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FUNDAÇÕES E OBRAS DE CONTENÇÃO OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM > Caracterizar fundações profundas e estacas. > Identificar os métodos construtivos de fundações profundas. > Comparar estacas pré-moldadas e moldadas in loco para a escolha da solução mais adequada. Introdução Durante o planejamento de uma solução em fundação profunda é necessário que sejam observadas diversas variáveis, como características do terreno, capacidade de carga a ser suportada pela estrutura de fundação e recursos financeiros dispo- níveis. Os elementos estruturais de fundação não possuem facilidade de inspeção direta, visto que ficam enterrados após a conclusão da obra, e este é mais um fator a ser considerado na escolha adequada do tipo de fundação profunda. No momento de decisão acerca de qual tipo de fundação se adequa a cada situação, é necessária a verificação de informações como: perfil geológico do terreno, espaço disponível, condições das edificações vizinhas, escolha da melhor técnica de dimensionamento e execução da obra, viabilidade econômica, entre outras. O mercado da indústria da construção civil está em franca expansão tecnológica quanto ao desenvolvimento de novos materiais de construção e novas soluções operacionais de execução a serem aplicados na etapa de fundação em obras. Neste capítulo, você será apresentado ao conceito de fundações profundas e verá quais são as diferentes classificações possíveis dessa solução de engenharia. Verá que a utilização de diferentes tipos de estacas depende não somente da Fundações profundas Dione Dulcinea dos Santos capacidade de carga a ser suportada, mas também da interferência de variáveis como os impactos à vizinhança, materiais a serem utilizados e recursos financeiros disponíveis. Há uma gama de soluções em fundações profundas disponíveis para que o engenheiro calculista tome a melhor decisão quanto a qual se adequa a cada projeto em sua especificidade. Introdução às fundações profundas A ABNT NBR 6122:2019, em seu item 3.27, nos diz que fundação profunda é um elemento de fundação que transmite a carga ao terreno ou pela base (resistência de ponta), ou por sua superfície lateral (resistência de fuste), ou por uma combinação das duas, sendo sua ponta ou base apoiada em uma profundidade superior a oito vezes a sua menor dimensão em planta; e no mínimo 3,0 m. Quando não for atingido o limite de oito vezes, a denominação é justificada. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas e os tubulões. Conforme a ABNT NBR 6122:2019, em seu item 3.11, estaca é um elemento de fundação profunda executado inteiramente por equi- pamentos ou ferramentas, sem que, em qualquer fase de sua execução, haja trabalho manual em profundidade. A norma reconhece a execução, no Brasil, dos seguintes tipos de estacas: madeira, aço, concreto pré-moldado, concreto moldado in loco, argamassa, calda de cimento, ou qualquer combinação dos anteriores. Já o tubulão, caracterizado no item 3.49 da referida norma, é um elemento de fundação profunda em que, pelo menos na etapa final da escavação do terreno, faz-se necessário o trabalho manual em profundidade para executar o alargamento de base ou para a limpeza do fundo da escavação, uma vez que nesse tipo de fundação as cargas são resistidas preponderantemente pela ponta. Os tubulões dividem-se em dois tipos básicos: a céu aberto (normalmente sem revestimento) e a ar comprimido (ou pneumático), estes sempre revestidos; o revestimento pode ser constituído por camisa de concreto armado ou por camisa de aço (metálica). Neste caso, a camisa metálica pode ser perdida ou recuperada. Classificação das estacas As fundações podem ser classificadas segundo diferentes critérios. De acordo com o processo construtivo (ou seja, o tipo de deslocamento que provocam no solo; Quadro 1), podemos classificá-las em estacas de deslocamento ou estacas escavadas (também chamadas de estacas