CARACTERÍSTICAS DAS ESTACAS MEGA

| Parte de entrevista de ENG. ARMANDO DE OLIVEIRA À REVISTA FUNDAÇÕES & OBRAS GEOTÉCNICAS

Os equipamentos utilizados para o emprego das estacas mega são de pequeno porte, pequena dimensão (≈80 cm x ≈50 cm x ≈60 cm), pouco peso (≈ 60 kg), para trabalharem em espaços confinados e de difícil acesso. Normalmente são cilindros hidráulicos, ligados a unidades elétricas/hidráuli cas de pequeno porte que necessitam de energia da ordem de 7 c.v. 220 V. A execução desta estaca não faz barulho, não utiliza água e nem refrigeração.
Sua produtividade está mais relacionada com instalações e acessos, do que com a cravação propriamente dita. Em condições favoráveis de trabalho, uma equipe pode cravar duas estacas por dia. Todas as estacas mega (concreto ou metálicas) após finalizadas, transferem a carga da estaca para a estrutura pelo que é denominado “carga de cunhamento”, já definida na norma técnica.
Para esta transferência de carga utiliza-se: cabeçotes de concreto armado, blocos e cunhas de concreto armado com fibras metálicas e/ou polietileno. Devido à pequena dimensão desta peça, é contraindicado o uso de armadura tradicional e nos casos de estacas mega com carga de ruptura acima de 100 t. (Oliveira, SEFE VIII) estas pequenas peças são muito solicitadas. Outra grande vantagem de armadura com fibras metálicas é evitar uma ruptura frágil da peça (explosão) com consequências perigosas e imprevisíveis. A ruptura de peças com fibra envolve grandes deformações internas.

As peças pré-moldadas para finalizar as cunhas de mega são:

  • Cabeçotes de concreto armado com dimensões da ordem de 40 cm x 20 cm x 20 cm (altura);
  • Blocos de concreto com fibras com 20 cm x 15 cm x 15 cm (altura);
  • Cunhas com concreto com fibras com 20 cm x 15 cm x (15-7) cm (altura).
  • A solidarização final é feita com argamassa armada com fibras metálicas preenchendo os vazios entre blocos e cunha.

Estacas Mega de Concreto

São como todas as estacas mega cravadas com uso de cilindros hidráulicos, popularmente denominados macacos hidráulicos, num conjunto de equipamentos com bombas e manômetros. A estaca é constituída de segmentos pré-moldados de concreto com 50 cm de altura e diâmetro de 25 cm. Uma das técnicas de fabricação dos pré-moldados com centrifugação do concreto deixa um furo interno da ordem de oito centímetros.
As estacas mega de concreto têm sua carga de cravação limitada a 45 t. para estacas com comprimento inferior a 10 m. Quando este comprimento é maior ou encontra argilas muito moles, a carga de cravação deve ser diminuída devido aos efeitos de segunda ordem (flambagem). Um fato de extrema importância e com frequência desconhecido e/ou desprezado pelos projetistas, é que as estacas mega de concreto penetram no solo por sua própria expulsão, como as estacas pré-moldadas. Este aspecto provoca altíssimas pressões neutras abaixo da ponta da estaca, permitindo um relaxamento posterior da carga de cravação.
Com frequência, ao recravarmos uma estaca mega após alguns anos, encontraremos uma carga de ruptura inferior à anotada na sua execução. Também é constante, uma estaca mega de concreto cravada ao lado de uma estaca pré-moldada (ou outras) ficar com um comprimento menor do que a outra, prejudicando seu comportamento quando analisado sob o efeito do grupo. A decisiva vantagem da estaca mega de concreto é o seu custo. O custo de um reforço de fundação com esta estaca é da ordem da metade do custo de um reforço de fundações com mega metálica ou mega metálica injetada, melhores e mais sofisticadas.

