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PROJETO E EXECUÇÃO DE FUNDAÇÕES 
PROFUNDAS COM ESTACAS 
(Estacas com ponta embutida em rocha) 
 
PROFESSOR 
Urbano Rodriguez Alonso 
MÊS DE 2016 
 
DIREITOS AUTORAIS RESERVADOS 
contato@engeduca.com.br 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ESTACAS COM PONTA EMBUTIDA EM ROCHA 
 
Urbano Rodriguez Alonso 
1) Procedimentos de embutimento 
 
 Serão analisadas as estacas tipo raiz e as estacas escavadas. 
 
1.1) Estacas tipo raiz 
 
 Para se embutir as estacas tipo raiz em rocha utiliza-se o processo roto-percussivo que 
emprega martelo de fundo (Figura 1) tipo DHT (“down the hole”). Como estes martelos trabalham 
por dentro do tubo de revestimento e, portanto, tem menor diâmetro, quando se necessita 
atravessar matacões há necessidade de ir reduzindo o diâmetro da perfuração à medida que se 
avança com a mesma (Figura 2a). 
 
 
Figura 1: Martelos de fundo DHT para atravessar mat acões ou embutimento em rocha. 
 
Entretanto, caso se use martelo de fundo excêntrico (Figura 2 b) a perfuração pode ser de 
seção constante pois esse martelo trabalha por baixo do revestimento que o acompanha durante 
toda a perfuração. Neste caso a estaca terá seção constante. 
 
Figura 2: Procedimento para executar estacas tipo r aiz atravessando matacões 
 
 
3 
 As principais características dos martelos DHT usados na perfuração em rocha são 
mostradas na Tabela 1. 
 
Tabela 1: Diâmetros normalmente usados dos martelos DHT 
Diâmetro da estaca (mm) 150 160 200 250 310 400 
Diâmetro do tubo (pol) 41/2 5 6 8 10 14 
 (mm) 127 140 168 220 275 355 
Peso do tubo (kg/m) 28 31 43 65 81 127 
Diâmetro do DHT (pol) 31/2 31/2 51/8 75/8 91/8 12 
 (mm) 90 90 130 195 230 305 
 
É importante lembrar que para se promover perfuração em rocha com estacas raiz há 
necessidade de compressores que tenham capacidade adequada ao diâmetro a perfurar. No caso 
de estacas com diâmetro igual ou inferior a 310 mm convém utilizar compressores com capacidade 
de 1.200 pés3 e pressão de 15 kgf/cm2 (garantindo pressão mínima no martelo de 10 kgf/cm2) e 
para estacas com diâmetro de 400 e 450 mm compressores com capacidade de 1.400 pés3 e 
pressão de 25 kgf/cm2 (garantindo pressão mínima no martelo de 15 kgf/cm2). 
 
1.2) Estacas escavadas 
 
 Nas estacas escavadas que necessitam ser embutidas em rocha utilizam-se os seguintes 
procedimentos: 
 
a) Rochas brandas (resistência à compressão simples fc = 5 a 25 MPa) 
 
 No caso de rochas brandas a perfuração pode ser realizada trocando-se a caçamba por 
trado helicoidal com “wídia” (carboneto de tungstênio) nas bordas (Figura 3). 
 
Figura 3: Troca da caçamba por trado com “wídia” pa ra escavar em rocha 
 
b) Rochas resistentes (fc = 50 a 100 MPa) 
 
b.1) Utilização de estacas raiz 
 
Um dos procedimentos para se “pinar” uma estaca escavada na rocha consiste em se 
instalar tubos tipo “Alvenius” (4 por exemplo) com diâmetro de 25 a 30 cm e 3/16 pol. de espessura 
de parede ou PVC rígido (por exemplo, Tigre) com parede de 12 mm, conforme Figura 4a 
solidarizá-los a armadura conforme detalhe típico mostrado na Figura 4b. 
 
 
4 
 
Figura 4: Solução para o caso em que for necessário “pinar” as estacas na rocha 
 
 Após concretar a estaca executam-se estacas raiz, perfuradas com martelo de fundo tipo 
DHT (down the hole). 
 
Para evitar que durante a concretagem da estaca o concreto entre nesses tubos os mesmos 
deverão ser “tampados” na sua extremidade inferior com chapa de madeira (“madeirit”) perfurada 
para permitir passagem do fluido estabilizante) e amarrados com arame ao tubo. 
 
 Quando a rocha é muito fraturada, a execução das estacas raiz tem a vantagem de permitir 
a injeção da argamassa sob pressão, melhorando, desta maneira as características geomecânicas 
da mesma. 
 
b.2) Utilização de circulação reversa 
 
Também é comum se embutir estacas escavadas em rocha mais resistente do que a que 
aquela que a “widia” perfura utilizando-se perfuração com “circulação reversa” conforme se mostra 
na Figura 5. Neste caso, ao contrário da “pinagem com estacas raiz, a camisa metálica é cravada 
até a rocha usando-se martelo vibratório, por “zig-zag” com benoto ou por percussão até o topo 
rochoso. A seguir instala-se o sistema de perfuração com circulação reversa e completa-se o 
serviço com a instalação da armadura e a concretagem da estaca. 
 
