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- Atingida a camada desejada, o tubo é preso e a bucha expulsa por golpes de pilão e fortemente socada contra o terreno, de maneira a formar uma base alargada;
- Uma vez executada a base e colocada a armadura, inicia-se a concretagem do fuste, em camadas fortemente socadas, extraindo-se o tubo à medida da concretagem, tendo-se o cuidado de deixar no mesmo uma quantidade suficiente de concreto para impedir a entrada de água e de solo (Figura 3.14).
Figura 3.14: Estaca Franki
As estacas tipo Franki apresentam grande capacidade de carga e podem ser executadas a grandes profundidades, não sendo limitadas pelo nível do lençol freático. Seus maiores inconvenientes dizem respeito à vibração do solo durante a execução, área necessária ao bate-estacas e possibilidade de alterações do concreto do fuste, por deficiência do controle. Sua execução é sempre feita por firma especializada (BRITO, 1987).
Em situações especiais, sobretudo em zonas urbanas, pode-se atravessar camadas resistentes em que as vibrações poderiam causar problemas com construções vizinhas, por meio de perfuração prévia ou cravando-se numa primeira etapa o tubo com a ponta aberta e desagregando-se o material com a utilização de uma ferramenta apropriada e água (ALONSO, 1979).
No caso de existir uma camada espessa de argila orgânica mole saturada, a concretagem do fuste pode ser feita de duas maneiras:
- crava-se o tubo até terreno firme, enche-se o mesmo com areia, arranca-se o tubo e torna-se a cravá-lo no mesmo lugar. Deste modo, forma-se uma camada de areia que aumentará a resistência da argila mole e protegerá o concreto fresco contra o efeito de estrangulamento;
- após a cravação do tubo, execução da base e colocação da armação, enche-se inteiramente o mesmo com concreto plástico (slump de 8 a 12 cm) e em seguida o mesmo é retirado de uma só vez com auxílio de um equipamento vibrador acoplado ao tubo. A este processo executivo dá-se o nome de estaca Franki com fuste vibrado (ALONSO, 1979).
CONTROLE DE EXECUÇÃO
- locação do centro das estacas;
- profundidade de cravação/escavação;
- verticalidade do tubo e de sua retirada da camisa, para não haver estrangulamento do fuste;
- velocidade de execução;
- armação das estacas;
- nega;
- cota de arrasamento da cabeça da estaca;
- altura de queda do pilão;
- volume de concreto empregado na execução do bulbo.
3.11 Estacas Raiz
É uma estaca de pequeno diâmetro concretada “in loco”, cuja perfuração é realizada por rotação ou rotopercussão, em direção vertical ou inclinada. Essa perfuração se processa com um tubo de revestimento e o material escavado é eliminado continuamente, por uma corrente fluida (água, lama bentonítica ou ar) que introduzida através do tubo refluí pelo espaço entre o tubo e o terreno.
- para contenção lateral de escavações;
- em locais onde haja necessidade de ausência de ruídos ou de vibrações;
- quando são expressivos os esforços horizontais transmitidos pela estrutura às estacas de fundação (muros de arrimo, pontes, carga de vento, etc.);
- quando existe esforço de tração a solicitar o topo das estacas (ancoragem de lajes de subpressão, pontes rolantes, torres de linha de transmissão, etc.).
3.12 Estacas Escavadas e Barretes
Estaca escavada, também chamada de estacão, é aquela com seção circular, executada por escavação mecânica com equipamento rotativo, utilizando lama bentonítica e concretada com uso de tremonha.
A estaca barrete possui seção retangular, executada por escavação com guindaste acoplado com "clamshell" , também utilizando lama bentonítica e concretada com uso de tremonha.
Segundo a FUNDESP (1987), a lama bentonítica é constituída de água e bentonita, sendo esta última uma rocha vulcânica, onde o mineral predominante é a montimorilonita. No Brasil, existem jazidas de bentonita no Nordeste (Bahia e Rio Grande do Norte). Trata-se de um material tixotrópico que em dispersão muda seu estado físico por efeito da agitação (em repouso é gelatinosa com ação anti-infiltrante; agitada fluidifica-se). Seu efeito estabilizante é eficaz quando a pressão hidrostática da lama no interior da escavação é superior à exercida externamente pelo lençol e a granulometria do terreno é tal que possa impedir a dispersão da lama.
A coluna de lama exerce sobre as paredes da vala uma pressão que impede o desmoronamento, formando uma película impermeável denominada "cake" , a qual dispensa o uso de revestimentos.
A lama bentonítica é preparada em uma instalação especial denominada central de lama, onde se faz a mistura da bentonita (transportada em pó, normalmente embalada em sacos de 50 kg) com água pura, em misturadores de alta turbulência, com uma concentração variando de 25 a 70 kg de bentonita por metro cúbico de água, em função da viscosidade e da densidade que se pretende obter. Na central há um laboratório para controle de qualidade (parâmetros exigidos pela Norma Brasileira de Projeto e Execução de Fundações NBR 6122).
De acordo com a FUNDESP (1987), os processos de execução usuais das estacas escavadas e dos barretes podem ser divididos nas seguintes operações básicas: escavação do terreno com preenchimento da perfuração com lama bentonítica, colocação da armadura (quando necessária) e concretagem submersa.
Para estaca escavada, o equipamento de escavação consta essencialmente de uma mesa rotativa que aciona uma haste telescópica ( "kelly-bar" ) que tem acoplada em sua extremidade inferior a ferramenta de perfuração, cujo tipo varia em função da natureza do terreno a perfurar: trado, caçamba ou coroa (Figura 3.16). À medida que penetra no solo por rotação, a ferramenta se enche gradualmente e, quando cheia, a haste é levantada e a ferramenta automaticamente esvaziada por força centrífuga (trado) ou por abertura do fundo (caçamba).