Estacas MM (Mega Metálica)

O corpo de uma estaca MM é constituído de tubos metálicos; espessura de parede compatível com sua carga estrutural; segmentos de 75 cm cada, interligados com roscas e luvas feitas em tornos mecânicos de alta precisão. Na prática, relevando a fabricação e estocagem, encontram-se no mercado para uso imediato dois tipos de MM: as de 4,5’’ para carga de cravação de até 45 t e as de 6,5’’ para carga de cravação de até 75 t.
Após a cravação, antes do cunhamento, estas estacas são preenchidas com concreto armado com fibras, aumentando substancialmente o coeficiente de segurança estrutural desse reforço de fundação. Como todas as estacas mega, ela é cunhada e tem sua cabeça concretada preenchendo os vazios existentes entre cunha e blocos.

Ao contrário das estacas mega de concreto e de forma similar às estacas metálicas com trilhos ou perfis, a MM penetra no solo por cisalhamento. Algumas de suas características são:

  • Penetram bem mais fundo que uma estaca mega de concreto ou uma pré-moldada de concreto antiga e adjacente, colocando-se em novo horizonte de apoio e
  • permitindo somar a carga das fundações antigas com a carga da MM, algo que não ocorre nas estacas mega de concreto;
  • Com frequência uma MM penetra 30% mais do que uma pré-moldada de concreto adjacente;
  • Apresentam ganho na capacidade de carga com o tempo. O oposto ao relaxamento citado nas estacas mega de concreto. As pouquíssimas medições feitas nas MM após anos indicam uma capacidade também da ordem de 20% na carga de ruptura;
  • O gráfico de cravação, metro a metro, desde seu início é uma excelente sondagem, caracterizando com precisão o tipo de subsolo em cada estaca, permitindo corrigir e ajustar o projeto original.

Estacas MM (Mega Metálica Injetada)

Caracterizam-se por limpar a terra embuchada no interior dos tubos metálicos das estacas MM e posteriormente injetar nata de cimento com pressão de até 30 kg/cm², formando um novo bulbo na ponta da estaca e aumentando a adesão entre a estaca e o solo no fuste. Para a limpeza do solo que entrou no interior da MM utiliza-se lavagem d’água em circuito fechado e/ou equipamentos específicos desenvolvidos para este uso.
Inúmeros testes e medições feitos neste tipo de estaca MMI indicam um ganho de carga de trabalho da ordem de 50% comparada às MM tradicionais. Em alguns casos este ganho foi até maior.

É importante lembrar que não há ganho de carga de cravação somente para trabalho e ruptura. Além desta grande vantagem podemos citar outras:

  • Em casos em que a reação é limitada, a carga de cravação também fica, e é impossível garantir o coeficiente de segurança de 1,5 para a carga de trabalho. Exemplificando: num pilar com 30 t, ao cravarmos uma MM e a carga de cravação atingir estes 30 t, a estrutura começa a levantar e não é possível compatibilizar carga de cravação com carga de trabalho. Para este problema, temos na prática duas soluções: cravar duas estacas MM com 30 t cada ou cravar uma MMI com 30 t, limpá-la e injetar nata de cimento para que a carga de ruptura passe para ≈ 45 t e garanta a carga de trabalho de 30 t. Além do custo de uma estaca MMI ser menor que duas MM, existem os custos do bloco estrutural, reação excêntrica etc.;
  • As MMI podem ser aprofundadas ainda mais, mesmo após atingir a carga de cravação. Se o miolo de terra no meio das MM ultrapassando sua ponta for limpo, é possível recravar esta estaca atingindo horizontes mais profundos. Num dos casos de obras citados adiante (Santa Cecília), as MMI de 4,5’’ obrigatoriamente tinham que atingir um comprimento de 10 m, porém com ≈ 8 metros atingia a carga de cravação limite de 45 t. As limpezas possibilitaram aprofundá-las e posteriores injeções garantiram a carga de trabalho de 40 t/estaca ou pilar;
  • Outra vantagem é a possibilidade de se obter estacas com carga de ruptura e/ou de trabalho muito altas. Em alguns casos (Abismo XI – Oliveira, 2014) medições com strain gage e células de medição computadorizadas, as estacas MMI ultrapassaram a carga de 120 t, tendo sido cravadas com 80 t e cunhadas com 55 t cada;
  • Em obras emergenciais, com riscos inaceitáveis, as MMI configuram-se como não somente a melhor, mas a única solução;
  • Similar à estaca ômega e outras, a MMI tem patente requerida. No Brasil, cinco empresas estão aptas a utilizá-las.

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