164) Fundação Profunda - Estacas de Deslocamento

Podem ser estacas pré-moldadas de concreto, metálicas, de madeira ou do tipo Franki.

As vantagens das estacas de deslocamento são:

• Alta produtividade.

• Monitoração das estacas.

• Baixíssima remoção de solo.

• Dispensa a necessidade de máquinas auxiliares.

• Aumento das tensões laterais, melhorando as condições de atrito.

• Redução do volume concreto das estacas.

Estacas pré moldadas de concreto:

As estacas pré-moldadas de concreto podem ser de concreto armado ou concreto protendido e concretadas em formas horizontais ou verticais. 

São cravadas por percussão, prensagem ou vibração e a escolha de um destes tipos deve ser feita de acordo com a dimensão da estaca, características do solo e do projeto e condições da vizinhança.

Vantagens: As estacas pré moldadas de concreto têm boa capacidade de carga e boa resistência de esforços de flexão e cisalhamento. 

Além disso, por serem produzidas em fábricas apropriadas tem uma boa qualidade do concreto e é controlada e fiscalizada por laboratórios.

Desvantagens: As estacas pré-moldadas de concreto geram grande vibração no solo durante a sua cravação que deve ser realizada com um martelo de material elástico para não danificar a cabeça da estaca. Não ultrapassa camadas de solos resistentes. 

Por serem de concreto armado ou protendido, têm alto peso próprio limitando as seções e comprimentos em função do transporte e cortes e emendas são de difíceis execuções.

Estacas metálicas: 

De acordo com a NBR 6122/2010, as estacas metálicas podem ser por perfis laminados ou soldados, tubos de chapas dobradas (seção circular, quadrada ou retangular), tubo sem costura e trilhos. As estacas de aço devem resistir à corrosão pela própria natureza do aço ou por tratamento adequado porém dispensam tratamento se estiverem inteiramente enterradas em terreno natural.

Quando da realização de obras especiais como marítimas, metro, etc, as estacas devem receber tratamento especial para a sua proteção.

Podem ser cravadas com um martelo de queda livre desde que a relação do peso do pilão e o peso da estaca não seja menor do que 0,5 e nem o martelo tenha peso inferior a 10 KN.

Vantagens: As estacas metálicas podem ser emendadas, possuem pouca vibração durante sua cravação, conseguem atravessar camadas resistentes do solo e atingem grandes profundidades.

Desvantagens: Elevado custo se comparadas com outros tipos de estacas. Porém, cada vez mais, vem ganhando condições de concorrência com outros tipos no país.

Apresentam grande risco de corrosão ou oxidação se não forem bem tratadas.

Estacas de madeira:

As estacas de madeira são geralmente constituídas de troncos de árvore cravadas por um bate-estacas. São utilizadas em sua maior parte para obras provisórias, mas se forem utilizadas para obras permanentes devem receber tratamentos contra ataques de fungos, bactérias e outros organismos.

A ponta da estaca de madeira deve ter diâmetro maior do que 15 cm e deve ser protegida com ponteira de aço caso a estaca necessitar penetrar ou atravessar camadas resistentes de solo.

O topo da estaca deve ter diâmetro maior do que 25 cm  e devem ser protegidos para minimizar danos durante a cravação.

Podem ser cravadas com um martelo de queda livre desde que a relação do peso do pilão e o peso da estaca não seja menor do que 1,0, devendo ser a maior possível.

Vantagens: Duração prolongada quando mantida permanentemente abaixo do nível de água e podem ser emendadas desde que se garanta a integridade da estaca.

Desvantagens: As estacas de madeira geram grande vibração durante sua cravação. Devem ser tomados cuidados quando a estaca fica exposta a flutuação do nível da água pois podem surgir ação de fungos e bactérias. O comprimento para este tipo de estaca é limitado a 12 metros.

Estacas Franki: 

A estaca Franki é um tipo de fundação profunda que apresenta grande capacidade de carga e pode alcançar grandes profundidades. São executadas enchendo-se de concreto as perfurações executadas por meio da cravação de um tubo de ponta fechada com o auxílio de um bate-estacas. A armadura e o concreto são inseridos na estaca à medida que o tubo vai sendo retirado do solo.

Vantagens: Suportam grandes cargas e podem atingir grandes profundidades. Por ter uma grande área da base e ter uma superfície muito rugosa no fuste (lateral), apresentam grandes resistência de ponta e lateral.

Desvantagens: A estaca tipo Franki causa grande vibração durante sua cravação e um grande tempo de execução, demandando maiores custos com equipamentos e mão de obra.

Estacas escavadas:

As estacas escavadas são aquelas em que ocorre a retirada de material em sua perfuração no solo.

São do tipo moldada “in loco” e podem ser realizadas com ou sem revestimento, com ou sem a utilização de fluido estabilizante. 

Podem ser estacas do tipo Strauss, trado rotativo, hélice contínua e estacas raiz.

Funil de Concretagem para estacas escavadas

As vantagens das estacas escavadas são:

Ausência de vibração no terreno pois a escavação se faz por rotação, podendo ser executadas próximos a divisas sem causar problemas ao vizinho.

