TCC_ANGELO TOSCAN NETO_PARTE 2

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1. INTRODUÇÃO 
Na Engenharia Civil, mais precisamente na engenharia de fundações, uma 
das maiores preocupações que se revela, além da segurança, diz respeito à 
precisão dos cálculos de dimensionamento e controle da execução, realizados com 
auxílio de modelos teóricos ou semi-empíricos. Por ser uma área que envolve uma 
parcela de elementos da natureza, os solos, sua imprecisão e, proporcionalmente, o 
cuidado a se tomar na execução da fundação deve ser imenso. 
Neste sentido, o que mais se busca no contexto das fundações são estudos 
relacionados à confiabilidade dos métodos de cálculo, associados às melhorias 
naquilo que pode confirmar, ou não, esta confiabilidade, ou seja, os ensaios de 
campo e o controle da execução. Isso porque estes são os únicos meios que o 
engenheiro da obra possui à sua disposição para controlar a execução e o 
desempenho da fundação. Então, qualquer estudo que os envolva, torna-se uma 
peça importante tanto para os seus entendimentos, como para o desenvolvimento 
destas ferramentas. 
 
1.1 Justificativa 
O estudo em questão se justifica quando é enfatizado o fato de que as 
fundações compõem a base resistente de qualquer estrutura, sendo elas as 
responsáveis pela transferência da carga de toda a estrutura para o solo. Desta 
forma, um projeto adequado e um controle de qualidade coerente contribuem para 
que a edificação tenha um bom desempenho mesmo com o passar do tempo. Nisto, 
há a questão das incertezas que existem no meio da engenharia quanto ao 
desenvolvimento de um bom projeto, que nem superdimensione e, muito menos, 
subdimensione uma estrutura de fundação. Os ensaios de campo são fundamentais 
para o controle de qualidade da fundação, alguns desses ensaios são realmente 
simples e rápidos, como é o caso da medida de nega e do repique elástico, 
enquanto outros são mais complexos e demorados, como a prova de carga estática. 
O fato é que todos eles devem fornecer informações confiáveis e 
relativamente precisas ao engenheiro responsável, para que se tenham bons 
parâmetros para aferição da qualidade e desempenho necessários. 
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Problemas com patologias nas edificações podem ser encontrados com 
certa frequência e causam desconforto, inconveniências e insegurança aos usuários. 
Tais patologias podem ocorrer devido à falta de acompanhamento e controle da 
execução, por isso da importância de se rastrear a origem do problema a fim de 
solucioná-lo. 
 
1.2 Objetivos 
1.2.1 Objetivo geral 
Este trabalho tem como objetivo geral estudar e analisar os procedimentos 
de execução de estacas pré-fabricadas de concreto, através do acompanhamento e 
controle da execução de uma obra real. 
 
1.2.2 Objetivos específicos 
- Identificar os itens necessários para um bom projeto de fundações em 
estacas; 
- Caracterizar as etapas de execução de fundações em estacas pré-
fabricadas de concreto armado; 
- Analisar os principais ensaios de controle de execução de fundações em 
estacas pré-fabricadas de concreto armado; 
- Identificar os principais métodos de dimensionamento de fundações em 
estacas pré-fabricadas de concreto armado; 
- Analisar os procedimentos de execução e de controle de um 
estaqueamento executado. 
 
1.3 Estrutura do trabalho 
Este trabalho encontra-se dividido em quatro capítulos. 
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O Capítulo 1 traz informações sobre o tema, as justificativas que envolvem o 
presente trabalho, bem como seus objetivos. 
No Capítulo 2 é realizada a revisão bibliográfica sobre fundações, com ênfase 
em fundações profundas em estacas pré-fabricadas de concreto armado, apontando 
seus procedimentos de fabricação, equipamentos e cuidados na execução, 
dimensionamento estrutural e procedimentos de controle. 
No Capítulo 3 é apresentado o estudo de caso, com as características gerais 
da obra e as sondagens do terreno, análise dos dimensionamentos e cálculos, e 
através do acompanhamento e controle da execução é apontado possíveis 
patologias referentes ao recebimento e cravação das estacas. 
No Capítulo 4 são apresentadas as conclusões do trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. REVISÃO BILIOGRÁFICA 
Neste capítulo será realizada uma revisão bibliográfica sobre os tipos de 
fundações com ênfase em estacas pré-fabricadas de concreto. 
 
2.1 Tipos de fundações 
A variedade de sistemas de fundações, equipamentos e, principalmente 
processos executivos é enorme, restando o desafio de identificar a maneira mais 
adequada de acordo com as peculiaridades da obra e do terreno. Segundo Hachich 
et al. (1998), os elementos necessários para o desenvolvimento de um projeto de 
fundação são: 
• Dados geológicos/geotécnicos: investigação do subsolo entre outros dados 
geológicos e geotécnicos. 
• Topografia da área: levantamento topográfico, dados sobre erosões, 
taludes e encostas no terreno. 
• Dados da estrutura a construir: sistema estrutural, cargas e o tipo de 
utilização que terá a nova obra. 
• Dados sobre construções vizinhas: número de pavimentos e carga média 
por pavimento, tipo de estrutura e fundações, existência de subsolo e possíveis 
consequências de escavações e vibrações provocadas pela nova obra. 
As fundações são convencionalmente separadas em dois grandes grupos: 
fundações superficiais e fundações profundas. 
 
2.1.1 Fundações superficiais 
As fundações superficiais, que também são conhecidas como fundações 
rasas ou diretas, são aquelas em que a carga é transmitida diretamente ao solo, 
predominantemente através de tensões distribuídas sob a base do elemento 
estrutural de fundação. A NBR 6122 (ABNT, 2010) afirma ainda que a profundidade 
de assentamento de uma fundação superficial deve ser inferior a duas vezes a 
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menor dimensão, em planta, do elemento estrutural, em relação ao terreno 
adjacente. Enquadram-se nesta definição: 
• Sapata isolada: elemento de concreto armado dimensionado de tal forma 
que as tensões de tração geradas sejam resistidas pelo uso do aço e não pelo 
concreto. Sua base apresenta-se em planta, geralmente, de forma quadrada, 
retangular ou trapezoidal. 
• Sapata associada: é uma sapata comum a vários pilares cujos centros de 
gravidade não estejam situados no mesmo alinhamento. 
• Sapata corrida: corresponde a uma sapata, sujeita à ação de uma carga 
distribuída linearmente. 
 • Bloco: fundação superficial de concreto simples, dimensionado de maneira 
que o concreto resista às tensões de tração. 
• Radier: tipo de fundação superficial que abrange todos os carregamentos 
distribuídos ou pilares da obra. 
A Figura 1 apresenta exemplos de fundações superficiais. 
 
Figura 1 - Exemplos de fundações superficiais: Sapata isolada (a), Sapata associada (b), 
Sapata corrida (c), Bloco (d), Radier (e). 
Fonte: Veloso; Lopes, (1998). 
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2.1.2 Fundações profundas 
De acordo com a NBR 6122 (ABNT, 2010), as fundações profundas são 
aquelas em que a o assentamento da base da fundação está a uma profundidade 
superior ao dobro da sua menor dimensão em planta, ou de no mínimo 3 metros. 
Sua carga é transmitida ao terreno por sua superfície lateral, também denominada 
de fuste (resistência lateral), pela sua base (resistência de ponta), ou por uma 
combinação destas. Enquadram-se nesta definição: 
• Estacas: elemento de fundação profunda executado com o auxílio de 
ferramentas ou equipamentos sem que haja descida de operário em qualquer fase 
de execução, que pode ser através da cravação a percussão, prensagem, vibração, 
por escavação, ou por injeção, ou ainda, de forma mista, envolvendo mais de um 
desses processos.• Tubulões: elemento cilíndrico de fundação profunda que, em pelo menos 
na sua fase final, ocorre descida de algum operário, podendo ser executado a céu 
aberto ou a ar comprimido, e ter ou não, a base alargada. 
• Caixões: elemento de fundação concretado na superfície do terreno e 
instalado por escavação interna, possui forma prismática. A Figura 2 mostra um 
esquema dos tipos de fundações profundas. 
 
Figura 2 - Tipos de fundações profundas: estaca (a), tubulão (b), caixão (c). 
Fonte: Veloso; Lopes, (1998). 
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Há uma variedade enorme de fundações profundas do tipo estaca. Presa e 
Pousada (2004) apresentam na Figura 3, a classificação dos tipos usuais de 
estacas, com ênfase no método executivo de acordo com seu efeito no solo. 
 
Figura 3 - Classificação usual dos tipos de estacas. 
Fonte: Presa; Pousada, (2004). 
 
