ESTACAS RAIZ

Prévia do material em texto

2
Henrik Gabriell Mendes Mesquita
Ana Carolina Santos Vieira
ESTACAS RAIZ
Montes Claros – MG
2020-4
Henrik Gabriell Mendes Mesquita
Ana Carolina Santos Vieira
ESTACAS RAIZ
Trabalho apresentado como exigência parcial para a disciplina fundações I, no curso de Engenharia Civil das faculdades PROMINAS, sob a orientação da professora Bruna.
Montes Claros – MG
2020-4
ESTACAS RAIZ
Autor: Henrik Gabriell Mendes Mesquita
Autor: Ana Carolina Santos Vieira
1 INTRODUÇÃO
1.1 SOBRE AS ESTACAS RAIZES
A estaca raiz é uma estaca escavada que integra o grupo de estacas utilizadas em fundações profundas, podendo atingir profundidade maior que 50 metros e com diâmetro de 80 a 500 mm, tanto em solo como em rochas.
É uma estaca argamassada “in loco”, ou seja, é produzida no canteiro de obras, diretamente no local designado no projeto de fundações. Caracteriza-se por perfuração rotativa ou rotopercussiva e por apresentar elevada tensão de trabalho ao longo do fuste (coluna que liga a base e o topo) que é inteiramente armado em todo seu comprimento.
As estacas escavadas, são estacas em que, com o auxílio de fluido estabilizante (lama bentonítica ou polímero sintético) ou não, são feitas perfurações no terreno, retirando o material (solo ou rocha) para que posteriormente sejam preenchidas com argamassa.
Essas estacas são as principais substitutas dos tubulões sob ar comprimido.
Para a execução da estaca raiz, utiliza-se tubos de revestimento metálico integralmente em todo o trecho do solo após a escavação, pois em solos mais arenosos (ou até mesmo pouco argilosos) pode ocorrer desmoronamento. Esses tubos metálicos são recuperados após o preenchimento da estaca com argamassa cimento-areia e da fixação da armadura.
A argamassa utilizada é adensada com o auxílio de pressão, normalmente dada por ar comprimido.
No início de sua utilização, as estacas raiz eram empregadas apenas em contenção de encostas, devido à possibilidade de executá-la inclinada. Posteriormente, em reforços de fundação de antigas edificações de pequeno porte, onde o acesso de equipamento era restrito, favorecendo então, equipamentos de pequeno e médio porte movidos a eletricidade e que não eram barulhentos e nem movidos a motor de explosão.
Em seguida, começaram a ser utilizadas em fundações normais, pois possuem a vantagem de não causar vibrações, permitindo o uso em qualquer situação de obra. Podem ser utilizadas também em torres de linhas de transmissão, plataformas de petróleo, em terrenos onde é necessário a perfuração de matacões e blocos de concreto e quando houver necessidade de engaste da estaca com topo rochoso.
2. DESENVOLVIMENTO
2.1 EQUIPAMENTOS E MATERIAIS
Os equipamentos necessários para a execução da estaca raiz são: 
• Perfuratriz 
• Bomba 
• Tubo metálico 
• Tubo de injeção 
• Misturador; 
• Tanque de água; 
• Bomba injetora. 
Já os materiais empregados necessários para a execução da estaca raiz são:
• Cimento; 
• Areia; 
• Água; 
2.2 METODOLOGIA EXECUTIVA 
O processo de execução da estaca raiz é dividido em três etapas que seguem a seguir: 
2.2.1 PERFURAÇÃO 
É efetuado pelo sistema rotativo ou roto-percussivo, utilizando um tubo de revestimento em cuja extremidade é acoplada uma coroa de perfuração adequada às características geológicas da obra. No caso de ser necessário atravessar camadas de concreto, matacões ou rocha, utiliza-se martelo de fundo com “bits” acoplado a hastes com diâmetro inferior ao diâmetro interno do tubo de revestimento. Caso seja necessário dar continuidade à perfuração com revestimento, utiliza-se sapata para efetuar o alargamento do furo no material impenetrável. 
