela flexo, reduzindo a armadura necessria.
-
Execuo de Cortinas de Estacas
6
1.2 Elementos constituintes de uma Cortina de Estacas
1.2.1 As estacas
As estacas so os elementos principais para este tipo de conteno, conforme o nome
indica. Estas so aplicadas sob a forma de vrios tipos e mtodos associados. No
presente trabalho iro ser especificados (em particular no Captulo 4) os mtodos mais
utilizados no mbito da aplicao das estacas em contenes perifricas de solos.
As estacas utilizadas, normalmente, como conteno perifrica de solos so as estacas
moldadas. As estacas moldadas so enformadas pelo prprio terreno,
independentemente da utilizao de um tubo moldador (funo da menor estabilidade
do terreno, como solos arenosos ou lodosos).
Em alternativa s estacas moldadas existem as estacas cravadas no terreno (pr-
fabricadas), pouco adequadas s situaes em que se torna importante a reduo dos
movimentos e perturbaes do terreno, como o caso das cortinas de estacas [2].
Ao longo dos tempos foram aparecendo novos mtodos para a execuo de estacas, com
solues diversas e especficas, aplicveis ou no, dependendo da estrutura a executar e
das caractersticas dos terrenos existentes.
As estacas moldadas so dotadas de uma grande extenso de mtodos quanto forma de
execuo. Geralmente, as empresas da especialidade utilizam, com uma certa
flexibilidade, trs mtodos para a execuo de estacas moldadas na aplicao das
cortinas de estacas, que so:
1. Trado contnuo;
2. Tubo moldador (recupervel, por regra);
3. Lamas bentonticas.
Estes mtodos que iro ser tratados, com algum detalhe, no Captulo 4 (Processo
Construtivo). Existem outros mtodos para a execuo de estacas moldadas que j esto
em desuso, ou no so apropriados para este tipo de cortinas (com tubo moldador
perdido: impraticvel nalguns casos, demasiado caro e sem garantia de estanqueidade -
-
Execuo de Cortinas de Estacas
7
situaes em que h influncia do nvel fretico). No Quadro I esto identificadas as
principais vantagens e desvantagens destes dois tipos de estacas.
Quadro 1 Vantagens e desvantagens para estacas moldadas e cravadas (adaptado de [4; 6])
Tipo de
Estacas Vantagens Desvantagens
Moldadas
- A execuo no origina rudo ou
vibrao significativa dos solos;
- Afectam pouco as condies iniciais do
terreno;
- A amostragem do terreno permite ter
um controlo sobre as caractersticas dos
solos atravessados e atingidos;
- No se desaproveita o material;
- No apresenta problemas de transporte;
- A ponta da estaca pode ser alargada,
aumentando a sua resistncia;
- Podem construir-se estacas de grande
dimetro (mais de 1 m).
- A qualidade final do beto no
controlvel;
- No d completas garantias
relativamente no existncia de
defeitos ao longo da superfcie
lateral da estaca, se bem que
ensaios de vibrao (ssmico)
pode dar indicaes se a estaca
tem excrescncias de beto ou
reentrncias de solo no seu fuste;
- Possibilitam desvios de
verticalidade da armadura e
arrastamentos do beto durante a
presa.
Cravadas
(Pr-
fabricadas)
- mais difcil a corroso das armaduras
face s condies de fabrico, que
permitem uma melhor garantia de
recobrimento;
- No so afectadas pelas guas
subterrneas durante a presa;
- A execuo permite que, antes da
cravao, sejam controlados e garantidos
a qualidade do beto, as dimenses da
seco e o posicionamento dos vares.
- Origina movimentos do solo
durante a cravao com
repercusses nos edifcios
vizinhos;
- Podem deteriorar-se durante a
cravao;
- Originam rudos e vibraes nas
mediaes durante a operao de
cravao;
- Desaproveitamento de material
(por vezes tm de ser cortadas se
demasiado longas).
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Execuo de Cortinas de Estacas
8
1.2.2 - Elementos Complementares
excepo das estacas, uma cortina de estacas /ou pode ser constituda por outros
elementos que a complementam, quer numa fase provisria (para apoio no processo de
construo) como numa fase definitiva (elementos estruturais para a concretizao da
conteno e possvel ligao com a superstrutura).
Os elementos que complementam a cortina de estacas so, genericamente:
Viga de coroamento e viga de solidarizao intermdia;
Ancoragens ou escoramentos.
Viga de coroamento e viga de solidarizao intermdia
A viga de coroamento tem como principal finalidade a de distribuir os esforos ao longo
das estacas (solidarizando as estacas) que compem a cortina, podendo, tambm, servir
de apoio aplicao das ancoragens [2].
Figura 2 Cortinas de estacas com viga de coroamento e de solidarizao intermdia (cortesia da
Soares da Costa)
-
Execuo de Cortinas de Estacas
9
Normalmente a viga de coroamento (metlica ou em beto armado) tem grandes
dimenses e aplicada na face do extradorso da cortina no topo das estacas (Figura 2),
apresentando, contrariamente a uma viga normal (no caso de ser em beto armado),
maior percentagem de armadura nas faces laterais do que nas faces superior e inferior.
Isto deve-se ao facto de as grandes condicionantes nas contenes perifricas serem os
impulsos horizontais.
A viga de solidarizao intermdia (Figura 2) tem a mesma funcionalidade e
caractersticas da viga de coroamento, excepto o seu posicionamento ser a um nvel
inferior na face de escavao.
Uma cortina de estacas ser constituda por tantas vigas de solidarizao intermdia
quantas as necessrias, dependendo da profundidade da mesma e dos esforos
necessrios a distribuir ao longo do comprimento das estacas.
Ancoragens ou escoramentos
As estacas de uma cortina podem funcionar [1]:
Em balano (Figura 3a), ou seja, simplesmente encastradas no terreno de fundao, quando a altura das estacas (H) no for muito elevada e a penetrao
(D) possa ser suficiente;
Com elementos lineares que apoiam as cortinas de estacas designados por ancoragens (Fig.3b), quando instaladas atrs da cortina no interior do macio;
Com elementos lineares que apoiam as cortinas de estacas designados por escoras (Fig.3c) quando colocados no interior do corte.
Para qualquer das solues de cortinas, as estacas podero ou no ser
ancoradas/escoradas, dependendo essa opo do dimensionamento da cortina:
Do nvel de deslocamentos permitido no topo;
Do tipo de terreno;
Da altura livre da cortina;
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Execuo de Cortinas de Estacas
10
Da rigidez das prprias estacas.
(a) Cortina - Estaca em "balano"
H
D
(a)
(b) Cortina - Estaca ancorada
H
D
(b)
H
(c) Cortina - Estaca escorada
D
(c)
(bolbo da ancoragem fora da linha de escorregamento)
Figura 3 Cortina em balano (a), ancorada (b) e escorada (c).
As ancoragens podero estar ligadas directamente s estacas e tambm entre as estacas,
em que nesta ltima soluo os esforos transmitidos para essas mesmas estacas so
distribudos atravs da viga de coroamento, ou da viga de solidarizao intermdia para
nveis inferiores.
Como alternativa, ou para complementar as ancoragens, podem ser executados
escoramentos para sustentao das cortinas de estacas numa fase provisria, enquanto se
aguarda a construo do resto da superstrutura (como lajes de piso, se for o caso).