 
Figura 5: Execução de estaca escavada em rocha com circulação reversa 
 
 
 
5 
b.3) Utilização de martelo de fundo 
 
O sistema de perfuração com circulação reversa também pode ser substituído por martelo 
de fundo similar ao que se utiliza em estacas raiz com perfuração em rocha, conforme se mostra 
na Figura 6. 
 
Figura 6: Perfuração em rocha com martelo de fundo 
 
2) Definição do topo rochoso 
 
Não é raro nas estacas escavadas com auxílio de fluido estabilizante executadas em solo 
residual de alteração de rocha de gnaisse ocorrerem variações significativas de comprimentos 
entre estacas próximas. Este assunto foi abordado por Nelson Aoki, em 1985, no “Frist 
International Conference on Geomechanic in Tropical Lateritic and Saprolitic Soils” – Brasilia – vol. 
4 pp. 32 a 38, conforme Figura 7. 
 
Para se definir essa cota do topo rochoso sugere-se que se troque a caçamba de escavação 
por uma ponteira de trado helicoidal com “widia” (carboneto de tungstênio) nas bordas conforme 
se mostra na Figura 3. 
 
O critério para definir o topo rochoso que temos usado em obras similares, consiste em 
adotar uma penetração do trado igual ou inferior a 10 cm/hora. 
 
 
Figura 7: Estacas instaladas em solos residuais de gnaisse segundo Aoki (1985) 
 
 
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3) Capacidade de carga geotécnica 
 
 Ao contrário das estacas escavadas com fluido estabilizante em solo, onde existem vários 
métodos brasileiros para a previsão da capacidade de carga geotécnica, no caso de rochas poucos 
métodos são disponíveis e, via de regra, alguns projetistas recorrem a métodos publicados em 
obras estrangeiras, o que sempre deixa dúvidas quanto à sua aplicabilidade aqui entre nós, já que, 
como já afirmamos “os métodos de capacidade de carga não são universais” e, quando usados 
em regiões fora de onde foram estabelecidos tem que ser usados com cuidado. 
 
3.1) Métodos brasileiros 
 
- antiga NBR 5629 para ancoragem de bulbo de tirant es em rocha: 
 
 fck/30 (menor valor entre a rocha e o concreto (ou argamassa) 
rl ≤ 
 6 kgf/cm2 
 
 Esta expressão também se utilizava para dimensionar estacas raiz embutidas em rocha, 
onde a NBR 6122:2010 impõe fck ≤ 200 kgf/cm2 (mesmo que nos corpos de prova esse valor seja 
maior, devido às condições de cura não controlada). Neste caso tem-se: 
 
 rl = fck/30 = 6,7 > 6 kgf/cm2. 
 
Nota: Esta expressão foi excluída da atual revisão da NBR 5629, mas serve de referência. 
 
- Dirceu Velloso (SEFE III) 
 
 rl
 = 2% fck < 5 kgf/cm2 método considerado “conservador” por vários geotécnicos 
 
- Antunes e Cabral (SEFE IV) 
 
 Para a adesão estaca-rocha (rl), na ruptura, os autores propõem os valores apresentados 
na Tabela 2. 
Tabela 2: Valores do atrito lateral (rl) na ruptura, em kgf/cm 2 
Tipo de rocha Muito Alterada Pouco 
 alterada Alterada a sã 
Rochas ígneas e metamórficas 2 a 8,5 5 a 25 8,5 a 44 
Rochas metamórficas foliadas 1 a 3 3 a 9,5 4 a 15,5 (*) 
Rochas sedimentares 0,8 a 2,5 2 a 8,5 3,5 a 14 (*) 
(*) limitar a fck/15 (sendo fck a menor resistência característica do concreto ou da rocha). 
 Notar que esse limite de rl é o dobro daquele que existia na antiga NBR 5629 
 
 Para a resistência de ponta (rp), na ruptura, adotar � rp = 0,4 fck. 
 
3.2) Métodos “estrangeiros” 
 
- Seidel e Collingwood (Canadian Journal, v. 38) 
 
βσα clr .=
 em que σc é a resistênciaadmissível à compressão do concreto da 
estaca ou da rocha (o menor dos dois). 
≅=
8,1*4,1
*85,0 ck
c
fσ 0,3fck sendo fck o menor valor entre a resistência 
característica do concreto ou da rocha. 
 Nota: Na falta de análise estatística para a determinação do fck da rocha pode-se adotar: 
 
 
7 
 fck = 0,8 fcmédio sendo fcmédio a resistência média à compressão simples das 
amostras ensaiadas da rocha. 
 
