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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..................................................................................................................................3
2 ESTACAS DE MADEIRA................................................................................................................3
2.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS................................................................................................4
2.1.1 QUANTO A CRAVAÇÃO..................................................................................................4
3 ESTACAS METÁLICAS..................................................................................................................5
3.1 ETAPAS EXECUTIVAS...........................................................................................................5
3.2 VANTAGENS.............................................................................................................................5
3.3 DESVANTAGENS.....................................................................................................................6
3.4 FLAMBAGEM E CAPACIDADE DE CARGAS......................................................................6
3.5 ESCOLHA DO MÉTODO DE CRAVAÇÃO...........................................................................7
3.6 PROBLEMAS QUE PODEM OCORRER..............................................................................7
4 ESTACAS PRÉ MOLDADAS DE CONCRETO...........................................................................8
4.1 DESVANTAGENS.....................................................................................................................8
4.2 VANTAGENS.............................................................................................................................8
4.3 EMENDAS DAS ESTACAS.....................................................................................................9
4.4 NEGA..........................................................................................................................................9
5 ESTACA TIPO STRAUSS............................................................................................................10
5.1 DESVANTAGENS...................................................................................................................10
5.2 VANTAGENS...........................................................................................................................10
5.3 EQUIPAMENTO......................................................................................................................11
5.4 PROCESSO EXECUTIVO.....................................................................................................11
5.4.1 CENTRALIZAÇÃO DA ESTACA...................................................................................11
5.4.2 INÍCIO DA PERFURAÇÃO.............................................................................................11
5.4.3 PERFURAÇÃO................................................................................................................11
5.4.4 CONCRETAGEM.............................................................................................................12
5.4.5 COLOCAÇÃO DOS FERROS.......................................................................................12
6 ESTACA TIPO FRANKI.................................................................................................................13
6.1 DESVANTAGENS...................................................................................................................13
6.2 VANTAGENS...........................................................................................................................13
6.3 ETAPAS CONSTRUTIVAS...................................................................................................14
2
6.4 ESTACAS TRADO MANUAL................................................................................................15
6.5 DESVANTAGENS...................................................................................................................15
6.6 VANTAGENS...........................................................................................................................15
7 ESTACAS TRADO MECÂNICO...................................................................................................16
7.1 RECOMENDAÇÕES..............................................................................................................16
7.1.1 CAPACIDADE DE CARGA.............................................................................................17
8 ESTACA RAIZ................................................................................................................................17
8.1 PERFURAÇÃO........................................................................................................................17
8.2 ARMAÇÃO...............................................................................................................................18
8.3 INJEÇÃO..................................................................................................................................19
8.4 CONSIDERAÇÕES................................................................................................................19
9 ESTACA MEGA..............................................................................................................................20
9.1 ESTACA MEGA METÁLICA..................................................................................................20
10 ESTACA HÉLICE CONTÍNUA...................................................................................................20
10.1 METODOLOGIA EXECUTIVA............................................................................................21
10.1.1 PERFURAÇÃO..............................................................................................................21
10.1.2 CONCRETAGEM..........................................................................................................21
10.1.3 COLOCAÇÃO DA ARMAÇÃO.....................................................................................22
10.2 EQUIPAMENTOS.................................................................................................................22
10.3 CONTROLE EXECUTIVO...................................................................................................22
11 ESTACA BARRETE.....................................................................................................................23
11.1 METODOLOGIA EXECUTIVA............................................................................................23
11.1.1 ESCAVAÇÃO.................................................................................................................23
11.1.2 COLOCAÇÃO DA ARMADURA..................................................................................24
11.1.3 CONCRETAGEM..........................................................................................................24
11.2 PAREDE DIAFRAGMA PRÉ MOLDADA..........................................................................25
11.3 PAREDE DIAFRAGMA PLÁSTICA....................................................................................25
12 CONSIDERAÇÕES FINAIS........................................................................................................26
13 BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................................27
3
1 INTRODUÇÃO
fundações são os elementos estruturais com função de transmitir as cargas
da estrutura ao terreno onde ela se apoia. assim, as fundações devem ter
resistência adequada para suportar às tensões causadas pelos esforços solicitantes.
Além disso, o solo necessita de resistência e rigidez apropriadas para não sofrer
ruptura e não apresentar deformações exageradas ou diferenciais. para se escolher
a fundação mais adequada, deve-se conhecer os esforços atuantes sobre a
edificação, as características do solo e dos elementos estruturais que formam as
fundações. assim, analisa-se a possibilidade de utilizar os vários tipos de fundação,
em ordem crescente de complexidade e custos. fundações bem projetadas
correspondem de 3% a 10% do custo total do edifício; porém, se forem mal
concebidas e mal projetadas, podem atingir 5 a 10 vezes o custo da fundação mais
apropriada para o caso.
As Fundações Indiretas são iniciadas a partir de uma sondagem da superfície
para identificação do solo. A escolha das melhores Fundações Indiretas a serem
utilizadas é feita a partir de um estudo da função das cargas de edificação e da
profundidade da camada resistente do solo, identificada através da sondagem. A
partir daí é definido qual das Fundações Indiretas atende todos os critérios técnicos
com o menor custo e a maior segurança para ser utilizada na construção.