O sistema de escoras pode suportar horizontalmente duas faces escavadas, a no ser que
a distncia entre as mesmas seja muito grande exigindo a aplicao das escoras
inclinadas. As escoras utilizadas podem ser de metal (situao normal), beto ou
madeira, dependendo das cargas actuantes.
Em relao s ancoragens, o recurso a escoramentos apresenta as seguintes vantagens
[2]:
No necessria a intromisso nas propriedades vizinhas;
No necessrio equipamento e operador especializado para a sua execuo;
O procedimento bastante simples e rpido para pequenas escavaes;
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Execuo de Cortinas de Estacas
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substancialmente mais barato (mas nem sempre, poder ficar mais oneroso, em algumas situaes particulares).
No entanto, tem desvantagens importantes [2]:
Delimita substancialmente o acesso e a construo no local de trabalho;
Em escavaes mais profundas o escoramento torna-se mais complicado, sendo necessrio procedimentos especiais, tais como o pr-esforo das escoras.
1.3 Tipos de Cortinas de Estacas
As cortinas de estacas podero ser diferenciadas, relativamente ao espaamento entre
estacas. Existem basicamente trs tipos de cortinas [2]:
De estacas espaadas (Figura 4);
De estacas contguas (Figura 5);
De estacas secantes (Figura 6 e 7).
Tal como no ponto anterior, a sequncia de execuo dos diferentes tipos de estacas ir
ser tratada no Captulo 4 (Faseamento Construtivo), fazendo apenas uma apresentao
elementar.
1.3.1 - Cortinas de Estacas Espaadas
As cortinas de estacas espaadas consistem num conjunto de estacas alinhadas, com um
espaamento livre entre si at cerca de 1,5 m, embora o seu distanciamento habitual no
seja superior a 0,5m.
de salientar que aps a escavao o terreno existente entre cada duas estacas
estabilizado atravs do efeito de arco, anteriormente referido.
Como evidente, esta soluo no oferece quaisquer garantias de impermeabilidade de
uma conteno e menos resistente aos impulsos por metro linear.
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Aproximadamente 1,5 m
ESTACA ESTACA ESTACA
Figura 4 Cortina de estacas espaadas
Em relao s outras solues de cortinas de estacas, as estacas espaadas apresentam as
seguintes vantagens:
So mais econmicas por metro de largura de cortina;
Oferecem uma boa flexibilidade, em termos de tipos de estacas e respectivos dimetros;
As estacas de grande dimetro oferecem um aumento de rigidez para certas aplicaes;
So facilmente incorporadas em trabalhos permanentes;
podem ser projectadas para suportar cargas verticais.
E desvantagens (para alm das referidas anteriormente):
Obrigam quase sempre colocao de ancoragens, por serem menos resistentes por metro de largura;
S so aplicveis em solos relativamente estveis (autoportantes durante a fase construtiva atravs de um efeito de arco).
1.3.2 Cortinas de Estacas Contguas
As cortinas de estacas contguas, ou tangentes, so um tipo de cortina de estacas muito
idntico ao das estacas espaadas, mas em que as estacas so construdas ao longo de
um alinhamento com pequenos espaos livres entre as estacas, na ordem de 75 a 100
mm.
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Execuo de Cortinas de Estacas
13
Tal como a anterior soluo, as estacas contguas no podem ser facilmente usadas em
estruturas para conteno em gua. A sua principal utilizao em solos argilosos onde
a afluncia de gua no constitui problema. Por vezes so tambm usadas para reter
materiais granulares. Nestas aplicaes, onde a gua no problema, o espaamento
entre estacas pode ser regulado de maneira a evitar o desmoronamento do solo entre as
estacas.
ESTACA ESTACA ESTACAESTACA
Entre 75 a 100 mm
Figura 5 Cortina de estacas contguas
1.3.3 Cortinas de Estacas Secantes
As cortinas de estacas secantes so construdas de tal modo que as estacas se
intersectam umas nas outras. A interseco feita com dois tipo de estacas:
As estacas macho (armadas com armadura tradicional ou com perfil metlico), que so estacas intermdias das estacas fmeas;
Estacas fmeas, que seguem o alinhamento para que foi a parede dimensionada e armada.
ESTACA FMEA ESTACA MACHO
Figura 6 Cortina de estacas secantes
Estes dois tipos de estacas podero ser construdas de tal forma que as profundidades
das mesmas podem ser variveis (Figura 8).
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Execuo de Cortinas de Estacas
14
O beto das estacas iniciais (um beto plstico com uma baixa resistncia) difere das
estacas intermdias, de modo a facilitar o seu corte durante a furao para execuo das
estacas intermdias. Pela mesma razo, as estacas iniciais no tm, geralmente,
armadura convencional.
Figura 7 Cortina de estacas secantes (www.skanska.co.uk)
A execuo deste mtodo s poder ser realizado com estacas moldadas sem tubo
moldador (trado contnuo).
Viga de Coroamento
Estacas Armadas
Estacas de beto
Figura 8 Variao de profundidades em cortinas de estacas secantes (adaptado Fundasol)
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Cap. 2 Aplicabilidade
2.1 O uso de cortina de estacas
As cortinas de estacas so aplicadas principalmente em construes enterradas
contguas a vias de comunicao (Figura 9, esquerda) e a edifcios de mdio e grande
porte com fundaes a nveis menos profundos (Figura 9, direita), no excessivamente
susceptveis a deformaes. Outra aplicao, bastante usual, no apoio construo de
tneis em zonas urbanas (Figura 10, esquerda). No entanto, podem tambm ser
utilizadas como muros de suporte de taludes verticais (Figura 10, direita) ou em
estruturas especiais (Figura 11).
Figura 9 Cortinas de estacas em apoio a uma via-frrea ( esquerda) e a uma edificao ( direita)
(www.skanska.co.uk)
A aplicao deste mtodo de conteno poder, eventualmente, ser utilizado
simultaneamente com dupla funo, como conteno perifrica de solos e como
fundao (Figura 10, esquerda). Refira-se que, alis, o recurso s estacas para os dois
tipos de soluo atrs referidos, como conteno e como fundao, viabilizado em
obra em termos econmicos, comparativamente com outras alternativas. Assim sendo, a
cortina de estacas ter no s de suportar os impulsos de terras no seu tardoz, como
tambm oferecer estrutura suficiente capacidade de suporte vertical.