de substituição). Fundações profundas2 Quadro 1. Classificação de estacas quanto aos efeitos no solo Processo construtivo Características da estaca De deslocamento Introduzidas no terreno através de algum processo que não promova a retirada de solo Escavadas ou de substituição São aquelas executadas “in situ” através da perfuração do terreno por um processo qualquer, com remoção de material, com ou sem revestimento, com ou sem a utilização de fluido estabilizante Sem deslocamento Não há praticamente remoção de solo e/ou, na ocasião da concretagem, são tomadas medidas para restabelecer as tensões geostáticas Fonte: Adaptado de Velloso e Lopes (2011). Estacas de deslocamento são aquelas introduzidas no terreno através de algum processo que não promova a retirada de solo. O solo presente no espaço que a estaca vai ocupar é deslocado apenas horizontalmente. No Brasil, o exemplo mais característico desse tipo de estaca é o das estacas pré-moldadas de concreto armado. Também se enquadram nessa categoria as estacas metálicas, as estacas de madeira, as estacas ômega, as estacas apiloadas de concreto e as estacas de concreto fundido no terreno dentro de um tubo de revestimento de aço cravado com ponta fechada, sendo o exemplo mais característico destas últimas as estacas tipo Franki. As estacas pré-moldadas de concreto, ao serem cravadas, além de mobili- zarem imediatamente o atrito lateral, adensam o solo da base, aumentando, assim, a capacidade de suporte do solo na ponta da estaca — ou seja, aumen- tando a resistência na ponta da estaca). Uma questão que merece atenção nas estacas pré-moldadas é a sua cravação, visto que as tensões de cravação devem ser sempre inferiores à tensão característica do concreto. Como as tensões de compressão que surgem na cabeça da estaca no momento do impacto são diretamente proporcionais à altura de queda do martelo, para evitar o esmagamento da cabeça da estaca deve-se trabalhar com alturas de queda pequenas e adotar amortecedores. Estacas escavadas ou de substituição são aquelas executadas “in situ” através da perfuração do terreno por um processo qualquer, com remoção de material, com ou sem revestimento, auxiliada ou não pela utilização de fluido Fundações profundas 3 estabilizante. Como o solo presente no espaço a ser ocupado pela estaca é removido, há algum nível de redução nas tensões horizontais geostáticas. Em alguns processos de estacas escavadas, nos quais praticamente não há remoção de solo, e na ocasião da concretagem, são tomadas medidas para restabelecer as tensões geostáticas (ao menos parcialmente). Essas estacas podem ser classificadas em uma categoria intermediária, chamada de "sem deslocamento" (essa terminologia segue a norma inglesa de fundações (BRITISH STANDARDS INSTITUTION, 1982) e mobilizam a reação de atrito lateral e de ponta após o carregamento e/ou um leve recalque. As estacas do tipo hélice contínua estão classificadas em duas categorias, uma vez que, havendo remoção ou não de solo durante sua execução, elas podem se aproximar das características de uma estaca escavada ou de uma estaca cravada (quando são chamadas de "estacas hélice de deslocamento"). De acordo com o material utilizado, as estacas podem ser classificadas em estacas de madeira, de concreto, de aço e mistas (Quadro 2). Quadro 2. Classificação das estacas de acordo com o tipo de material Tipo de execução Estacas De deslocamento Grande � Madeira � Pré-moldada de concreto � Tubos de aço de ponta fechada � Tipo Franki � Microestacas injetadas Pequeno � Perfis de aço � Tubos de aço e ponta aberta (desde que não haja embuchamento na cravação) � Estacas hélices especiais (estacas hélice de deslocamento) Sem deslocamento � Escavadas com revestimento metálico perdido que avança à frente da escavação � Estacas raiz Escavadas ou de substituição � Escavadas sem revestimento ou com uso de lama � Estacas hélice contínua em geral Fonte: Adaptado de Velloso e Lopes (2011). Fundações