Cat. H.lice 98 - geofix fundações
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Obra: Av. Zachi Narchi, 536 - SP<br />
Execução das estacas junto à fachada de vidro.<br />
Verificação da integridade do fuste das estacas - (NBR 6122 item 7.9.7.1.3)<br />
SP (11) 3686-9333<br />
www.<strong>geofix</strong>.com.br / e-mail: <strong>geofix</strong>@<strong>geofix</strong>.com.br<br />
MG (31) 3262-0247 RJ (21) 2225-6301<br />
Criação / Produção / Diagramação - 10/<strong>98</strong><br />
Hé<strong>lice</strong> Contínua Monitorada
INTRODUÇÃO<br />
Esta é a 2ª Edição do <strong>Cat</strong>álogo<br />
Técnico da GEOFIX, que substitui a<br />
1ª, lançada há dois anos, durante o<br />
evento SEFE III - 3º Seminário de<br />
Engenharia de Fundações Especiais e<br />
Geotecnia, realizado em São Paulo<br />
nos dias 25 a 27/11/96, numa promoção<br />
conjunta da ABEF e ABMS<br />
(Núcleo Regional de São Paulo).<br />
Aquela época, apenas 5 empresas<br />
executavam esse tipo de estaca no<br />
Brasil. Hoje, decorridos dois anos, e<br />
tendo em vista a boa aceitação desse<br />
tipo de estaca, nosso mercado já<br />
conta com, pelo menos, 15 empresas.<br />
Neste período, vários artigos foram<br />
publicados, sobre esse tipo de<br />
estaca, ressaltando-se suas aplicações<br />
e limitações, e os ajustes e adaptações<br />
necessários aos processos executivos,<br />
inicialmente importados da experiência<br />
européia. Estas adaptações, e consequentemente<br />
sua influência no<br />
desempenho das estacas (integridade<br />
e capacidade de carga), tornaram-se<br />
necessárias para afastar riscos decorrentes<br />
da importação pura e simples<br />
da tecnologia existente em outros países.<br />
Cabe lembrar que o Brasil dispõe de<br />
uma imensa extensão territorial com<br />
formação geológica diversificada e<br />
com os mais diversos tipos de solos, não<br />
só os sedimentares mas também os<br />
tropicais e, particularmente, os residuais,<br />
conforme já observava Terzaghi no<br />
opening adress do II ICSMFE<br />
(Rotterdam, 1948).<br />
Não se pode esquecer a máxima<br />
de que em <strong>fundações</strong> não se pode<br />
generalizar. Cada caso é um caso, que<br />
requer um estudo próprio que<br />
considere todas suas condicionantes<br />
geológico-geotécnicas e os<br />
demais dados disponíveis. Por exemplo:<br />
a afirmativa de que as estacas de<br />
deslocamento melhoram a capacidade<br />
de carga quando comparadas<br />
com as estacas escavadas só é válida<br />
para os solos granulares com compacidade<br />
fofa a medianamente compacta.<br />
Em solos tropicais argilosos e estruturados<br />
como os nossos, esta afirmativa<br />
nem sempre é verdadeira. São<br />
notórios, entre nós, os problemas de<br />
perda de capacidade de carga de<br />
estacas de deslocamento decorrentes<br />
do fenômeno de “levantamento”<br />
nestes solos. Além deste problema, as<br />
estacas de deslocamento também<br />
podem ter reduzida sua capacidade<br />
de carga em decorrência de um outro<br />
fenômeno denominado “relaxação”<br />
(perda de carga com o tempo, como<br />
ocorreu com as estacas de deslocamento<br />
do Viaduto João Moura, em SP,<br />
e ocorre nas <strong>fundações</strong> com esse<br />
mesmo tipo de estacas em solos<br />
expansivos como os massapês do<br />
Recôncavo Baiano e os folhelhos do<br />
Vale do Paraíba, só para citar alguns).<br />
Neste tipo de solos, não há dúvida,<br />
hoje em dia, que as estacas tipo<br />
escavadas (principalmente quando<br />
não usam água na perfuração), como<br />
ocorre com a estaca hé<strong>lice</strong> contínua,<br />
têm um desempenho muito melhor do<br />
que as estacas de deslocamento pois<br />
não “rompem” a estrutura desses solos<br />
e ao não usarem água em qualquer<br />