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Figura 10 Cortina de estacas: apoio na construo de um tnel ( esquerda), suporte de terras (
direita) (www.terratest.es; www.keller-ge.co.uk)
Figura 11 Cortinas de estacas para apoio de execuo subterrnea (www.bacsol.co.uk)
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Execuo de Cortinas de Estacas
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2.2 Seleco do tipo de cortina de estacas
A escolha dos trs tipos de estacas (espaadas, contguas e secantes) depende de vrios
factores, nomeadamente [2]:
Presena de nvel fretico (impossibilita as estacas espaadas e as contguas);
Coeso dos solos (quanto mais coerente for o solo, mais viabiliza a aplicao das estacas espaadas);
Necessidade de estanqueidade (limita praticamente a utilizao s estacas secantes);
Disponibilidade financeira e prazos de tempo a cumprir (as cortinas de estacas espaadas so mais baratas e rpidas de executar);
Nmero de estacas a executar (em menor nmero para as cortinas de estacas espaadas);
2.3 Comparao com outras solues de conteno de solos
Em relao a outras solues de paredes de conteno (ex: paredes moldadas), as
cortinas de estacas apresentam as seguintes vantagens [2]:
Baixo custo (caso as estacas sejam executadas com trado contnuo ou trado curto e sem tubo moldador, aumentando significativamente se forem executadas
com o recurso ao tubo moldador recupervel ou a lamas bentonticas - por outro
lado, as estacas secantes no tm um baixo custo, ao contrrio das cortinas de
estacas espaadas ou contguas);
Rapidez de construo para estruturas de suporte de terras, temporrias ou permanentes, desde que as condies de perfurao sejam propcias;
Todo o processo de instalao do equipamento e de execuo relativamente limpo (excepto se o mtodo aplicado for com lamas bentonticas) e pouco
ruidoso (a execuo das estacas origina apenas vibraes no significativas);
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Para profundidades de escavao pequenas consegue-se distncias igualmente muito pequenas entre a cortina e eventuais estruturas existentes (espao
reduzido de ocupao);
A soluo vlida numa gama de solos muito alargada: solos incoerentes com poucas excepes; solos coerentes (excepto se muito duros em profundidade
significativa); solos intermdios em geral; rochas pouco resistentes e gesso
(embora possam ocorrer problemas);
Podem ser utilizadas em conjunto com outras solues de conteno perifrica (por exemplo, troos de parede moldada entre estacas espaadas);
Em relao a outras solues de paredes de conteno as cortinas de estacas necessitam, em geral e em funo do seu dimetro, de menos nveis de
ancoragens.
As cortinas de estacas apresentam tambm as seguintes limitaes/desvantagens
relativas:
A soluo no aplicvel em determinados (poucos) tipos de terreno: argilas moles ou solos fracos de carcter orgnico; rochas duras;
A no garantia da impermeabilidade da soluo (excepto para cortinas de estacas secantes, se bem executadas);
Apresentam limitaes em termos de altura, devido profundidade at qual as estacas podem ser executadas (12 m em termos prticos para estacas executadas
com trado continuo), mas tambm tm a ver com a dificuldade em manter a
verticalidade e com a dificuldade em perfurar solos muito rijos na base da
cortina;
Baixa eficincia das seces circulares em termos de flexo, a que se junta o facto de ser necessrio prever um elevado recobrimento das armaduras, pela
dificuldade em garantir o seu valor na fase construtiva;
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Obrigam, geralmente, a trabalhos adicionais (execuo de parede de alvenaria interior ou projeco de reboco) para se obter um paramento interior
esteticamente aceitvel;
Estacas de grande dimetro obrigam a um espao maior entre a cortina e as eventuais estruturas adjacentes existentes.
A mxima profundidade a que as cortinas de estacas podem ser construdas , na
prtica, cerca de 18 a 20 metros, se bem que, em certas circunstncias e particularmente
quando existem amplos espaamentos entre estacas, esse comprimento possa ser maior.
Em teoria, as estacas secantes podem ser perfuradas at profundidades da ordem dos 30
metros, se as estacas iniciais contiverem perfis metlicos. No entanto, as dificuldades de
construo de uma estaca aumentam quando o seu comprimento vai para alm dos 20
metros, sendo estas dificuldades especialmente sentidas em solos onde as estacas
atravessam o nvel fretico (exactamente as circunstncias em que as estacas secantes se
tornam geralmente as solues mais adequadas).
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Captulo III Trabalhos e estudos preliminares
A execuo de uma conteno perifrica de solos depende de vrios factores a serem
analisados previamente, entre os quais [7]:
Caractersticas geotcnicas do local (atravs de ensaios adequados - peso especfico, coeso, ngulo de atrito interno, posio do nvel fretico, etc.);
Solicitaes da estrutura (grandeza e natureza das solicitaes verticais, inclinadas, momentos, cargas dinmicas, etc.);
Tipos de mtodos existentes no mercado;
Restries tcnicas de cada mtodo;
Tipo e estado actual das fundaes das edificaes vizinhas;
Espao disponvel para o estaleiro;
Anlise da envolvente construes vizinhas e circulaes de trnsito a considerar;
Economia (custo dos diversos mtodos para conteno perifrica de solos existentes no mercado);
Tempo (necessrio para a execuo dos mtodos tecnicamente possveis).
O critrio tcnico o factor com mais relevncia na construo, em geral, tendo
obrigatoriamente de ser sempre satisfeito, prevalecendo sempre sobre os critrios
econmicos. Satisfeitos os critrios tcnicos e econmicos, existe a questo do tempo
disponvel para a execuo da obra, que por vezes, em certas obras, prevalece sobre o
factor econmico.
3.1 - Reconhecimento Geotcnico
Antes da construo de uma conteno perifrica essencial ter um conhecimento
adequado da envolvente, da natureza e da formao do terreno onde vai ser implantada.
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Execuo de Cortinas de Estacas
21
H, portanto, a necessidade de serem efectuadas investigaes preliminares
(reconhecimento geotcnico) e recolha de documentao disponvel, que permita uma
boa identificao em termos geotcnicos das formaes encontradas, referente s
caractersticas dos solos.
A investigao preliminar poder abranger, nomeadamente, os seguintes factores [3]:
Caractersticas topogrficas gerais;
Perturbaes aparentes devidas a deslocamentos de terras;
Tipo de estruturas existentes e eventual danificao das mesmas;
Marcas de cheias em edifcios antigos, pilares ou encontros de pontes, etc.;
Nveis de gua no subsolo (poos, escavaes);
Afloramentos de rochas;
Perfis geolgicos de cortes ou escavaes existentes (estradas, caminhos de ferro, pedreiras, etc.);
Colheita de amostras caractersticas, fotografias;
Informaes sobre o clima, acessos, materiais de construo;
Contactos com autoridades locais, tcnicos locais de estradas, caminhos-de-ferro, agrnomos e empreiteiros locais.
Quanto recolha de documentao, incidir sobre [3]:
Cartas (topogrficas, cadastrais, geolgicas, de solos, de sismicidade, etc.);
Artigos e relatrios sobre prospeco e geologia dos locais e suas vizinhanas;
Registos hidrolgicos;
Casos histricos;
Fotografias areas.
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Para evidenciar, ainda mais, a importncia do conjunto de operaes referidas
anteriormente, relativas ao reconhecimento geotcnico, Silvrio Coelho refere as
principais causas de acidentes com origem em fundaes, no perodo de 1950 a 1972,
em Frana [3]:
40% falta de reconhecimento geotcnico;
35% m interpretao das sondagens ou mau conhecimento das leis da mecnica dos solos;
15% defeitos de execuo;
10% agresso do meio (corroso por guas ou ambientes agressivos, etc.).
Caso no exista uma boa observao de certos princpios de investigao, e mesmo
descuido na obteno de informaes referentes ao subsolo e sua envolvente, podero
existir graves danos, totais ou parciais na obra.