profundas4 Há também a classificação clássica de Terzaguie Peck (1967 apud VELLOSO; LOPES, 2011), segundo a qual as estacas podem ser agrupadas em três tipos: estacas de atrito de solos granulares muito permeáveis, estaca de atrito em solos finos de baixa permeabilidade e estacas de ponta (Quadro 3). Quadro 3. Classificação de estacas de Terzagui e Peck Tipo de estaca Características da estaca Estaca de atrito em solos granulares muito permeáveis (estacas de compactação) Transferem a maior parte da carga por atrito lateral. O processo de cravação dessas estacas, próximas entre si, em grupos, reduz especialmente a porosidade e a compressibilidade do solo dentro e em torno do grupo. Estacas de atrito em solos finos de baixa permeabilidade (fundações em estacas flutuantes) Também transferem ao solo as cargas que lhes são aplicadas pelo atrito lateral, porém não produzem compactação apreciável do solo. Estacas de ponta Transferem as cargas a uma camada de solo resistente situada a uma profundidade considerável abaixo da base da estrutura. Fonte: Adaptado de Velloso e Lopes (2011). Principais processos de execução de estacas e seus efeitos Estacas cravadas são geralmente classificadas como de grande deslocamento, sejam elas pré-moldadas ou moldadas in situ após a cravação de um tubo de ponta fechada. Em contrapartida a esse tipo de execução, temos as estacas escavadas, em que não há uma redução nas tensões no solo. Fundações profundas 5 Estacas cravadas As estacas cravadas em solos granulares pouco a medianamente compactos causam densificação ou aumento na compacidade desses solos à medida que o volume da estaca, introduzido no terreno, acarreta uma redução do índice de vazios. Esse efeito é benéfico do ponto de vista do comportamento da estaca (obtém-se maior capacidade de carga e menores recalques do que se o solo fosse mantido em seu estado original). Se o solo já estiver muito compacto, a introdução da estaca não causará mais aumento de compacidade, mas deslocamento do solo, o que poderá, eventualmente, ser danoso para outras estacas ou estruturas já executadas. Como os solos granulares são muito permeáveis, esses efeitos ocorrem praticamente durante o processo de execução. Em areias finas ou solos arenosos siltosos ou argilosos, algum excesso de poropressão pode ocorrer durante o processo de cravação, e a dissipação desses excessos ocorrerá após a execução da estaca, completando o processo de densificação do solo descrito (Figura 1). Figura 1. Efeitos da cravação de estaca sobre o terreno: (a) em areia e (b) em argila saturada. Fonte: Adaptada de Velloso e Lopes (2011). (a) Zona de compressão lateral e de compactação De ns id ad e Tensão cisalhante (atrito) residual Distância Acréscimo de tensão lateral causado pelo deslocamento do solo Tensão cisalhante (atrito) residual Carga de ponta residual (b) Excesso de poropressão Zona de solo amolgado e de aumento de poropressão Δu Δu Devido à baixa permeabilidade dos solos argilosos saturados, as estacas cravadas neles causam, em um primeiro momento, um deslocamento do solo praticamente igual ao volume da estaca. Na região afetada, há um aumento Fundações profundas6 nas poropressões (sobretudo nas argilas normalmente adensadas ou pouco sobreadensadas) e um amolgamento do solo. Após a execução da estaca, os excessos de poropressão dissipam-se em um processo de adensamento radial (fluxo de água da estaca para o restante da massa de solo ou, eventualmente, do solo para a estaca se esta for de madeira ou concreto poroso) e há uma recuperação parcial da estrutura do solo, chamada de recuperação tixotrópica. Se o solo for pouco sensível e, portanto, sem uma perda considerável de resistência pelo amolgamento, o adensamento terá um efeito benéfico, pois causa redução no índice de vazios e aumento nas tensões efetivas — pode compensar o efeito do amolgamento. Tem-se, assim, ao fim do processo, um solo melhorado; no entanto, se o solo for muito sensível, pode-se