2.2 Estacas pré-fabricadas de concreto 
As estacas pré-fabricadas de concreto armado tem o seu primeiro registro 
de utilização no Brasil década de 1920, quando foram utilizadas para a construção 
do Jóquei Clube do Rio de Janeiro. Já as primeiras estacas protendidas foram 
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utilizadas por volta do ano de 1950. O concreto armado centrifugado começou a ser 
produzido por volta de 1960, com técnicas inovadoras de centrifugação de concreto 
trazidas por uma empresa italiana ao país (FARIA, 2008). 
Segundo a Norma Brasileira NBR 6122 (ABNT, 2010), as estacas pré-
fabricadas devem apresentar uma resistência compatível com os esforços de projeto 
decorrentes do transporte, manuseio, cravação e eventuais solos agressivos, 
podendo ser de concreto protendido ou armado, centrifugado ou vibrado, com 
qualquer forma geométrica da seção transversal. 
Em meio a suas vantagens está o controle de qualidade exercido na 
confecção das estacas, diferentemente das moldadas in loco. Porém, é necessário 
tomar cuidados quanto ao uso em terrenos com presença de matacões ou camadas 
pedregulhosas, devido aos riscos de ruptura por conta dos elevados esforços de 
cravação, e ao transporte, para que não haja quebras, prejudicando a qualidade da 
estaca. 
 
2.2.1 Processos de fabricação 
Segundo a Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações 
e Geotecnia (ABEF, 2004), um dos melhores materiais de construção para a 
execução de estacas é o concreto, principalmente tratando-se das pré-fabricadas, 
devido ao controle de qualidade que pode ser obtido na confecção e também na 
cravação das estacas. As estacas pré-fabricadas de concreto devem ser sempre 
armadas e com simetria radial, pois essa armadura é necessária para a resistência 
às tensões resultantes da cravação, manuseio e transporte. As estacas protendidas 
resistem mais aos esforços de transporte, sendo menos provável a ocorrência de 
trincas, além de apresentarem melhor comportamento durante a cravação. 
No processo de fabricação das estacas há duas formas de adensamento do 
concreto, que pode ser por vibração ou por centrifugação, sendo a primeira a mais 
utilizada. As estacas vibradas são geralmente confeccionadas com seção 
transversal maciça, quadrada ou circular, enquanto as centrifugadas tem seção 
circular vazada. No processo de centrifugação, a qual a fôrma é posta a girar, a 
força centrífuga provocada pela velocidade aproximada de 500 rpm, faz com que o 
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concreto se posicione na face interna da fôrma, adensando regularmente e gerando 
uma seção vazada. Entretanto o tempo de rotação deve ser controlado, para que os 
agregados do concreto não separem pura e simplesmente. Embora menos usada, a 
estaca centrifugada é executada com melhor qualidade do que as vibradas. Devido 
à limitação para transportá-las, as estacas são executadas com peças de até doze 
metros de comprimento. Caso seja necessário maior comprimento de cravação de 
estaca, elas devem ser corretamente emendadas no canteiro. Como o peso unitário 
das estacas maciças é proporcional ao quadrado do lado ou diâmetro, seu uso tem-
se limitado praticamente a seções máximas de 35 x 35 cm, quando é quadrada, e de 
40 cm de diâmetro, quando é circular. Para diâmetros maiores são utilizados seções 
vazadas ou anelares (GONÇALVES et al., 2007). 
 
Figura 4 - Produção de estacas de concreto armado vibrado (a) e centrifugado (b). 
Fonte: SCAC. Disponível em http://www.scac.com.br. 
Geralmente, as estacas pré-fabricadas de concreto são confeccionadas em 
cimento de alta resistência inicial (ARI), para que alcancem a resistência mínima 
para desforma o mais breve possível. Comumente a idade de desforma não excede 
um dia. A quantidade de cimento utilizado na produção de concreto gira em torno de 
350 e 420 kg/m³ e o fator água cimento encontra-se na faixa entre 0,4 e 0,5 
(GONÇALVES et al., 2007). A fim de que se obtenha boa trabalhabilidade do 
concreto, são utilizados aditivos plastificantes na proporção máxima de 1% da 
a b
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quantidade de cimento utilizado. Nas estacas de concreto pré-fabricadas o 
dimensionamento estrutural deve ser feito utilizando-se as normas NBR 6122 
(ABNT, 2010) e NBR 9062 (ABNT, 2006), limitando a resistência característica do 
concreto (fck) a 40 MPa. 
O método mais empregado em escala comercial para acelerar o 
endurecimento do concreto, é a utilização de vapor de água à pressão atmosférica, 
em temperatura variando entre 50 a 90°C, obtendo assim resistências mecânicas 
elevadas em curto prazo de tempo. Através dessa metodologia é possível obter uma 
diminuição de custos da produção, devido à otimização dos equipamentos e 
condições operacionais, obtendo a desforma e a utilização das peças em menor 
intervalo de tempo após sua concretagem. 
 
2.2.2 Sistemas de cravação 
É imprescindível que se encontre à disposição na obra o relatório de 
sondagens e os projetos de fundação ao iniciar a execução do serviço de 
estaqueamento, contendo locação, características, previsão de comprimento das 
estacas e capacidade de carga. Certificado que todos esses documentos estão 
disponíveis, inicia-se então o procedimento de cravação das estacas, que segundo 
(GONÇALVES et al., 2007),pode ser realizada através do sistema de percussão, 
vibração ou prensagem. 
a) Cravação por percussão 
No sistema de cravação à percussão, a penetração da estaca é efetuada no 
solo através das sucessivas aplicações de golpes no seu topo, estes golpes são 
gerados pela queda de uma massa previamente definida, conhecida como pilão ou 
martelo, que se desloca para cima e para baixo à medida que cada um desses 
impactos é desferido sobre o topo das estacas. Para o procedimento de cravação de 
estacas pré-fabricadas podem ser utilizados três tipos de martelos: queda livre, a 
diesel ou hidráulico (GONÇALVES et al., 2007). 
 
 
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 Martelos tipo queda livre 
 Os martelos tipo queda livre são os mais utilizados para a prática de 
cravação de estacas no Brasil, por se tratarem de um equipamento mais simples. 
Este sistema é composto por uma massa pré-determinada (pilão ou martelo), que 
através de um cabo de aço é suspensa à torre do bate estacas. Este cabo é 
enrolado a um guincho acionado através de um motor a diesel ou elétrico. O 
acoplamento do martelo à torre do bate estacas pode ser feita de externamente ou 
internamente. 
Os martelos que são acoplados externamente às torres apresentem 
expressivo aumento de quebras de cabeças de estacas, em decorrência de 
excentricidades entre o eixo das estacas e o centro de gravidade do martelo, bem 
como um expressivo aumento de riscos de acidentes em decorrência da 
possibilidade do escape de estacas durante o processo de acoplamento à torre ao 
capacete. Sua principal vantagem em relação ao sistema de acoplamento interno é 
afacilidade de permitir a cravação de estacas mais próximas às paredes de 
edificações vizinhas. 
Os equipamentos cujo posicionamento do martelo se dá internamente à 
torre, geram uma melhor centralização dos golpes aplicados à estaca durante o 
processo de cravação, diminuindo as quebras das cabeças das estacas. Além disso, 
este tipo de posicionamento do martelo, confere uma maior segurança aos operários 
durante o acoplamento das estacas no interior do capacete, pois mesmo que tenha 
a possibilidade de seu escape, ele permanece travado no interior da torre, evitando 
a ocorrência de acidentes de maior proporção. 
De acordo com a NBR 6122 (ABNT, 2010), quando for empregado martelo 
do tipo queda livre para a cravação de estacas por percussão para a carga de 
trabalho de até 1,3 MN, a relação entre o peso do martelo e o peso da estaca deve 
ser a maior possível, não se adotando esta relação inferior a 0,75 , 
nem martelos com peso inferior a 20 kN. Para estacas cuja carga de trabalho seja 
superior a 1,3 MN, a escolha do sistema de cravação deverá ser previamente 
analisada em cada caso. Lembrando ainda que não deve se utilizar martelos com 
peso não inferior a 40 KN para estacas com carga admissível maior ou igual a 0,7 
MN. A Figura 5 apresenta as formas de acoplamento do martelo. 
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Figura 5 - Acoplamento do martelo tipo queda livre interno (a) e externo (b). 
Fonte: Norcicol Fundações. Disponível em http://www.norcicolfundacoes.com.br. 
 Martelo automático a diesel 
O martelo automático a diesel é composto basicamente por um pistão 
inserido dentro de um cilindro metálico, uma bomba injetora de combustível, uma 
válvula de admissão de ar e uma bigorna metálica. Seu ciclo de funcionamento é 
iniciado quando o pistão interno é levantado por um cabo de aço e aciona o 
mecanismo da bomba de combustível ao cair por gravidade, então ocorre o 
fechamento da válvula de emissão de ar e a injeção de óleo diesel na bigorna. Na 
descida do pistão este comprime o óleo diesel e o ar no interior do cilindro e somado 
ao impacto na bigorna, ocorre à ignição do combustível, onde a explosão é 
transmitida à estaca através da bigorna, cravando-a no solo, e simultaneamente a 
isso, ocorre o impulso ascendente do pistão no interior do cilindro, abrindo as 
válvulas de sucção e descarga, admitindo a entrada de ar e o reinício de um novo 
ciclo de cravação. 
Quando ainda está em bom estado de conservação, o martelo automático a 
diesel tem uma eficiência em torno de 70 a 90%, porém se a manutenção for 
ineficiente, observa-se vazamentos acentuados de óleo e excessivo despejo no ar 
a b
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de resíduos provenientes a sua operação, tais como gotas de óleo queimado e 
gases, desta maneira sua eficiência fica reduzida situando-se em 30 a 60% 
(GONÇALVES et al., 2007). 
 Martelo automático hidráulico 
Composto por um dispositivo hidráulico interno ligado a uma camisa 
metálica, que quando acionado, levanta uma massa pré-determinada também 
existente no interior dessa camisa metálica, que posteriormente em queda livre, cai 
sobre o topo das estacas em processo de cravação. Durante a operação deste tipo 
de martelo, não são observados vazamentos de óleo e despejos de resíduos no ar 
decorrente da sua operação. 
Este tipo de martelo mostra-se tão eficaz e eficiente quanto aos automáticos 
a diesel, desferindo cerca de 50 golpes por minuto sobre o topo das estacas em 
processo de cravação e tendo uma eficiência em torno de 80 a 90%. Tanto martelo o 
automático hidráulico quanto o automático a diesel, ambos mostraram-se mais 
eficazes que o de queda livre, que desfere apenas 30 a 40 golpes por minuto 
(GONÇALVES et al., 2007). A Figura 6 mostra os dois tipos de martelo automático. 
 