2 ESTACAS DE MADEIRA
As estacas de madeira, empregadas desde os primórdios da história da
construção civil, nada mais são do que troncos de árvores, os mais retos possíveis,
cravados no maciço de solo. No Brasil, a madeira mais empregada é o eucalipto,
principalmente como fundação de obras provisórias. Para obras definitivas tem-se
usado as denominadas “madeiras de lei”, como por exemplo a peroba, a aroeira, a
moçaranduba, o ipê e outras.
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As estacas de madeira, empregadas como fundação indireta, são de madeira
dura e resistente à ação do tempo. Devem ser tratadas antes de enterrá-las no solo
com imunizadores contra insetos e fungos.O enterramento das estacas é feito com
um equipamento chamado bate-estaca, que suspende um peso e o deixa cair sobre
a cabeça da estaca, enterrando a cada batida.
Para a cravação desse tipo de estaca, tem diversos equipamentos bate-
estacas com martelos de queda-livre (2 a 7 toneladas) submetidos a um rigoroso
controle de manutenção preventiva.
2.1 CARACTERÍSTICAS GERAIS
Madeira maciça, seção uniforme, diâmetro entre 15 e 45 cm, comprimento de
até 12 m, curvatura de até 2%, anel de cravação na cabeça e ponteira metálica,
evitar em terrenos com matacão e cota de arrasamento abaixo do nível d’água.
Vantagens Desvantagens
Baixo custo Deterioração
Emenda fácil Variação do nível d’água gera uma
vida útil de 5 anos
Facilidade de obtenção Recomenda-se madeira tratada
Fonte renovável Limitação de tamanho
Vários tamanhos Reduzida carga estrutural
Flexibilidade
Resiliência
Conicidade natural
Adequa-se a solos ácidos
2.1.1 QUANTO A CRAVAÇÃO
Analisar a vizinhança
Analisar o solo a ser penetrado
Analisar as dimensões da estaca
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Vibração
Prensagem
Percussão – Mais utilizado
Utiliza-se de bate-estaca
Relação do martelo e peso da estaca maior possível
Deve-se medir a nega
3 ESTACAS METÁLICAS
As estacas metálicas enquadram-se na categoria das estacas de
deslocamento, caracterizadas por sua introdução no terreno através de processo
que não promova a retirada de solo. Produzidas industrialmente, são constituídas
por peças de aço laminado ou soldado tais como perfis de seção I e H, chapas
dobradas de seção circular (tubos), quadrada e retangular, bem como os trilhos,
estes geralmente reaproveitados após sua remoção de linhas férreas, quando
perdem sua utilização por desgaste. Tanto os perfis quanto os trilhos podem ser
empregados como estacas em sua forma simples ou como composição paralela de
vários elementos.
3.1 ETAPAS EXECUTIVAS
- Locação sobre o terreno;
-Cravação com bate-estacas de queda livre ou martelo hidráulicos;
- Emenda/Solda. Concluída a cravação de um perfil, caso seja necessário, será
emendado até que seja encontrada a cota adequada. Esta emenda será feita por
solda de topo e de 04 (quatro) talas dos perfis em relação às almas com o cuidado
necessário para que a resistência da emenda seja, pelo menos, igual ao da seção
da estaca;
- Conclusão da cravação pelo comprimento definido, ou critério deparalização
(nega) ambos definidos em projeto.
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3.2 VANTAGENS
- Fácil cravação, alta resistência, adequação ao formato das paredes de
contenção.
- Integração facilitada com a superestrutura da obra.
- Elementos metálicos leves com comprimento padrão facilitando sua estocagem na
obra.
- Permite as mais diversas composições, já que a flexibilidade na soldagem das
peças adequando-se a diversos comprimentos, satisfaz uma variabilidade de tipos
de solo.
- Alto grau de eficiência em solos de difícil penetração.
- Facilidade no transporte e manuseio.
- Cravação com martelos de queda livre, diesel, vibratório, pneumático e
hidráulico.
- Possibilidade de cravação sob altas tensões compressivas de choque.
3.3 DESVANTAGENS
Alto custo quando comparada às estacas pré-moldadas, estacas Franki e estacas
Strauss;
Atacável por águas agressivas e solos corrosivos (pântanos, pontos alcalinos, solos
contaminados);
Para fabricação exige maquinário específico, a distância entre fabricação e destino
pode acarretar custos altos;
3.4 FLAMBAGEM E CAPACIDADE DE CARGAS
A NBR 6122/96 exige que seja verificada a flambagem apenas quando as
estacas estiverem sua cota de arrasamento acima do nível do terreno (levada em
conta a eventual corrosão) ou quando atravessarem solos moles. Normalmente não
há flambagem em estacas comprimidas que permanecem totalmente enterradas.
A capacidade de carga de uma estaca metálica varia de acordo com a sua
seção/perímetro e comprimento. A Capacidade de Carga Geotécnica é a soma da
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parcela de carga por atrito lateral ao longo do fuste da estaca com a parcela de
carga devido à ponta da estaca.
3.5 ESCOLHA DO MÉTODO DE CRAVAÇÃO
As estacas metálicas podem ser cravadas com a utilização de martelos de
queda livre, martelos hidráulicos, martelos a diesel, martelos pneumáticos e martelos
vibratórios. A escolha de um ou outro martelo depende, principalmente, das
características do solo, do comprimento da estaca e do nível de barulho e vibração.