ter, ao final desse processo de dissipação dos efeitos de instalação, um solo enfraquecido e até mesmo com um abatimento em torno da estaca. Estacas escavadas Estacas escavadas podem causar uma descompressão do terreno, que será maior ou menor, dependendo do tipo de suporte. Num extremo estariam as estacas escavadas sem suporte (o que só é possível em solos com alguma porcentagem de finos e acima do nível d'água), em que a descompressão é pronunciada. No outro extremo estariam as estacas escavadas com auxílio de camisas metálicas que avançam praticamente no mesmo nível que a ferramenta de escavação, em que o alívio é muito reduzido. No meio desses extremos estariam as estacas escavadas com auxílio de fluido ou lama estabilizante. Quanto menos tempo decorrer entre o término da escavação e a concretagem da estaca, menor a descompressão e, con- sequentemente, menor a deterioração das características originais do solo. Na fase de escavação, as tensões horizontais são reduzidas ao em- puxo da lama (yl significando o peso específico da lama) e, após a concretagem, são devidas ao empuxo do concreto fresco (yc significando o peso específico do concreto fresco). Com o tempo, as tensões podem crescer ligeiramente. O gráfico de umidade indica que, quanto menos tempo a escavação permanecer aberta, antes da concretagem, menor será o aumento de umidade do solo (Figura 2). Fundações profundas 7 Figura 2. Efeitos da execução de estaca escavada sobre o terreno e evolução das tensões horizontais e da umidade junto ao fuste em estacas escavadas com lama. Fonte: Adaptada de Velloso e Lopes (2011). (a) Solo amolgado Alívio de tensões (b) (c) Escavação Concretagem t ω0 ω σh σh,0 γCz γlz Principais tipos de fundações profundas Estacas de madeira As estacas de madeira são constituídas por troncos de árvores, razoavelmente retilíneos, que passam por uma preparação das extremidades (topo e ponta) para cravação, limpeza da superfície lateral e, caso sejam utilizadas em obras permanentes, um tratamento com produtos preservativos. No Brasil, as esta- cas de madeira são utilizadas, quase exclusivamente, em obras provisórias. Elas têm uma duração ilimitada quando mantidas permanentemente debaixo d'água; já sujeitas a alternâncias de secura e umidade, quase todas as madeiras são destruídas rapidamente. Como vantagens, poderiam ser mencionadas a facilidade de manuseio e de corte e a preparação para a cravação e após a cravação. As estacas de madeira têm sua carga estrutural admissível calcu- lada, sempre em função da seção transversal mínima, adotando-se tensão admissível compatível com o tipo e a qualidade da madeira. Fundações profundas8 Estacas metálicas As estacas metálicas, ou estacas de aço, são encontradas em diversas formas, desde perfis (laminados ou soldados) a tubos. Entre os perfis laminados estão os trilhos, utilizados, em geral, depois de retirados das ferrovias (trilhos usados). Os perfis podem ser usados isolados ou associados (duplos ou triplos). Pode-se adicionar em sua composição uma porcentagem de cobre, o que confere resistência à corrosão. As estacas metálicas executadas em solos sujeitos à erosão, aquelas que vierem a ficar expostas e aquelas que tenham sua cota de arrasamento acima do nível do terreno devem ser pro- tegidas ou ter sua espessura de sacrifício definida em projeto. As estacas metálicas devem ser dimensionadas de acordo com a ABNT NBR 8800:2008, considerando-se a seção reduzida da estaca. No caso de ocorrência de camada de argila mole, deve-se levar em conta o comprimento cravado e a inércia da peça metálica, a fim de reduzir a possibilidade da ocorrência de instabilidade dinâmica direcional (drapejamento) durante a cravação. Nas estacas em que a parte superior ficar desenterrada, é obrigatória a proteção com camisa de concreto ou outro recurso de proteção do aço ou o aumento da espessura de sacrifício definida em projeto. As emendas das estacas de aço, realizadas por meio de talas soldadas