Figura 6 - Martelo automático a diesel (a) e hidráulico (b) em operação. 
Fonte: SOTEF Fundações. Disponível em http://www.sotef.com.br. 
a b
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b) Cravação por vibração 
O processo de vibração consiste em acoplar um equipamento vibratório, que 
se ajuste a estaca a ser cravada, dotado de mandíbula de encaixe, transferindo-lhe 
vibração intensa. A vibração gerada pelo martelo propaga por todo o fuste da 
estaca, desagregando temporariamente a estrutura do solo que a circunda, 
possibilitando assim sua cravação. 
Este martelo pode ser utilizado tanto para cravação, quanto para remoção 
de estacas, quando estas são de natureza provisória, por exemplo. Entretanto, 
devido às elevadas vibrações que este procedimento de cravação gera no solo e em 
obras vizinhas, torna-se inviável seu uso, restringindo-o, razão pela qual não se 
obtém muitos detalhes sobre este método de cravação (GONÇALVES et al., 2007). 
c) Cravação por Prensagem 
Esse processo de cravação foi criado inicialmente com a ideia de atender 
serviços de reforço de fundações. Porém tem se tornado uma boa alternativa de 
fundações normais em locais onde devem ser evitados alguns inconvenientes dos 
demais tipos de cravação de estacas, como barulho e vibrações. 
O método de cravação de estacas pré-fabricas esta associado à existência 
de uma reação, onde se empurra uma estaca através de um equipamento hidráulico 
para o interior do solo. Nesse processo há a necessidade de um elemento que sirva 
como carga de reação à carga aplicada na estaca. Esse elemento pode ser uma 
plataforma com sobrecarga ou a própria estrutura. 
Uma vantagem diferencial desse método de cravação é a possibilidade de 
efetuar em toda estaca uma prova de carga de até uma vez e meia a sua 
capacidade, simultaneamente com a cravação. O que resulta num estaqueamento 
com controle de qualidade superior a outros tipos de fundações. 
As estacas de reação do tipo Mega, muito utilizadas para reforço de 
edificações, também constituem o princípio das estacas cravadas por prensagem. 
Constituída por inúmeros segmentos modulados, que são justapostos entre si, 
macaqueados contra a estrutura a ser reforçada para o interior do solo. O grande 
inconveniente deste tipo de fundação é que sendo esta estaca macaqueada contra a 
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própria estrutura, ela resultará ao final do último estágio de carregamento, um 
coeficiente de segurança igual a 1, pois a carga aplicada corresponde à reação da 
própria estrutura existente, logo ela não satisfaz o que está escrito na NBR 6122 
(ABNT, 2010), que cita que este coeficiente não deve ser inferior a 2. A Figura 7 
mostra os sistemas de cravação por vibração e por prensagem. 
 
Figura 7 - Equipamento de cravação de estacas por vibração (a) e prensagem (b). 
Fonte: SOTEF Fundações. Disponível em http://www.sotef.com.br 
 
2.2.3 Sistemas de amortecimento 
Os impactos do martelo sobre a cabeça das estacas necessitam ser 
amortecidos (Figura 8), para isso existe uma peça metálica denominada de 
capacete, fabricado de tal forma a encaixar-se entre os trilhos da torre do 
equipamento de cravação. Em sua parte superior é inserido um cepo de madeira 
dura sobre o qual serão deferidos os golpes do martelo e em sua parte inferior, um 
coxim de madeira mole, que deve ser colocado antes do posicionamento da cabeça 
da estaca. É importante ressaltar que para evitar oscilações excessivas nas estacas 
durante o processo de cravação, sujeitas a danificá-las, as dimensões desses 
elementos devem se ajustar satisfatoriamente à geometria das estacas que serão 
cravadas (GONÇALVES et al., 2007). 
a b
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Figura 8 - Componentes de amortecimento do bate estaca. 
Fonte: GOLÇALVES et al., (2007). 
Os capacetes são fabricados em chapas de aço e o embutimento da cabeça 
das estacas no interior do capacete deve ser de no mínimo 30 cm. Suas medidas 
internas devem ser de 3 a 5 centímetros superiores à dimensãonominal da estaca a 
ser cravada. Capacetes muito apertados também dificultam o processo de cravação, 
pois frequentemente ocorre o engate da cabeça da estaca rompida no interior do 
capacete, sendo de grande dificuldade sua posterior remoção. 
Os cepos têm como principal função em amortecer as forças decorrentes ao 
impacto do martelo e os picos de velocidade, de tal maneira a transferir às estacas a 
maior energia disponível no sistema, sem danificá-las. Geralmente eles são 
confeccionados de madeira dura, com suas fibras sempre paralelas ao eixo 
longitudinal das estacas. Quando o cepo é mal dimensionado a eficiência da 
cravação é reduzida de forma considerável, pois ele absorve uma grande parte da 
energia disponível do sistema. Recomenda-se o ajuste de uma pequena cinta 
metálica sobre a face externa do cepo, que permanecerá externa ao capacete, tendo 
28 
 
como objetivo não permitir que o cepo se esmague lateralmente em função da 
aplicação dos golpes do martelo. 
Diretamente sobre as cabeças das estacas a serem cravadas é colocado o 
coxim de madeira, posicionado no interior do capacete. Sua função é a absorver as 
tensões que estariam sendo transferidas diretamente a cabeça das estacas. A 
madeira para a confecção dos coxins, diferentemente da dos cepos, é macia, sendo 
o pinho e o compensado industrial os tipos mais utilizados. Quando se cravam 
estacas com vários segmentos em solos muito compactos, é necessária a sua troca 
várias vezes durante o processo de cravação, tornando o procedimento oneroso 
devido ao fato do coxim não apresentar condições de reaproveitamento após seu 
uso. 
 
2.2.4 Emendas de estacas pré-fabricadas de concreto 
As estacas pré-fabricas de concreto possuem seu comprimento limitado 
devido ao processo de fabricação e transporte, por isso elas necessitam de 
emendas entre os segmentos pré-fabricados, a fim de garantir a profundidade 
desejada segundo o projeto de fundação. 
Os dois tipos de emendas mais comuns, são do tipo soldada ou por luvas de 
encaixe. Em cada caso específico deve ser determinado, pelo engenheiro projetista, 
o encaixe mais adequado. A norma da NBR 6122 (ABNT, 2010) cita que, seja feita 
somente uma emenda do tipo luva de encaixe por estaca, desde que não haja 
tração na cravação, nem na utilização da mesma. Se por acaso algum desses 
requisitos não esteja em conformidade, as emendas devem ser do tipo soldada. 
Quando o topo do elemento inferior for danificado, deve ser recomposto após o 
termino de sua cravação e podendo somente ser retomada após o tempo necessário 
à cura da recomposição. 
Segundo GONÇALVES et al., (2007), além das citadas anteriormente, luva 
de encaixe e emenda soldada (Figura 9), existem outros tipos de emendas para 
estacas pré-fabricadas de concreto, porém menos utilizadas, como: pino de encaixe, 
encunhada, pinada, mecânica e anel de conexão (Figura 10). 
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Figura 9 - Execução de emenda de estacas com solda nos anéis. 
Fonte: Geodatha Fundações. Disponível em http://www.geodactha.com.br 
 