etapa executiva evitam o problema da<br />
perda de carga provocado pela<br />
expansão de seus componentes<br />
minerológicos (montmorilonita),<br />
tirando assim, maior partido da sua<br />
capacidade de carga.<br />
Com respeito aos equipamentos<br />
que o mercado oferece para a<br />
execução de estacas hé<strong>lice</strong> contínua,<br />
é bom frisar que os mesmos são de<br />
manipulação relativamente simples<br />
criando-se a falsa impressão que é<br />
fácil executar esse tipo de estaca.<br />
Nesta hipótese simplista, pode ocorrer<br />
que os profissionais envolvidos na sua<br />
execução e controle nem sempre se<br />
apercebam de todas as relações que<br />
ocorrem entre a proporção do corte<br />
do trado, a quantidade de solo por ele<br />
transportado e as pressões mínimas<br />
necessárias na sua interface, para<br />
garantir a integridade do fuste, quando<br />
da etapa da concretagem. Esta é<br />
certamente uma das fases que requer<br />
atenção especial, pois ainda não existem<br />
no mercado (nacional e fora do Brasil)<br />
equipamentos satisfatórios, para<br />
medir, com precisão, o fluxo de concreto,<br />
pois o mesmo não é injetado de forma<br />
contínua (as bombas de injeção<br />
trabalham com dois pistões, de tal<br />
sorte que o concreto não é injetado de<br />
forma contínua, ou seja quando um<br />
pistão está injetando concreto o outro<br />
está se movendo no sentido contrário).<br />
O controle do volume injetado, por<br />
este procedimento, é feito em função<br />
dos picos de pressão de cada pistão e<br />
do intervalo de tempo entre cada<br />
injeção. Este procedimento de medida<br />
tem, pelo menos entre nós, como<br />
grande desvantagem a variedade de<br />
bombas de injeção disponíveis no mercado,<br />
que muitas vezes são antigas ou<br />
mal cuidadas (e na grande maioria<br />
totalmente reformadas), o que exige<br />
dos executores de estacas hé<strong>lice</strong><br />
contínua, uma permanente aferição<br />
e ajuste, durante a concretagem,<br />
para garantir que o volume por<br />
elas injetado esteja em consonância<br />
com o registrado pelo sistema de<br />
monitoração.<br />
Vale ressaltar que apesar de todas<br />
as etapas do processo executivo<br />
deste tipo de estaca serem controladas<br />
por monitoração, fator importante<br />
para que a equipe possa tomar<br />
decisões rápidas durante a execução,<br />
não se pode esquecer, que como<br />
qualquer outro tipo de fundação, a<br />
experiência e o conhecimento da<br />
equipe envolvida no processo é de<br />
fundamental importância.<br />
FIGURA 8 - DIMENSIONAMENTO À FLEXÃO COMPOSTA<br />
FIGURA 9 - RESULTADO DE PROVA DE CARGA HORIZONTAL<br />
FIGURA 10 - BLOCOS PADRÃO<br />
Nd = ϒf N<br />
Md = ϒf M<br />
fcd = 0,85 fck / ϒc<br />
fyd = fyk / ϒs<br />
As = ρ . Ac . fcd<br />
fyd<br />
A c = π . D 2<br />
η =<br />
µ =<br />
4<br />
Nd D 2 x fcd<br />
Md D 3 x fcd<br />
Sondagem SP - 30 (Solotécnica - Rel SP 81<strong>98</strong>)<br />
Estaca hé<strong>lice</strong><br />
contínua<br />
fck = 20 MPa<br />
ϒf = 1,4<br />
ϒs = 1,15<br />
ϒc = 1,8
8<br />
FOTO 3 - MONTAGEM DE PROVA DE CARGA HORIZONTAL CUJO RESULTADO É NOTADO NA FIGURA 9.<br />
FIGURA 7 - EXEMPLO DE CARGA ADMISSÍVEL INFERIOR AO INDICADO NA TABELA 2<br />
Mesa rotativa<br />
Centralizador<br />
Tampa metálica<br />
provisória<br />
Figura 1a - Introdução da hé<strong>lice</strong><br />
Mangote de alta<br />
pressão flexível<br />
CONCRETO<br />
abatimento 20 a 24 cm<br />
cimento ≥ 400 kg/m 3<br />
fck = 20 MPa<br />
agregados:<br />
areia e pedrisco<br />
Figura 1b - Concretagem<br />
Haste tubular<br />
(Ø int = 4 ou 5”)<br />
Figura 1c - Instalação da armadura<br />
FIGURA 1 - FASES DA EXECUÇÃO DA ESTACA<br />
HÉLICE CONTÍNUA.<br />