Da boa escolha do martelo resultará um melhor desempenho do processo de
cravação, em particular quanto às vibrações e ao barulho que, hoje em dia em
centros urbanos, acabam sendo a condicionante para a escolha do tipo de estaca e,
quando cravada, do tipo de martelo.
Qualquer que seja o martelo empregado, o controle da cravação é feito,
tradicionalmente pela nega1 , pelo repique e, em obras mais importantes, pelo
ensaio de carregamento dinâmico.
3.6 PROBLEMAS QUE PODEM OCORRER
Problemas de soldagem entre elementos, como uso de eletrodo inapropriado,
cordão sem o comprimento necessário ou técnica de soldagem inadequada,
provocando a quebra na cravação ou problema de transmissão de cargas à estaca
abaixo da solda.
Emenda de estacas cravadas com problemas de dimensionamento,
resultando resistência insuficiente para cravação ou solicitações de projeto,
especialmente tração ou momento.
Elementos muito esbeltos podem desviar da verticalidade durante a cravação,
resultando em comprimentos surpreendentes, muito maiores do que os previstos,
em algumas situações não atingindo a nega especificada.
Elementos esbeltos em solos moles, que apresentam problemas de
estabilidade e flambam em casos especiais.
Presença de obstruções e/ou excesso de energia de cravação, ou problemas
de excentricidade do choque do martelo na estaca, provocando danos estruturais no
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elemento de fundação sendo executado. Tal situação pode induzir falsa nega,
quebra não constatada da estaca ou limitação inadequada de comprimento, casos
em que a carga transmitida pela estaca é inferior à de projeto.
4 ESTACAS PRÉ MOLDADAS DE CONCRETO
As estacas pré-moldadas podem ser de concreto armado ou protendido,
vibrado ou centrifugado, e concretadas em formas horizontais ou verticais. Devem
ser executadas com concreto adequado e submetidas à cura necessária para que
possua resistência compatível com os esforços decorrentes do transporte, manuseio
e da instalação, bem como resistência a eventuais solos agressivos, atendendo às
normas NBR 6118 e NBR 9062.
4.1 DESVANTAGENS
• Dificuldades de transporte.
• Limitadas em seção e comprimento, devido ao peso próprio.
• Dificuldade de cravação em solos compactos, principalmente em areais
compactas.
• Danos na cabeça quando encontra obstrução.
• Cortes e emendas de difícil execução.
• Exige determinação precisa de comprimento.
4.2 VANTAGENS
• Duração ilimitada quando abaixo do N.A.
• Boa resistência aos esforços de flexão e cisalhamento.
• Boa qualidade do concreto (pois é confeccionada em fábricas apropriadas).
• Diâmetro e comprimento precisos.
• Controle do concreto feito em laboratório.
• Boa capacidade de carga.
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A cravação de estacas pré moldadas de concreto pode ser feita por
percussão, prensagem ou vibração, a escolha do equipamento deve ser feita de
acordo com o tipo e dimensão da estaca, características do solo, condições da
vizinhança, características do projeto e peculiaridades do local.Em terrenos
resistentes, a cravação de estacas pode ser auxiliada com jato d'água ou através de
perfurações.
O sistema de cravação deve der dimensionado de modo a levar a estaca até
a profundidade prevista para sua capacidade de carga, sem danificá-la. Com esta
finalidade o uso de martelos mais pesados, com menos altura de queda, é mais
eficiente.
São estacas fáceis de executar quando o lençol freático está próximo do nível
do solo. O impacto ambiental causado na obra é bem pequeno, pois ao final da
cravação temos uma obra limpa, sem resíduos de escavação e nem sobras
excessivas de concreto e aço. No caso de estacas com concreto danificado abaixo
da cota de arrasamento, deve-se fazer a demolição do trecho comprometido e
recompô-lo até esta cota.
As estacas pré‐moldadas são fornecidas em elementos com comprimentos
variáveis entre 4,00 e 12,00 metros. Quando existe a necessidade de comprimentos
maiores que 12 metros, as estacas podem ser emendadas gerando o comprimento
desejado.
Podem ser executadas pela união soldada de dois anéis previamente
fundidos nas extremidades das estacas, garantindo uma continuidade estrutural da
estaca, ou pela utilização de luvas de aço, criando uma “rótula” no local da emenda.
4.3 EMENDAS DAS ESTACAS
Apesar de todo o controle de qualidade e custos competitivos, as estacas pré‐moldadas apresentam algumas desvantagens, tais como:
-baixa produtividade (média de 100 metros dia);
-vibrações e ruídos em excesso;
-sobras e quebras gerando perdas significativas.
10
4.4 NEGA
Quando o elemento atinge a profundidade para a qual foi projetado, verifica-
se a nega da estaca. Trata-se da medição do deslocamento da peça durante três
séries de dez golpes de martelo. Com base nesses dados, o técnico responsável
poderá avaliar rapidamente se a estaca está atendendo à capacidade de carga de
trabalho necessária para o atendimento do projeto.
5 ESTACA TIPO STRAUSS
executadas com revestimento metálico recuperável, de ponta aberta, para
permitir a escavação do solo. Podem ser em concreto simples ou armado.
5.1 DESVANTAGENS
• Não pode ser executada abaixo do N.A.
• Concreto de baixa qualidade (feito à mão).
• Muita lama proveniente escavação.
• Execução lenta.
5.2 VANTAGENS
• Simples Execução.
• Baixo Custo.