3.2 - Prospeco Geotcnica
Os trabalhos de prospeco e a interpretao do estudo geotcnico so feitos
normalmente por empresas da especialidade, baseando-se nas normas existentes
relativas prospeco geotcnica de terrenos. Esse estudo informa sobre a constituio
dos solos, suas propriedades fsicas e presena de gua em funo das respectivas
profundidades.
O custo de um trabalho de prospeco, bem conduzido, situa-se entre 0.5 e 1% do valor
da obra. Mas com base numa boa investigao preliminar o custo da prospeco poder
ser reduzido significativamente [7].
Os projectos geotcnicos so normalmente executados com base em ensaios de campo,
cujos resultados permitem uma definio satisfatria das formaes existentes do
subsolo bem como as suas propriedades.
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Execuo de Cortinas de Estacas
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3.2.1 Disposio e profundidade da prospeco
Nos termos das Especificaes LNEC, E217-1986, todo o tipo de operaes que
engloba a disposio, espaamento e o nmero de sondagens, devem ser tais que
permitam identificar modificaes importantes na espessura, profundidade, estrutura ou
propriedades das formaes em causa [3].
As operaes de prospeco necessrias iro variar dependendo das dimenses e a
natureza da estrutura a afundar, as caractersticas do terreno e a existncia ou no de
adequados registos geolgicos.
Na realizao deste conjunto de operaes deve haver uma adaptao medida que so
colhidas as informaes.
Quanto profundidade da prospeco, dever ser tal que permita o esclarecimento das
questes que o reconhecimento tenha deixado em aberto e que possam condicionar o
comportamento da obra.
A prospeco deve atingir a profundidade adequada ao longo de todo o terreno, para
que as tenses induzidas pela construo deixem de provocar deslocamentos ou
deformaes. Essa profundidade depende do tipo do terreno e da importncia, finalidade
e natureza da obra, em especial do tipo de estrutura, do seu peso e dimenses e da forma
e disposio das reas carregadas. Na verdade, a profundidade a atingir pela prospeco
deve ser a suficiente para assegurar que as tenses induzidas pela construo deixem de
ter efeitos significativos [3].
Relativamente s estacas (elementos estruturais constituintes da cortina de estacas) a
prospeco deve atingir profundidades abaixo do previsto nvel da ponta das estacas, a
menos que haja a garantia, obtida por outros meios, de que no existem camadas
compressveis abaixo daquele nvel. As caractersticas dos solos localizados sob a base
das estacas condicionam fortemente o comportamento destas, aconselhando, portanto, a
prospeco a um nvel abaixo do previsto da ponta das estacas [4].
Em solos que contenham grandes blocos de pedra (alguns tipos de depsitos glaciares,
solos residuais, nomeadamente do granito, etc.) pode ser difcil distinguir se foi
alcanada uma pedra envolvida em solo ou se atingiu uma camada rochosa. Nestes
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Execuo de Cortinas de Estacas
24
casos o estudo da geologia local, a experincia preexistente e o cuidadoso registo das
operaes de furao podem orientar correctamente a interpretao das sondagens.
Nos estudos necessrios ao projecto de estacas empregam-se as tcnicas e mtodos
usuais de todos os estudos geotcnicos. Assinale-se que a grande maioria das vezes
esses estudos so realizados nos terrenos antes da instalao das estacas e depois da
instalao das mesmas. Ora como as estacas afectam as caractersticas dos solos, torna-
se necessria uma considervel capacidade de apreciao para estimar as reais
propriedades dos solos que condicionaro o comportamento das estacas.
3.2.2 Ensaios Geotcnicos
Normalmente a partir dos ensaios geotcnicos de campo que so fornecidos os dados
essenciais para um correcto dimensionamento e posterior execuo.
Uma prospeco geotcnica fornece informaes sobre vrios factores importantes para
a execuo de obras de conteno perifrica, sobretudo [7]:
Profundidade e espessura da camada de solo identificado;
Compacidade dos solos granulares e a consistncia dos coesivos;
Profundidade do topo da rocha e suas caractersticas (litologia, rea em planta, profundidade, grau de decomposio, etc.);
Localizao do nvel fretico;
Extraco de amostras indeformadas (ensaios mecnicos do solo).
Para efeitos de dimensionamento os ensaios geotcnicos mais frequentes so executados
para determinar a coeso, ngulo de atrito interno e mdulo de deformabilidade do
terreno [2].
Os ensaios mais utilizados so:
Sondagens de furao ensaios de penetrao SPT (Standard Penetration Test);
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Execuo de Cortinas de Estacas
25
Ensaios de corte (Molinete) ps rotativas ou colheita de amostras para ensaios laboratoriais;
Sondagens de penetrao penetrmetros dinmicos ou estticos tipo holands.
O ensaio de penetrao dinmica (S.P.T.) o ensaio mais utilizado pelas empresas da
especialidade, para efeitos de conteno perifrica de solos. uma ferramenta habitual e
econmica, empregada em todo o mundo, permitindo a indicao da densidade de solos
granulares, tambm aplicado identificao da consistncia de solos coesivos e mesmo
de rochas brandas [7].
O ensaio SPT (Figura 12) consiste em cravar no terreno um amostrador com dimenses
e energia de penetrao normalizadas (pilo com 63,5 kg de massa e altura de queda de
760mm), na base de um furo de sondagem.
O ensaio realizado em trs fases com penetraes de 15cm, respectivamente. Devido
perturbao do terreno provocada pelos trabalhos de furao, desprezam-se os
resultados obtidos na primeira fase.
O nmero de pancadas necessrias para atingir a penetrao de 30cm (segunda e
terceira fase) define o valor de N (SPT) [8].
Figura 12 Ilustrao do ensaio SPT ( esquerda) e execuo da penetrao ( direita) [8].
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Execuo de Cortinas de Estacas
26
De acordo com a especificao LNEC E219 Prospeco geotcnica de terrenos
Vocabulrio, a partir dos valores obtidos atravs do ensaio S.P.T. possvel
caracterizar um solo incoerente quanto sua compacidade relativa (volume ocupado
pelas partculas do solo/volume aparente do solo) (Quadro2) e um solo coerente quanto
sua consistncia e resistncia (Quadro3).
Quadro 2 Classificao de solos incoerentes quanto compacidade relativa [LNEC E219].
Classificao do Solo Ensaio de
penetrao
S.P.T. Muito Solto Solto Medianamente
Compacto Compacto
Muito
Compacto
N de
Pancadas 0 4 4 10 10 30 30 50 >50
Quadro 3 Classificao de solos coerentes quanto consistncia [LNEC E219].
Classificao do Solo
Ensaio Muito
Mole Mole
Consistn
cia Mdia Duro
Muito
Duro Rijo
Penetra
o S.P.T
N de
Pancada
s
0 2 2 4 4 8 8 15 15 30 >30
Compress
o
Simples
Tenso
de
Rotura
Kgf/cm
0
0,25
0,25
0,50
0,50
1,00
1,00
2,00
2,00
4,00
>4,0
0
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Execuo de Cortinas de Estacas
27
Como foi j referido anteriormente, um dado de extrema importncia, que
determinado pelos ensaios de sondagem, a altura do nvel fretico. Estes ensaios
devem ser realizados num perodo relativamente prximo do incio das obras para no
existirem alteraes significativas do nvel fretico.