A estaca hé<strong>lice</strong> contínua (continuous<br />
flight auger - CFA) é uma estaca de<br />
concreto moldada “in loco”, executada<br />
mediante a introdução no terreno, por<br />
rotação, de um trado helicoidal<br />
circundante a uma haste tubular<br />
(Fig. 1a) e injeção de concreto, pela<br />
própria haste, simultaneamente com sua<br />
retirada, sem rotação (Fig.1b).<br />
Para evitar que durante a introdução<br />
do trado haja entrada de solo<br />
ou água na haste tubular, existe, em<br />
sua face inferior, uma tampa metálica<br />
provisória, que é expulsa ao início da<br />
fase de concretagem.<br />
As operações de introdução do<br />
trado e concretagem ocorrem de<br />
maneira contínua e ininterrupta de tal<br />
sorte que as paredes onde se formará<br />
DEFINIÇÃO E<br />
EXECUÇÃO<br />
a estaca estão sempre suportadas;<br />
acima da ponta do trado, pelo solo<br />
que se encontra entre as pás da hé<strong>lice</strong><br />
e abaixo desta cota, pelo concreto<br />
que está sendo bombeado,sempre<br />
com pressão positiva, para evitar<br />
descontinuidade do fuste. A medida<br />
que o trado vai sendo retirado, um<br />
limpador mecânico remove o solo confinado<br />
entre as pás da hé<strong>lice</strong>, e uma<br />
pá carregadeira remove esse solo<br />
para fora da área do estaqueamento.<br />
Todas as fases de execução da estaca<br />
são monitoradas por instrumento<br />
eletrônico, instalado na cabine e à<br />
frente do operador, que se encontra<br />
acoplado a sensores estrategicamente<br />
dispostos conforme se mostra na<br />
Figura 2.<br />
1 - Profundidade<br />
2 - Inclinação X:Y<br />
3 - Velocidade de rotação<br />
4 - Torque<br />
5 - Pressão do concreto<br />
6 - Fluxo de concreto<br />
7 - Caixa de conexão<br />
FIGURA 2 - LOCALIZAÇÃO DOS SENSORES NA PERFURATRIZ.<br />
1
O concreto utilizado é do tipo<br />
bombeável com resistência característica<br />
fck = 20 MPa, consumo mínimo<br />
de cimento (de preferência de alto<br />
forno face à seu maior tempo de<br />
pega) de 400 kg por m 3 de concreto<br />
(para garantir o bombeamento sem<br />
uso de plastificantes), abatimento de<br />
(22 ± 2) cm e tendo por agregados<br />
areia e pedrisco. Além disso, por ser a<br />
concretagem feita sob pressão, e<br />
tendo o concreto abatimento alto, não<br />
se pode executar uma estaca próxima<br />
a outra recentemente concluída pois<br />
pode haver ruptura do solo entre as<br />
mesmas. Como regra geral orientativa,<br />
recomenda-se que só se execute uma<br />
estaca quando todas, num raio mínimo<br />
de 5 diâmetros, já tenham sido concretadas<br />
há pelo menos 1 dia.<br />
O processo executivo acima<br />
descrito, impõe que a armadura seja<br />
instalada após a concretagem da estaca<br />
(Fig.1c) e, portanto com as dificuldades<br />
inerentes a esse processo de<br />
instalação, principalmente quando a<br />
cota de arrasamento é profunda e<br />
abaixo do nível da água. Neste caso<br />
a boa técnica ( quando não se dispõe<br />
de revestimento neste trecho) impõe<br />
que a concretagem seja levada até<br />
próximo do nível do terreno, para<br />
evitar que caia terra dentro da cava<br />
antes da introdução da armadura.<br />
Este excesso de concreto deverá ser<br />
FOTO 1 - NECESSIDADE DE ARMAR AS ESTACAS PARA GARANTIA DE INTEGRIDADE DURANTE A ESCAVAÇÃO.<br />
cortado quando do preparo da<br />
cabeça da estaca. Por esta razão,<br />
é sempre preferível que o terreno<br />
seja escavado próximo à cota de<br />
arrasamento, antes da execução do<br />
estaqueamento, para melhorar as<br />
Corte A<br />
A<br />
Perfil H metálico<br />
solidário ao pilão<br />
Pilão cilíndrico<br />
P ≥ 1000kg<br />
“DISCO METÁLICO”<br />
para empurrar a<br />
armadura<br />
≈150 cm<br />
A<br />
Armadura<br />