• Capacidade de carga e diâmetros diversos.
As estacas Strauss apresentam vantagem pela leveza e simplicidade do
equipamento que emprega. Com isso, pode ser utilizada em locais confinados, em
terrenos acidentados ou ainda no interior de construções existentes, com pé direito
reduzido. O processo não causa vibrações, o que é de muita importância em obras
que as edificações vizinhas, dada a natureza do subsolo e de suas próprias
deficiências, sofreriam danos sérios com essas vibrações.
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Por ser moldada no local, fica acabada com comprimento certo, arrasada na
cota prevista, não havendo perda de material nem necessidade de suplementação.
5.3 EQUIPAMENTO
Consta de um tripé de madeira ou de aço, um guincho acoplado a motor a
explosão ou elétrico, uma sonda de percussão munida de válvula em sua
extremidade inferior para retirada de terra, um soquete com aproximadamente 300
quilos, linhas de tubulação de aço, com elementos de 2,00 a 3,00 metros de
comprimento, rosqueáveis entre si, um guincho manual para retirada da tubulação,
além de roldanas, cabos e ferramentas.
5.4 PROCESSO EXECUTIVO
5.4.1 CENTRALIZAÇÃO DA ESTACA
O tripé é localizado de tal maneira que o soquete preso ao cabo de aço fique
centralizado no piquete de locação.
5.4.2 INÍCIO DA PERFURAÇÃO
Com o soquete é iniciada a perfuração até a profundidade de 1,00 a 2,00
metros, furo esse que servirá de guia para a introdução do primeiro tubo, dentado na
extremidade inferior, chamado "coroa".
5.4.3 PERFURAÇÃO
Com a introdução da coroa, o soquete é substituído pela sonda de
percussão, a
qual, por golpes sucessivos vai retirando o solo do interior e abaixo da coroa, e a
mesma vai se introduzindo no terreno.
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Quando estiver toda cravada, é rosqueado o tubo seguinte, e assim por
diante, até atingir uma camada de solo resistente e que se tenha uma comprimento
de estaca considerado suficiente para garantia de carga de trabalho da mesma.
5.4.4 CONCRETAGEM
Nessa etapa, a sonda é substituída pelo soquete. É lançado concreto no tubo
em quantidade suficiente para se ter uma coluna de aproximadamente 1 metro. Sem
puxar a tubulação apiloa-se o concreto formando uma espécie de bulbo. Para
execução do fuste, o concreto é lançado dentro da tubulação e, à medida que é
apiloado, esta vai sendo retirada com emprego de guincho manual. Para garantia da
continuidade do fuste, deve ser mantida, dentro da tubulação durante o apiloamento,
uma coluna de concreto suficiente para que o mesmo ocupe todo o espaço
perfurado e eventuais vazios no subsolo. Dessa forma o pilão não tem possibilidade
de entrar em contato com o solo da parede da estaca e provocar desbarrancamento
e mistura de solo com o concreto. A concretagem é feita até um pouco acima da
cota de arrasamento da estaca, deixando-se um excesso para o corte da cabeça da
estaca. O concreto utilizado deve consumir, no mínimo 300 quilos de cimento por
metro cúbico e será de consistência plástica.
5.4.5 COLOCAÇÃO DOS FERROS
A operação final será a colocação dos ferros de espera para amarração aos
blocos e baldrames, sendo colocados 4 ferros isolados, com 2 metros de
comprimento, que são simplesmente enfiados no concreto. Os ferros servirão
apenas para ligação das estacas com o bloco ou baldrame, não constituindo uma
armação propriamente dita.
Quando houver necessidade de colocação da armação para resistir a esforços
outros que não de compressão, devem-se tomar os seguintes cuidados:
A bitola mínima para execução de estacas armadas é 32cm;
Os estribos devem ser espaçados no mínimo 30 centímetros;
As armações serão sem emendas até 6 metros de comprimento, uma vez
que os
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tripés usuais têm 7 metros de comprimento;
Os estribos, sem ganchos, deverão ser firmemente amarrados aos ferros
longitudinais e, se possível, não havendo prejuízo ao aço, soldados;
O concreto deverá ser francamente plástico, para vazar através da armação.
6 ESTACA TIPO FRANKI
Estaca executada por meio da cravação no terreno de um tubo de ponta
fechada, por meio da bucha, e execução de uma base alargada, que é obtida
introduzindo-se no terreno certa quantidade de material granular por meio de golpes
de um pilão. A estaca do tipo Franki foi introduzida como fundação há mais de 85
anos por Edgard Frankignoul na Bélgica, sendo empregada pela primeira vez no
Brasil em 1935, na Casa Publicadora Baptista no Rio de Janeiro (Hachich et al.,
1998).
O comprimento determinado em projeto, é verificado pela nega, que é tirada
com 10 golpes de 1 m e 1 golpe de 5 m de altura de queda.
Em situações especiais, pode-se cravar a tração, isto é, com auxilio dos cabos o
tubo é introduzido no terreno com ponta aberta, e o solo no interior do tubo removido
com auxilio de piteira.
Os problemas básicos dessa estaca dizem respeito a encurtamento de
ferragem (decorrente de concretagem inadequada ou deformação do fuste) e
levantamento de estacas já executadas quando da execução de estacas próximas.
