Estaca Escavada de Grande Diâmetro (Estacão)
Mas, o que é estaca Escavada de Grande Diâmetro, também conhecida como Estacão?
As Estacas Escavadas de Grande Diâmetro, ou “Estacões” são chamadas assim por representarem as estacas com diâmetro superior ou igual a 60cm chegando até a atingir 300cm. Por exemplo, a Fundações Especiais possui equipamentos para executar estacas com diâmetro entre 60 e 120cm.
São escavadas ou perfuradas por rotação utilizando fluido estabilizante (para suporte das escavações) e concretagem submersa (de baixo para cima) autoadensável. Podem ser executadas na forma circular ou retangular, sendo chamadas
neste caso de estacas barretes.
Estacão Vale
Por serem executadas por perfuração rotativa quase não produzem ruído ou vibração, sendo assim, podem ser feitas próximo a construções existentes. Por isso, possuem vantagem técnica em relação as estacas cravadas e são mais baratas do que os tubulões a ar comprimido.
Os equipamentos utilizados constam de uma mesa rotativa e/ou rotadores hidráulicos, que acionam uma haste telescópica tipo Kelly, que tem acoplada na sua extremidade inferior a ferramenta de perfuração, cujo tipo vai variar de acordo com o terreno a ser perfurado, podendo ser trado, caçamba ou coroa.
Quais as Vantagens da Estaca Escavada de Grande Diâmetro?
- Pode ser executada de uma cota muito acima do arrasamento, portanto é muito utilizada em casos em que não é possível escavar a obra antes da execução das estacas. Pode ser executada na presença de lâmina de água (obras marítimas) e para construções de pontes.
- Conhecimento real e imediato de todas as camadas atravessadas e possibilidade de segura avaliação da capacidade de carga da estaca mediante a coleta de amostras e seu eventual exame em laboratório.
- Gradual adaptação da estaca às condições físicas do terreno, com sensível aumento do atrito lateral e possibilidade de obter estaca mais adequada à desejada distribuição das cargas sobre o terreno.
- Possibilidade de executar a estaca em quase todo tipo de terreno, com água ou não, e atravessar matacões de pequenas dimensões (com a aplicação de ferramenta especial chamada de trépano espécie de furadeira que permite a abertura de um orifício).
Qual o controle de qualidade da Estaca Escavada de Grande Diâmetro?
Durante a execução deve-se anotar em tabela própria diversos elementos, de acordo com a NBR 6122, dentre os quais:
- Características do equipamento de escavação;
- Especificação dos materiais e insumos utilizados;
- Comprimento real da estaca abaixo do arrasamento;
- Possíveis desvios e anormalidades de execução;
- Horário de início e fim de escavação e concretagem;
- Consumo de materiais por estaca;
- Identificação da obra, local e nome do contratante executor;
- Identificação do número da estaca;
- Diâmetro ou dimensões das estacas;
- Observações e anormalidades de execução;
Qual o material a ser utilizado na Estaca Escavada de Grande Diâmetro?
O concreto deve possuir as seguintes características:
- Fck≥ 20 MPa;
- Consumo de cimento ≥ 400 kgf/m³;
- Fator água/cimento ≤ 0,6
- Agregados: pedra no. 1, (19 mm) arredondada, evitar formas lamelar, sendo proibido o uso de pó de pedra; areia 35% a 45% do peso dos agregados
- Slump-test (abatimento) (22 ± 3) cm.
A lama bentonítica deve possuir as seguintes características:
- Peso específico entre 1,025 g/cm³ e 1.10 g/cm³;
- Viscosidade (30 s a 90 s)
- PH: 7 a 11;
- Teor de areia ≤ 3%.
Caso seja utilizado o Polímero como fluido estabilizante, mais comum nesse tipo de estaca, porque a decantação da areia misturada a lama, é imediata, não necessitando de desarenação, sendo necessário apenas a limpeza do fundo, o mesmo deve possuir as seguintes características;
- Densidade entre 1,005 g/cm³ e 1.05 g/cm³;
- Viscosidade 35 s a 120 s;
- PH: 8 a 12;
- Teor de areia ≤ 3%.
Qual o equipamento para execução da Estaca Escavada de Grande Diâmetro?
A executante deve prever a utilização dos seguintes equipamentos:
- Trado mecânico (caçamba) de diâmetro compatível com as estacas projetadas;
- Guindastes: principal e auxiliar;
- Silos para estocagem e limpeza de lama;
- Misturador de lama;
- Bombas de sucção ou submersas;
- Tubo de concretagem ou tremonha e funil;
- Trepano;
- Caminhões betoneira;
- Caminhões caçambas para transporte.
Qual o método executivo da Estaca Escavada de Grande Diâmetro?
A primeira etapa é colocar o tubo (camisa) guia, com diâmetro de 10 cm maior que o diâmetro da estaca a ser escavada, cujo comprimento pode ser de (1,5 a 2,0) metros.
