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Estaca Raiz
Estaca Raiz

Estaca Raiz

A estaca raiz é uma estaca concretada "in loco", com diâmetro acabado variando de 80 a 410mm e de elevada tensão de trabalho fuste, que é constituido de argamassa de areia e cimento e é inteiramente armado ao longo de todo o seu comprimentoAs estacas raiz foram desenvolvidas na Itália, no final da década de 50 e tinham como função básica o reforço de fundações. No entanto, os recentes desenvolvimentos da técnica executiva e dos conhecimentos da mecânica dos solos permitiram aumentar, com segurança a capacidade de carga e a produtividade deste tipo de estaca.

Método executivo

A estaca raiz é executada em direção vertical ou inclinada, mediante uso de rotação ou rotopercurssão com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido, e pode, por meio de ferramentas especiais, atravessar terrenos de qualquer natureza, inclusive alvenarias, concreto armado, rochas ou matacões. Completada a perfuração com revestimento total do furo, é colocada a armadura necessária ao longo da estaca, procedendo-se a concretagem do fuste com a correspondente retirada do tubo de revestimento. A concretagem é executada de baixo para cima, aplicando-se regularmente uma pressão rigorosamente controlada e variável em função da natureza do terreno.
Com esse procedimento, além de se aumentar substancialmente o valor do atrito lateral, garante-se também a integridade do fuste, permitindo que se considere a resistência da argamassa no dimensionamento estrutural da estaca, conseguindo-se, deste modo, uma sensível redução na armadura e, conseqüentemente, no custo final da estaca. Dentre os vários tipos de estaca injetada, com e sem pressão mantida, podemos afirmar que a estaca raiz apresenta a menor relação custo/carga, além de facilmente permitir o controle de qualidade realizado através de provas de carga.

Controle de execuxão

Devido ao método executivo, as estacas raiz podem suportar também elevadas cargas de tração. Este fato permite que sejam executadas provas de carga a compressão sem a necessidade do uso de tirantes ou cargueiras, utilizando-se simplesmente as estacas vizinhas como elemento de reação.
É importante ressalvar que o uso de provas de carga a tração em estacas que irão trabalhar a compressão, além de não refletir o verdadeiro comportamento das estacas,pode até triplicar a armadura do fuste, uma vez que não mais poderemos contar com a resistência do concreto, trazendo elevados custos adicionais.

Principais vantagens técnicas

O processo de perfuração, não provocando vibrações, nem qualquer tipo de descompressão do terreno em conjunto com o reduzido tamanho do equipamento, torna esse tipo de estaca particularmente indicado em casos especiais como: reforço de fundações, fundações de obras com vizinhanças sensíveis a vibrações ou poluição sonora, ou em terrenos com presença de matacões e para obras de contenção de talude.
A existência de modernos equipamentos que permitem a execução de estacas raiz com altas médias de produtividade e o uso de cargas de trablaho de até 1500 KN (150tf), aumentaram muito a competitividade da estaca raiz em obras normais. Além disso, esta estaca possui a vantagem de resistir a cargas de tração muito elevadas, sendo ideal para as fundações de várias obras especiais, desde torres de linha de transmissão até plataformas de petróleo. Atualmente podemos afirmar que em vários casos da prática corrente da engenharia de fundações, esse tipo de estaca constitui a melhor opção técnico-comercial.

Principais utilizações-Fundações em locais de difícil acesso

No caso de terrenos de encostas íngremes ou que não permitam o acesso de veículos de grande porte, a instalação dos bate-estacas tradicionais torna-se de difícil execução e de custo elevado.
Neste caso, ressaltamos o uso das estacas raiz como fundação de torres de linha de transmissão pois, além de possuir uma capacidade de carga à tração praticamente igual à de compressão, permite um deslocamento rápido e econômico dos equipamentos entre as diversas torres.

Fundações em locais de antigas fundações

Neste tipo de solo o uso de estacas tradicionais exige operações custosas e de sucesso duvidoso. O uso da estaca raiz, neste caso, é a solução mais correta, uma vez que o processo executivo permite o atravessamento com relativa facilidade destes obstáculos.