O material proveniente da perfuração é eliminado continuamente pelo refluxo do fluído de perfuração através do interstício criado entre o tubo de revestimento e o solo, devido à diferença existente entre diâmetros (Ø coroa > Ø tubo), lubrificando ainda a coluna e facilitando a descida do tubo. 
A perfuração pode-se dar também internamente a uma camisa metálica cravada até o impenetrável, tendo a finalidade de criar um elo de ligação dessa camisa com a rocha através de um pino ou furo feito com martelo de fundo (down the hole). 
2.2.2 ARMAÇÃO 
Concluída a perfuração da estaca com a inclinação e profundidade previstas, procede-se à colocação da armadura que tem o comprimento do fuste da mesma. 
A armadura pode ser constituída por monobarra ou feixe de aço; várias barras de aço com estribo helicoidal formando uma “gaiola”, tubo metálico, ou ainda uma mescla dessas alternativas. 
Para estaca raiz à compressão, o transpasse das diversas seções feito por simples sobreposição e para estaca à tração utiliza-se de preferência solda ou luva roscada.
 Pode ainda absorver esforços horizontais que provocam esforços de compressão e tração no fuste se a estaca for inclinada e de flexão se ela for executada na vertical. Nesse caso, deve ser utilizada armadura periférica para resistir a esforços ou empuxos horizontais. 
Ressalve-se ainda que, em função do diagrama de atrito lateral, a seção da armadura ao longo do fuste pode ser variável.
2.2.3 CONCRETAGEM 
A concretagem é efetuada sob pressão, rigorosamente controlada e variável entre 0,0 a 0,4 MPa (dependendo do tipo do solo), utilizando-se uma argamassa de elevada resistência, obtida pela mistura de areia peneirada e cimento, na proporção de 600 Kg de cimento para 1 m3 de areia, com fator água/cimento entre 0,4 a 0,6 considerando-se as características da areia empregada. 
Inicialmente, coloca-se o tubo de concretagem até o fundo da perfuração lançando a argamassa de baixo para cima, garantindo-se a troca do fluído de perfuração pela argamassa. Estando toda perfuração preenchida com argamassa, colocase um tampão no topo do revestimento precedendo-se a retirada do mesmo com o emprego de um extrator hidráulico e, concomitantemente executa-se a injeção de ar comprimido que é controlado para evitar deformações excessivas do terreno, garantindo a integridade do fuste e também a perfeita aderência da estaca com terreno. 
Essas operações são repetitivas, e deve-se adicionar argamassa para o complemento preenchimento do tubo visando o seu nível sempre acima da coroa de perfuração. A retirada do revestimento poderá ser executada também com o próprio equipamento de perfuração. 
Ressalva-se, que a pressão do ar aplicada é determinada pela absorção do terreno e deve também evitar a laminação da argamassa aplicada. Procedendo-se como acima, é permitido no dimensionamento estrutural da estaca considerar a resistência da argamassa, reduzindo sensivelmente a armadura necessária e obtendo um custo final menor. 
Nos casos de estacas metálicas perdidas, a concretagem segue o mesmo procedimento, não tendo a necessidade de compressão, pois o suporte e o contato são a própria camisa, não havendo deformação nenhuma.
Salienta-se, que para estacas com perfuração através de estruturas existentes, a solidarização, estaca/estrutura é imediata após a concretagem, praticamente não provocando esforços na estrutura enquanto se processa a transferências do carregamento, devido à baixa deformação necessária para a absorção da carga de trabalho pelas estacas. 
2.3 TABELAS PARA DIMENSIONAMENTO
	Estacas Raiz
	
