estacas pré moldadas

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UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
ESTACAS PRÉ-FABRICADAS DE AÇO
Carolina Rodrigues de Oliveira – RA: 20679514
Daniel da Silva Bezerra – RA: 20770572
Douglas Benega Pimenta - RA: 20794702
 Henrique da Silva Cortez – RA: 20883476
Igor Amendoeira – RA: 20766852
Natália Souza da Conceição – RA: 20871787
Richelle Rodrigues Martins – RA: 20798616
Victor dos Santos Carneiro – RA: 20856217
SÃO PAULO
2016
UNIVERSIDADE ANHEMBI MORUMBI
ESTACAS PRÉ-FABRICADAS DE AÇO
 
Trabalho sobre estacas pré-fabricadas em aço.
Na disciplina Pratica das Construções, no curso de Engenharia Civil, na Anhembi Morumbi.
 Profª. Mestre Cynthia Barbieri Diezel Munhoz.
SÃO PAULO
2016
RESUMO
 Este trabalho tem como objetivo abordar os tipos de estacas pré-fabricadas de aço, a definição, as aplicações, os métodos de cravação e as vantagens e desvantagens deste método de execução de fundações.
Palavra-chave: Estaca de aço.
Sumário
1.	Introdução	5
2.	Definição	5
3.	Tipos	5
	Perfil H laminado e soldado	5
	Perfil duplo I laminado	5
	Tubos de aço	5
4.	Aplicações	5
5.	Métodos de cravação	6
	Bate estaca e martelo de queda livre	7
	Martelo hidráulico vibratório	7
6.	Vantagens	7
7.	Desvantagens	8
8.	Bibliografia	8
1. 
Introdução
As estacas metálicas enquadram-se na categoria das estacas de deslocamento, caracterizadas por sua introdução no terreno através de processo que não promova a retirada de solo. 
2. Definição
As estacas são elementos de fundação profunda executadas por equipamentos e ferramentas, podendo serem cravadas ou perfuradas, caracterizadas por grandes comprimentos e seções transversais pequenas. Elas podem ser constituídas por um único elemento estrutural (aço, madeira e concreto) ou pela associação de dois desses elementos (e não mais do que dois). 
3. Tipos
Produzidas industrialmente, são constituídas por peças de aço laminado ou soldado tais como perfis de seção I e H, tubos de chapas dobradas de seção circular, quadrada e retangular. Podem ser preenchidos de concreto ou não, no caso de preenchimento de concreto ela passa a ser uma estaca mista. Ou trilhos reaproveitados após sua remoção de linhas férreas, quando perdem sua utilização por desgaste, os quais possuem uma ótima utilização como elemento de fundação profunda. Podem ser utilizados isoladamente ou conjugados.
Obs: Sendo que o comprimento de cada tipo varia de acordo com a necessidade do projeto e capacidade do equipamento de cravação, tendo a opção de emendas através de solda quando necessário.
Sendo em:
· Perfil H laminado e soldado: são as estacas mais utilizadas, uma vez que apresentam mesma inércia nas duas direções principais, além de fácil penetração na cravação. 
· Perfil duplo I laminado, soldado dois a dois: são bastantes comuns e apresentam características semelhantes aos perfis H. 
· Tubos de aço: apresentam espessura de parede acima de 5mm podendo ser cravados com ou sem ponteira.
Figura 1 - Estaca em perfil H
Figura 2 - estaca em perfil I
Figura 3 - Estacas em tubo circular
4. Aplicações
Estacas de aço são geralmente utilizadas em fundações e contenções, e especialmente quando se deseja atingir profundidades muito elevadas. Por serem de aço devem ser retilíneas e uma vez cravadas em terreno natural dispensam tratamento especial, independentemente do nível d'água. No caso de trechos com materiais agressivos ao aço, é obrigatória a proteção, encamisamento de concreto, pintura epoxy, proteção catódica, etc.
Devem resistir à corrosão pela própria natureza do aço ou por tratamento adequado, porém dispensam tratamento se estiverem inteiramente enterradas em terreno natural.
As estacas podem ser de perfis laminados, perfis soldados, simples ou múltiplos, tubos de aço, de chapa dobrada, e trilhos metálicos. As emendas podem ser soldadas, talas de junção ou talas aparafusadas. 
Geralmente, é usual cortar o seu topo danificado após o término da cravação. No caso de estacas submetidas a tração, deve-se soldar uma armadura de forma a transmitir os esforços à estaca. 
Em casos de penetrações elevadas, dada a pequena seção das estacas metálicas, ou ainda comportamentos não previstos pelas sondagens, interromper a cravação e após alguns dias verificar o efeito de "recuperação", ou se necessário executar provas de carga. 
Para estacas de aço, a relação entre o peso do martelo e o peso da estaca deve ser a maior possível, e no mínimo em torno de 1.0. Quando a cota de arrasamento estiver abaixo do plano de cravação, pode-se utilizar o suplemento (prolonga, noiva, etc.), que funciona como "guia" e é sacado após o término da cravação. O suplemento absorve parte razoável da energia de cravação, e são maiores as possibilidades de a estaca ser deslocada de sua posição. O seu uso deve ser restrito até 2,50 m, caso não sejam previstos recursos especiais. A utilização do suplemento deve ser prevista no cálculo da estaca, que no caso de terrenos variáveis, em que a estaca não atingir terreno satisfatório, pode ocorrer a perda da estaca.