6.1 DESVANTAGENS
- Alto custo
- Provoca muita vibração
- Dificuldade de transporte de equipamentos
- Espaço da obra deve ser grande para permitir o manuseio no canteiro, do
equipamento FRANKI.
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6.2 VANTAGENS
- Suporta cargas elevadas
- Pode ser executada abaixo do N. A.
6.3 ETAPAS CONSTRUTIVAS
• posicionamento do tubo de revestimento e formação da bucha a partir do
lançamento de brita e areia no interior do tubo e compactação pelo impacto do pilão
fazendo o material aderir fortemente ao tubo;
• cravação do tubo no terreno por meio da aplicação de sucessivos golpes do
pilão na bucha formada na etapa anterior;;
• terminada a cravação, o tubo é preso à torre do bate-estaca por meio de cabos
de aço, para expulsar a bucha e iniciar a execução da base alargada, que se dá pelo
apiloamento de camadas sucessivas de concreto quase seco;
• colocação da armação da estaca, tomando-se o cuidado de garantir a sua
ligação com a base alargada;
• concretagem do fuste, com o lançamento de camadas sucessivas de pequena
altura de concreto e recuperação do tubo;
• Finalização do processo executivo, onde a concretagem do fuste ocorre até 30
cm acima da cota de arrasamento.
A execução das estacas do tipo Franki para ser bem sucedida depende do
atendimento ao método executivo, do uso de equipamentos adequados e mão-de-
obra especializada e experiente.
Pelas características do processo executivo, as estacas tipo Franki não são
recomendadas para execução em terrenos com matacões, situações em que as
construções vizinhas não possam suportar grandes vibrações, e terrenos com
camadas de argila mole saturada, devido aos possíveis problemas de
estrangulamento do fuste.
Quando existem camadas muito moles de grande espessura ou quando as
condições locais não permitem a execução de estaca Franki comum (esforços de
arrancamento para extrair a camisa) usa-se estaca Franki tubada. Crava-se um tubo
de parede 8 a 10mm, e executa-se a base e a concretagem, o tubo não é sacado.
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Pode-se ainda cravar o tubo normal e introduzir outro tubo mais fino para se
concretar o fuste.
Cargas usuais e máximas para estacas tipo Franki
Diâmetro
(cm)
Tensão
(MPa)
Carga usual
(kN)
Carga máxima
(kN)
35
6,0 a 10,0
600 1000
40 750 1300
52 1300 2100
60 1700 2800
6.4 ESTACAS TRADO MANUAL
São executadas com o auxílio de um trado manual do tipo espiral ou
cavadeira, em solos coesivos e sempre acima do N.A.
Com diâmetros de 15 a 25 cm, com capacidade de carga de 5 a 10 toneladas
respectivamente, podendo chegar de 5 a 6 metras de comprimento.
6.5 DESVANTAGENS
• Concreto feito a mão (baixa qualidade).
• Material de escavação mistura com o concreto.
• Só pode ser executada em solos coesivos.
• Só pode ser executada acima do N.A.
6.6 VANTAGENS
• Elimina transporte de equipamento.
• Facilidade de execução.
• Baixo Custo.
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As estacas tipo trado são normalmente empregadas para pequenas cargas,
pelas limitações que envolvem o seu processo de execução.
As estacas tipo broca apresentam como vantagem o fato de não provocar
vibrações durante a sua execução, evitando desta forma, danos nas estruturas
vizinhas, além de poder servir de cortinas de contenção para construção de
subsolos. Entretanto, as principais desvantagens referem-se às limitações de
execução em profundidades abaixo do nível d’água, principalmente em solos
arenosos, devendo-se também evitar a sua execução em argilas moles saturadas, a
fim de evitar possíveis estrangulamentos no fuste da estaca.
A concretagem é simples com concreto jogado de cima e socamento manual,
deixando-se pontas de ferro espetadas na parte superior.
7 ESTACAS TRADO MECÂNICO
As estacas trado mecânico são estacas moldadas in loco por meio da
concretagem de um furo executado mecanicamente pela introdução e rotação de
trado espiral. Esse tipo de estaca é empregado onde o perfil do subsolo tem
características tais que o furo se mantenha estável sem necessidade de
revestimento ou de fluido estabilizante. A profundidade é limitada ao nível do lençol
freático, podendo chegar no máximo 23 metros.
A perfuração é feita com trado curto acoplado a uma haste até a profundidade
especificada em projeto, devendo-se confirmar as características do solo através da
comparação com a sondagem mais próxima. Quando especificado em projeto, o
fundo da perfuração é apiloado com soquete. A concretagem é feita através de um
funil que tem como finalidade a orientação do fluxo de concreto.
7.1 RECOMENDAÇÕES
• Não pode ser executada abaixo do N.A.
• Não se recomenda perfuração em solos arenosos, fundamentalmente em solos
coesivos para evitar
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desmoronamento.
• A capacidade de carga é obtida basicamente por atrito
lateral.
• Equipamento de perfuração tem capacidade de perfurar
SPT superior a 40 golpes.
• Podem também receber armadura para receber esforços
verticais ou de tração.
7.1.1 CAPACIDADE DE CARGA
DIÂMETRO
(cm)
CARGA MÁXIMA DE
TRABALHO (tf)
25 20
30 30
35 40
45 50
50 65
55 80
8 ESTACA RAIZ
Este método de execução de estacas para fundação é utilizado desde a
década de 50 na Itália, onde foi tecnicamente desenvolvimento, basicamente para
reforçar as fundações de construções antigas.