ou parafusadas,devem resistir às solicitações que possam ocorrer durante o manuseio, a cravação e o trabalho do componente estrutural (Figura 3). A corrosão causada pelo solo em estacas de aço é, em geral, muito pequena e pode ser desprezada quando o aço está em contato com solo natural, de forma que qualquer proteção ou pintura pode ser dispensada (desde que seja considerada uma espessura de sacrifício). No caso de obras marítimas, deve-se considerar separadamente a corrosão no solo, na água e na atmosfera. Fundações profundas 9 Figura 3. Estacas metálicas: (a) perfil de chapas soldadas, (b) perfis i laminados associados, (c) perfis tipo cantoneira associados, (d) tubos, (e) e (f) trilhos associados duplo e triplo, respectivamente. Fonte: Adaptada de Velloso e Lopes (2011). (a) (d) (e) (f) (b) (c) Solda Solda As estacas metálicas apresentam vantagens importantes, listadas a seguir. � São fabricadas com seções transversais de várias formas e dimensões, o que permite uma adaptação bem ajustada a cada caso. � Devido ao peso relativamente pequeno e à elevada resistência na com- pressão, na tração e na flexão, são fáceis de transportar e de manipular. � Pela elevada resistência do aço, são mais fáceis de cravar do que as estacas de madeira ou de concreto pré-moldado, podendo passar por camadas compactas ou permitir o embutimento nesses materiais. � Pela facilidade com que podem ser cortadas com maçarico ou emenda- das por solda, não oferecem dificuldade aos ajustes de comprimento no canteiro. Além disso, os pedaços cortados podem ser aproveitados no prolongamento de outras estacas. � Pode-se utilizar, em casos especiais, aços resistentes à corrosão. Estacas pré-moldadas O concreto é um excelente material para a confecção de estacas devido à sua resistência aos agentes agressivos e ao seu suporte a alterações dinâmicas. Além disso, nesse material de construção, é possível executar estacas tanto Fundações profundas10 de pequena como de grande capacidade de carga. Estacas pré-moldadas são estacas constituídas de segmentos de pré-moldado ou pré-fabricado de concreto e introduzidas no terreno por golpes de martelo de gravidade, de explosão, hidráulico ou por martelo vibratório. Para fins exclusivamente geotécnicos, não há distinção entre estacas pré-moldadas e pré-fabricadas, e na ABNT NBR 6122:2019 elas são denominadas apenas como pré-moldadas (Figura 4). As estacas de concreto são moldadas no canteiro ou em usinas e podem ser classificadas, quanto à forma de confecção, em concreto vibrado ou concreto centrifugado; já quanto à armadura, classificam-se em concreto armado ou concreto protendido. Figura 4. Estacas pré-moldadas de concreto em suas seções transversais (a–d) e em seção longitudinal com armadura típica (e). Fonte: Adaptada de Velloso e Lopes (2011). A grande vantagem das estacas pré-moldadas sobre as moldadas no terreno está na boa qualidade do concreto que se pode obter e no fato de que os agentes agressivos, eventualmente encontrados no solo, não terão nenhuma ação na pega e na cura do concreto. Outra vantagem é a segurança que oferecem na passagem através de camadas muito moles, nas quais a concretagem in loco pode apresentar problemas. Como desvantagem principal das estacas pré-moldadas pode-se apontar a dificuldade de adaptação às variações do terreno. Quando é necessário que a fundação profunda suporte grandes cargas e tenha grandes comprimentos, pode-se lançar mão do uso de estacas de concreto protendido. Elas apresentam como vantagens: Fundações profundas 11 � elevada resistência na compressão, na flexão composta, na tração decorrente da cravação e na flexão transitória; � maior facilidade de manipulação e cravação com menor fissuração; � capacidade de suportar forças de tração elevadas (como em ancoragens e dolfins portuários); � facilidade de serem moldadas com qualquer configuração de seção transversal, seja ela maciça ou oca, para atender a exigências de projeto; � possibilidade