devidamente<br />
enrijecida<br />
FIGURA 3 - INTRODUÇÃO DA ARMADURA COM PILÃO<br />
condições de execução e a qualidade<br />
da estaca. A prática de não armar a<br />
cabeça da estaca, conforme permite a<br />
NBR 6122, quando só existem forças<br />
de compressão que aplicam à mesma<br />
uma tensão inferior a 5 MPa, não é<br />
recomendada. Deve-se sempre armar<br />
a cabeça da estaca para garantir sua<br />
integridade estrutural, na fase de<br />
escavação para a execução dos blocos<br />
que, geralmente, é feita com<br />
auxílio de escavadeiras mecânicas<br />
que “batem” nas estacas durante sua<br />
operação, por mais cuidadoso que<br />
seja o operador (Foto 1). Se a cota de<br />
arrasamento é profunda e não se dispõe<br />
de revestimento nesse trecho, essa<br />
armadura deve-se constituir de barras<br />
isoladas que serão cravadas uma a<br />
uma, para evitar os riscos inerentes à<br />
introdução de armadura com estribos<br />
que pode carregar, junto consigo,<br />
uma “bucha”de solo, criando um<br />
vazio no corpo da estaca. Atendidos<br />
estes ítens, e reduzindo-se o tempo<br />
entre o final da concretagem e o início<br />
da instalação da armadura a cerca de<br />
5 min. é possível instalar “manualmente”,<br />
ou seja, utilizando-se o peso<br />
da própria gaiola, armaduras com até<br />
12 m de comprimento.<br />
a) - esquema b) - vista de armadura sendo instalada<br />
ÀS CARGAS TRANSVERSAIS<br />
O dimensionamento de estacas<br />
hé<strong>lice</strong> contínua sujeitas a esforços<br />
transversais e imersas em solos com<br />
coeficiente de reação horizontal (ηh)<br />
crescendo de forma aproximadamente<br />
linear com a profundidade, pode ser<br />
feito utilizando-se o método de<br />
Matlock e Reese, quando a estaca é<br />
do tipo longa, ou o denominado<br />
“método russo”, quando a estaca é<br />
curta. Por ser um tema que foge aos<br />
objetivos deste catálogo técnico, que<br />
Diâmetro Diâmetr<br />
(cm) (cm)<br />
25<br />
30<br />
35<br />
40<br />
50<br />
60<br />
70<br />
80<br />
90<br />
100<br />
Diâmetro<br />
Diâmetr<br />
(cm)<br />
25<br />
30<br />
35<br />
40<br />
50<br />
60<br />
70<br />
80<br />
90<br />
100<br />
1<br />
0,20<br />
0,25<br />
0,30<br />
0,36<br />
0,49<br />
0,64<br />
0,81<br />
1,00<br />
1,21<br />
1,44<br />
a<br />
45<br />
50<br />
55<br />
60<br />
70<br />
80<br />
90<br />
100<br />
110<br />
120<br />
b<br />
110<br />
125<br />
145<br />
160<br />
200<br />
230<br />
265<br />
300<br />
335<br />
370<br />
procura dar os conceitos básicos de<br />
dimensionamento sem entrar profundamente<br />
nas considerações teóricas,<br />
sugere-se aos interessados no assunto<br />
recorrer, por exemplo ao Capítulo 4<br />
do livro “Dimensionamento de<br />
Fundações Profundas” de autoria de<br />
Alonso, U.R., editado pela Editora<br />
Edgard Blücher - pp.66-104).<br />
Conhecidos os esforços transversais<br />
atuantes na estaca, o dimensionamento<br />
estrutural pode ser feito com base<br />
no gráfico da Figura 8.<br />
A Foto 3 mostra a montagem de uma<br />
Dimensões (cm)<br />
2<br />
0,50<br />
0,63<br />
0,80<br />
0,96<br />
1,40<br />
1,84<br />
2,39<br />
3,00<br />
3,69<br />
4,44<br />
3<br />
0,90<br />
1,09<br />
1,38<br />
1,68<br />
2,58<br />
3,40<br />
4,49<br />
5,71<br />
7,10<br />
8,65<br />
c<br />
65<br />
75<br />
90<br />
100<br />
130<br />
150<br />
175<br />
200<br />
225<br />
250<br />
TABELA 4 - DIMENSÕES BÁSICAS DOS BLOCOS PADRÃO<br />
4<br />
1,21<br />
1,56<br />
2,10<br />
2,56<br />
4,00<br />
5,29<br />
7,02<br />
9,00<br />
11,22<br />
13,69<br />
5a<br />
1,49<br />
1,92<br />
2,58<br />
3,15<br />
4,95<br />
6,55<br />
8,72<br />
11,17<br />
13,97<br />
17,07<br />
d<br />
57<br />
65<br />
78<br />
87<br />
113<br />
130<br />