Devem ainda ser analisadas as condies de circulao da gua subterrnea, e a possvel
existncia de aquferos, de forma a controlar a variao do nvel fretico atravs de
fracturas dos macios [3].
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Execuo de Cortinas de Estacas
28
Captulo IV Faseamento Construtivo
O presente captulo expe, detalhadamente, todo o processo construtivo das cortinas de
estacas.
dado um especial destaque, para alm do processo construtivo em geral, os mtodos
mais utilizados para a execuo das estacas, bem como das possveis configuraes das
cortinas de estacas.
Todo o processo construtivo dever ser supervisionado em obra, com especial cuidado,
por um tcnico habilitado responsvel (engenheiro), visto que na execuo das
contenes frequente existirem graves acidentes relacionados, quase sempre, com
deficientes resolues referentes aos problemas encontrados ao longo da obra,
principalmente na fase de escavao [3].
Segundo Therzagui, a sequncia da construo nas estruturas de conteno perifrica de
solos, como o caso das cortinas de estacas, tem uma significativa influncia nos
impulsos (terras, guas, sobrecarga, sismos e cargas directas) e no comportamento geral
da estrutura [5].
O faseamento construtivo de uma cortina de estacas passa por vrias fases, como
descritas de seguida, sumariamente:
1. Preparao do terreno;
2. Execuo dos muros guia;
3. Rebaixamento do nvel fretico (eventual);
4. Execuo das estacas em beto armado;
5. Incio da escavao
6. Execuo da viga de coroamento;
7. Execuo das ancoragens ou escoramentos;
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Execuo de Cortinas de Estacas
29
8. Sequncia de escavao; execuo de vigas intermdias; colocao das
ancoragens ou escoramentos, at se atingir a cota de fundo;
9. Execuo da superstrutura (caso exista).
4.1 - Execuo dos Muros Guia
Os muros guia tm como principal funo definir as seces das estacas em todo o
permetro, criando assim condies para um posicionamento correcto do topo das
estacas.
Tm tambm funes de suportar as cargas transmitidas pelo equipamento da escavao
e de resistir aos impactos causados pelo mesmo [3].
Normalmente os muros guia so executados em beto armado, com uma altura mnima
de 0.80m, podendo ir at 1.50m, e com uma distncia entre si igual do dimetro das
estacas acrescida de cerca de 0.05m a 0.10m, conforme a altura dos mesmos.
Os muros guia devero estar sempre, no mnimo, com um posicionamento 1.50m acima
do nvel fretico.
Cota de Trabalhoe
0.20 0.20
Mn
imo
1.50
m
N.F.
Terreno Virgem
e=Espessura da parede mais 5 cm em troos rectos
Figura 13 Pormenor do muro guia [2]
Na abertura das valas para a colocao dos muros guia exige-se um rigor absoluto, de
modo a no ultrapassar, em profundidade ou lateralmente, o terreno no qual iro
assentar, relativamente dimenso do muro, evitando remeximento.
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Execuo de Cortinas de Estacas
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No caso de serem encontrados obstculos durante a escavao para os muros guia, estes
devero ser retirados e substitudos por solos coerentes compactados. Se forem
encontrados vazios, sero preenchidos com a soluo anteriormente descrita ou, em
alternativa, prolongar-se-o os muros guia at terreno compacto.
A cofragem dos muros guia levanta algumas dificuldades, devido forma final que se
pretende, nomeadamente nas cortinas de estacas secantes (Figura 15, esquerda). As
cofragens metlicas (Figura 15, direita) permitem uma produtividade mais elevada
mas no se adaptam aos pontos singulares, como os cantos.
Aps a montagem da cofragem, procede-se colocao da armadura e betonagem
(Figura 14).
Figura 14 Execuo de muro guia para estacas secantes (www.bauer.de)
medida que se procede descofragem, as duas paredes (no caso do muro guia ser
destinado para uma cortina de estacas secantes) do muro guia devem ser escoradas uma
outra com intervalos regulares.
ainda necessrio referir que a utilizao dos muros guia, apenas obrigatrio para as
estacas secantes, porque tendo uma configurao de interseco aconselhvel localizar
o posicionamento do topo de cada estaca.
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Execuo de Cortinas de Estacas
31
Figura 15 Muro guia para estacas secantes ( esquerda), muro guia para estacas contguas
ladeado da respectiva cofragem ( direita) (cortesia da Fundasol)
4.2 - Rebaixamento do Nvel Fretico
H problemas que surgem, principalmente, quando se pretende escavar abaixo do nvel
fretico, situao esta bastante predominante aquando da execuo das cortinas de
estacas.
Podendo as condies de trabalho ser prejudicadas, h que proceder ao rebaixamento do
nvel fretico durante a fase de construo da cortina.
O rebaixamento pode ser feito por vrios mtodos, entre os quais [5]:
Extraco da gua por bombagem com o auxlio de uma mangueira durante o decorrer da obra (Figura 16);
Sistema de bombagem atravs de agulhas filtrantes, por meio de bombas que evacuam a gua para colectores dispostos em vrios nveis de escavao
medida que a obra avana;
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Execuo de Cortinas de Estacas
32
Poos profundos de grande dimetro, situados na obra ou na sua periferia, bombeando a gua por meio de bombas centrfugas submergidas;
Poos de alvio verticais, associados a poos profundos ou a agulhas filtrantes, que libertem a presso das camadas aquferas permeveis mais profundas,
situadas abaixo de uma camada impermevel;
Rede de drenos horizontais conectados a poos profundos, ou a colectores por gravidade;
Tcnicas menos correntes, como a criao no solo uma corrente elctrica entre agulhas filtrantes instaladas previamente (electro-osmose) ou ainda o
congelamento da gua fretica.
Figura 16 Sistema de bombagem com auxlio da mangueira (www.basfrond.com.br)
Estes sistemas de rebaixamento do nvel fretico so bons auxiliares para a escavao
das cortinas de estacas, mas em geral nem sempre so de fcil utilizao em zonas
urbanas, devido aos possveis efeitos de esgotamento dos terrenos vizinhos, podendo
provocar assentamentos ou fissuraes nos edifcios inseridos nesses mesmos terrenos.
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Execuo de Cortinas de Estacas
33
4.3 - Execuo das estacas
Como foi referido no Captulo I, as estacas mais utilizadas pelas empresas da
especialidade, para a execuo das cortinas de estacas, so as moldadas com trado
contnuo, com tubo moldador recupervel e ainda com lamas bentonticas.
4.3.1 - Com Trado Contnuo
Neste mtodo o furo executado por rotao com um trado contnuo com hlice
(semelhante a uma broca), estendida ao longo de toda a haste (Figura 18, esquerda). A
haste tem outra importncia acrescida, visto ser atravs dela que realizada a
betonagem do furo, a partir da cota prevista no sentido ascendente. A armadura s
introduzida apenas aps a betonagem. Este processo prescinde do tubo moldador e das
lamas bentonticas na sustentao das paredes do furo para a estaca.