de serem executadas com seções transversais de grandes dimensões e grandes comprimentos. As estacas pré-moldadas precisam ser dimensionadas para resistir aos esforços da estrutura. Os esforços de manipulação previstos para a estaca são calculados a partir dos modos de levantamento (ou suspensão) — para carga, descarga e estocagem — e de içamento para cravação. A cravação de estacas pode ser feita por percussão ou prensagem. A escolha do equipamento deve ser feita de acordo com tipo, dimensão da estaca, características do solo, condições de vizinhança, características do projeto e peculiaridades do local. O uso de martelos mais pesados e com menor altura de queda é mais eficiente do que o uso de martelos mais leves e com grande altura de queda. O uso de prolongas e suplementos em estacas pré-moldadas é admitido apenas em situações excepcionais, e seu comprimento total é limitado a 2,50 m, com as devidas e necessárias alterações de nega e repique. O suple- mento pode ser fabricado em aço ou concreto, e sua utilização deve garantir o bom posicionamento da estaca no final da cravação e a minimização da perda de eficiência do sistema de cravação até que esta seja concluída. O topo do elemento inferior, quando danificado, deve ser recomposto e a cravação só pode ser retomada após o tempo necessário à cura da recomposição. Para você entender, confira a seguir definição de nega e repique. � Nega: medida da penetração permanente de uma estaca, causada pela aplicação de um golpe de martelo ou pilão, sempre relacionada com a energia de cravação. Dada a sua pequena grandeza, em geral é medida para uma série de dez golpes. � Repique: parcela elástica da penetração máxima de uma estaca, decorrente da aplicação de um golpe do martelo ou pilão. Fundações profundas12 As emendas devem ser feitas por meio de anéis soldados ou outros dis- positivos que permitam a transferência dos esforços de compressão, tração (mesmo durante a cravação) e flexão (Figura 5). O uso de luva de encaixe somente será aceito se for feita uma única emenda por estaca, não houver tração ou flexão tanto na cravação quanto na utilização da estaca, caso as luvas de encaixe não possuam geometria diferente da geometria dos segmentos de estacas que são unidos e as folgas existentes entre a luva e os segmentos de estacas nunca forem superiores a 10 mm. Figura 5. Emendas de estacas moldadas por luvas de aço (a) soldadas ou (b) simplesmente encaixadas. Fonte: Adaptada de Velloso e Lopes (2011). (a) Solda elétrica Corte Vista (b) Elemento a cravar Anel de extremidade Anel de encaixe Anel de extremidade Elemento cravado Perspectiva Perspectiva do anel de emenda Estacas de concreto moldadas in solo A grande vantagem das estacas moldadas no solo em relação às pré-moldadas é permitir que seja concretado o comprimento estritamente necessário. Quanto à capacidade de carga, as estacas moldadas no solo podem oferecer valores ainda mais elevados do que as pré-moldadas. Elas podem ser executadas após escavação (com ferramentas especiais) de rochas ou solos muito du- ros, materiais que não poderiam ser penetrados por estacas pré-moldadas. Fundações profundas 13 A qualidade das estacas moldadas no solo depende mais da habilidade e da competência da equipe executora. Conforme as definições presentes na ABNT NBR 6122:2019, são estacas de concreto moldadas in loco as listadas a seguir. � Estaca escavada com uso de fluido estabilizante: estaca moldada in loco, sendo a estabilidade da perfuração assegurada pelo uso de fluido estabilizante (ou água, quando houver também revestimento metálico). Recebe a denominação de estacão quando a perfuração é feita por uma caçamba acoplada a uma perfuratriz rotativa, e estaca barrete quando a seção for retangular e escavada com utilização de clamshell. � Estaca escavada mecanicamente: estaca executada por perfuração do solo por trado mecânico, sem emprego de revestimento ou fluido estabilizante.