Estacas Pré-fabricadas de Concreto

ESTACAS PRÉESTACAS PRÉ--FABRICADASFABRICADASDE CONCRETODE CONCRETO

((CONTROLES → ELEMENTO DE CONTROLES → ELEMENTO DE FUNDAÇÃOFUNDAÇÃO))

EngEngoo Celso Nogueira Correa Celso Nogueira Correa

CONTROLE DE CONTROLE DE CRAVAÇÃO DE ESTACAS CRAVAÇÃO DE ESTACAS

PRÉPRÉ--MOLDADASMOLDADASAnáliseAnálise dodo projetoprojetoContrataçãoContratação (estaca(estaca ee equipamento)equipamento)LocaçãoLocação dasdas estacasestacasEstabelecerEstabelecer osos critérioscritériosControleControle dada cravaçãocravaçãoEnsaiosEnsaios parapara verificaçãoverificação dede desempenhodesempenho (ECD(ECD ee

EnsaioEnsaio dede Integridade)Integridade)ProvaProva dede cargacarga aa luzluz dada revisãorevisão dada normanorma (NBR(NBR 61226122))LevantamentoLevantamento dede excentricidadesexcentricidades ee preparopreparo dasdasestacasestacas parapara execuçãoexecução dosdos blocosblocos..

22

ANÁLISE DE PROJETOANÁLISE DE PROJETODefiniçãoDefinição dasdas estacasestacas (seção,(seção, capacidadecapacidade dedecargacarga ee comprimentoscomprimentos previstos)previstos)..AA locaçãolocação dasdas estacasestacas emem funçãofunção dodo CGCG dosdosdosdos pilarespilares ouou CCCC quandoquando sese tratartratar dedeassociaçõesassociações ee ouou pilarespilares comcom geometriageometriaassimétricaassimétrica..NotasNotas sobresobre ensaios,ensaios, provaprova dede cargas,cargas, locação,locação,referênciasreferências etcetc..SugestãoSugestão dede detalhesdetalhes dada ligaçãoligação dasdas estacasestacascomcom osos blocosblocos..

33

Projeto em estacas Projeto em estacas prémoldadasprémoldadas

44

CONTRATAÇÃOCONTRATAÇÃO DASDASESTACASESTACAS

SeçõesSeções variadasvariadas:: circulares,circulares, quadradas,quadradas, hexagonais,hexagonais,octogonaisoctogonais vazadasvazadas ouou não,não, tipotipo estrelaestrela etcetc..ComprimentosComprimentos dosdos elementoselementos dede estacasestacas nono mercadomercadovariamvariam aproximadamenteaproximadamente entreentre 66,,0000 ee 1212,,0000 mm ee dedemetrometro emem metro,metro, comcom anelanel dede soldasolda nasnas duasduasextremidadesextremidades..ImportanteImportante:: asas cargascargas indicadasindicadas nosnos catálogoscatálogos sãosãocargascargas máximasmáximas estruturais,estruturais, nãonão devemdevem serser confundidasconfundidascomcom asas cargascargas geotécnicasgeotécnicas admissíveisadmissíveis..AsAs cargascargas admissíveisadmissíveis dasdas estacasestacas indicadasindicadas ememprojeto,projeto, nemnem sempresempre sãosão asas cargascargas nominaisnominais dasdasestacasestacas (atrito(atrito negativo,negativo, cargacarga apenasapenas dede pontaponta etcetc..))..EstacasEstacas armadasarmadas especialmenteespecialmente parapara flexoflexo--compressãocompressãoouou flexoflexo--traçãotração..

55

SEÇÕESSEÇÕESSeções mais encontradas no mercadoSeções mais encontradas no mercadofonte: manual técnico estacas préfonte: manual técnico estacas pré--fabricadas de concretofabricadas de concreto66

Diagrama Diagrama flexoflexo--compressãocompressão e e flexoflexo--traçãotraçãoFonte: manual técnico estacas préFonte: manual técnico estacas pré--fabricadas de concretofabricadas de concreto

77

CONTRATAÇÃOCONTRATAÇÃO DOS DOS EQUIPAMENTOSEQUIPAMENTOS

OO equipamentoequipamento podepodeserser quedaqueda--livre,livre,hidráulicohidráulico ououpneumáticopneumático (diesel),(diesel),sobresobre rolorolo ouou sobresobreesteiraesteira ee éé definidodefinido ememfunçãofunção dasdas cargas,cargas,dimensõesdimensões dasdasestacas,estacas, acessos,acessos,capacidadecapacidade dede suportesuportedodo solosolo nana cotacota dedecravaçãocravação etcetc..

