As estacas metálicas, inicialmente, eram mais usadas como estruturas de contenção e pilares de divisa. Posteriormente, elas tornaram-se solução comum em fundações como estacas de deslocamento, quando o objetivo era reduzir as vibrações decorrentes da cravação (bate estaca) das estacas pré-fabricadas e de estacas tipo Franki e tubulares.
As estacas metálicas apresentam um processo executivo diferenciado em relação as moldadas in loco, uma vez que são cravadas, com o uso de equipamento do tipo bate estaca, no terreno sem a retirada do solo. Como elas estão cada vez mais presentes nos canteiros de obras, entender sua aplicação, vantagens e execução é muito importante. Continue a leitura e saiba mais sobre esses processos.
As estacas metálicas
As estacas metálicas são elementos estruturais produzidos industrialmente. Elas podem apresentar perfil laminado ou soldado, simples ou múltiplos. Os tubos da chapa podem ser dobrados ou canelados e apresentar ou não costura e trilhos.
As estacas metálicas são consideradas uma solução de alta eficiência, tanto para contenção quanto para fundações, uma vez que são capazes de atravessar lentes de pedregulhos ou concreções (laterita, limonita, etc). A maioria das estacas moldadas in loco não conseguem atravessar esse tipo de material. Por isso, as estacas metálicas competem técnica e economicamente com os demais tipos de fundações.
Como adotamos uma espessura de sacrifício, a durabilidade das estacas metálicas são condizentes com os outros elementos de fundação. Essas estacas, quando totalmente enterradas — mesmo que na presença de lençol freático —, dispensam tratamento especial, desde que sejam descontadas as espessuras de compensação informadas na NBR 6.122
Os equipamentos
A forma mais comum de execução se dá pela cravação por percussão livre. Esse método utiliza o bate-estaca de queda livre — um equipamento composto por torre, plataforma, guincho mecânico e martelo.
A torre é montada sobre a plataforma, e o guincho mecânico ergue o martelo, que ao ser soltado bate no topo da estaca provocando o seu deslocamento vertical.
O equipamento pode se movimentar sobre pranchas, esteiras ou rolos e além dos guinchos mecânicos, podendo ser utilizados guindastes adaptados com torres para o martelo de queda livre — que pode ser automático ou vibratório.
A torre guia apresenta altura compatível com o comprimento da estaca metálica que será cravada, e os guinchos devem apresentar capacidade de carga adequada ao peso do martelo e da estaca que será erguida.
O processo executivo
Enquanto para a execução das estacas moldadas in loco é necessário retirar material do solo por meio de escavação, as estacas metálicas são do tipo pré-fabricadas. O seu processo executivo consiste em introdução no terreno por meio de cravação, deslocando o solo e deformando a circunvizinhança. Isso torna sua execução muito higiênica ao se dispensar a remoção do material escavado e posterior concretagem.
Assim como em qualquer fundação, O local em que cada estaca será executada é marcado no solo com piquetes. Para evitar que a movimentação dos equipamentos no canteiro de obras os danifiquem ou alterem, após o furo da locação deve-se preencher o diâmetro da estaca com areia servindo como guia para a cravação.
O içamento é feito por meio do cabo auxiliar do guincho. Quando a estaca é trazida para junto da torre e colocada na posição vertical, após o posicionamento ela poderá ser assentada no local de cravação.
Contudo, primeiramente, a torre do bate-estaca será aprumada, aferindo tanto as faces frontais quanto laterais. A folga entre o martelo e o capacete não deve ser superior a 3 cm, e o capacete deve conter superfície plana possibilitando sua adequação à seção da estaca.
Cravação
A estaca metálica é introduzida no solo por meio da deformação permanente em consequência da energia aplicada na estaca, que é provocada pela queda livre do martelo. Após cada golpe do martelo, a estaca alcança nova profundidade no terreno.
Durante a cravação, não é necessário verificar a estabilidade e a resistência da estaca nem realizar medidas corretivas de execução em relação ao projeto quando os desvios forem inferiores a 1/100.
Emendas
O dimensionamento das emendas deve proporcionar resistência a todas as solicitações que possam vir a ocorrer durante transporte, cravação e utilização das estacas metálicas. As emendas podem ser feitas com soldas de topo e talas soldadas, sendo a última mais recomendada. A redução do tempo empregado na execução de emendas é importante para garantir a produtividade do processo executivo.
Controle de cravação
Independentemente do tipo de martelo empregado na cravação das estacas metálicas, esse controle pode ser feito por nega, repique e ensaio de carregamento dinâmico, conforme especificado na NBR 13.208. Com um papel na cabeça da estaca começamos a verificação da nega. Nesta foto específica, por se tratar de um reforço estrutural em um galpão veja que tem uma laje de concreto que inicialmente foi perfurada para início da cravação.
A nega consiste na penetração permanente da estaca. Já o repique representa a parcela elástica do deslocamento máximo da estaca, e apresenta menor dispersão que a nega.
Preparo de cabeça e ligação com bloco de coroação
Após a cravação, a estaca metálica deverá ser ligada ao bloco de coroamento, de forma que as cargas resistidas por ele sejam transmitidas adequadamente e com continuidade apropriada.