Figura 17 Estacas com trado contnuo: 1) incio da perfurao com o trado contnuo; 2)
penetrao at profundidade desejada; 3) extraco do trado em simultneo com bombagem pelo
veio oco; 4) introduo da armadura no beto; 5) estaca executada (adaptado de www.terratest.es)
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Faseamento construtivo
De seguida esto descritas as fases de execuo de estacas, com trado contnuo
(Figura17):
1. Selecciona-se um trado contnuo com comprimento e dimetro adequados
dimenso da estaca a executar, bem como a escolha da cabea de furao
adaptado s caractersticas do terreno existente (Figura 18, direita);
Figura 18 Mquina para execuo de estacas com trado contnuo ( esquerda), cabea de furao
de rocha ( direita) (www.brasfond.com.br; www.terratest.es)
2. D-se incio furao com o trado at profundidade prevista no projecto,
expelindo parte do solo durante esta operao (Figura 19, esquerda).
Interiormente o fuste oco, com cerca de 10 cm de dimetro, estando obturado
inferiormente a fim de bloquear a entrada da terra. A penetrao do trado em
solos rochosos est dependente da resistncia mecnica dos equipamentos
utilizados;
3. Atingida a cota de furao pretendida, ainda com o trado no interior do furo,
inicia-se a betonagem com injeco do beto (o obturador aberto por presso)
atravs da parte oca do trado, com recurso a uma bomba de beto (Figura 19,
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Execuo de Cortinas de Estacas
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direita). O trado retirado lentamente a uma velocidade correspondente
quantidade de beto bombeado, garantindo que o trado esteja ainda mergulhado
no beto j colocado. Depois da betonagem os primeiros 3 metros de beto da
estaca devem ser compactados atravs do recurso a um vibrador (Figura 20), a
parte restante da estaca no necessita de ser vibrada j que o peso do beto
colocado superiormente gera um efeito de auto-compactao;
Figura 19 Furaco com o trado contnuo ( esquerda), betonagem da estaca ( direita)
(www.jetgrunn2000.no e www.revdrill.com)
4. Com a estaca betonada at cota inicial removida a terra acumulada junto ao
furo. A armadura suspensa pela mquina, verticalizada (Figura 21, esquerda)
e posteriormente introduzida no furo, com o auxlio do prato e tubo acoplado a
vibrador elctrico tirando partido do seu prprio peso (podendo por vezes ser
necessrio empurrar a armadura com a colaborao dos prprios trabalhadores)
(Figura 21, direita). Este conjunto de operaes exige uma rigidez razovel da
armadura (Figura 22). Independentemente do processo utilizado, a colocao de
armaduras com mais de 8 m de comprimento traduz dificuldades acrescidas;
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Figura 20 Vibrao do topo da estaca (ver o site)
Figura 21 Armadura verticalizada a ser colocada no furo ( esquerda), introduo da armadura
com o auxlio do prato e tubo acoplado a vibrador elctrico juntamente com os operrios
(www.terratest.es; www.geg.pt))
5. A parte inferior da armadura ir ter uma reduo de dimetro para facilitar a sua
penetrao no furo preenchido com o beto. Quando no h recurso a tecnologias
especiais de cravao o comprimento mximo das armaduras est limitado a 12
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Execuo de Cortinas de Estacas
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m. Quando a estaca tem um comprimento acima dos 12 m, chega a prescindir-se
da armadura no troo inferior, uma prtica inaceitvel na execuo de cortinas de
estacas;
Figura 22 Armadura da estaca (http://www.dec.fct.unl.pt/UNIC/palestras/Ciclo_Palestras_2003)
6. A cabea da estaca saneada (demolida), de modo a que se extraa o beto que
est misturado com o solo. Para evitar o saneamento da cabea da estaca por
vezes retira-se o beto ainda fluido superfcie do furo.
Vantagens e desvantagens
A execuo de estacas moldadas com trado contnuo o mtodo preferido na
construo de cortinas de estacas, pelas empresas da especialidade.
Trata-se de um mtodo que adequado para solos granulares, sendo normalmente usado
para estacas com dimetros at 600 mm. Deve ser aplicado em contenes de pouco
risco, com alturas no muito altas.
No Quadro 4 efectua-se um resumo das vantagens e desvantagens das estacas moldadas
com trado contnuo.
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Quadro 4 Vantagens e desvantagens das estacas moldadas com trado contnuo
Vantagens Desvantagens
Estacas
moldadas
com trado
contnuo
- Rapidez de execuo
(rendimentos na ordem
de 16 a 20 m/h);
- Comparativamente
um mtodo bastante
econmico;
- Ausncia de
vibraes;
- Nveis de rudo
relativamente baixos;
- A execuo muito dependente do operador;
- Em solos arenosos e abaixo do nvel fretico a
resistncia do solo em volta da estaca reduzida,
causada pela perfurao;
- A queda de resduos para o interior do furo pode
contaminar o beto;
- As estacas tm de ser betonadas at ao nvel
inicial;
- A altura mxima do trado limitada (a lana de
perfurao tem entre 17 a 22 m) - na prtica est
limitado a 12 m pelo facto da armadura ser colocada
s aps a betonagem;
- Falta de preciso no dimetro da estaca e das suas
caractersticas;
- No h garantia de um bom posicionamento das
armaduras e seu recobrimento.
Consequncias possveis
Existem alguns problemas que podem ocorrer durante a execuo de estacas moldadas
com trado contnuo, que so os seguintes:
Colunas de estacas cortadas o corte do fuste das estacas est associado extraco incorrecta do trado durante a betonagem, sendo, portanto, necessrio
haver uma assistncia ajustada que assegure a velocidade de extraco do trado
igual ao ritmo de escoamento do beto;
Reduo da capacidade da estaca a perfurao convm deve ser realizada com o mximo cuidado, j que pode provocar descompresses em excesso no solo
que envolve a estaca. Quanto mais potncia a ponta do trado tiver mais
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Execuo de Cortinas de Estacas
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descompresses pode causar, sendo este mais adequado para solos com
descompresso limitada. A descompresso gera uma reduo da fora de atrito,
que normalmente 60 a 75% da fora transmitida para as estacas cravadas;
Obstrues o trado contnuo perfura pedras com grandes dimenses, desde que a sua dimenso seja de menos de um tero do dimetro da estaca, e no
estejam muito juntas. Quando so encontradas pedras de maiores dimenses, a
soluo a adoptar alterar o posicionamento inicial da estaca;
Dificuldades na introduo da armadura o beto tem tendncia a fluidez pelo facto da gua que o constitui se infiltrar no terreno circundante, quando
permevel. Curiosamente, este processo poder beneficiar a centralizao da
armadura, j que costuma ocorrer na periferia da estaca.
4.3.2 - Com tubo moldador recupervel
Neste mtodo, recorre-se a um tubo moldador cilndrico e metlico, cuja funo conter
as paredes do furo enquanto o interior deste no preenchido com beto. medida que
a betonagem vai decorrendo, o tubo moldador puxado para cima e recuperado,
naquela que a fase mais crtica do processo.