Conhecimento imediato e real de todas as camadas atravessadas de solo e possibilidade de uma segura avaliação de capacidade de carga da estaca, mediante a coleta de amostra e seu eventual exame em laboratório.

Grande mobilidade, versatilidade e produtividade.

Atingem grandes profundidades e suportam grandes cargas.

Capazes de serem executadas mesmo em presença de água com o uso de revestimento ou camisa metálica.

Estaca Strauss: 

As estacas Strauss são estacas escavadas pois para serem inseridas no terreno é necessária remoção prévia do solo. A estaca tipo Strauss se caracteriza por ser moldada in loco e são executadas enchendo-se de concreto as perfurações que foram escavadas.

Vantagens: Não produz vibrações durante sua execução. Quando acima do nível da água, a sua execução é considerada relativamente fácil.

Desvantagens: Capacidade de carga baixa quando comparada a uma estaca pré-moldada de concreto. É de difícil cravação em solo resistente e difícil execução abaixo do nível de água. Geralmente produz muita lama. 

O cliente as vezes se sente desconfortável devido ao aspecto visual da lama.

Estaca trado rotativo:

As estacas trado rotativo são executadas por meio de um torque. 

O solo é retirado quando o trado se enche e quando a cota de assentamento é atingida. A concretagem da estaca se inicia após a limpeza do furo e o apiloamento da base com brita e realizada preferencialmente com concreto autoadensável.

Vantagens: As estacas trado rotativo não produzem vibrações no terreno e podem ser executadas próximas as divisas. O equipamento possibilita coletar amostras do solo escavado e atingir grandes profundidades não produzindo muita sujeira na obra.

Desvantagens: A resistência de ponta não contribui com a capacidade de carga da estaca e seu uso é indicado geralmente somente para solos coesos e acima do nível de água.

Estaca hélice contínua: 

As estacas hélice contínua são executadas por meio do uso de uma haste tubular que possui uma hélice que é introduzida no terreno pela aplicação de um torque. Permite uma monitoração eletrônica de suas etapas de execução como a profundidade atingida, velocidade de rotação e descida do trado.

Vantagens: Ausência de vibração no terreno. Os equipamentos permitem monitoração contínua de toda o processo de execução das estacas, favorecendo o controle de qualidade. Alcança grandes profundidades e pode atravessar camadas de solo com SPT = 50.

Desvantagens: As estacas hélice contínua ainda tem um custo relativamente elevado pela tecnologia aplicada no equipamento e na escassez desse tipo de estaca no Brasil. É preciso que o terreno seja plano e que a central de concreto não seja localizada muito distante do local da obra.

Estaca Raiz

As estacas raiz são escavadas com equipamento de rotação com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido. Tem forma circular e diâmetro de até 410 mm. A armadura neste tipo de fundação profunda é inserida após a conclusão da perfuração com revestimento total do furo. Posteriormente, o furo é preenchido com argamassa com o uso de um tubo de injeção geralmente de PVC, de baixo para cima.

Vantagens: Podem perfurar e atravessar qualquer tipo de terreno, como matacões, rochas, concreto, etc. Ausência de vibração no terreno e podem ser executadas em locais de difícil acesso, utilizando pequeno espaço para a realização do serviço.

Desvantagens: Custo relativamente elevado quando comparado a outros tipos de fundações. Geram grande desperdício de água e demandam alto consumo de cimento e ferragens.

Método executivo de uma fundação em estaca raiz

Tubulões: 

Os tubulões são elementos de fundação profunda que tem formato cilíndrico em que há a necessidade de descida de operário para a execução de sua base. Os tubulões podem ter ou não base alargada e serem executados com ou sem revestimento que podem ser de aço ou de concreto.

Os tubulões se dividem em tubulões a céu aberto e a ar comprimido.

Tubulão a céu aberto

Os tubulões a céu aberto são elementos estruturais de fundação constituídos concretando-se um poço aberto no terreno, geralmente dotado de uma base alargada. O tubulão a céu aberto trata-se de uma fundação profunda, escavada manual ou mecanicamente, em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de pessoal para alargamento da base ou limpeza do fundo quando não há base.

Tubulão a ar comprimido

Os tubulões a ar comprimido são fundações profundas, escavadas de forma manual ou mecanizada, quando se pretende executar tubulões abaixo do nível de água. Se caracteriza pelo uso de revestimento de aço ou de concreto para auxiliar na escavação do fuste.

Deve-se sempre verificar as condições de compressão e descompressão dos equipamentos em todas as etapas de execução quando se trabalha a ar comprimido para garantir a segurança e a boa técnica.

Neste tipo de tubulão podemos encontrar base alargada ou não, necessitando de pessoal para descida para executar o alargamento da base ou limpeza do fundo quando não há base.

Caixões

São elementos de fundação profunda de forma prismática, concretado na superfície e instalado por escavação interna. Podem ter ou não base alargada e serem executados com ou sem ar comprimido.