88

Tipos de Equipamento mais utilizadosTipos de Equipamento mais utilizados..QUEDA QUEDA -- LIVRELIVRE MARTELO HIDRÁULICOMARTELO HIDRÁULICO

99

LOCAÇÃO DAS ESTACASLOCAÇÃO DAS ESTACASAA locaçãolocação bembem executada,executada, evitaevita eventuaiseventuais vigasvigasdede travamento,travamento, alavancasalavancas ee equilíbrioequilíbrio..

NoNo eixoeixo dada estaca,estaca, devedeve serser instaladoinstalado umum“piquete”“piquete” comcom umum pregoprego nana faceface superiorsuperiorindicandoindicando oo eixoeixo dada estacaestaca.. EsseEsse piquetepiquete devedeveficarficar enterradoenterrado cercacerca dede 3030 aa 5050 cm,cm, ee aoao ladoladocravacrava--sese umum testemunhotestemunho queque podepode serser dedemadeiramadeira ouou pontaponta dede ferroferro..

1010

CRAVAÇÃOCRAVAÇÃO

ÉÉ importanteimportante queque aa cravaçãocravação dada primeiraprimeira estacaestaca(estaca(estaca prova),prova), sejaseja acompanhadaacompanhada pelopeloprojetistaprojetista ee ouou consultorconsultor dede fundaçõesfundações paraparaconfirmaçãoconfirmação dasdas premissaspremissas dede projetoprojeto..ÉÉ recomendávelrecomendável queque sejaseja escolhidaescolhida umauma estacaestacapróximapróxima aa umauma sondagemsondagem..NormalmenteNormalmente oo comprimentocomprimento levantadolevantado éé maiormaior((22 ouou 33 m)m) dodo queque oo comprimentocomprimento previstoprevisto paraparaqualquerqualquer eventualidadeeventualidade..PreverPrever tambémtambém anelanel dede soldasolda nasnas duasduasextremidadesextremidades..

1111

A CRAVAÇÃOA CRAVAÇÃO

OO içamentoiçamento dasdas estacasestacas éé feitofeito pelopelo cabocabo dodoequipamentoequipamento porpor umum pontoponto específicoespecífico nana estacaestacaondeonde éé previamentepreviamente instaladoinstalado (na(na fabricação)fabricação)umum gancho,gancho, poispois aa armaçãoarmação éé dimensionadadimensionadaparapara essaessa condiçãocondição..AoAo serser levantadalevantada aa estaca,estaca, oo posicionamentoposicionamento ee ooprumoprumo devemdevem serser verificadosverificados..OO prumoprumo podepode serser corrigidocorrigido atéaté 33,,0000 ouou 44,,0000 mmdede estacaestaca cravada,cravada, alémalém dissodisso qualquerqualquertentativatentativa dede correçãocorreção podepode serser prejudicialprejudicial..AA normanorma prevêprevê umauma tolerânciatolerância dede 11%% dededesaprumodesaprumo..

1212

CONTROLE DE CRAVAÇÃOCONTROLE DE CRAVAÇÃO

AA tolerânciatolerância parapara osos desviosdesvios dede posicionamentoposicionamento(excentricidade)(excentricidade) éé dede 1010%% dodo diâmetrodiâmetro dasdasestacasestacas parapara blocosblocos dede umauma estacaestaca..ParaPara iniciariniciar aa cravaçãocravação éé necessárionecessário definirdefinir aaalturaaltura dede quedaqueda dodo martelomartelo emem funçãofunção dodo pesopesodada estacaeestacae dodo pesopeso dodo martelomartelo.. EssaEssa alturaalturapodepode variarvariar durantedurante aa cravaçãocravação emem funçãofunção dadaocorrênciaocorrência dede solosolo mole,mole, lenteslentes maismais resistentesresistentesaa seremserem ultrapassadasultrapassadas etcetc..