Figura 10 - Tipos de emendas de estacas pré-fabricadas de concreto. 
Fonte: GOLÇALVES et al., (2007). 
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2.2.5 Pré-furação e suplementação 
A pré-furação para a cravação de estacas pré-fabricadas de concreto vem 
sido utilizada com muita frequência no Brasil, quando as pontas das estacas 
necessitam atingir cotas de assentamento tais que garantam um comprimento 
compatível com a capacidade de carga estabelecida em projeto, sem que, no 
entanto, aconteçam recalques acentuados em virtude de camadas menos 
resistentes que possam existir sob suas pontas. 
O diâmetro da pré-furação deve ser inferior ao diâmetro da estaca, de tal 
modo a permitir o perfeito ajuste do fuste da estaca em relação ao solo que os 
confina durante o processo de cravação, desta forma evitando a ocorrência de 
folgas excessivas entre a superfície lateral do fuste da estaca e o solo perfurado. 
Caso ocorram essas folgas durante o processo de cravação, coloca-se as estacas 
em risco de ruptura, devido à oscilação lateral do fuste à medida que se desfere os 
golpes do martelo. De acordo com Rebello (2008), os principais tipos de pré-furação 
utilizadas são: 
 Pré-furação através de escavação mecanizada 
Este procedimento consiste na execução de um furo com uma perfuratriz 
mecanizada, com comprimento suficiente a ultrapassar a camada resistente que 
dificultaria a cravação das estacas, sem risco de danificá-las. É indicada para solos 
que se mantenham estáveis após a execução do furo, sem a presença do lençol 
freático, rochas ou matacões. Este tipo de pré-furação fica limitada ao comprimento 
do trado, a resistência do solo e ao nível do lençol freático. 
 Pré-furação com auxilio de jato d’água 
Basicamente se trata de um procedimento onde é cravado um tubo cujo 
comprimento seja igual ou superior ao da espessura da camada a ser transposta, 
bombeando água sob pressão pelo interior desse tubo. A água será injetada sob 
pressão no solo a ser perfurado, através de inúmeros furos pequenos existentes na 
ponta deste tubo, acarretando em uma circulação de água neste local, ocorrendo 
assim à perfuração do solo através do carreamento de suas partículas. Este 
procedimento é muito utilizado em solos do litoral, onde, geralmente, há a presença 
de uma espessa camada de areia compactada a ser vencida pela pré-furação. 
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 Pré-furação com auxílio de ponteira metálica 
Crava-se uma haste metálica com um comprimento pré-determinado, 
desobstruindo uma camada inicial resistente existente, como por exemplo: 
calçamento, aterro de escória de alto forno ou entulho. A ponta da haste metálica 
tem dimensões superiores ao restante do fuste, possibilitando a redução do atrito 
lateral entre o terreno e sua superfície lateral, e facilitando sua retirada. 
A suplementação de estacas consiste em justapor uma haste metálica no 
topo da estaca quando estiver próximo a atingir o final da cravação. Os golpes do 
martelo serão desferidos nessa haste metálica, a qual transferirá a energia 
proveniente dos golpes do martelo à estaca (Figura 11), até que esteja em 
condições de atender as especificações do projeto. Ao final da cravação a haste é 
removida, puxando-a com o auxílio do cabo de aço do bate estacas. Este recurso 
deve ser evitado sempre que possível, pois além de proporcionar a possibilidade da 
ocorrência do deslocamento do topo de inúmeras estacas em relação a sua posição 
original, impossibilita o correto controle do comportamento de estaqueamento 
através da coleta de sinais de nega e repiques elásticos no final das cravações. 
 
Figura 11 - Suplementação em estacas. 
Fonte: CZM Fundações. Disponível em http://www.czm.com.br. 
32 
 
2.2.6 Arrasamento e aproveitamento de estacas 
As estacas pré-fabricadas de concreto a serem usadas como fundação, 
seguem padrões industriais, tais como geometria e comprimento, visando a sua 
fabricação em grande escala. Devido ao fato da heterogeneidade das características 
geotécnicas dos perfis do solo onde serão cravadas, por maior que seja o controle 
executivo da obra, ocorrem variações quanto ao comprimento a serem cravadas. 
Segundo a NBR 6122 (ABNT, 2010), o topo da estaca que está acima da cota de 
arrasamento ou foi danificado durante o processo de cravação, deve ser demolido, 
resultando em uma seção plana e perpendicular ao eixo da estaca. 
O procedimento de corte e arrasamento pode ser feito através de ponteiros, 
marteletes, equipamentos de corte ou equipamentos hidráulicos de arrasamento. 
Vale lembrar que esta operação de demolição deve ser executada de tal modo a não 
causar danos à estaca. Quando se deseja o aproveitamento de sobras das estacas,resultantes da diferença entre a estaca cravada e a estaca efetivamente levantada, o 
corte do elemento deve ser feito de maneira a evitar danos na ponta e posteriores 
problemas na cravação destas sobras. O aproveitamento destas sobras só é viável 
quando seu comprimento não é inferior a 2 metros, pois estacas muito curtas 
dificultam a cravação (GONÇALVES et al., 2007). A Figura 12 mostra um exemplo 
de arrasamento com martelete. 
 
Figura 12 - Arrasamento de estacas com martelete. 
Fonte: CZM Fundações. Disponível em http://www.czm.com.br. 
33 
 
2.2.7 Métodos estáticos de avaliação da capacidade de carga 
Para o dimensionamento em projeto das fundações profundas, foram 
desenvolvidos métodos teóricos sobre a interação estaca-solo, envolvendo diversos 
parâmetros geológicos relacionados à natureza do solo, parâmetros estes que, 
muitas vezes, não eram facilmente obtidos. Por esta complexidade de parâmetros 
destes métodos, muitos pesquisadores desenvolveram os métodos chamados semi-
empíricos, que levam em consideração as características do solo de determinada 
região. No Brasil, os métodos mais utilizados são os de Aoki-Velloso (AOKI; 
VELLOSO, 1975) e de Décourt-Quaresma (DÉCOURT ; QUARESMA, 1978). 
a) Método de Aoki-Velloso 
Desenvolvido nos anos 1970 a partir de comparações entre provas de carga 
em estacas e ensaios SPT (VELLOSO; LOPES, 1998). O método de Aoki-Velloso é 
um dos mais utilizados no meio da engenharia de fundações, por sua confiabilidade 
e rapidez de uso. Ele apresenta uma maneira de correlacionar os dados de ensaio 
de sondagens CPT ou SPT com a capacidade de carga do sistema estaca-solo. 
Como, muitas vezes não se dispõe de ensaios CPT, a maneira mais utilizada é por 
correlações utilizando o ensaio SPT, ensaio este que é obrigatório por norma para 
qualquer obra de fundações. 
A carga de ruptura das estacas , neste método, é dividida em duas 
parcelas: a resistência de ponta da estaca ( ) e a resistência por atrito lateral ( ). 
As equações do método estão descritas abaixo: 
Resistência de ponta ( ): 
 = 
 
 
 (2.2.7.1) 
Resistência do atrito lateral ( ): 
 = ∑ 
 ̅
 
 (2.2.7.2) 
Carga de Ruptura ( ): 
 = + (2.2.7.3) 
34 
 
Onde: 
N = índice de resistência do solo à penetração na ponta da estaca; 
 ̅ = média do índice de resistência do solo à penetração ao longo da estaca; 
 = área da ponta da estaca (m²); 
k = relação da resistência à penetração do cone com a pressão atmosférica (taxa 
utilizada para correlacionar CPT com SPT) dados contidos na Tabela 1; 
 = razão de atrito do cone (Tabela 1); 
u = perímetro da seção transversal da estaca (m); 
Δl = altura da camada considerada (m). 
Tabela 1 – Valores dos coeficientes k e . 
 
Fonte: Aoki e Velloso (1975). 
Os coeficientes levam em consideração a diferença de 
comportamento entre a estaca (protótipo) e o cone (modelo). Seus valores foram 
determinados por comparações com resultados de provas de cargas estáticas. Para 
estacas pré-fabricadas de concreto, os valores de são 1,75 e 3,5, 
respectivamente. Assim, a fórmula geral para o cálculo da carga admissível de uma 
35 
 
estaca pré-fabricada de concreto, adotando o conceito do coeficiente de segurança 
global igual a 2, conforme recomenda a NBR 6122 (ABNT, 2010) é: 
 ̅ 
[
 
 
 
∑ ̅ 
 
]
 
 (2.2.7.4) 
b) Método de Décourt-Quaresma (1978) 
Este método correlaciona diretamente os dados do ensaio de sondagem 
SPT com a resistência do sistema estaca-solo. Assim como o método de Aoki e 
Velloso, ele divide a capacidade de carga da estaca em duas parcelas: resistência 
de ponta da estaca ( ) e a resistência do atrito lateral ( ). As equações do método 
estão descritas abaixo: 
Resistência de ponta ( ): 
 = ̅ . k (2.2.7.5) 
Resistência do atrito lateral ( ): 
 = (2.2.7.6) 
 = (
 ̅̅ ̅
 
 )kPa (2.2.7.7) 
Carga de Ruptura ( ): 
 = + (2.2.7.8) 
Onde: 
 ̅ = média do índice de resistência do solo à penetração na cota de apoio da 
estaca, 1m acima e 1m abaixo; 
 = área da ponta da estaca (m²); 
k = coeficiente característico do tipo de solo (Tabela 2); 
 = área lateral da estaca (m²); 
36 
 
 = coeficiente da equação; 
 ̅ = média do SPT ao longo do fuste da estaca, (Obs: para estacas pré-fabricadas, 
os valores de N maiores que 50 devem ser considerados igual a 50 e os menores 
que 3 devem ser considerados igual a 3); 
Assim como no método de Aoki-Velloso (1975) e na NBR 6122 (ABNT, 
2010), para definição da capacidade de carga, Décourt-Quaresma (1978) prevê o 
uso de um fator de segurança igual a 2. Dessa forma a carga admissível a ser 
adotada em uma estaca é: 
 ̅ 
 
 
 (2.2.7.9) 
Tabela 2 - Valores do fator k para os diferentes tipos de solo. 
 