152<br />
173<br />
195<br />
217<br />
Bloco Tipo Tipo<br />
nº nº<br />
5b<br />
1,77<br />
2,28<br />
3,06<br />
3,74<br />
5,92<br />
7,82<br />
10,44<br />
13,38<br />
16,75<br />
20,50<br />
prova de carga horizontal em estaca<br />
hé<strong>lice</strong> contínua com 50 cm de<br />
diâmetro e 12 m de comprimento,<br />
armada, nos 10 primeiros metros, com<br />
8 Ø 22mm e estribos Ø 8,0 mm cada<br />
20cm, cujo resultado é apresentado<br />
na Figura 9.<br />
GEOMETRIA DOS BLOCOS PADRÃO PADRÃO<br />
Os blocos padrão mais comumente<br />
usados estão apresentados na Figura 10.<br />
As dimensões a, b, c, e d indicadas<br />
nessa Figura encontra-se na Tabela 4 e<br />
a área, em planta, desses blocos<br />
encontra-se na Tabela 5.<br />
TABELA 5 - ÁREA EM PLANTA DOS BLOCOS PADRÃO (M 2 )<br />
2 7<br />
6<br />
1,93<br />
2,50<br />
3,41<br />
4,16<br />
6,60<br />
8,74<br />
11,66<br />
15,00<br />
18,76<br />
22,94<br />
7<br />
2,25<br />
2,91<br />
4,01<br />
4,91<br />
7,84<br />
10,37<br />
13,89<br />
17,84<br />
22,38<br />
27,42<br />
8<br />
2,78<br />
3,60<br />
4,96<br />
6,08<br />
9,77<br />
12,92<br />
17,34<br />
22,30<br />
28,00<br />
34,35
6<br />
Inicialmente, verifica-se qual o<br />
comprimento máximo que o equipamento<br />
poderá executar a estaca num<br />
determinado tipo de solo. Esse comprimento<br />
depende não só do tipo de<br />
solo e de sua resistência à penetração<br />
(medida pelo ensaio SPT ou, mais adequadamente<br />
pelo ensaio SPTT) como<br />
também das características do equipamento<br />
(comprimento máximo do trado,<br />
momento torsor máximo, diâmetro da<br />
estaca e força de arrancamento).<br />
A seguir, verifica-se, para esse<br />
comprimento pré-fixado, os valores de<br />
PL e PR obtidos pela expressão (2) e<br />
adota-se para a carga admissível P o<br />
valor que atenda simultaneamente às<br />
duas condições abaixo:<br />
PL = ≥ 0,8 P<br />
PR = ≥ 2. P<br />
Se a carga P, que atende simultaneamente<br />
às expressões (3) e (4), for<br />
menor que a indicada na Tabela 2,<br />
esse deverá ser o valor a adotar para<br />
a carga admissível. Caso contrário, ou<br />
seja se P for maior ou igual à indicada<br />
na Tabela 2, usa-se o valor dessa<br />
Tabela como carga admissível.<br />
Fica claro, portanto, que a carga<br />
admissível, para um determinado tipo<br />
de estaca, não depende apenas do<br />
diâmetro da mesma e do tipo de solo<br />
onde será instalada, mas também, do<br />
equipamento empregado na sua<br />
execução. Por esta razão a carga<br />
admissível das estacas é variável,<br />
tendo como limite superior o obtido<br />
pela expresão (1). O exemplo a seguir<br />
(Figura 7) elucida a questão. Trata-se<br />
do caso em que o equipamento<br />
selecionado para executar uma estaca<br />
hé<strong>lice</strong> contínua com 80 cm de<br />
diâmetro só tinha condiçoes de executar<br />
a estaca com 12 m de comprimento.<br />
3<br />
4<br />
O cálculo da capacidade de<br />
carga, obtido pelo método Alonso,<br />
para essa profundidade, prevê<br />
PL = 1.269 kN e<br />
PR = PL+PP = 2.749 kN. Como se<br />
pode observar a condicionante para a<br />
fixação da carga admissível é obtida<br />
pela expressão (4) que fornece<br />
P = 1.375 kN, valor inferior aos obtidos<br />
pela expressão (3) e pela Tabela 2.<br />
À TRAÇÃO<br />
As estacas somente poderão resistir<br />
a esforços de tração se forem convenientemente<br />
armadas, uma vez que a<br />
resistência à tração do concreto é<br />
desprezada.<br />
Para o dimensionamento estrutural<br />
da armadura As necessária para resistir<br />
ao esforço T, utiliza-se a expressão (5)<br />
onde se adotou um fator de redução<br />
0,95 na tensão característica ƒyk do<br />
aço para garantir que durante a<br />