Faseamento construtivo
Descrevem-se de seguida as fases de execuo de estacas com tubo moldador
recupervel (Figura 23):
1. A perfurao inicial realiza-se a uma profundidade entre 2 a 4 m com uma
largura igual ao dimetro exterior do tubo moldador. Introduz-se o 1 troo do
tubo (de coroa denteada na ponta) rodando-o em dois sentidos de maneira a
penetrar no solo vencendo o atrito lateral (Figura 24, esquerda). A colocao do
tubo serve para proteger do nvel fretico [2;6];
2. Inicia-se a furao com trado curto ou balde suspenso no mastro da mquina
devidamente verticalizado (Figura 24, direita). Esta verticalidade obtida
custa de diversos mecanismos hidrulicos existentes. Quando se utiliza o tubo
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Execuo de Cortinas de Estacas
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moldador o dimetro nominal da estaca deve ser aumentado em cerca de 100
mm;
Figura 23 Estacas com tubo moldador: 1) cravao do tubo moldador; 2) remoo do solo no
interior do tubo; 3) limpeza do fundo do furo; 4) colocao da armadura; 5) betonagem no sentido
ascendente; 6) remoo do tubo moldador; 7) estaca executada (www.terratest.es)
3. Antes de se iniciar o avano da furao introduzido um tubo metlico de
revestimento, que ligado cabea de furao e introduzido por efeito de
rotao. Para o efeito de cortinas de estacas esta operao poder ter de ser
interrompida para conectar (com cavilhas, parafusos ou um cabo de ao) os
vrios troos de tubo moldador, dependendo da profundidade da estaca ser, ou
no, superior ao comprimento do equipamento de furao;
4. Enquanto se procede furao, para solos coerentes, a terra retirada subindo o
trado curto de vez em quando, imprimindo um movimento de rotao libertando
a terra aderente ao mesmo (Figura 25, esquerda). Para solos muito
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Execuo de Cortinas de Estacas
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desagregados necessrio recorrer ao balde, pelo facto de o trado no conseguir
trazer a terra;
Figura 24 - Troos de tubo moldador com coroa dentada ( esquerda), incio da furao com tubo
moldador ( direita) (Sebenta de Processos de Construo, UFP, Ricardo Teixeira) [9]
5. Concluda a furaco, por ter sido atinginda a cota prevista, procede-se limpeza
do furo com um balde apropriado (tambm designado por limpadeira) (Figura 25,
direita);
Figura 25 Remoo da terra no interior tubo com trado curto ( esquerda), com balde ( direita)
(www.terratest.es)
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Execuo de Cortinas de Estacas
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6. A armadura introduzida e apoiada no tubo moldador, recorrendo-se a vares
transversais (Figura 26, esquerda) para garantir o recobrimento inferior da
mesma, estando suspensa em cerca de 0.50 m acima da ponta da estaca. D-se
incio betonagem do furo atravs de uma trmie (Figura 26, direita) (tubo
semi-rgido, constitudo por troos cilndricos acoplados, com um funil no seu
topo), cuja extremidade inferior levada at ao fundo, na primeira fase, e fica
sempre mergulhada entre 2 a 5 m no beto j colocado. A partir do momento em
que prevista uma betonagem mais prolongada, torna-se de grande utilidade
adicionar um retardador de presa (o primeiro beto introduzido na estaca, que
est submerso, deve subir do fundo at ao topo da estaca), para manter uma boa
trabalhabilidade;
Figura 26 Suspenso da armadura com apoio de vares transversais ( esquerda), betonagem da
estaca com trmie ( direita) (www.terratest.es)
7. medida que vai decorrendo a betonagem, com o auxlio de macacos hidrulicos
complementados com vibrao, o tubo moldador puxado para cima de forma
gradual a partir do momento que exista uma altura de beto de cerca de 2 a 3 m.
Esta operao poder tambm que ser interrompida de modo a que os troos do
tubo moldador sejam desconectados, assim como da trmie (retirada essa que
est associada s limitaes de altura do equipamento de furaco). No caso de
no existirem essas limitaes, poder retirar-se o tubo moldador com o seu
comprimento final e no fim da betonagem (Figura 23 - passo 6);
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Execuo de Cortinas de Estacas
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8. Tal como no mtodo anterior (com trado contnuo), os 3 m superiores da estaca
devem ser compactados com um vibrador e a cabea da estaca saneada. O
comprimento da estaca a ser saneado dever ser no mnimo de 40 cm,
comprimento este que aumenta com o dimetro da estaca. Procede-se
escavao em volta da estaca at cota pretendida, retirando-se de seguida o
beto a sanear com um martelo pneumtico (Figura 26A). Remove-se o beto
destacado com o auxlio de uma grua. Este procedimento aplicado em estacas
de grande dimetro originando uma superfcie muito rugosa. A remoo dos
restos de beto efectuada com o recurso a ferramentas de menor potncia e at
mesmo mo, processo este que pode encarecer a construo, pelo facto de ser
lento, para alm de danificar muito mais as armaduras.
Figura 26 A Cabeas a armadura com apoio [www.geg.pt]
Vantagens e desvantagens
Este um mtodo mais demorado e mais dispendioso do que o anterior. Comparando
com o mesmo mtodo , no entanto, mais aconselhvel em contenes com estacas com
grandes dimetros e em solos menos coerentes.
No Quadro 5 efectua-se um resumo das vantagens e desvantagens das estacas moldadas
com tubo moldador.
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Quadro 5 Vantagens e desvantagens das estacas moldadas com tubo moldador
Vantagens Desvantagens
Estacas
moldadas
com tubo
moldador
- Custos baixos de instalao do
equipamento;
- O equipamento pode funcionar em espaos
limitados e difcil acesso;
- As estacas tm boa capacidade de carga;
- Podem ser executadas com grandes
dimenses e com comprimentos na ordem
dos 50 m, dependendo da constituio dos
solos.
- Custo elevado por metro de
estaca;
- Baixas taxas de produo;
- Este mtodo no adequado
para solos sem coeso e
situados abaixo do nvel
fretico;
- A variedade de dimenses das
estacas est limitada aos tubos
moldadores disponveis;
- Os nveis de rudo e vibrao,
por serem elevados, podem
apresentar problemas.
Consequncias possveis
Existem alguns problemas que podem ocorrer durante a execuo de estacas moldadas
com trado contnuo, que so os seguintes:
A diferena de presses entre o nvel da gua no exterior e no interior do tubo (que pode ser causado pelo efeito de suco provocada pelos equipamentos de
escavao) poder consistir num risco acrescido de assentamento do solo em
torno da estaca, caso exista esta diferena. A limpeza desta antes da betonagem,
na existncia de solos arenosos abaixo do nvel fretico, exige uma camada de
solo coesivo acima do nvel de fundao, de maneira a reter o tubo moldador,
dando a possibilidade de efectuar a limpeza da estaca;
Estrangulamento da seco da estaca - a adeso do beto s paredes do tubo, quando este retirado, leva a que o respectivo espao ocupado pelo beto o seja
pelo terreno (se ainda tiver fluidez);
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Execuo de Cortinas de Estacas
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A seco da estaca poder ser destruda, por aco de gua corrente que arrasta os finos do beto, mesmo que acontea algumas horas depois de ser retirado o
tubo moldador.
4.3.3 - Com lamas bentonticas
Neste mtodo, utilizado em solos sem capacidade de auto-sustentao em paramentos
verticais, prescinde-se do tubo moldador, substituindo-se a aco de conteno deste nas
paredes do furo pela presena de lamas bentonticas, posteriormente reaproveitadas para
a execuo de outras estacas.
De notar que as lamas bentonticas tem um comportamento de um lquido quando
agitadas e de um solo quando em repouso. Ser de ter em ateno o pH do solo e das
guas subterrneas, dada a sensibilidades destas lamas a esses valores.