Fonte: Décourt e Quaresma (1982). 
 
2.2.8 Dimensionamento estrutural 
O dimensionamento estrutural tem sua metodologia distinta para estacas 
armadas e protendidas, pois mesmo elas sendo consideradas igualmente estacas 
pré-fabricadas de concreto, comportam-se distintamente durante o processo de 
transporte, manuseio e principalmente cravação. Este trabalho dará ênfase ao 
dimensionamento estrutural de estacas armadas, em função da abordagem do 
estudo de caso que trata da cravação de estacas armadas como fundação, estudo 
este presente no Capítulo 3 desse trabalho. 
37 
 
a) Dimensionamento à compressão 
O dimensionamento pode ser feito em conformidade com a NBR 6118 
(ABNT, 2014), onde a verificação das seções transversais é feito à flexo-
compressão, com a consideração de uma excentricidade igual a h/30, não menor 
que 2 cm (h = maior dimensão da seção em que se considera excentricidade). Como 
alternativa simplificada de cálculo, poderá a barra ser calculada a compressão, com 
a força normal aumentada na proporção de (1+6/h), mas não menor que 1,1, sendo 
“h” medido em centímetros, o menor lado do retângulo mais estreito circunscrito à 
seção. Desta forma, é determinada a expressão adotada para o dimensionamento 
de uma estaca à compressão: 
 ( 
 
 
) (2.2.8.1) 
Onde: 
 (2.2.8.2) 
 
 
 
 (2.2.8.3) 
 
 
 
 (2.2.8.4) 
A armadura mínima a ser adotada é igual a 0,5 % , onde corresponde à 
área da seção de concreto da estaca. 
O efeito das imperfeições locais nos pilares pode ser substituído em 
estruturas reticuladas pela consideração do momento mínimo de 1ª ordem dado a 
seguir: 
 (2.2.8.5) 
Sendo “h” é a altura total da seção transversal na direção considerada em 
metros. A armadura longitudinal mínima deve ser: 
 ( 
 
 
) (2.2.8.6) 
38 
 
b) Dimensionamento à flexão simples ou composta 
A flexão em uma estaca decorre quase sempre de esforços provenientes de 
seu manuseio, transporte e estocagem, sendo a situação crítica de 
dimensionamento a que corresponde ao manuseio por um único ponto. 
Segundo a NBR 6118 (ABNT, 2014), o momento máximo nessa condição 
crítica é dado pela expressão 
 , onde “b” é o comprimento em 
balanço e “p” corresponde ao peso próprio da estaca por metro linear. Deve ser 
considerada, em pelo menos 30%, a majoração desse valor do momento fletor 
obtido, a fim de considerar os efeitos de impactos decorrentes ao manuseio da 
estaca até a torre do bate estaca. Destaforma, 
 . Uma vez 
calculado o valor do momento máximo para o dimensionamento da estaca, 
determina-se a armadura necessária em função de uma distribuição de armadura 
previamente adotada com auxílio de uma tabela de valores de cálculo. Vale lembrar 
que a armadura a flexão deve ser considerada uma cada face da estaca, pois 
durante o processo de manuseio à torre do bate estaca, qualquer uma das faces 
poderá sofrer atuação dos momentos máximos considerados no dimensionamento. 
Para o dimensionamento à flexão de estacas com seção transversal 
quadrada ou retangular, podem ser adotados os valores apresentados na tabela 3: 
Tabela 3 – Tabela para cálculo de armaduras simples em peças retangulares submetidas à 
flexão. 
 0,976 0,928 0,920 0,912 0,904 0,894 0,888 0,880 0872 0,864 0,856 0,848 0,840 0,832 
 0,040 0,114 0,125 0,136 0,148 0,158 0,169 0,180 0,190 0,200 0,210 0,219 0,228 0,238 
 0,825 0,816 0,815 0,808 0,800 0,792 0,784 0,776 0,768 0,766 0,760 0,752 0,749 0,744 
 0,246 0,255 0,256 0,264 0,272 0,280 0,288 0,296 0,303 0,305 0,310 0,317 0,320 0,324 
 
Fonte: GOLÇALVES et al., (2007). 
 
39 
 
Tendo como parâmetros os valores da tabela, segue o roteiro de 
dimensionamento: 
Determinação do valor de : 
 
 
 
 ; (2.2.8.7) 
Obtém-se da tabela o valor de ; 
Calcula-se a armadura 
 
 
 
 ; (2.2.8.8) 
A armadura mínima à flexão não deve ser inferior a 0,15% , onde 
corresponde à área da seção de concreto da estaca. No caso específico de estacas 
pré-fabricadas de concreto, em conformidade com o que estabelece a NBR 9062 
(ABNT, 2006), os coeficientes de ponderação das resistências do aço e do concreto 
( diferem dos utilizados para o dimensionamento de vigas 
( . Desta forma, a tabela 4 apresenta as taxas mínimas de 
armadura de flexão ajustadas para os coeficientes de ponderação. 
Tabela 4 – Taxas mínimas de armadura de flexão para estacas pré-fabricadas. 
Forma da seção Valores de 
 35 40 45 50 
Quadrada 0,035 0,188 0,215 0,242 0,269 
Circular 0,070 0,376 0,430 0,484 0,538 
 
Fonte: GOLÇALVES et al., (2007). 
 
c) Dimensionamento à força cortante 
De acordo com a NBR 6118 (ABNT, 2014), todos os elementos lineares 
submetidos à força cortante, devem conter armadura transversal mínima constituída 
por estribos, com a seguinte taxa geométrica: 
40 
 
 
 
 
 
 
 
 (2.2.8.9) 
Onde: 
 = área da seção transversal dos estribos. 
S = espaçamento dos estribos segundo o eixo longitudinal do elemento 
estrutural. 
 = inclinação dos estribos em relação ao eixo longitudinal do elemento 
estrutural. 
 = largura média da alma, medida ao longo da altura útil da seção. 
 = resistência ao escoamento do aço da armadura transversal. 
 = valor característico médio da resistência do concreto em Mpa: 
 √ 
 
. 
Faz exceção da afirmação anterior, os pilares e elementos lineares de 
fundação submetidos predominantemente à compressão, que atendam 
simultaneamente, na combinação mais desfavorável das ações em estado limite 
último calculada em estádio I, à condição de que em nenhum ponto deve ser 
ultrapassada a tensão limite e à condição onde corresponde à 
parcela de força cortante resistida por mecanismos complementares ao modelo em 
treliça. 
O diâmetro dos estribos em pilares não deve ser inferior a 5 mm nem a ⁄ 
do diâmetro da barra isolada ou do diâmetro equivalente ao feixe que constitui a 
armadura longitudinal. O espaçamento entre estribos, medido na direção do eixo do 
pilar para garantir o posicionamento, impedir a flambagem das barras longitudinais e 
garantir a costura das emendas de barras longitudinais nos pilares usuais, deve ser 
igual ou inferior ao menor dos seguintes valores: 200 mm, menor dimensão da 
seção ou 24 para aço CA-25 e 12 para o aço CA-50. 
41 
 
Desde que as armaduras sejam constituídas do mesmo tipo de aço e o 
espaçamento respeite também a limitação citada anteriormente, pode ser adotado o 
valor : 
 (
 
 
 
) 
 
 
 (2.2.8.10) 
d) Dimensionamento à tração 
Segundo a NBR 6118 (ABNT, 2014), no dimensionamento à tração, 
considera-se que a taxa de armadura está condicionada à limitação da abertura de 
fissuras, o valor característico da abertura de fissuras determinado para cada 
parte da região de envolvimento deve ser o menor entre os obtidos pelas 
expressões que seguem: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (2.2.8.11) 
 
 
 
 
 
 
 (
 
 
 ) (2.2.8.12) 
Onde: 
 = tensão de tração no centro de gravidade da armadura considerada. 
 = diâmetro da barra de aço. 
 = taxa de armadura passiva ou ativa aderente. = módulo de elasticidade do 
aço da barra considerada. 
 = resistência média à tração do concreto √ 
 
. 
 = coeficiente de conformação superficial da armadura passiva considerada (CA-
50 = 2,25). 
Em elementos estruturais armados, a armadura de tração mínima deve ser 
determinada pelo dimensionamento da seção a um momento fletor mínimo dado 
pela equação 2.2.8.13, respeitada a taxa mínima absoluta de 0,15%. 
 