O emprego deste tipo de estaca é indicado em todo tipo de fundação e em
especial para fundações de equipamentos industriais, reforços de fundações, locais
com restrição de pé direito ou dificuldade de acesso para equipamentos de grande
porte, situações nas quais a execução possa provocar vibrações, em casos onde é
preciso atravessar matacões ou blocos de concreto ou ainda quando existe
necessidade de engaste da estaca no topo rochoso.
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8.1 PERFURAÇÃO
Realizar a perfuração do solo por meio da perfuratriz rotativa ou roto-
percussiva com a descida de tubo de revestimento; caso o tubo de revestimento
encontre dificuldade para seu avanço, em razão da ocorrência de solos muito duros
ou ainda plásticos, devem ser empregadas brocas de três asas, tipo tricone, para
execução de pré-furo ou ainda para limpeza no interior.
Descer o tubo, com auxílio de circulação de água (ou ar comprimido) injetada
no seu interior, até a profundidade prevista no projeto.
Medir a profundidade da perfuração, utilizando-se a composição de tubos de
injeção, introduzindo-a no interior do tubo de revestimento até a cota de fundo da
perfuração.
Quando a perfuração atingir matacão, rocha e/ou concreto, deverá ser usada
sapata ou coroa diamantada, acoplada ao barrilete amostrador, interno à
composição de tubos de revestimento, de maneira a retirar-se o testemunho da
rocha (procedimento igual ao da sondagem rotativa).
Alternativamente podem ser utilizados martelos pneumáticos ou hidráulicos,
sendo que todos os martelos perfuram por sistema roto-percussivo e trabalham
interiormente ao tubo e revestimento.
Sempre a perfuração deve prosseguir até a cota de fundo prevista em projeto.
8.2 ARMAÇÃO
Montar a armadura da estaca em forma de gaiola, com os estribos helicoidais,
prevendo-se a armadura longitudinal com aço CA-50 podendo os estribos ser em
aço CA-25, ou tubo metálico Schedulle, obedecendo-se ao projeto.
Definir o diâmetro externo do estribo de forma a garantir um cobrimento
mínimo de 20 mm entre a face interna do revestimento e o próprio estribo.
Executar a limpeza interna do tubo de revestimento, utilizando-se para tal, a
composição de lavagem, descendo até a cota inferior da estaca.
Descer a armadura à profundidade alcançada durante a perfuração até
apoiar-se no fundo do furo.
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8.3 INJEÇÃO
Lançar a argamassa de cimento e areia por meio da bomba injetora, através
da composição de injeção, posicionando o tubo de injeção de argamassa no fundo
do furo.
Proceder à injeção de baixo para cima até a expulsão de toda água de
circulação contida no interior do tubo de revestimento.
Iniciar a extração do revestimento por ação coaxial ao eixo da estaca,
complementando-se o volume da argamassa por gravidade, sempre que houver
abatimento da mesma no interior do tubo.
8.4 CONSIDERAÇÕES
Sendo uma estaca que tem uma capacidade de carga dimensionada em
função do atrito lateral, responde imediatamente a qualquer movimento da estrutura
no caso de empregada como reforço de fundação, substituindo no todo ou em parte
a fundação inicial dependendo da concentração técnica do projeto de reforço.
Pode ser utilizada em qualquer tipo de terreno; atravessar vários tipos de obstáculos
e ter diferentes inclinações.
Resiste a cargas de tração muito elevadas o que a torna ideal no caso de
fundação para torres de linha de transmissão até plataformas de petróleo,
substituindo também os tirantes empregados em estrutura de contenção.
É executada também com diferentes diâmetros de perfuração ao longo do
fuste, no sentido descendente, observando-se normalmente a menor resistência das
camadas superficiais. Formam-se dessa maneira capitéis, que podem receber
reforço na armadura da cabeça para absorver esforços horizontais.
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9 ESTACA MEGA
São comuns os casos de obras que tem problemas de fundações devido ao
colapso do solo ou problemas estruturais e essas obras tem como soluções o
reforço com estacas Mega que possibilitam a substituição ou o acréscimo das
fundações existentes sem interferir o uso da edificação durante o decorrer da obra.
A estaca Mega vem ganhando espaço cada vez maior no mercado tendo a favor de
sua utilização o fato de sua instalação não causar choques, vibrações,
ruídos ,poluição do ar, não requerer o uso de muito espaço e limpeza da obra
durante a execução sem adição de água ou formação de lama. Elas são constituídas
de segmentos de concreto simples, armado ou metálico, de seção vazada ou
maciça,quadrada ou circular, com encaixe ou sem.Esses elementos são cravadas
através de um macaco hidráulico que reage contra a estrutura existente. A escolha
do macaco hidráulico deve ser feita de acordo com o tipo de dimensão da estaca,
característica do solo, carga específica do projeto e peculiaridade do local.A estacas
são constituídas de segmentos ordem de 0,5 a 1,0m (são os mais usados )e a
geometria da estaca pode variar, mas a mais comum é a seção circular com 0,20 e
0,25 m. Carga de cravação limite de 50 a 100 ton.
9.1 ESTACA MEGA METÁLICA
Permite uma profunda melhoria na mecânica de solos e fundações, esta
estaca utiliza tubos abertos que penetram o solo que atingem profundidades que
garantem a capacidade de suporte da estaca e a ausência de deformação posterior.