1313


ComCom alturaaltura dede quedaqueda definida,definida, iniciainicia--sese aacravaçãocravação contandocontando oo númeronúmero dede golpesgolpes paraparapenetraçãopenetração dede 11,,0000 m,m, dede taltal formaforma queque aoao finalfinaldada gravaçãogravação obtémobtém--sese oo “DIAGRAMA“DIAGRAMA ee aaENERGIAENERGIA DEDE CRAVAÇÃO”CRAVAÇÃO”AA formaforma dessedesse diagramadiagrama podepode serser comparadacomparadacomcom aa formaforma dodo diagramadiagrama dede SPTSPT aoao longolongo dadaprofundidadeprofundidade parapara observarobservar aa compatibilidadecompatibilidadeouou nãonão comcom aa sondagemsondagem.. NotemNotem queque osos valoresvaloressãosão incomparáveis,incomparáveis, devedeve--sese compararcomparar apenasapenas aatendênciatendência..

1414

Estaca sendo marcada para Estaca sendo marcada para obtenção do gráficoobtenção do gráfico

1515


ObservandoObservando oo diagramadiagrama dede cravaçãocravação próximopróximododo comprimentocomprimento previstoprevisto dede projeto,projeto, iniciainicia--sese aaobtençãoobtenção dada “NEGA”“NEGA”..NegaNega éé oo deslocamentodeslocamento permanentepermanente dada estacaestacaparapara 1010 golpesgolpes dodo martelomartelo comcom aa mesmamesma alturaalturadede quedaqueda..AA neganega foifoi interpretadainterpretada porpor muitomuito tempotempo pelaspelasformulasformulas dinâmicasdinâmicas dede cravaçãocravação queque permitempermitemestimarestimar aa capacidadecapacidade dede cargacarga últimaúltima dodoconjuntoconjunto estacaestaca--solosolo..

1616


AsAs formulasformulas dinâmicasdinâmicas (Holandeses,(Holandeses, BrixBrix,,NormaNorma Dinamarquesa)Dinamarquesa) sãosão muitomuito criticadascriticadas pelopelofatofato dada TeoriaTeoria dede ChoqueChoque dede Newton,Newton, nana qualqualsãosão baseadas,baseadas, nãonão serser adequadaadequada parapara simularsimular aacravaçãocravação dede estacasestacas ee caíramcaíram emem desusodesuso nosnosanosanos 8080..MasMas aindaainda hojehoje aa nega,nega, definidadefinida emem campocampo ememfunçãofunção dada recusarecusa dada estacaestaca penetrarpenetrar nono solosolo éé aaformaforma maismais importanteimportante ee práticaprática dede sese controlarcontrolaroo estaqueamentoestaqueamento dede taltal formaforma aa sese obterobter umaumacravaçãocravação comcom comportamentocomportamento uniformeuniforme..

1717

Imagem da nega e repique Imagem da nega e repique 1818


EmEm meadosmeados dosdos anosanos 8080,, nono Brasil,Brasil, foifoiintroduzidointroduzido oo ensaioensaio dede carregamentocarregamento dinâmicodinâmico(ECD)(ECD) ee aa observaçãoobservação sistemáticasistemática dosdosresultadosresultados destadesta instrumentação,instrumentação, mostroumostrou quequeosos deslocamentosdeslocamentos máximosmáximos obtidosobtidos nosnos ensaiosensaiossãosão comparáveiscomparáveis aosaos valoresvalores dede repiquerepique elásticoelásticomedidosmedidos simultaneamentesimultaneamente.. ((AokiAoki,, NN –– ControleControle“in“in situsitu”” dada CapacidadeCapacidade dede CargaCarga dede EstacasEstacasPréPré--FabricadasFabricadas viavia repiquerepique elásticoelástico dadacravação)cravação)..