 (2.2.8.13) 
42 
 
Onde é o momento resistente da seção transversal de concreto, relativo 
à fibra mais tracionada. 
A taxa de armadura deve limitar a abertura de fissuras em atendimento aos 
valores prefixados: 0,2 mm para estacas não protegidas e cravadas em meio de 
agressividade ambiental muito forte, 0,3 mm para estacas não protegidas e cravadas 
em meio de agressividade ambiental moderada e forte, e 0,4 mm para estacas não 
protegidas e cravadas em meio de agressividade ambiental fraca. 
 
2.2.9 Métodos dinâmicos de controle 
Os métodos dinâmicos de controle estimam a capacidade de carga de 
fundações profundas, baseados na previsão e/ou verificação do seu comportamento 
sob ação de carregamento dinâmico. Dentre eles estão as fórmulas dinâmicas e os 
métodos que utilizam a “Equação da Onda”. 
As fórmulas dinâmicas baseadas na medida da nega e repique elástico 
durante a cravação de estacas continuam sendo uma ferramenta importante para o 
controle do comprimento de cravação e avaliação da capacidade de carga, mesmo 
com o surgimento da “Teoria da Equação da Onda” (SMITH, 1960), que impulsionou 
a instrumentação de campo para o controle de fundações profundas. A utilização de 
métodos simples continua sendo uma exigência dos engenheiros que executam 
fundações, devido sua praticidade e considerada confiabilidade. 
a) Ensaio de carregamento dinâmico 
O Ensaio de Carregamento Dinâmico (Figura 13) é um dos métodos que 
utilizam a “Equação da onda” para estimar a capacidade de carga de fundações 
profundas. A coleta dos dados é realizada através da prévia fixação, em uma seção 
de estaca próxima ao topo e com auxílio de buchas especiais, um par de 
transdutores de deformação específica e um par de acelerômetros. Esses sensores 
são dispostos de forma diametralmente oposta, para que haja a compensação de 
eventuais efeitos de flexão e excentricidade durante a aplicação dos golpes do 
martelo. Os sinais obtidos são transferidos através de um sistema de cabos de 
conexão a um equipamento eletrônico que os transcodifica e os processa, através 
43 
 
de uma série de cálculos, durante cada golpe do martelo. Este equipamento, 
compacto e robusto, especialmente projetado para utilização em campo, é 
denominado (Pile DrivingAnalyser). 
 
Figura 13 - Ensaio de Carregamento Dinâmico (DLT). 
Fonte: SCAC. Disponível em http://www.scac.com.br. 
O Ensaio de Integridade Sônico (CSL ou CHA) e o Teste de Integridade de 
Estacas (PIT), também são métodos de controle para a execução de estacas pré-
fabricadas de concreto que utilizam “Equação da Onda”, porém aferem apenas a 
integridade da estaca após sua cravação e não verificam sua capacidade de carga 
(GONÇALVES et al., 2007). 
b) Nega e repique elástico 
Denomina-se nega ao valor do deslocamento permanente médio obtido nos 
últimos 10 golpes do processo de cravação, sendo um dos controles dinâmicos mais 
simples de ser executado (ALVES, 2004). 
A nega pode ser obtida manualmente através de um diagrama, que é criado 
por meio da fixação de uma folha de papel no próprio corpo da estaca e, com auxílio 
de um lápis movimentado horizontalmente durante os golpes na estaca (Figuras 14 
e 15). A nega caracteriza-se, então pelo deslocamento vertical da linha traçada com 
relação à horizontal indicando, assim, o quanto a estaca penetrou no solo nos 
44 
 
últimos golpes. É a principal ferramenta que dispõe o engenheiro de obras para 
realizar o controle e a parada da cravação da estaca. O engenheiro projetista da 
fundação é quem determina o valor mínimo de nega para esta parada. Por ser 
correlacionada com a sua resistência em serviço, a nega é considerada um 
mecanismo de controle e homogeneização das estacas. 
O repique elástico pode ser obtido através do mesmo processo, que 
representa a parcela elástica do deslocamento máximo de uma seção da estaca no 
momento de seu apiloamento. O repique é uma marcação que indica a soma da 
deformação recuperada após o golpe pelas parcelas do solo mais estaca que, 
devidamente interpretada, permite estimar a carga mobilizada da estaca no instante 
da cravação (ALONSO, 1991). 
A obtenção destes sinais pode ser feita ainda através de dispositivos 
mecânicos (registrador de deslocamento dinâmico – RDD), eletrônicos (repicômetro 
eletrônico) ou ópticos (máquina fotográfica e analisador de movimento). O uso 
destes dispositivos é pouco comum, devido à simplicidade e boa confiabilidade na 
obtenção manual desses sinais (GONÇALVES et al., 2007). 
 
Figura 14 – Medida de nega e repique. 
Fonte: GOLÇALVES et al., (2007). 
45 
 
 
 
Figura 15 – Nega e repique elástico para 10 golpes do martelo do bate estaca. 
Fonte: GOLÇALVES et al., (2007). 
Existem diversas fórmulas dinâmicas para medida de nega e repique 
elástico, que podem ser consultadas em GONÇALVES et al., (2007), dentre as mais 
conhecidas estão: Redtenbacher, Engineering News Record, Holandesa, 
Benabencq, Eytelwein, Vierendel, Hiley, Brix, Janbu e Danish. 
A Fórmula Holandesa, que será abordada mais profundamente neste 
trabalho, é umas das mais utilizadas, e admite as seguintes hipóteses para sua 
formulação: a ocorrência de choque inelástico no impacto entre o martelo e a estaca, 
e que imediatamente após a ocorrência do martelo e o topo da estaca, estes se 
separam de tal forma que o peso do martelo não continue auxiliando a penetração 
da estaca no solo. A Fórmula Holandesa fundamenta-se integralmente na teoria do 
choque Newtoniana, embora essa teoria, não se preste a embasar tecnicamente 
problemas relacionados ao fenômeno da cravação de estacas. Esta fórmula ainda 
sugere que seja adotado coeficiente de segurança entre 6 e 12 (6< <12). Diante 
dessas informações, sua fórmula pode ser descrita através da equação: 
 
 
 
 (2.2.9.1) 
46 
 
Onde: 
 = Resistência oferecida pelo solo à penetração da estaca. 
P = Peso do martelo do bate estacas. 
Q = Peso total da estaca quando retirada do sinal de nega. 
h = Altura de queda do martelo do bate estacas. 
e = Penetração final da estaca para o último golpe de martelo (nega). 
 = Coeficiente de segurança a adotar conforme proposto pelos autores. 
 
2.2.10 Blocos de coroamento sobre estacas 
Segundo Rebello (2008) blocos de coroamento sobre estacas são elementos 
maciços de concreto armado, utilizados para transmitir às estacas as cargas de 
fundação e ainda tem a função de absorver os momentos devidos a forças 
horizontais e outras solicitações (Figura 16). Em princípio, pode-se agrupar sob um 
mesmo bloco a quantidade de estacas que forem necessárias, no entanto, quanto 
maior o número de estacas agrupadas menor será a eficiência do conjunto. Um 
conjunto com elevado número de estacas leva a uma perda de eficiência que muitas 
vezes não justifica seu uso. Desta forma a utilização de estacas de maior 
capacidade de carga se torna mais interessante, pois há um ganho eficiência no 
conjunto e uma redução no tamanho do bloco. 
Os blocos de coroamento podem ser considerados rígidos ou flexíveis 
através da análise do seu comportamento estrutural. É caracterizado flexível 
quando o trabalho ao cisalhamento pode ser descrito pelo fenômeno da punção e 
quando o trabalho à flexão ocorre nas duas direções, não sendo possível admitir 
tração na flexão uniformemente distribuída na largura correspondente ao bloco. O 
bloco é considerado rígido nas seguintes circunstâncias: quando as cargas 
transmitidas do pilar para as estacas são essencialmente por bielas de compressão, 
quando o trabalho ao cisalhamento ocorre em duas direções, apresentando ruptura 
por compressão das bielas, e ainda quando o trabalho à flexão ocorre nas duas 
47 
 
direções, mas com trações essencialmente concentradas nas linhas sobre as 
estacas (GONÇALVES et al., 2007). 
Para maiores informações sobre blocos de coroamento sobre estacas e seu 
respectivo dimensionamento, consultar as bibliografias de Oliveira, L.R. (2009) e 
Lopes, G. M. (2011). 
 