A escavação prossegue simultaneamente com o enchimento do furo com lama estabilizante até a profundidade prevista em projeto.
A ferramenta penetra no solo por rotação e quando está cheia a haste é levantada e a ferramenta é automaticamente esvaziada por força centrífuga, no caso do trado, ou por abertura do fundo, no caso da caçamba.
A lama estabilizante tem a função de garantir a estabilidade do furo (evitando a utilização do revestimento em solo) e de manter a suspensão dos detritos provenientes da desagregação do terreno.
No caso de utilizar lama bentonítica é preciso adequar a lama dentro dos parâmetros exigidos pela Norma Técnica, fazendo a substituição ou desarenamento através de bombas de submersão, por meio de circulação reversa ou por “air-lift”.
A colocação da armadura é realizada com um guindaste auxiliar ou com a própria perfuratriz. A armadura é içada e colocada na estaca de forma a prever sempre a passagem do tubo tremonha para a concretagem. A armadura apoiada na camisa-guia, a fim de evitar deslocamentos no momento da concretagem. Deve-se prever rolete distanciados para garantir o necessário comprimento.
Após a colocação da armadura na estaca começa imediatamente a concretagem. O sistema de concretagem é o submerso, ou seja, é executado de baixo para cima de forma contínua e uniforme. Para tanto, são montados tubos de concretagem chamados tremonha.
Durante a concretagem serão executados cortes na tubulação, sempre que necessário, para garantir que a ponta do tubo tremonha fique imerso pelo menos 3 metros no concreto.
Para garantir a qualidade do concreto no topo da estaca é aconselhável parar a concretagem 50 cm acima da cota de arrasamento.
O que é, qual a composição e propriedades da bentonita utilizada na Estaca Escavada de Grande Diâmetro?
A bentonita é uma mistura argilosa constituída prevalentemente de montmorilonita (silicato hidratado de alumínio). que absorve água até seis a sete vezes o próprio peso, aumentando de 15 a 20 vezes o próprio volume, formando uma suspensão coloidal, cuja propriedade fundamental é a fixotropia, ou seja, a característica de sofrer transformação isotérmica e reversível, apresentando-se como gel, quando em repouso, e como solução, quando em movimento.
Por causa dessa propriedade, ao lado das paredes de uma perfuração e em suas reentrâncias, forma-se uma película (cake) de partículas de bentonita hidratada, que se
constitui em barreira à passagem de água. Assim, uma fraca suspensão, com pequena percentagem de sólidos, apresenta:
- viscosidade superior à da água;
- tixotropia;
- capacidade de formação de película (cake).
Essas propriedades essenciais tornam possível o emprego da bentonita na estabilização de escavações, mantendo-as inalteráveis até que se processe a concretagem.
Em resumo, pode-se afirmar que a suspensão bentonítica atua sobre a parede da escavação exercendo pressão hidrostática correspondente à profundidade da sus- pensão naquele ponto. Essa suspensão atua por meio da película (cake) que forma um diafragma suficientemente impermeável, impedindo inclusive a penetração de água do lençol das vizinhanças da escavação.
A estabilidade da escavação é assegurada pela pressão hidrostática da bentonita, superior à pressão do solo e da água do lençol. Na prática, a estabilidade da escavação é obtida desde que a suspensão de bentonita seja mantida no nível de cerca de 1,5 m acima do nível do lençol freático.
Assim, a possibilidade de executar a perfuração sem tubos de revestimento elimina os limites de diâmetro e de profundidade que por eles seriam impostos e ainda permite a execução de estacas de seção não circular.
Quais são os Métodos de previsão de capacidade de carga da Estaca Escavada de Grande Diâmetro?
Para o dimensionamento em projeto de fundações profundas, foram desenvolvidos métodos teóricos sobre a interação estaca-solo envolvendo diversos parâmetros geotécnicos relacionados à natureza do solo que, na maioria das vezes, não são facilmente obtidos.
“Pode-se observar que essas diversas teorias conduzem a resultados tremendamente díspares. De fato, o fator Nq varia cerca de cinco vezes entre os valores máximo e mínimo para f = 30° e cerca de dez vezes para f = 40°. Além do mais, uma variação de apenas 5° no ângulo de atrito, de 30° para 35°, pode significar um aumento de aproximadamente 100% na capacidade da carga, segundo Vesic (1963) e Berezantsev et al (1961), ou de cerca de 150%, segundo Meyerhof (1951).”
Por conta da complexidade dos parâmetros dos métodos teóricos, muitos pesquisadores desenvolveram métodos semi-empíricos baseados em estudos estatísticos, retro-análise de provas de carga e em sua própria experiência, levando em consideração as características do solo de determinada região. Os mais utilizados para estacas escavadas são:
- Décourt-Quaresma (1978);
- Aoki-Velloso (1975);
- Teixeira (1996);
- David Cabral (estacas em rocha) (2000).