1919


OO “REPIQUE“REPIQUE ELÁSTICO”ELÁSTICO” foifoi introduzidointroduzido ememmeadosmeados dosdos anosanos 8080 comocomo controlecontrole dede cravaçãocravaçãodede estacasestacas..Repique,Repique, éé obtidoobtido aoao finalfinal dada cravação,cravação, traçandotraçandoumauma retareta dede referênciareferência ee depoisdepois mantendomantendo oolápislápis nana estacaestaca durantedurante oo golpegolpe..NormalmenteNormalmente obtémobtém--sese 1010 repiquesrepiques durantedurante aaobtençãoobtenção dada neganega ((1010 golpes)golpes)..

2020

OBTENÇÃO REPIQUEOBTENÇÃO REPIQUE

2121

REPIQUE UNITÁRIOREPIQUE UNITÁRIO2222


ConformeConforme mostramostra aa figurafigura oo repiquerepique elásticoelástico temtemduasduas componentes,componentes, elásticoelástico dodo solosolo (C(C33)) eeelásticoelástico dada estacaestaca (C(C22))..OO elásticoelástico dodo solo,solo, éé maismais difícildifícil definir,definir, porémporémparapara maioriamaioria dosdos solossolos nãonão resilientesresilientes adotaadota--sese::

C3 = ~ 2,5 mm (0,1”)C3 = ~ 2,5 mm (0,1”)

2323

CONTROLE DE CRAVAÇÃOCONTROLE DE CRAVAÇÃODo repique medido:Do repique medido:

K = C2 + C3,K = C2 + C3,Obtém o valor de C2:Obtém o valor de C2:

C2 = K C2 = K –– 2,5 (mm)2,5 (mm)Utilizando a Lei de Utilizando a Lei de HookeHooke

Ru = C2*A*E/LRu = C2*A*E/LOnde: Ru = resistência última da estaca para Onde: Ru = resistência última da estaca para

determinada deformação elásticadeterminada deformação elásticaA = área da seção transversalA = área da seção transversalE = modulo de elasticidade E = modulo de elasticidade L = comprimento da estacaL = comprimento da estaca

2424


OO valorvalor dede RuRu obtido,obtido, representarepresenta aa cargacargadisponíveldisponível nana estacaestaca parapara aqueleaquele determinadodeterminadogolpegolpe ee nãonão levaleva emem consideraçãoconsideração efeitosefeitos aoaolongolongo dodo tempo,tempo, comocomo porpor exemploexemplo oo “set“set upup”” ououoo relaxamentorelaxamento..PortantoPortanto sese oo valorvalor dede repiquerepique forfor calibradocalibrado comcomosos ensaiosensaios ECD,ECD, podemospodemos acompanharacompanhar todastodasasas estacasestacas comcom aa obtençãoobtenção dede repiquerepique porporocasiãoocasião dada obtençãoobtenção dada neganega ee obterobter umumcontrolecontrole dede capacidadecapacidade dede cargacarga dasdas estacasestacascravadascravadas..

2525


O repique elástico é um importante dado O repique elástico é um importante dado de controle de estaqueamento, se não o de controle de estaqueamento, se não o melhor, a partir de meados dos anos 80.melhor, a partir de meados dos anos 80.

2626

ENSAIOSENSAIOS

AlémAlém dodo “gráfico“gráfico dede cravação”,cravação”, “nega”,“nega”,“repique”,“repique”, ee dada experiênciaexperiência dodo projetistaprojetista ee ououconsultor,consultor, existemexistem ensaiosensaios queque complementamcomplementamoo controlecontrole dodo estaqueamentoestaqueamento::PP..II..TT –– ensaioensaio dinâmicodinâmico dede integridade,integridade, dede baixabaixadeformaçãodeformação..PP..DD..AA.. –– ensaioensaio dede carregamentocarregamento dinâmicodinâmico(ECD)(ECD)..