 
 
 
	
 
 
 
	
	Sugestão para determinação da capacidade de carga de estacas raiz
	 
 
	Aplicação do método proposto
	 
	 
Cálculo da capacidade de carga da estaca raiz E2. A partir da profundidade de 11,50m foi possível aplicar uma pressão de injeção de 2 kg/cm².
 
	 
	
	
	Verificação prática do método de cálculo
	
 
	
2.4 APLICAÇÕES 
• Equipamentos industriais; 
• Reforço de fundações; 
• Contenção de encostas; 
• Locais com restrição de pé direito ou dificuldade de acesso para equipamentos de grande porte; 
• Situações nas quais a execução não possa provocar vibrações; 
• Em casos onde é preciso atravessar matacões ou blocos de concreto. 
2.5 VANTAGENS 
• As estacas-raiz suportam grandes cargas de compressão e de tração; 
• Podem atingir grandes profundidades;• Pode ser executado tanto em solo quanto em rocha e não provoca ruídos e vibrações; 
• Podem ser executadas com maiores inclinações (0 à 90º); 
• Reforço de fundações;
• Chegam a lugares de difícil acesso. 
2.6 DESVANTAGENS 
• O Custo elevado; 
• Alto consumo de cimento; 
• Alto consumo de ferragens. 
• Impacto ambiental: 
• Desperdício de água; 
• Obra alagada devido ao consumo excessivo de água;
4 CONCLUSÃO
Este tipo de fundação é de simples execução e muito útil para os dias de hoje. Além de sua importância no reforço de fundações, está sendo cada vez mais utilizado nos grandes centros urbanos, devido à facilidade de mobilização e um maior conforto para as edificações vizinhas por conta de seu método de produção.
A execução com menos choques ou vibrações, a maior possibilidade de vencer obstáculos como blocos de rocha, e a utilização de equipamentos de pequeno porte, possibilitam o trabalho em ambientes restritos. Com a modernização dos equipamentos de execução, é possível projetar estacas com capacidade de carga à compressão de até 200 tf, dependendo do diâmetro final delas. Esse tipo de sistema pode ser executado na vertical ou em posição inclinada e permite alcançar profundidades de até 60 m.
Bibliografia
• http://www.estacaraiz.com.br/estacas_raiz.html 
• http://www.scribd.com/doc/22537721/ESTACAS-RAIZ 
• http://www.estacas.com.br/geofix2009/servicos/estacas-raiz/introducao.html
• https://www.escolaengenharia.com.br/estaca-raiz/
•https://www.aecweb.com.br/revista/materias/estacas-raiz-sao-opcao-de-fundacao-para-diferentes-situacoes-e-solos/19437
QUESTIONÁRIO
1) CITE 3 VANTAGENS E 3 DESVANTAGENS NA UTILIZAÇÃO DAS ESTACAS RAIZES EM FUNDAÇÕES.
• As estacas-raiz suportam grandes cargas de compressão e de tração; 
• Podem atingir grandes profundidades; 
• Pode ser executado tanto em solo quanto em rocha e não provoca ruídos e vibrações
2) QUAL A IMPORTÂNCIA DA ESTACA RAIZ E POR QUAL MOTIVO ELA É A MAIS RECOMENDADA EM FUNDAÇÕES DE OBRAS NOS GRANDES CENTROS URBANOS?
Possui grande importância no reforço de fundações, está sendo cada vez mais utilizado nos grandes centros urbanos, devido à facilidade de mobilização e um maior conforto para as edificações vizinhas por conta de seu método de produção.
3) CITE E DISCORRA SOBRE AS ETAPAS DO PROCESSO DE EXECUÇÃO DAS ESTACAS RAIZ.
PERFURAÇÃO 
É efetuado pelo sistema rotativo ou roto-percussivo, utilizando um tubo de revestimento em cuja extremidade é acoplada uma coroa de perfuração adequada às características geológicas da obra.
ARMAÇÃO 
Concluída a perfuração da estaca com a inclinação e profundidade previstas, procede-se à colocação da armadura que tem o comprimento do fuste da mesma. 
A armadura pode ser constituída por monobarra ou feixe de aço; várias barras de aço com estribo helicoidal formando uma “gaiola”, tubo metálico, ou ainda uma mescla dessas alternativas. 
CONCRETAGEM
A concretagem é efetuada sob pressão, rigorosamente controlada e variável entre 0,0 a 0,4 MPa (dependendo do tipo do solo), utilizando-se uma argamassa de elevada resistência, obtida pela mistura de areia peneirada e cimento. 
Inicialmente, coloca-se o tubo de concretagem até o fundo da perfuração lançando a argamassa de baixo para cima, garantindo-se a troca do fluído de perfuração pela argamassa. Estando toda perfuração preenchida com argamassa, coloca-se um tampão no topo do revestimento precedendo-se a retirada do mesmo com o emprego de um extrator hidráulico e, concomitantemente executa-se a injeção de ar comprimido que é controlado para evitar deformações excessivas do terreno, garantindo a integridade do fuste e também a perfeita aderência da estaca com terreno. 
4) COMO É REALIZADO O ADENSAMENTO DA ARGAMASSA UTILIZADA NO PREENCHIMENTO DAS ESTACAS RAIZ?
Estando toda perfuração preenchida com argamassa, coloca-se um tampão no topo do revestimento precedendo-se a retirada do mesmo com o emprego de um extrator hidráulico e, concomitantemente executa-se a injeção de ar comprimido que é controlado para evitar deformações excessivas do terreno, garantindo a integridade do fuste e a perfeita aderência da estaca com 
o terreno.
5) O QUE SÃO ESTACAS ESCAVADAS E COMO ELAS SE CARACTERIZAM?
As estacas escavadas, são estacas em que, com o auxílio de fluido estabilizante (lama bentonítica ou polímero sintético) ou não, são feitas perfurações no terreno, retirando o material (solo ou rocha) para que posteriormente sejam preenchidas com argamassa. Essas estacas são as principais substitutas dos tubulões sob ar comprimido.