 Tabela 3: Valores de α e β 
Referências α β 
Rosenberg e Journeaux, 1976 0,37 0,51 
Horvath e Kenney, 1979 0,21 0,50 
Reynolds e Kaderbeck, 1980 0,30 1,00 
Williams et all, 1980 0,44 0,36 
Horvath et all, 1983 0,25 0,50 
Gupton e Logas, 1984 0,20 1,00 
Rowe e Armitage, 1984 0,40 0,57 
Carter e Kulhaway, 1988 0,20 0,50 
Reese e O´Neil, 1988 0,15 1,00 
Toh et all, 1989 0,25 1,00 
Castilhos, 2001 0,36 0,70 
 
- Canadian Foundation Manual (2.006) 
 
Para σc > 20 kgf/cm2 � rl
 = 0,67 σc
1/2 
 
- US Army Corps of Engineers – “Engineering and Des ign Rock Foundations” 
 
 rl
 = 0,15 σc 
 
- Poulos e Davis (1.980) 
 
 rl ≤ 0,05 a 0,2σc ≤ 6 kgf/cm2 ou 4 kgf/cm2 para rochas pouco fraturadas 
 
 
rp = 0,2 a 0,5 σc 
 
 
3.3) Critério que temos usado em nossos projetos e que é aqui exposto. 
 
 Para adesão estaca rocha, usando fck do concreto ou da rocha (o menor dos dois): 
 
rl = 4%fck para rochas sãs (recuperação acima de 80 %) ≤4%x200 ≤ 8 kgf/cm2 
≤ 6 kgf/cm2 rochas pouco fraturadas (recuperação entre 50% e 80%) 
≤4 kgf/cm2 rochas muito fraturadas (recuperação entre 20% e 50%) 
2 kgf/cm2 rochas extremamente fraturadas ou solo residual NSPT> 50 
 
rp = fck/2 ≤ 200/2 ≤ 100 kgf/cm2 quando a limitante seja o concreto da estaca 
 
Notas: 1) PL ≥ 1,25 x Patuante na estaca
 
 
 2) PR = PL + PP ≥ 2 x Patuante na estaca . 
 
 3) Comprimento mínimo embutido na rocha > D (sendo D o diâmetro do pino, 
conforme os dois últimos § do item 8.2.1.2 da NBR 6122:2010) 
 
4) Cálculo do f ck da rocha (controle estatístico) 
 
Para o cálculo do fck utilizam-se os resultados obtidos em corpos de prova retirados da rocha 
e rompidos à compressão simples. 
 
 
8 
 
Tensão média ∑=
n
cicmédio f
n
f
1
1
 
Desvio padrão 
( )
)1(
2^
2
−
−
= ∑ ∑
nn
ffn
s cici 
 Coeficiente de variação 100(%) x
f
s
v
cmédio
= 
O valor característico fck deverá ser o menor dos dois valores: 
 fck = Ψ6.fc1 
 
 fck =0,85.fcmédio 
 
Tabela 4: Valores de Ψ6 
n 6 7 8 10 12 14 16 ≥18 
Ψ6 0,89 0,91 0,93 0,96 0,98 1,00 1,02 1,04 
 
 
O padrão da qualidade é apresentado na Tabela 2 
 
Tabela 5: Padrão da qualidade 
ϑ ≤10% 10% a 15% 15% a 20% >20% 
padrão excelente bom razoável fraco 
 
Exemplo 
N fi (fi)^2 
 
1 33,9 1.149 
2 35,1 1.232 
3 35,3 1.246 
4 36,8 1.354 
5 37,3 1.391 
6 38,0 1.444 
7 42,4 1.798 
 
 n= 7 fc médio = 37,0 MPa 
 s = 2,8 MPa 
 ψ6= 0,91 v(%) = 7,5 
 
 
 ψ6*f1 = 30,8 MPa 
 
 0,85xf cmédio = 31,4 MPa 
 
 
 Conclusão: fck = 30,8 MPa 
 
5) Classificação das rochas em função da resistênci a à compressão uniaxial (ISRM, 1977) 
 
 Os ensaios devem ser realizados segundo a norma ASTM D-2938 “Standar Method of Test 
for Unconfined Compressive Strengeht of Rock Core”. 
 
 
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 Segundo essa norma o ensaio consiste na aplicação de uma carga contínua e constante de 
0,5 a 1,0 MPa/seg, em corpo de prova (testemunho de sondagem) com relação de dimensões de 
altura e diâmetro entre 2,5 a 3,0 vezes, desde que não inferiores ao diâmetro NW 954 mm). 
 
Tabela 6: Classificação das rochas (ABGE 1983) 
Resistência à compressão 
simples fc (MPa) 
Sigla Classificação Característica 
< 1 Ro C5 Extremamente branda Marcada pela unha 
1 – 5 R1 Muito branda Esmigalha sob ponta do martelo 
5 – 25 R2 C4 Branda Pode ser raspada c/canivete 
25 – 50 R3 C3 Resistência média Não pode ser raspada c/canivete 
50 – 100 R4 C2 Resistente Requerem mais de 1 golpe p/fraturar 
100 – 250 R5 C1 Muito resistente Requerem muitos golpes de martelo 
 > 250 R6 Extremamente resistente São apenas lascadas