realização de uma prova de carga<br />
não ocorra ruptura estrutural.<br />
Carga Carga<br />
T (kN)<br />
50<br />
100<br />
150<br />
200<br />
250<br />
300<br />
350<br />
400<br />
600<br />
700<br />
1000<br />
TABELA 3 - NÚMERO DE BARRAS MÍNIMO PARA AS CARGAS DE TRAÇAO T.<br />
A NBR 6122 dispensa a verificação<br />
da fissuração se o solo não<br />
apresentar agentes agressivos ao aço<br />
e desde que se reduza 2 mm do<br />
diâmetro das barras, num processo<br />
análogo ao cálculo das estacas metálicas.<br />
Com base nessa consideração,<br />
elaborou-se a Tabela 3, que apresenta<br />
a armadura necessária para algumas<br />
cargas admissíveis máximas estruturais<br />
à tração. Cabe lembrar que, em linhas<br />
gerais, vale para a fixação da carga<br />
admissível à tração das estacas aquilo<br />
que se expôs para a carga admissível<br />
à compressão.<br />
Para calcular o comprimento<br />
necessário para a estaca resistir ao<br />
esforço T, deve-se adotar a expressão<br />
(2) impondo-se PP = 0 e um fator de<br />
segurança mínimo de 2, ou seja:<br />
PL<br />
T ≤<br />
6<br />
2<br />
Ø = 16mm Ø = 20mm Ø = 22mm Ø = 25mm GEWI ST 85/105<br />
Notas:<br />
1) Para estacas solicitadas<br />
à tração (sem esforço horizontal)<br />
dispensam-se os estribos,<br />
podendo a armadura<br />
ser constituída apenas de<br />
barras isoladas. Por esta<br />
razão adotou-se como<br />
diâmetro mínimo 16 mm, para<br />
Aço CA 50A<br />
AS =<br />
2 1<br />
3 2 1<br />
3 2<br />
6 3 2 1<br />
4<br />
6 4 3<br />
1<br />
8 6 2<br />
8 6 3<br />
8 2<br />
3<br />
permitir a instalação “manual”.<br />
2) A armadura indicada<br />
nesta Tabela é apenas uma<br />
sugestão e decorre do cálculo<br />
aproximado permitido pela<br />
NBR 6122 em meios não<br />
agressivos ao aço. Em meios<br />
agressivos, onde seja necessário<br />
limitar a abertura das<br />
fissuras, o cálculo da armadura<br />
deverá ser feito conforme<br />
2.T<br />
0,95.ƒ yk<br />
DYWIDAG<br />
5<br />
ítem específico da NBR 6118.<br />
3) Como a carga de tração<br />
na estaca varia desde o<br />
valor máximo T (na cota de<br />
arrasamento) até zero (na<br />
cota da ponta), a seção de<br />
aço também poderá variar,<br />
diminuindo com a profundidade,<br />
em função da transferência<br />
de carga para o<br />
solo.<br />
A Foto 2 mostra um desses casos onde<br />
se instalou armadura com 8 Ø de 20 mm<br />
e 11,70 m de comprimento. Neste<br />
caso, para reduzir o prazo entre o<br />
término da concretagem e a instalação<br />
FOTO 2 - INSTALAÇÃO “MANUAL” DE<br />
ARMADURA DE 11,70M<br />
da armadura, utilizou-se um guindaste<br />
auxiliar que já pocisionava a mesma<br />
enquanto se concretava a estaca.<br />
Para comprimentos maiores, o<br />
processo de introdução “manual” não<br />
é mais eficiente. Neste caso deve-se<br />
recorrer ao uso de um pilão prolongado<br />
por um perfil metálico H (Figura 3),<br />
que tem-se mostrado mais eficiente do<br />
que os vibradores, apesar destes<br />
serem recomendados pela literatura<br />
internacional.<br />
Para a eficência da instalação da<br />
armadura, a mesma deve ser, convenientemente<br />
enrijecida, e dotada de<br />
bitolas e recobrimento mínimos conforme<br />
indicado na Tabela 1 e na Figura 4a.<br />
Além disso, normalmente, não se usam<br />
espaçadores. Entretanto, se houver<br />
necessidade de se garantir o recobrimento<br />
dessa armadura, devem-se utilizar<br />
espaçadores fixos conforme se mostra<br />
nas Figuras 4 os quais podem ser<br />
confeccionados com chapas ou com<br />
barras de ferro. A utilização de<br />
roletes, analogamente ao que se usa<br />
15 cm<br />
7 cm em toda<br />
a extensão e<br />
15 cm no pé<br />
(Para D=30 e 35 cm<br />
adotar 10 cm no pé)<br />
Enrijecedores<br />
Espaçador<br />