Figura 16 - Blocos de coroamento sobre quatro estacas na forma armado (a) e concretado (b). 
Fonte: Geodatha Fundações. Disponível em http://www.geodactha.com.br. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a b
48 
 
3. ESTUDO DE CASO 
O objeto de estudo deste trabalho é a construção de uma Unidade de Pronto 
Atendimento, localizada na cidade de Dois Vizinhos – PR, onde foram executadas 
fundações profundas, em estacas pré-fabricadas de concreto armado vibrado. 
Os dados foram obtidos pelo estudante mediante concessão da empresa 
contratante e executante dos serviços. As identidades dessas empresas serão 
preservadas. 
 
3.1 Características gerais 
A UPA (Unidade de Pronto Atendimento) é uma edificação com área total de 
1206,67 m², que teve o início de sua construção em julho de 2014 e previsão de 
término para agosto de 2015. Suas fundações, objeto de estudo deste trabalho, 
foram finalizadas em novembro de 2014. A estrutura da edificação é de concreto 
armado convencional, alvenaria de vedação com bloco cerâmico, laje pré-fabricada 
e cobertura com telhas de fibrocimento. As Figuras 17 e 18 mostram uma maquete 
eletrônica e vista da obra em execução, respectivamente. 
 
Figura 17 – Unidade de pronto atendimento em perspectiva. 
Fonte: MEP Arquitetura e Planejamento. 
49 
 
 
Figura 18 – Vista aérea da obra em 14/11/2014. 
Fonte: Arquivo pessoal. 
 
3.2 Sondagens e fundações 
Para o projeto das fundações, foram realizadas no terreno sondagens de 
simples reconhecimento de solos com SPT (Standart Penetration Test), sendo 
executados oito furos de sondagem, perfazendo um total de 43,46 m. A locação dos 
furos de sondagem está disponível no “Anexo A”. 
As perfurações foram executadas por percussão, com auxílio de trado e 
circulação de água e revestimento de 63,50 mm de diâmetro interno. As extrações 
das amostras foram feitas de metro em metro, atravésde cravação de um 
amostrador padrão de diâmetro externo de 50,80 mm e diâmetro interno de 34,90 
mm. A resistência à penetração está expressa pelo número de golpes necessários 
para a cravação dos últimos 30 cm do descrito amostrador, mediante a queda de 
uma altura de 75 cm de um martelo padronizado de 65 kg. 
A partir da sondagem realizada, visando atender as solicitações da 
edificação, o projetista estrutural dimensionou a fundação desta obra através da 
cravação de 179 estacas pré-fabricadas de concreto armado, com dimensão de 
23x23 centímetros e comprimento de 6 metros, aliada a blocos de coroamento e 
vigas baldrames. 
50 
 
A justificativa do tipo de fundação escolhida para esta obra está diretamente 
ligada ao tipo de solo presente no local, onde em até um metro de profundidade 
encontra-se uma camada de solo caracterizada de argila pouco siltosa de cores 
variegadas – média. Porém na faixa de um metro até aproximadamente cinco 
metros de profundidade, encontra-se uma camada de solo caracterizada de argila 
pouco siltosa de cores variegadas com matéria orgânica – muito mole, com 
resistência extremamente baixa (Nspt = 1). A partir de cinco metros de profundidade, 
em média, encontra-se um solo de alta resistência, impenetrável a percussão. O 
elevado nível da água, que é de aproximadamente 60 centímetros de profundidade, 
também é fator determinante para a escolha do tipo de fundação. Desta forma, das 
soluções para fundações existentes na engenharia para este tipo de terreno, as 
estacas pré-fabricadas de concreto são as que possuem melhor custo benefício. 
Alguns perfis de sondagem que demonstram as camadas desse solo estão 
disponíveis no “Anexo B”. 
 
3.3 Capacidade de carga das estacas 
A capacidade de duas estacas, correspondentes aos pilares P73 e P89, foi 
aferida através dos métodos estáticos de capacidade de carga Aoki-Velloso (1975) e 
Décourt-Quaresma (1978). 
A escolha dos pilares P73 e P89 é justificada pela proximidade com os furos 
de sondagem SPT realizados no terreno, e são correspondentes aos perfis de 
sondagem SP8 e SP3, respectivamente, disponíveis no “Anexo B”. 
Pilar P73 – Carga: 13 toneladas 130 KN 
• Método de Aoki-Velloso: 
Resistência de ponta ( ): 
 
 
 
 
 = 
 
 
 = 
 
 = 
51 
 
Resistência do atrito lateral ∑ 
 ̅
 
 
 
 ̅ 
 
 ; 
 ∑ 
 ̅
 
 = 
 
 
 = 
Carga admissível ( ̅): ̅ 
 
 
 
 ̅ 
 
 
 ̅ 
 
 
• Método de Décourt-Quaresma: 
Resistência de ponta ( ): = ̅ . k 
 
 ̅ 
 
 
 ; 
 ̅ 
Resistência do atrito lateral ( ): = 
 (
 ̅̅̅̅
 
 ) ; ̅ 
 
 
 
 (
 
 
 ) 
 
 = 
Carga admissível ( ̅): ̅ 
 
 
 
 ̅ 
 
 
 
 
 
 
52 
 
Nota-se que, em ambos os métodos a estaca suportará a carga exercida 
pelo pilar, que é de 130 KN. 
 
Pilar P89 – Carga: 15 toneladas 150 KN 
• Método de Aoki-Velloso: 
Resistência de ponta ( ): 
 
 
 
 
 = 
 
 
 = 
 
 = 
 ∑ 
 ̅
 
 
 
 ̅ 
 
 ; 
 ∑ 
 ̅
 
 = 
 
 
 = 
Carga admissível ( ̅): ̅ 
 
 
 
 ̅ 
 
 
 ̅ 
 
 
• Método de Décourt-Quaresma: 
Resistência de ponta ( ): = ̅ . k 
 
 ̅ 
 
 
 ; 
 ̅ 
53 
 
Resistência do atrito lateral ( ): = 
 (
 ̅̅̅̅
 
 ) ; ̅ 
 
 
 
 (
 
 
 ) 
 
 = 
Carga admissível ( ̅): ̅ 
 
 
 
 ̅ 
 
 
 
 
 
 
Nota-se que, em ambos os métodos a estaca suportará a carga exercida 
pelo pilar, que é de 150 KN. 
 
3.4 Cálculo de nega 
A medida da nega pode ser calculada pela Fórmula Holandesa, onde 
isolando a nega (e) na equação, obtemos: 
 
 
 
 (2.2.9.1) 
• Estaca do pilar P73: 
 
 
 
 
 1,81 cm cada 10 golpes ou 1,81 mm cada golpe. 
 
• Estaca do pilar P89: 
 
54 
 
 
 
 
 1,71 cm cada 10 golpes ou 1,71 mm cada golpe. 
 
3.5 Acompanhamento e controle da execução da cravação 
O acompanhamento e controle da execução da cravação de estacas pré-
fabricadas de concreto são de fundamental importância para a segurança da 
edificação, evitando futuras patologias que possam surgir devido ao não 
cumprimento dos procedimentos de controle descritos pela NBR 6122 (ABNT, 2010), 
os quais serão abordados nesse capítulo. 
 
3.5.1 Recebimento das estacas 
O recebimento das 157 estacas na obra foi feita pelo mestre de obras, onde 
foram verificadas no ato da entrega suas dimensões, integridade, prumo e se 
haviam trincas ou fissuras. Todas as estacas foram aprovadas nesses requisitos. 
Porém o fabricante das estacas não apresentou os resultados de ensaios de 
resistência do concreto nas várias idades, onde deve constar a data de moldagem 
de cada estaca. 
 
3.5.2 Prova de carga estática 
De acordo com a NBR 6122 (ABNT, 2010), em obras as quais o número de 
estacas pré-fabricadas for superior a 100, é obrigatória a execução de provas de 
carga estática, sendo necessária a execução de um número de provas de carga 
igual à no mínimo 1% da quantidade total de estacas, arredondando-se sempre para 
mais. No acompanhamento da execução das fundações, foi constatado o 
descumprimento desta norma, pois a obra possui na sua totalidade 179 estacas pré-
fabricadas, e seriam necessárias, no mínimo, a execução de duas provas de carga, 
a fim de garantir a segurança da edificação. 
 
55 
 
3.5.3 Equipamento bate estacas 
O equipamento de bate estacas utilizado possui martelo do tipo queda livre, 
que é acoplado externamente a sua torre. Seu peso, que é de aproximadamente 30 
KN, está dentro das especificações necessárias. Os componentes de amortecimento 
tiveram um bom desempenho durante a cravação, indicando seu correto 
dimensionamento. O capacete teve um bom encaixe com as cabeças das estacas e 
os cepos e coxins amorteceram satisfatoriamente o impacto entre o capacete e as 
estacas, transferindo-as, a maior energia disponível no sistema. Através desses 
cuidados, não houve a ocorrência de danificação de nenhuma cabeça de estaca. 
 