A mesa rotativa ou perfuratriz, normalmente instalada em um guindaste de esteiras, é acionada por um motor diesel e transmite, por meio de um redutor, o movimento rotatório à haste telescópica. A mesa também é dotada de uma central hidráulica que comanda o "pull down" da haste telescópica para dar maior penetração à ferramenta de perfuração. As manobras da mesa são controladas pelo operador do guindaste que aciona um cabo de aço para descida e subida da haste telescópica.
No caso da estaca barrete, geralmente utiliza-se um equipamento de escavação denominado "clamshell" mecânico (Figura 3.19) ou hidráulico, com descida livre (cabo) ou com haste de guia ( "kelly" ) que permite uma melhor condição de verticalidade da estaca. As demais técnicas executivas (uso de lama bentonítica, colocação da armadura e concretagem submersa) são substancialmente idênticas às das estacas escavadas.
As estacas escavadas e barretes possuem as seguintes características vantajosas:
- rápida execução; capacidade de suportar cargas elevadas;
- o solo fica livre de deformações, inclusive nas vizinhanças da obra, visto que não há vibração; não é capaz de afetar estruturas vizinhas;
- o comprimento das estacas é grande e pode ser muito variável (até 45 m, com cargas até 10.000 kN usualmente), além de prontamente alterado conforme conveniência, de furo para furo do terreno;
- o solo, à medida que se escava, pode ser inspecionado e comparado com dados de investigação do local, fazendo um feedback (realimentação) para o projeto de fundações;
- a armadura não depende do transporte ou das condições de cravação;
- importante quando há solo de grande dureza, que seria capaz de danificar estacas que fossem cravadas ou quando o volume de trabalho é menor e não compensa montagem de aparelhagem mais complexa (bate-estaca).
Para o barrete, pode-se acrescentar vantagens que sua seção não circular (escavada com "clamshell" ) pode representar no "layout" do edifício. Os pilares que saem do barrete podem ser alargados em uma direção, se encaixando melhor nos pavimentos de garagem, quando o espaço é restrito.
Por outro lado, as estacas escavadas e barretes possuem as seguintes desvantagens:
Figura 3.18: Concretagem submersa
Figura 3.19: Clam-shell
- os métodos de escavação podem afofar solos arenosos ou pedregulhos, ou transformar rochas moles em lama, como o calcário mole ou marga;
- necessidade de local nas proximidades para deposição de solo escavado;
- susceptíveis a estrangulamento da seção em caso de solos compressíveis;
- dificuldade na concretagem submersa, pois há impossibilidade de verificar e inspecionar posteriormente o concreto; falta de confiança que oferece o concreto fabricado in situ (quando for o caso); depois de pronta a estaca, nunca se sabe como os materiais nela se encontram;
- entrada de água pode causar danos ao concreto, caso não tenha ainda ocorrido a pega; a água subterrânea pode lavar o concreto ou pode reduzir a capacidade de carga da estaca por alteração do solo circundante; quando a estaca fica abaixo do lençol freático e a vedação inferior da estaca depender apenas do concreto, este deve ser compacto e impermeável (concretos com baixa relação água/cimento); também deve-se tomar cuidado com possíveis ataques de agentes químicos da água e do solo sobre o concreto.
CONTROLE DE EXECUÇÃO
- locação do centro da estaca;
- profundidade de escavação;
- velocidade de concretagem e ascenção da tremonha;
- colocação da armadura.
4. ARRASAMENTO DE ESTACA
Há necessidade de se preparar a cabeça das estacas para sua perfeita ligação com os elementos estruturais. O concreto da cabeça da estaca geralmente é de qualidade inferior, pois ao final da concretagem há subida de excesso de argamassa, ausência de pedra britada e possibilidade de contaminação com o barro em volta da estacas. Por isso, a concretagem da estaca deve terminar no mínimo 20 cm acima da cota de arrasamento.É uma operação manual com auxílio de um ponteiro e marreta e o sentido do corte deve ser de baixo para cima. A Figura 4.1 ilustra esta operação.
BIBLIOGRAFIA
__________, Notas de Aula, Fundações. PCC 435. São Paulo, EPUSP, s.d..
ALONSO, Urbano Rodriguez. Fundações e infraestruturas-palestras. São Paulo, Estacas Franki Ltda.,1979.
APEMOL - Associação Paulista de Empresas Executoras de Estacas Moldadas no Local - Sistema Strauss. Especificação da execução de estacas tipo Strauss. São Paulo, APEMOL, s.d..
AZEREDO, Hélio Alves de. O Edifício Até sua Cobertura. São Paulo. Ed. Edgar Blucher Ltda.,1977.
BRITO, José Luis Wey de. Fundações do edifício. São Paulo, EPUSP, 1987.
ESTACAS FRANKI LTDA.,Catálogo. Rio de Janeiro, Estacas Franki Ltda., s.d..
FABIANI, Breno. Fundações. s.d..
FUNDESP- Fundações, Indústria e Comercio S/A.. Catálogo. São Paulo, Fundesp, 1987.
NACIONAL - Engenharia de Fundações e Solos Ltda. Tecnologia em estacas do tipo raiz. São Paulo, Nacional, s.d..
SCAC - Sociedade do Concreto Centrifugado S.A.. Estacas - elementos técnicos. São Paulo, SCAC, s.d..V.2.