Reforço de fundações

A estaca raiz é a solução mais indicada para o reforço de fundações, seja devido à deficiência da fundação original, seja devido a acréscimo de carga, uma vez que seus equipamentos possuem reduzidas dimensões, conseguindo trabalhar em áreas restritas e com pé direito reduzido. Podendo perfurar os blocos ou sapatas existentes, permite ser incorporada a estrutura sem a necessidade da construção, na maioria dos casos, de novos blocos de fundação.
Além disto, como necessitam de pouca deformação para mobilizar a carga de trabalho, as estacas raiz praticamente não provocam esforços adicionais na estrutura durante a transferência de carga.

Fundações em locais próximos a construções em estado precário ou com restrições de barulho.

Utilizando-se estacas raiz, a cravação será realizada praticamente sem barulho ou vibração, tendo-se ainda a vantagem do furo estar sempre revestido, não causando descompressão do terreno.

Estabilização de encostas

O reticulado de estacas raiz é utilizado nos problemas de reforço e contenção de taludes, aplicação essa que varia conforme se trate de terreno solto ou de talude em rocha alterada. No caso de taludes em terrenos soltos, o emprego das estacas raiz consiste na realização de uma ou mais paredes de interceptação, destinadas a fracionar e a conter a massa de solo em movimento descendente. No caso de terrenos com rocha alterada, as estacas raiz, distribuídas no terreno com densidade conveniente, criam uma espécie de costura, fazendo com que o maciço se comporte como uma parede ciclópica. Esta solução tem a vantagem de evitar a construção de grandes muros de concreto armado, muros estes que além de dispendiosos, afetam negativamente o visual dos maciços a serem estabilizados.

Estacas raiz em substituição a parede diafragma

Quando, em situações especiais, não é possível executar paredes diafragma, o reticulado de estacas raiz pode ser utilizado como estrutura de contenção. Este sistema além de resistir ao empuxo do terreno e proteger as construções vizinhas durante as escavações, pode resistir a cargas verticais, funcionando também, quando necessário, como submuração e reforço das construções vizinhas, ou como fundações dos pilares da nova obra.

Fundações de equipamentos indústriais

O uso de estacas raiz é a solução mais indicada principalmente nas seguintes situações:

Substituição ou acréscimo das instalações existentes por novos equipamentos de maior potência com novos carregamentos. Geralmente estas substituições são executadas nas proximidades ou no interior de estruturas existentes e não devem interromper a produção fabril.

Estabilização de grandes máquinas com peças de movimento rápido que apresentam vibrações elevadas. O uso de estacas raiz, executadas através do bloco das fundações existentes, modifica a inércia das fundações e elimina as vibrações danosas.

Estacas raiz em rocha

Em presença de camadas de solo de pouca resistência sobrejacentes ao topo rochoso, onde é necessário o embutimento da estaca raiz em rocha, utiliza-se sistema de perfuração a roto-percursão com martelo de fundo (down-the-hole) e bits de vídia, internamente ao tubo de revestimento no trecho em solo, com diâmetro reduzido em rocha.
A Fundesp dispõe de equipamentos e ferramentas que permitem perfurar em rocha com diâmetros de 76mm a 355mm

Estacas raiz em terrenos com presença de matações e enrocamentos

Introdução

A perfuração em terrenos arenosos, constituídos de pedregulhos e matacões, com nível d'água elevado, é praticamente impossível pelos métodos de perfuração convencionais.
Para solucionar o problema, a Fundesp dispõe de martelo Down-the-hole tipo Tubex que reveste o furo simultaneamente à perfuração.

Metodologia


A) O método Tubex é baseado no princípio da perfuração com bit associado à uma ferramenta excêntrica. A ferramenta de perfuração faz um furo com diâmetro suficiente para encaixar o tubo de revestimento que vem logo atrás da ferramenta de perfuração. O material é aspirado através do tubo de revestimento.


B) Quando a perfuração alcança a rocha subjacente às camadas submersas de pedregulhos e matacões, a ferramenta é girada no sentido oposto ao da perfuração, recolhendo sua parte excêntrica para o elemento principal. Em seguida o martelo é retirado pelo interior do tubo de revestimento que é embutido alguns centímetros na rocha.


C) Para prosseguir a perfuração em rocha, é feita a troca de ferramenta pelo martelo Down-the-hole convencional, que é introduzido pelo tubo de revestimento.

Fonte: http://www.sitengenharia.com.br/fundacaoraiz.htm