3.5.4 Medidas da nega e repique elástico das estacas cravadas 
Em nenhum momento, durante o acompanhamento da cravação, verificou-
se a realização da medida de nega e repique elásticopela equipe do bate estacas 
da empresa responsável, ficando apenas a critério da experiência do operador, a 
continuação ou não da cravação. Isso está em desacordo com a NBR 6122 (ABNT, 
2010), que claramente determina que a nega e o repique elástico devem ser 
medidos em todas as estacas, levando em consideração às condições de 
segurança. 
 
3.5.5 Registro de cravação 
Verificou-se a inexistência de registros de cravação, onde é preenchida a 
ficha de controle diária para cada estaca. Segundo a NBR 6122 (ABNT, 2010) o 
preenchimento dessas fichas é obrigatório e deve conter as seguintes informações: 
a) identificação da obra e local, e nome do contratante e executor; 
b) data da cravação e/ou recravação, quando houver; 
c) identificação ou número da estaca, com as datas e horário de início e término 
da cravação; 
d) comprimento cravado e útil das estacas; 
e) composição dos elementos utilizados; 
f) peso do martelo e altura de queda para determinação da nega; 
56 
 
g) suplemento utilizado; 
h) características do pré-furo, quando houver; 
i) intervalo de tempo decorrido na cravação; 
j) características geométricas da estaca; 
k) cotas do terreno e de arrasamento; 
l) características do suplemento utilizado, tipo e comprimento; 
m) desaprumo e desvio de locação; 
n) características e identificação do equipamento de cravação; 
o) negas e repiques ao final de cravação e na recravação, quando houver; 
p) especificação dos matérias e insumos utilizados; 
q) deslocamento e levantamento de estacas por de cravação de estacas 
vizinhas; 
r) observações e anormalidades de execução; 
A figura 19 mostra a heterogeneidade do comprimento das cravações das 
estacas, dado este que deveria estar contido no registro de controle de cravação. 
 
Figura 19 – Estacas cravadas com diferentes comprimentos de cravação. 
Fonte: Arquivo pessoal. 
 
57 
 
3.5.6 Outros procedimentos 
Para a execução da cravação das estacas pré-fabricadas de concreto na 
edificação estudada, não foram utilizados os procedimentos de pré-furação, 
suplementação e emendas de estacas. 
O arrasamento foi feito através de marteletes, com devido cuidado, evitando a 
ocorrência de danos à estaca, resultando em uma seção plana e perpendicular ao 
eixo da estaca. As sobras das estacas não foram aproveitadas, sendo descartadas 
como entulho de construção em local adequado. 
 
3.5.7 Segurança do trabalho 
De acordo com a NR-6: equipamentos de proteção individual (2010) a 
equipe de bate estacas, que é composta geralmente pelo operador do bate estacas, 
ajudante frente de máquina e ajudante geral, deve utilizar obrigatoriamente os 
seguintes equipamentos de proteção individual (EPIs): capacete de segurança, luvas 
de raspa, uniforme, protetores auriculares, óculos de proteção e bota de borracha ou 
com biqueira de aço. Para a função de ajudante frente de máquina também é 
obrigatória à utilização do cinto de segurança tipo trava quedas. 
Verifica-se, na execução da cravação das estacas, que a equipe do bate 
estacas está em desacordo com as normas de segurança, pois não estavam 
utilizando capacetes de segurança, óculos de proteção e uniforme, e o ajudante 
frente de máquina não estava utilizando o cinto de segurança tipo trava quedas. 
Estas irregularidades trazem grandes riscos à segurança da equipe. A execução 
deveria ter sido parada imediatamente e retomada apenas quando essas 
irregularidades fossem sanadas, o que não ocorreu. Na Figura 20 é possível 
observar a execução da cravação das estacas, sem o uso devido dos equipamentos 
de proteção individual por parte da equipe do bate estacas. 
58 
 
 
Figura 20 – Execução da cravação das estacas sem o uso devido dos EPIs. 
Fonte: Arquivo pessoal. 
 
 
 
 
 
 
 
59 
 
4. CONCLUSÕES 
Um projeto de fundações deve apresentar uma escolha criteriosa do tipo 
mais adequado para cada obra ainda na fase de concepção, onde dados 
arquitetônicos, levantamento topográfico planialtimétrico da região, bem como 
locação de cargas e pilares na fundação, tem grande importância. É fundamental 
que se conheça bem o solo onde será executada a obra, através da realização de 
sondagens, porque a capacidade de carga de cada estaca é definida pela 
resistência de atrito lateral do solo-fuste da estaca e resistência de ponta da estaca, 
ambas a resistências estão diretamente dependentes das propriedades do solo. 
Na obra em estudo, a capacidade de carga das estacas foram verificadas 
pelos métodos estáticos de Aoki-Velloso (1975) e Décourt-Quaresma (1978), e 
notou-se que o dimensionamento das estacas, de acordo com a sondagem realizada 
no terreno, foi feito de maneira adequada. 
O equipamento bate estacas, utilizado para a execução da cravação das 
estacas pré-fabricadas de concreto, estava corretamente dimensionado para tal 
função, porém, procedimentos de execução previstos na NBR 6122 (ABNT, 2010) 
não foram realizados da devida forma, principalmente em relação ao controle da 
cravação, onde nenhuma medida de nega e repique elástico foi aferida. Essas 
medidas são fundamentais para se determinar a eficiência da cravação e o 
atendimento à capacidade de carga das estacas. Elas também apontam problemas 
nas estacas durante a cravação, como emendas mal executadas, instabilidade 
lateral e ruptura da estaca. A instabilidade horizontal e desaprumo vertical do bate 
estacas, também podem ser constatadas nas medidas de nega e repique elástico. 
O recalque das fundações é uma das patologias que poderá ser observada 
devido aos problemas anteriormente citados, como a ineficiência da cravação, onde 
as estacas não atingem sua cota de cravação especificada em projeto, e o 
deslocamento lateral das estacas durante o processo de cravação, que pode afetar 
seu desempenho, reduzindo a resistência lateral e provocando danos ao elemento 
estrutural, como esforços de flexão para o qual a estaca não foi dimensionada para 
suportar. 
60 
 
A estaca quando rompida, perde a função estrutural para qual foi 
dimensionada, devendo ser substituída. Quando este problema não é detectado ou 
quando é detectado, porém não há a substituição da estaca e a edificação é 
construída sobre ela, a fundação está sujeita a recalques consideráveis, refletindo os 
problemas para a toda a estrutura. 
Dentre os outros procedimentos que não foram seguidos corretamente, 
destacam-se também a ausência da realização de prova de carga no terreno e o não 
preenchimento dos registros de cravação previstos para cada estaca. 
Caso ocorra alguma patologia de fundação referente à cravação de alguma 
das estacas pré-fabricadas de concreto, o problema pode ser descoberto através da 
análise dos projetos da fundação juntamente com o registro de cravação de cada 
estaca, pois nesses documentos estão contidas todas as informações necessárias 
para a investigação da possível causa do problema. Na obra em análise, não foram 
preenchidos registros de controle de cravação para nenhuma das estacas, o que 
está totalmente em desacordo com NBR 6122 (ABTN, 2010), que prevê o 
preenchimento obrigatório desses registros. 
Durante a cravação das estacas, não houve nenhum acidente de trabalho 
por parte da equipe do bate estacas, porém a negligência do uso dos equipamentos 
de proteção individual era nítida, o que está em desacordo com a NR-6: 
equipamentos de proteção individual (2010). 
Através dessas falhas no controle da execução, torna-se duvidosa a eficácia 
da fundação em receber os futuros esforços provenientes da edificação a ser 
construída, passível esta de patologias, caso não tenha sido adequada à cravação 
das estacas pré-fabricadas de concreto. 
Cabe à empresaexecutora da fundação, melhorias urgentes para sua 
adequação às normas brasileiras, tanto na questão da execução de fundações, 
quanto na segurança do trabalho, e é responsabilidade da empresa contratante do 
serviço, a exigência do cumprimento dessas normas, a fim de preservar a qualidade 
da obra. 
 
61 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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Geotecnia. Manual de Especificações de Produtos e Procedimentos. São Paulo: 
Pini, 3ª Ed., 2004. 
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2004. 
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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCINCAS. NBR 6118: projeto de 
estruturas de concreto - Procedimento. Rio de Janeiro, 2014. 
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execução de estruturas de concreto pré-moldado. Rio de Janeiro, 2006. 
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62 
 
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NORMA REGULAMENTADORA. NR-6: equipamentos de proteção individual. Rio 
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OLIVEIRA, L.R. Diretrizes para projetos de blocos de concreto armado sobre 
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Teoria e Prática. Ed. Pini, 1ª. Ed., 1998, p 221 a 226. 
 
 
 
 
 
 
63 
 
ANEXO A 
 Locação dos furos de sondagem 
 
 
 
64 
 
ANEXO B 
 Perfil de sondagem correspondente ao furo SP3 
 
 
 
 
65 
 
 
 Perfil de sondagem correspondente ao furo SP8