2727

PIT PIT –– ENSAIO DINÂMICO DE BAIXA ENSAIO DINÂMICO DE BAIXA DEFORMAÇÃODEFORMAÇÃO

TodasTodas asas estacasestacas podempodem serserinspecionadasinspecionadas atravésatravés dadaexecuçãoexecução dede ensaiosensaios dinâmicosdinâmicosdede baixabaixa deformaçãodeformação (PIT(PIT –– PilePileIntegrityIntegrity TesterTester)).. TrataTrata--sese dede umumensaioensaio bastantebastante prático,prático, rápidorápido eerelativamenterelativamente baratobarato.. ApesarApesar dedeapresentarapresentar algumaalguma limitaçãolimitaçãoquantoquanto àà utilizaçãoutilização emem estacasestacaslongas,longas, prestapresta--sese aoao controlecontrole dadaqualidadequalidade dede estacasestacas prépré--moldadasmoldadas cravadascravadas..

2828

CONTROLE ATRAVÉS DE ENSAIO DE CONTROLE ATRAVÉS DE ENSAIO DE CARREGAMENTO DINÂMICO (ECD)CARREGAMENTO DINÂMICO (ECD)

EsteEste ensaio,ensaio, sese baseiabaseia nanaTeoriaTeoria dede PropagaçãoPropagação dedeOndasOndas.. ConsisteConsiste emem acoplaracoplar44 sensoressensores emem umaumadeterminadadeterminada seçãoseção dadaestaca,estaca, coletandocoletando sinaissinais dededeformaçãodeformação ee aceleração,aceleração,queque interpretadosinterpretados porporequipamentoequipamento apropriadoapropriado(PDA)(PDA) permitempermitem avaliaravaliar aacapacidadecapacidade dede cargacarga ee aferiraferiroo sistemasistema dede cravaçãocravação eeminimizandominimizando quebrasquebras..

2929

Colocação dos sensoresColocação dos sensores

OsOs 44 sensoressensores são,são, 22 dededeformaçãodeformação ee 22 dedeaceleraçãoaceleração ee sãosãoinstaladosinstaladosdiametralmentediametralmente opostos,opostos,parapara obterobter asas máximasmáximas eeasas mínimasmínimas tensõestensões nonoinstanteinstante dodo golpegolpe.. ComComissoisso éé possívelpossível corrigircorrigir ooalinhamentoalinhamento dodo martelomarteloemem relaçãorelação àà estacaestacadurantedurante oo ensaioensaio..

3030

O ENSAIO DE CARREGAMENTO O ENSAIO DE CARREGAMENTO DINÂMICO (ECD) PERMITE AVALIARDINÂMICO (ECD) PERMITE AVALIAR

EficiênciaEficiência dodo SistemaSistema dede CravaçãoCravação;;TensõesTensões dede compressãocompressão ee tração,tração, médiasmédias eemáximas,máximas, durantedurante aa cravaçãocravação dasdas estacasestacas;;IntegridadeIntegridade ee localizaçãolocalização dede eventuaiseventuais danosdanosestruturaisestruturais;;DeformaçõesDeformações ee deslocamentosdeslocamentos dodo conjuntoconjunto estacaestaca--solosolo..CapacidadeCapacidade dede CargaCarga dasdas estacasestacas ensaiadasensaiadas nonomomentomomento dodo golpegolpe (Ru)(Ru).. EssaEssa cargacarga sese aproximaaproxima dadacargacarga dede rupturaruptura dada estacaestaca aa medidamedida queque aa neganegaficafica maismais “aberta”“aberta”..