Elas possuem roscas feitas em torno mecânico de alta precisão.
10 ESTACA HÉLICE CONTÍNUA
A estaca hélice contínua é uma estaca de concreto moldada "in loco",
executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto através da haste central
do trado simultaneamente a sua retirada do terreno.
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10.1 METODOLOGIA EXECUTIVA
10.1.1 PERFURAÇÃO
A perfuração consiste em fazer a hélice penetrar no terreno por meio de
torque apropriado para vencer a sua resistência.
A haste de perfuração é composta por uma hélice espiral solidarizada a um
tubo central, equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetração no terreno.
A metodologia de perfuração permite a sua execução em terrenos coesivos e
arenosos, na presença ou não do lençol freático e atravessa camadas de solos
resistentes com índices de STP`s acima de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado.
A velocidade de perfuração produz em média 250m por dia dependendo do
diâmetro da hélice, da profundidade e da resistência do terreno.
10.1.2 CONCRETAGEM
Alcançada a profundidade desejada, o concreto é bombeado através do tubo
central, preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela hélice que é
extraída do terreno sem girar ou girando lentamente no mesmo sentido da
perfuração.
O concreto normalmente utilizado apresenta resistência característica fck de
18 Mpa, é bombeável e composto de areia, pedriscos ou brita 1 e consumo de
cimento de 350 a 450 Kg/m3, sendo facultativa a utilização de aditivos.
O abatimento ou "Slump" é mantido entre 200 e 240mm. Normalmente é
utilizada bomba de concreto ligada ao equipamento de perfuração através de
mangueira flexível. O preenchimento da estaca com concreto é normalmente
executado até a superfície de trabalho sendo possível o seu arrastamento abaixo da
superfície do terreno guardadas as precauções quanto a estabilidade do furo no
trecho não concretado e a colocação da armação.
22
10.1.3 COLOCAÇÃO DA ARMAÇÃO
O método de execução da estaca hélice contínua exige a colocação da
armação após a sua concretagem.
A armação, em forma de gaiola, é introduzida na estaca por gravidade ou com
o auxílio de um pilão de pequena carga ou vibrador. As estacas submetidas a
esforços de compressão levam uma armação no topo, em geral de 2 a 5,5m de
comprimento. No caso de estacas submetidas a esforços transversais ou de tração,
somente será possível para comprimentos de armações de no máximo 16m, m
função do método construtivo. No caso de armações longas, as "gaiolas" devem ser
constituídas de barras grossas e estribo espiral soldado na armação longitudinal
para evitar a sua deformação durante a introdução no fuste da estaca.
10.2 EQUIPAMENTOS
O equipamento empregado pela Fundesp para cravar a hélice no terreno é
constituido de um guindaste de esteiras, sendo nele montada a torre vertical de
altura apropriada à profundidade da estaca, equipada com guias por onde corre a
mesa de rotação de acionamento hidráulico. Os equipamentos disponíveis permitem
executar estacas de no máximo 25m de profundidade e inclinação de até 1:4 (H:V)
10.3 CONTROLE EXECUTIVO
Para controlar a pressão de bombeamento do concreto, a Fundesp possui
instrumento medidor digital, que informa todos os dados de execução da estaca, tais
como: inclinação da haste, profundidade da perfuração, torque e velocidade de
rotação da hélice, pressão de injeção, perdas e consumo de concreto. Os
parâmetros indicados no mostrador digital são registrados e fornecidos a um
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microcomputador para aplicação de software que imprime o relatório da estaca com
as informações obtidas no campo.
Em centros urbanos, próximo a estruturas existentes, escolas, hospitais e
edifícios históricos, por não produzir distúrbios ou vibrações e de não causar
descompressão do terreno.
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde, em geral, há um grande
número de estacas sem vibrações de diâmetros pela produtividade alcançada.
Como uma estrutura de contenção, associada ou não a tirantes protendidos,
próximo à estruturas existentes, desde que os esforços transversais sejam
compatíveis com os comprimentos de armação permitidos.
11 ESTACA BARRETE
Na ocorrência de cargas elevadas em obras de vulto, o tipo de
estaqueamento que também pode ser utilizado é o de estacas tipo barrete, que são
estacas de secção retangular derivadas de um ou mais painéis de parede diafragma
e utilizados como elementos portantes de fundações em substituição às estacas de
grande diâmetro.
11.1 METODOLOGIA EXECUTIVA
11.1.1 ESCAVAÇÃO
Inicia-se com a execução da mureta (parede) guia, longitudinalmente ao eixo
da parede e enterrada no solo, com profundidade usual de 1,00 m. A função desta
parede é manter estável a parte superior dos painéis, bem como servir de guia inicial
para a ferramenta de escavação. Serve também como apoio das armaduras e do
tubo tremonha.
Em alguns casos, muito especiais, pode-se utilizar muretas-guia metálicas ou
de concreto pré-moldadas, porém, não são muito aconselháveis, pois algumas
características, como prumo e alinhamento, podem ficar comprometidas. Em
seguida, posiciona-se a diafragmadora e inicia-se a escavação com o “Clam Shell”,
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simultaneamente com o enchimento do furo com lama estabilizante, até à
profundidade prevista em projeto. A ferramenta “Clam Shell” penetra no solo e,
quando cheia, a haste é levantada e a ferramenta é automaticamente esvaziada por
abertura.