� Estaca Franki: estaca moldada in loco executada pela cravação, por meio de sucessivos golpes de um pilão, de um tubo de ponta fechada por uma bucha seca constituída de pedra e areia, previamente firmada na extremidade inferior do tubo por atrito. Essa estaca possui base alargada e é integralmente armada. � Estaca hélice contínua monitorada: estaca de concreto moldada in loco, executada mediante a introdução no terreno, por rotação, de um trado helicoidal contínuo no terreno e injeção de concreto pela própria haste central do trado, simultaneamente à sua retirada, sendo a armadura introduzida após a concretagem da estaca. � Estaca hélice de deslocamento monitorada: estaca de concreto moldada in loco que consiste na introdução no terreno, por rotação, de um trado especial dotado de aletas, sem que haja retirada de material, o que ocasiona um deslocamento do solo junto ao fuste e à ponta. A injeção de concreto é feita pelo interior do tubo central, simultaneamente à sua retirada por rotação. A armadura é sempre introduzida após a concretagem da estaca. � Estaca hélice monitorada com trado segmentado: estaca de concreto moldada in loco, executada mediante a introdução no terreno, por rota- ção, de segmentos de trado helicoidal de diâmetro constante. A injeção de concreto é feita pela haste central do trado, simultaneamente à sua retirada. A armadura é sempre colocada após a concretagem da estaca. � Estaca raiz: estaca armada e preenchida com argamassa de cimento e areia, moldada in loco e executada por perfuração rotativa ou rotoper- cussiva, revestida integralmente, no trecho em solo, por um conjunto de tubos metálicos recuperáveis. Fundações profundas14 � Estaca Strauss: estaca executada por perfuração do solo com uma sonda ou piteira e revestimento total com camisa metálica, realizando- -se gradativamente o lançamento e o apiloamento do concreto, com retirada simultânea do revestimento. � Estaca trado vazado segmentado (Hollow Auger): estaca moldada in loco executada mediante a introdução no terreno, por rotação, de um trado helicoidal constituído por segmentos de pequeno comprimento (aproximadamente 1,0 m), rosqueados, e injeção de argamassa pela própria haste central do trado, simultaneamente à sua retirada. � Microestaca ou estaca injetada: estaca moldada in loco, armada, exe- cutada por perfuração rotativa ou rotopercussiva e injetada com calda de cimento por meio de um tubo com válvulas (manchete). As estacas Strauss podem ser armadas com uma ferragem longitudinal (barras retas) e estribos que permitam livre passagem do soquete de compac- tação e garantam um cobrimento da armadura, não inferior a 3 cm. Quando não armadas, deve-se providenciar uma ligação com o bloco, por meio de uma ferragem que é simplesmente cravada no concreto fresco (Figura 6). Figura 6. Execução de estaca Strauss: (a) escavação, (b) limpeza do furo, (c) concretagem após colocação da armadura, (d) estaca pronta. Fonte: Adaptada de Velloso e Lopes (2011). “Piteira” Armação (a) (b) (c) (d) Fundações profundas 15 As estacas Franki são executadas através da cravação de um tubo por meio de sucessivos golpes de um pilão em uma bucha seca de pedra e areia aderida ao tubo. Atingida a cota de apoio, procede-se com expulsão da bucha, execução de base alargada, instalação da armadura e execução do fuste de concreto apiloado com a simultânea retirada do revestimento. A execução da estaca pode apresentar alternativas executivas em relação aos procedimen- tos da estaca padrão, como, por exemplo: perfuração interna (denominada “cravação à tração”), fuste pré-moldado, fuste encamisado com tubo metálico perdido, fuste executado com concreto plástico vibrado ou sem execução de base alargada. Esse tipo de estaca foi desenvolvido pelo engenheiro belga Edgard Frankig- noul na década de 1910. Por conta das vibrações produzidas no processo original de execução, chamado de standard, passou a ser pouco usual em centros urbanos (Figura 7). Figura 7. Execução de estaca