3131

PROVAS DE CARGA ESTÁTICAPROVAS DE CARGA ESTÁTICA

3232

EXEMPLOS DE PROVA DE CARGAEXEMPLOS DE PROVA DE CARGA

3333

EXEMPLOS DE PROVA DE CARGAEXEMPLOS DE PROVA DE CARGA

A

SISTEMA DE REAÇÃO

VIGA DVIGA D

VIGA AVIGA A

VIGA DVIGA D

VIG

A C

VIG

A C

VIG

A B

VIG

A B

CORTE AA

VIGA C

VIGA A

APOIO DE MADEIRA

VIGAS TIPO B

MACACOCÉLULA DE CARGA

ESTACA ENSAIADA

TERRENO

BLOCO DE CONCRETOLUVA

ARMADURA DA ESTACA

LUVA

DYWIDAGBARRA

A

DYWIDAGBARRA

DYWIDAGBARRA

DYWIDAGBARRA

ARMADURA DA ESTACA

ES

ACA

DE

RE

AÇÃ

O

ES

ACA

DE

RE

AÇÃ

O

A B C

D F

G H I

E

ESTACAS DE REAÇÃO -> A, B, C, D, F, G, H, I

ESTACAENSAIADA

3434

EXCENTRICIDADES E LIGAÇÃO COM OS EXCENTRICIDADES E LIGAÇÃO COM OS BLOCOSBLOCOS

AA locaçãolocação devedeve serser verificadaverificada apósapós asas estacasestacasseremserem cravadascravadas elaborandoelaborando oo “as“as builtbuilt”” dodoestaqueamentoestaqueamento.. EsseEsse levantamentolevantamento comcom asasexcentricidadesexcentricidades devedeve serser enviadoenviado aosaos projetistasprojetistasdede fundaçãofundação ee estruturaestrutura parapara asas devidasdevidasverificaçõesverificações ee eventuaiseventuais vigasvigas dede equilíbrioequilíbrio..AsAs estacasestacas deverãodeverão serser arrasadasarrasadas dede taltal formaformaqueque aa superfíciesuperfície dada cabeçacabeça fiquefique plana,plana, niveladaniveladaee sempresempre 55 cmcm acimaacima dodo lastrolastro dede concretoconcretomagromagro dodo blocobloco alémalém dada armaduraarmadura dede arranquearranquedefinidadefinida pelopelo projetistaprojetista estruturalestrutural..

3535

ARRASAMENTO DE ESTACASARRASAMENTO DE ESTACAS

3636

NBRNBR--6122/20106122/2010Na ABNT NBRNa ABNT NBR--6122/2010, é importante observar:6122/2010, é importante observar:

A.A. aa exigênciaexigência dede elaboraçãoelaboração dede diagramasdiagramas dede cravaçãocravação emem pelopelomenosmenos 1010%% dasdas estacasestacas cravadascravadas;;

B.B. aa exigênciaexigência dede coletacoleta dede repiquesrepiques elásticoselásticos ee negasnegas nono finalfinal dadacravaçãocravação emem todastodas asas estacasestacas cravadascravadas;;

C.C. TodasTodas asas informaçõesinformações devemdevem constarconstar dada fichaficha dede controlecontrole dedecadacada estacaestaca..

D.D. ÉÉ obrigatóriaobrigatória aa execução,execução, preferencialmentepreferencialmente nono inicioinicio dodoestaqueamentoestaqueamento dede provaprova dede cargacarga estáticaestática emem 11%% dasdas estacasestacas ,,emem obrasobras queque tiveremtiverem maismais dede 100100 dede estacasestacas ouou emem obrasobras cujacujatensãotensão nono concretoconcreto dada estacaestaca sejaseja superiorsuperior aa 77 MPaMPa..

E.E. ParaPara efeitoefeito dede comprovaçãocomprovação dede desempenho,desempenho, asas provasprovas dede cargacargaestáticasestáticas podempodem serser substituídassubstituídas porpor ensaiosensaios dede carregamentocarregamentodinâmicos,dinâmicos, nana proporçãoproporção dede cincocinco ensaiosensaios dinâmicosdinâmicos parapara cadacadaensaioensaio estáticoestático..

3737

CONSIDERAÇÕES FINAISCONSIDERAÇÕES FINAIS

ImportânciaImportância dodo rigorosorigoroso controlecontrole nana locação,locação, cravação,cravação,ensaiosensaios ee provaprova dede carga,carga, parapara umum comportamentocomportamentoadequadoadequado dodo estaqueamentoestaqueamento..SeguirSeguir asas recomendaçõesrecomendações dasdas normasnormas dede referênciareferência nonoassuntoassunto..TendênciaTendência atualatual éé controlarcontrolar oo estaqueamentoestaqueamento atravésatravés dederepiquesrepiques elásticoselásticos aferidosaferidos comcom ensaiosensaios dinâmicosdinâmicosexecutadosexecutados durantedurante oo estaqueamentoestaqueamento..EE nuncanunca abrirabrir mãomão dada obtençãoobtenção dasdas negasnegas..

3838

OBRIGADOOBRIGADO

[email protected]@zfsolos.com.br

3939

Estacas Pré-fabricadas de Concreto

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