Figura 4 - contenção com uso de estacas de aço
5. Métodos de cravação
A cravação das estacas pode ser feita por percussão, prensagem ou vibração. A escolha do equipamento deve ser feita de acordo com o tipo, dimensão da estaca, características do solo, condições de vizinhança, características do projeto e peculiaridades do local. A cravação por percussão é o processo mais utilizado, utilizando-se para tanto pilões de queda-livre ou automáticos, já a de prensagem é mais indicada em obras onde se evita vibrações e a de vibração é utilizado o martelo de vibratório. 
As estacas metálicas podem ser cravadas com a utilização de martelos de queda livre, martelos hidráulicos, martelos a diesel, martelos pneumáticos e martelos vibratórios. A escolha de um ou outro martelo depende, principalmente, das características do solo, do comprimento da estaca e do nível de barulho e vibração. Da boa escolha do martelo resultará um melhor desempenho do processo de cravação, em particular quanto às vibrações e ao barulho que, hoje em dia em centros urbanos, acabam sendo a condicionante para a escolha do tipo de estaca e, quando cravada, do tipo de martelo.
(Escolhidas de acordo com o tipo, dimensão da estaca, características do solo, condições de vizinhança, características do projeto e peculiaridades do local)
Figura 5 - execução da fundação com estaca de aço
· Bate estaca e martelo de queda livre
O bate-estaca é um equipamento utilizado para execução de fundações profundas em grandes construções, método no qual se finca estacas no solo, que podem ser pré-moldadas em concreto, madeira, metálicas, e outros materiais.
Estes equipamentos constituem-se basicamente de uma torre que eleva o bate-estaca (que pode ser um peso que cai na estaca por gravidade, ou um martelo hidráulico) com vista a cravar a estaca no solo.
No primeiro caso, há um cabo que eleva a cabeça, acionado por um guincho, e no segundo uma bomba hidráulica que injeta o óleo no circuito, fazendo a cabeça subir e baixar.
Bate estaca e martelo de queda livre são iguais, já o martelo hidráulico é mais moderno e acelera o processo.
Figura 6 - bate estaca
Figura 7 - funcionamento do bate estaca
· Martelo hidráulico vibratório
Por meio de vibrações em alta frequência, este equipamento hidráulico permite a cravação e extração de estacas (concreto, perfis, vigas, tubos e estacas-prancha).
Normalmente é operado suspenso por um guindaste ou montado como implemento no braço de escavadeiras hidráulicas.
Figura 8 - martelo hidráulico vibratório
6. Vantagens
· Inexistência de vibração quando se implantam os perfis por meio de percussão ou por técnicas modernas tais como a perfuração com equipamentos de hélice contínua. Nesse caso, substituem-se com muita vantagem as gaiolas de armação por uma peça estrutural de aço, tendo como resultadoa consequente diminuição de mão-de-obra e agilização dos serviços.
· Possibilidade de cravação em solos de difícil transposição, sem o inconveniente do levantamento de estacas vizinhas já cravadas (como ocorre em estacas pré-moldadas de concreto e Franki) e sem perdas de estacas quebradas.
· Resistência a esforços elevados de tração, na mesma grandeza de cargas de compressão, e de flexão; além de trabalharem cargas horizontais e cargas combinadas.
· Possibilita o tratamento para reduzir o efeito do “atrito negativo”.
· Disponibilidade no mercado de grande número de bitolas possibilitando a otimização entre as cargas atuantes e as cargas resistentes;
· Maior facilidade de manuseio e armazenamento devido ao menor peso e volume das peças quando comparados com os elementos pré-moldados de concreto (Obs.: O peso específico do concreto é menor do que o do aço);
· Redução das perdas devido à inexistência de quebras (Maior limite de plasticidade do que estacas de concreto);
· Facilidade de emenda (através da solda nos topos) e corte;
· Podem ser reaproveitadas (possibilita utilização em estruturas temporárias);
· Provocam pequeno deslocamento do solo (perturbação do solo durante a cravação é pequena).
Uma área na qual as estacas metálicas são muito utilizadas é nos reforços de fundações de estruturas existentes, pois podem atingir profundidades elevadas, cravando-se pequenos pedaços de trilhos simples ou compostos, emendados de topo por solda. A solda precisa ter reforço de talas metálicas para enrijecer as juntas, que caracterizam um ponto fraco da estaca se não for bem executada.
7. Desvantagens
· Alto custo se comparadas às estacas pré-moldadas de concreto, estacas tipo Franki e estacas Strauss;
· Poucos fornecedores;
· Necessita (às vezes) de proteção contra corrosão;
Obs.: Embora seja relativamente elevado o custo das estacas metálicas comparado com de outros tipos de estaca, em várias situações a utilização das mesmas se torna economicamente viável, pois podem atender a várias fases de construção da obra além de permitir uma cravação fácil, provida de baixa vibração, trabalhando bem à flexão e não tendo maiores problemas quanto à manipulação, transporte, emendas ou cortes. 
8. Bibliografia
<http://www.escolaengenharia.com.br> Acesso em 11 de março de 2016
<http://wwwo.metalica.com.br > Acesso em 11 de março de 2016
<http://www.solonet.eng.br> Acesso em 11 de março de 2016
< http://www.tecgeo.com.br> Acesso em 11 de março de 2016
< http://www.fundasolos.com.br> Acesso em 11 de março de 2016
< https://www.passeidireto.com> Acesso em 11 de março de 2016
<http://czm.com.br> Acesso em 11 de março de 2016
< http://wwwo.metalica.com.br> Acesso em 11 de março de 2016
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