À medida que a escavação prossegue, deve-se cuidar do prumo da
ferramenta de escavação, bem como do nível da lama estabilizante, sempre dentro
dos limites da mureta-guia. A lama estabilizante tem a função de garantir a
estabilidade do furo (evitando a utilização do revestimento em solo) e de manter a
suspensão dos detritos provenientes da desagregação do terreno.
Procede-se à limpeza do fundo da lamela com a própria ferramenta de
escavação, removendo a pasta viscosa e densa. Para o caso de se utilizar lama
bentonítica, deve-se adequar a lama dentro dos parâmetros exigidos, substituindo-a
ou desarenando-a através de bombas de submersão.
11.1.2 COLOCAÇÃO DA ARMADURA
Com um guindaste auxiliar, a armadura é içada e colocada no painel de forma
a prever sempre a passagem do tubo tremonha para a concretagem. A armadura é
apoiada na mureta-guia, a fim de evitar deslocamentos no momento da
concretagem. Devem-se prever roletes distanciadores para garantir o necessário
cobrimento.
Junto com a armadura são colocados os tubos ou chapas-junta, untadas com
desmoldante e cuidando-se do alinhamento. Quando houver a necessidade de
utilização de chapas-espelho, estas também deve ser colocadas neste momento,
também untadas com desmoldante.
11.1.3 CONCRETAGEM
Após a colocação da armadura no painel, inicia-se a concretagem
imediatamente. O sistema de concretagem utilizado é o mesmo da execução da
estaca escavada, o submerso, ou seja, aquele executado de baixo para cima de
modo contínuo e uniforme. Para tanto, são montados tubos de concretagem,
tremonha. A fim de evitar que a lama se misture com o concreto lançado, coloca-se
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uma bola no interior do tubo no início da concretagem, que é expulsa pelo próprio
peso da coluna de concreto.
Durante a concretagem, serão executados cortes na tubulação, sempre que
necessários, garantindo que a ponta do tubo tremonha fique imersa pelo menos 1,50
metros no concreto.
Retira-se, quando do início de pega do concreto, os tubos ou chapas-junta e a
chapa-espelho. Limpam-se as juntas dos painéis adjacentes, eventualmente já
concretados, por ação mecânica do limpador.
O concreto deve seguir a seguinte especificação:
• Consumo de cimento ≥ 400Kg por m³ e fator a/c ≥ 0,6;
• Agregados: Pedra nº 1, arredondada, evita-se forma lamelar, sendo proibido o uso
de pó-de-pedra; Areia 35% a 45% do peso dos agregados;
• Abatimento = 20 ± 2 cm.
11.2 PAREDE DIAFRAGMA PRÉ MOLDADA
Para reduzir o peso do pré-moldado, a parede pode ter a ficha concretada “in
loco”. Neste caso, sugere-se o uso de placas vazadas, onde a concretagem da ficha
é realizada por dentro da placa.
Para garantir a estanqueidade das juntas, o painel escavado com a lama
estabilizante é preenchido com “coulis” (mistura de cimento + bentonita + água),
antes da colocação da placa pré-moldada.
Após a colocação da placa pré-moldada de concreto, o “coulis” preencherá o
espaço entre as juntas, impedindo a passagem da água.
11.3 PAREDE DIAFRAGMA PLÁSTICA
A parede diafragma plástica forma um elemento “estanque” de “coulis”
(mistura de cimento + bentonita), em proporções que variam em função da
permeabilidade desejada, impedindo o fluxo de água ou fluído indesejável.
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12 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho se refere a um grande aprendizado sobre fundação indireta, que tem
como principio que quando os solos próximos a superfície do terreno apresentam
baixa capacidade de carga e alta compressibilidade, não permitindo o emprego de
fundações rasas, as cargas estruturais são transferidadas a maiores profundidades,
por meio de fundações denominadas indiretas.
As estacas tem sua capacidade de carga dependente do atrito lateral, tendo a
função de transmitir as cargas de uma estrutura para o solo.
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13 BIBLIOGRAFIA
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122. Projeto e
execução de fundações. Rio de Janeiro, 1996.
EBAH. Estacas de madeira. [2014]. Disponivel em:
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAff8kAA/estacas-madeira>. Acesso em: 03
nov. 2014.
FUNDAÇÕES PROFUNDAS, Velloso, D.A. & Lopes, F.R., Rio de Janeiro: COPPE-
UFRJ, 2002.
LEMACUFES. Fundações indiretas. [2014]. Disponivel em:
<http://lemacufes.files.wordpress.com/2013/07/aula-11-12-tec-i-ufes-geilma2.pdf>.
Acesso em: 03 nov. 2014.
EBAH. Estacas metalicas. [2014]. Disponivel em:
<http://www.ebah.com.br/content/ABAAAeh4UAH/estacas-metalicas?part=2>.
Acesso em: 04 nov. 2014.
SOLONET. Estacas profundas. [2014]. Disponivel em:
<http://www.solonet.eng.br/profunda.htm#broca>. Acesso em: 01 nov. 2014.
BRITO, José Luis Wey de. Fundações do edifício. São Paulo, EPUSP, 1987.
FUNDESP- Fundações, Indústria e Comercio S/A. . Catálogo. São Paulo, Fundesp,
1987.
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