Faseamento construtivo
Descrevem-se de seguida as fases de execuo de estacas com lamas bentontcas
(Figura 27):
1. Procede-se montagem e instalao de todo o circuito de fabrico, distribuio,
recuperao e reciclagem das lamas bentonticas (Figura 28);
2. Inicia-se a furao com o trado suspenso, devendo estar o mastro da mquina
devidamente verticalizado. Esta verticalidade, tal como no mtodo anterior (com
tubo moldador), obtida custa de diversos mecanismos hidrulicos existentes;
3. A parte inicial da escavao deve ser delineada e protegida por tubos guia
(cofragens metlicas cilndricas recuperveis), com uma profundidade de, pelo
menos, dois dimetros da estaca, para evitar a entrada de lamas no terreno
superficial, guiar o equipamento e facilitar na suspenso das armaduras;
4. Para a remoo da terra o procedimento feito da mesma maneira que no mtodo
anterior, sendo o balde a ferramenta mais utilizada, devendo-se ao de tipo de solo
associado ao presente mtodo;
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Execuo de Cortinas de Estacas
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5. No decorrer da furaco, ao mesmo tempo que removida a terra do interior do
furo, este vai sendo preenchido com as lamas bentonticas, para estabilizar as
paredes do mesmo, O nvel das lamas deve ser constante durante todo o processo,
e deve ser mantido abaixo do topo dos tubos guia;
Figura 27 Estacas com lamas bentonticas: 1) furao com trado; 2) furao at profundidade
pretendida; 3) limpeza do fundo do furo; 4) introduo da armadura com o furo estabilizado com
lamas bentonticas; 5) betonagem com extraco simultnea das lamas; 6) estaca executada
(adaptado de www.terratest.es)
Figura 28 Misturador de bentonite ( esquerda), bomba de recolha de bentonite ( direita) [9]
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Execuo de Cortinas de Estacas
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6. Atingida a profundidade pretendida do furo, feita a limpeza dos detritos de
terreno acumulados no fundo do furo, com um balde ou mesmo com um sistema
de aspirao;
7. introduzida a armadura, podendo ser necessria a sua suspenso se a estaca
tiver mais de 12 m de comprimento, para se realizar o empalme. Realiza-se a
betonagem do furo, com uma trmie, no sentido ascendente, extraindo-se
atravs de bombagem as lamas bentonticas (que so menos densas que o beto e
mais densas do que a gua). As lamas bentonticas, depois de extradas, sero
recicladas para aplicao nas estacas seguintes. A betonagem da estaca feita
num intervalo de tempo razovel em que permanea o beto trabalhvel. A parte
inferior da trmie deve estar sempre abaixo do nvel superior do beto, em
cerca de 2 a 4 m;
8. A betonagem estar concluda quando o nvel do beto estiver cerca de 0.5 a
1.0m acima do topo da estaca. O beto acima do topo da estaca retirado at ser
visualizada a armadura, obtendo-se a garantia de que o beto que esteve em
contacto com a lama bentontica, juntamente com os detritos do terreno durante a
betonagem, subtrado;
9. A cabea da estaca dever, ento, ser saneada, retirando o beto contaminado
(processo este com mais relevncia no presente mtodo do que nos referidos
anteriormente).
Vantagens e desvantagens
Este mtodo acaba por ser preterido sempre em relao aos descritos anteriormente,
excepto nas situaes em que eles no so aplicveis: estruturas em solos com baixa
coeso ou com nvel fretico elevado, sobretudo se existir percolao de gua
subterrnea.
Esta preterio deve-se ao facto de se tratar de um mtodo com custos variveis
significativos, especialmente em obras de pequena escala.
No Quadro 6 efectua-se um resumo das vantagens e desvantagens das estacas moldadas
com lamas bentonticas.
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Execuo de Cortinas de Estacas
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Quadro 6 Vantagens e desvantagens das estacas moldadas com lamas bentonticas
Vantagens Desvantagens
Estacas
moldadas
com lamas
bentonticas
- Soluo econmica para o
domnio de aplicao acima
referido;
- Rudo reduzido;
- No h vibrao associada;
- Existe uma boa gama de
dimetros possveis;
- Permite estacas com grandes
comprimentos.
- A bentonite uma matria-prima muito
cara, o que encarece de sobremaneira o
mtodo;
- necessrio um grande estaleiro para
proceder preparao e reciclagem das
lamas bentonticas;
- S podem ser construdas estacas na
vertical;
- Problemas ambientais devido perda das
lamas, embora estes possam ser
parcialmente resolvidos recorrendo a lamas
biodegradveis;
- Dado o seu preo nem sempre vantajoso
face concorrncia das paredes moldadas.
Consequncias possveis
So os seguintes os problemas potenciais principais que podem ocorrer durante a
execuo de estacas moldadas com recurso a lamas bentonticas:
Colapso da escavao da estaca existe o risco de colapso da parede da escavao, sendo praticamente anulado se for efectuado o procedimento
correcto na escavao e as caractersticas tcnicas das lamas bentonticas forem
cumpridas. Um colapso pequeno e localizado no trar grandes problemas para
a estaca, ao contrrio de um maior colapso, srio para a estaca, adoptando-se a
anulao desta, enchendo o furo de escavao o mais rapidamente possvel. A
causa dever ser analisada antes de ser feita nova escavao;
Espera entre a furao e a betonagem a estaca dever ser betonada no mesmo dia que a escavao efectuada, porque no caso de haver espera entre a
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Execuo de Cortinas de Estacas
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betonagem e a escavao, a bentonite tem tendncia a aumentar de espessura
diminuindo a capacidade de mobilizar atrito lateral na estaca;
Betonagem com a trmie necessria uma grande experincia por parte do operador para criar uma boa estaca. O problema maior, em geral, deve-se ao
entupimento da trmie, sendo necessrio proceder-se sua limpeza;
Beto fluido para seja possvel o beto escorrer na trmie necessrio que este tenha um slump da ordem dos 20 cm, critrio este que se torna muito
difcil de ser cumprido, se no mesmo impossvel, com agregados e adjuvantes
correntes. O beto na zona central da trmie mostra muitas vezes sinais de
excesso de gua e pode ter alguma deficincia de cimento. Este um problema
que no pode ser completamente eliminado em estacas profundas betonadas
usando uma trmie, apenas poder ser minimizado. Antes de se comear a
construir, deve fazer-se um estudo dos agregados a utilizar para se conseguir a
posologia ideal, finalmente, em obra, a posologia deve ser rigidamente seguida
e no se deve juntar mais gua amassadura do que a estritamente necessria
hidratao do cimento.
4.3.4 - Seleco do mtodo de execuo das estacas
Aps a descrio dos diferentes tipos de estacas mais correntemente utilizados na
execuo de cortinas de estacas, fcil perceber que, em circunstncias diferentes, a
seleco do tipo de estacas tem duas vertentes: a tcnica e a econmica. Definido qual o
tipo de estaca a aplicar, optar-se-, em geral, pela soluo construtiva mais econmica
de entre as possveis para ese tipo de estaca.
Em relao aos custos, como j foi referido, o mtodo de estacas mais econmico o
com trado cont