Franki standard. Fonte: Adaptada de Velloso e Lopes (2011). Bu ch a A bu ch a im pe de e nt ra da d a ág ua Lençol d’água Ex ec uç ão d a ba se e c ol oc aç ão d a ar m ad ur a Co nc re ta ge m d o fu st e e re tir ad a do tu bo Es ta ca c on cl uí da Fundações profundas16 Há diversos métodos construtivos e tipos de estacas Franki. Podemos citar: Franki mista, Franki tubada, Franki com fuste vibrado, Franki cravada com martelo automático e fuste vibrado, Franki cravada com ponta aberta. Estacas pré-moldadas versus estacas moldadas in loco A escolha quanto ao tipo de fundação profunda que melhor se adequa ao projeto deve considerar diversas variáveis: quais são as cargas que serão suportadas pela estrutura de fundação, as características geológicas do terreno, os recursos financeiros disponíveis para a execução dessa etapa da obra, as técnicas construtivas e matérias-primas disponíveis na região. Todos os tipos de estacas, sejam elas pré-moldadas ou moldadas in loco, apresentam vantagens e desvantagens quando comparadas a outros tipos de fundação. As estacas pré-moldadas, por exemplo, são boas soluções a serem adotadas em terrenos com nível da água superficial. Já as estacas moldadas in loco podem ser a escolha mais adequada para fundações profundas em solos estáveis e/ou coesos e/ou sem água. Quadro 4. Vantagens e desvantagens de tipos de estacas Tipo de estaca Vantagens Desvantagens Pré-moldadas Madeira � Facilidade de manuseio, corte e preparação � Duração ilimitada embaixo d'água Quando não submersa, é suscetível ao ataque de agentes biológicos e intemperismos, com rápido apodrecimento se não tratada Metálica � Capacidade de adaptação bem ajustada a cada projeto � Fáceis de transportar e manipular � Cravação mais fácil que as de madeira ou concreto pré-moldado � Suscetíveis à corrosão quando não observadas as condições adequadas � Custo elevado (Continua) Fundações profundas 17 Tipo de estaca Vantagens Desvantagens Pré-moldadas Metálica � Possibilidade de ajus- tes no canteiro com posterior reaproveita- mento das partes � Podem ser utilizados aços resistentes à corrosão De concreto � Boa qualidade do concreto usinado � Segurança através da passagem de camadas de solo muito mole � Dificuldade de adaptação às variações do terreno � Alto peso próprio Moldadas in loco Strauss � Necessidade de equipamentos relativamente simples para sua execução � Uso desa- conselhável abaixo do len- çol freático � Baixa capaci- dade de carga Raiz � Não produzem choques nem vibrações � É de possível execução através de blocos de rochas � Equipamento de execução relativamente simples � Execução tanto na vertical quanto com inclinações � Alta capacidade de carga � Alto consumo de cimento � Alto consumo de água e ferragem Hélice contínua � Há diferentes tipos de execução para atendimento às especificidades de cada projeto � Necessitam de rígido controle de execução � Maquinário mais robusto para sua execução � Necessidade de amplas áreas no canteiro de obras para sua execução (Continuação) Fundações profundas18 Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6122:2019. Projeto e execução de fundações. Rio de Janeiro: ABNT, 2019. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 8800:2008. Projeto de es- truturas de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios. Rio de Janeiro: ABNT, 2008. BRITISH STANDARDS INSTITUTION. Code of practice for foundations: British standard code of practice 1972:2004:1982. London: BSI, 1982. VELLOSO, D. A.; LOPES, F. R. Fundações. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. Leituras recomendadas CAPUTO, H. P.; CAPUTO, A. N. Mecânica dos solos e suas aplicações: mecânica das rochas, fundações e obras de terra. 7. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017. v. 2. FALCONI, F. etal. (ed.). Fundações: teoria e prática. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2019. Fundações profundas 19
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