(ver detalhes<br />
nas fotos)<br />
Anéis internos<br />
(gabarito)<br />
100 cm<br />
na armadura das estacas escavadas,<br />
não apresenta bons resultados, nas<br />
estacas hé<strong>lice</strong> contínua, pois os mesmos<br />
não giram quando da introdução da<br />
armadura no concreto, criando pontos<br />
de reação.<br />
FIGURA 4 - DETALHES DA ARMADURA<br />
Para estacas trabalhando apenas<br />
à tração é preferível, do ponto de vista<br />
executivo, armá-las com uma ou mais<br />
barras longitudinais (normalmente<br />
utilizadas em tirantes de barra),<br />
emendadas por luvas (rosqueadas,<br />
TABELA 1 - BITOLAS MÍNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M<br />
(b) espaçador tipo “bico de sapato”<br />
(c) espaçador tipo “ski”<br />
(d) espaçador tipo “balão”<br />
para barra isolada<br />
3
prensadas ou soldadas). Como neste<br />
tipo de armadura não existem estribos,<br />
que são os elementos que dificultam<br />
a sua instalação “manual” no concreto,<br />
pode-se armar a estaca em todo<br />
comprimento sem maiores dificuldades.<br />
Uma atividade também importante<br />
para o bom desempenho da<br />
estaca corresponde ao corte e<br />
preparo da cabeça da mesma.<br />
Embora este serviço não faça parte da<br />
execução da estaca e seja realizado,<br />
na grande maioria dos casos, quando<br />
a equipe de estaqueamento já não<br />
mais se encontra na obra, cabe lembrar<br />
ao responsável por este serviço<br />
que um preparo adequado é de fundamental<br />
importância para o bom<br />
desempenho da estaca.<br />
Neste preparo, deve-se remover o<br />
excesso de concreto acima da cota de<br />
arrasamento utilizando-se um ponteiro,<br />
trabalhando com pequena inclinação<br />
para cima, conforme se mostra<br />
na Figura 5. Também se permite o uso<br />
de martelete leve (geralmente elétrico),<br />
tomando-se os mesmos cuidados quanto<br />
à inclinação.<br />
Se, ao se atingir a cota de arrasamento<br />
o concreto não apresentar<br />
qualidade satisfatória, o corte deve<br />
ser continuado até se encontrar<br />
concreto de boa qualidade, sendo a<br />
seguir, emendada a estaca. Se o<br />
trecho de estaca a emendar é superior<br />
ao diâmetro da estaca, pode-se adotar<br />
o detalhe da Figura 6.<br />
Finalmente, cabe lembrar que<br />
uma das exigências da NBR 6122<br />
para as estacas moldadas “in loco”<br />
refere-se ao exame de fuste. Esta<br />
ação, de baixo custo traz benefícios<br />
consideráveis para o controle da<br />
qualidade das estacas.<br />
Boa<br />
posição<br />
Após a execução do estaqueamento,<br />
o preparo e o aparelhamento da<br />
cabeça das estacas, deverá ser feito<br />
conforme a ilustração acima,<br />
ressaltando o posicionamento correto<br />
do ponteiro e admitindo a utilização<br />
de um martelo pneumático leve em<br />
estacas com diâmetros superiores a<br />
40 cm.<br />
Estribos cada<br />
20 cm<br />
D + 30 cm<br />
Má posição<br />
FIGURA 5 - CORTE E PREPARO DA CABEÇA DA ESTACA<br />
A A<br />
D<br />
10 cm<br />
CA<br />
4 N 1<br />
Estribos cada<br />
20 cm<br />
30 cm<br />
4 N 2<br />
Posição<br />
preferível<br />
4 N 1<br />
Corte - A<br />
4 N 2<br />
À COMPRESSÃO<br />
A carga estrutural admissível à<br />
compressão das estacas hé<strong>lice</strong> contínua<br />
não armadas (exceto na cabeça,<br />
pelas razões já citadas) é obtida<br />
analogamente à carga de um pilar<br />
com seção nula de aço, ou seja:<br />
Como<br />
ƒck = 20 MPa, γf = 1,4 e γc = 1,8,<br />
a expressão (1) permite elaborar a<br />
Tabela 2 que fornece as cargas máximas<br />
à compressão das estacas hé<strong>lice</strong><br />
contínua não armadas, lembrando-se<br />
que essas cargas são as máximas que<br />
as estacas poderão resistir, visto que<br />
correspondem à resistência estrutural<br />
do concreto das mesmas. Entretanto,<br />
há necessidade de dotar a estaca de<br />
um comprimento tal que essa carga<br />
possa ser atingida sob o ponto de<br />
vista do contato estaca-solo . Esse<br />
procedimento constitui o que se<br />
denomina “previsão da capacidade<br />
de carga à compressão”. A GEOFIX<br />
utiliza, nessa análise, o método semiempírico<br />
proposto por Alonso em<br />
1996 (SEFE III, vol 2, pp. 141-151),<br />
resumido a seguir:<br />
A carga de ruptura PR do solo<br />
que dá suporte a uma estaca é obtida<br />
pela expressão:<br />
FIGURA 6 - DETALHE DE EMENDA DE ESTACAS COMPRIMIDAS<br />
TABELA 2 - CARACTERÍSTICAS NOMINAIS À COMPRESSÃO DAS ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA<br />
4 5<br />
Pk =<br />
0,85 . A c . ƒ ck<br />
γγ ƒ . γγ c<br />
Diâmetro (D)<br />
Carga admissível<br />
estrutural (Pk)<br />
Dist. mín entre eixos (c)<br />
Distância eixo-divisa (e)<br />
Área da seção transv. (Ac)<br />
Perímetro (U)<br />
Momento de inércia (I)<br />
Momento resistente (W)<br />
Raio de giração (i)<br />
un<br />
1<br />
em que:<br />
PR = PL + PP 2<br />
PL = ∑U.∆l.rl = parcela de carga resistida<br />
por atrito lateral ao longo do fuste;<br />
PP = Ac.rp = parcela de carga resistida<br />
pelo solo sob a ponta da estaca;<br />
U = π.D = perímetro da seção transversal<br />
da estaca;<br />
Ac = seção transversal da estaca;<br />
∆l = trecho de solo onde se admite rl constante;<br />
rl = 0,65.ƒs ≤ 200 kPa<br />
rp = ß.<br />
T (1)<br />
2<br />
+ T (2)<br />
min min<br />
Descrição Valor alores es<br />
cm<br />
kN<br />
tf<br />
cm<br />
cm<br />
cm 2<br />
cm<br />
cm 4<br />
cm 3<br />
cm<br />
25<br />
300<br />
30<br />
65<br />
120<br />
491<br />
79<br />
19.175<br />
1.534<br />
6,2<br />
30<br />
450<br />
45<br />
75<br />
120<br />
707<br />
94<br />
39.760<br />
2.650<br />
7,5<br />
35<br />
600<br />
60<br />
90<br />
120<br />
962<br />
110<br />
73.662<br />
4.209<br />
8,8<br />
40<br />
800<br />
80<br />
100<br />
120<br />
1257<br />
126<br />
125.664<br />
6.283<br />
10,0<br />
CARGA ESTRUTURAL<br />
ADMISSÍVEL E PREVISÃO<br />
DA CAPACIDADE DE<br />
CARGA<br />
50<br />
1300<br />
130<br />
130<br />
120<br />
1964<br />
157<br />
306.796<br />
12.272<br />
12,5<br />
60<br />
1800<br />
180<br />
150<br />
120<br />
2827<br />
188<br />
636.173<br />
21.206<br />
15,0<br />
ƒs =<br />
100.T<br />
máx<br />
0,42.h - 0,032<br />
sendo Tmáx o torque máximo (em<br />
kgf.m) obtido no ensaio SPTT para<br />
uma penetração h do amostrador<br />
padrão (em cm) e Tmín o torque mínimo<br />
no mesmo ensaio e com as mesmas<br />
unidades. Quando não se dispõe de<br />
ensaio SPTT, podem-se utilizar as correlações<br />
Tmáx = 1,2.N e Tmín = N,<br />
(sendo N o índice de resistência à<br />
penetração do tradicional ensaio SPT),<br />
não se adotando para Tmín valores<br />
superiores a 40 kf.m;<br />
T (1)<br />
min = média aritmética dos valores de Tmín<br />
no trecho 8D acima da ponta da estaca;<br />
T (2)<br />
min = ídem, para o trecho 3D abaixo da<br />
ponta da estaca;<br />
ß = 200 (kPa/kgf.m) para as areias, 150<br />
para os siltes e 100 para as argilas.<br />
A carga admissível P ≤ Pk, que<br />
poderá ser aplicada a estaca<br />
deve ser escolhida adotando-se o<br />
procedimento a seguir:<br />
70<br />
2400<br />
240<br />
175<br />
120<br />
3848<br />
220<br />
1.178.558<br />
33.674<br />
17,5<br />
80<br />
3200<br />
320<br />
200<br />
120<br />
5027<br />
251<br />
2.010.619<br />
50.265<br />
20,0<br />
90<br />
4000<br />
400<br />
225<br />
120<br />
6362<br />
283<br />
3.220.623<br />
71.569<br />
22,5<br />
100<br />
5000<br />
500<br />
250<br />
120<br />
7854<br />
314<br />
4.908.739<br />
<strong>98</strong>.175<br />
25,0