Estaca Escavada Mecanicamente e Estaca Tipo Broca

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A Norma de Fundações NBR-6122/2010 define a estaca escavada mecanicamente como a estaca executada por perfuração do solo através de trado mecânico, sem emprego de revestimento ou fluido estabilizante. Um caso particular da estaca escavada mecanicamente é a estaca broca, executada usualmente por perfuração com trado manual.

Os diâmetros comerciais da estaca escavada são de 25 a 90 cm, suportando uma carga de 200kN a 2.500kN. Já a estaca broca, por ser uma estaca de execução mais simples possui como diâmetros comerciais mais usuais 25 e 30 cm, suportando carga de até 150kN.

Tanto a Estaca Escavada como a Estaca Broca somente podem ser executadas acima do Nível D’agua e sua cota de apoio deve ser acima deste.

As estacas escavadas mecanicamente possuem como vantagem a execução sem vibração e barulho, possuem alta produção diária e preço acessível em comparação com outros tipos de estaca.

As desvantagens são: execução apenas acima do nível d’água; execução apenas em solos com coesão, mesmo que baixa, pois, o furo necessita ficar aberto até a concretagem e são executadas até 12 m de profundidade. Se o equipamento de perfuração for uma perfuratriz hidráulica, há a possibilidade de execução até a profundidade de 25 m.

A concretagem das estacas deve ser realizada no mesmo dia da perfuração, através de um funil que tenha comprimento mínimo de 1,50 m. A finalidade deste funil é orientar o fluxo de concreto.

No caso dessas estacas, elas não estão sujeitas a tração ou a flexão, a armadura é apenas de arranque, sem função estrutural e as barras de aço podem ser posicionadas no concreto, uma a uma, sem estribos, imediatamente após a concretagem, deixando-se para fora a espera (arranque) prevista em projeto. No caso de estacas submetidas a esforços de tração, horizontais ou momentos, a armadura projetada deve ser colocada no furo antes da concretagem.

A estaca broca possui como limitações: sua execução acima do nível d’água, não possui garantia de verticalidade, uma vez que é executada com trado manual, são executadas até 10 m de profundidade, em raras exceções até 12 m, trabalha apenas a compressão e suporta carga de até 150kN/estaca.

Como vantagens, a estaca broca, por ser produzida de forma bem simples, e mesmo manual, elimina a necessidade de transporte de maquinário pesado, é de fácil execução e também possui baixo custo em relação à execução da obra.

Com relação aos métodos de cálculo de capacidade de carga das estacas escavadas e das brocas, assim como as fundações diretas, há os métodos teóricos, os semi empíricos e a prova de carga. As provas de carga por ter um custo considerável, geralmente são realizadas em empreendimentos grandes. Já os métodos teóricos, tem pouca utilização, uma vez que apresenta discrepância entre os métodos para o cálculo da capacidade de carga em areias.

Valores de Nq* de vários autores
Fonte: Cintra, Aoki (2010). Apud Vesic (1967)

Os métodos semi-empíricos, baseados em ensaios in situ, são os mais utilizados no Brasil. Dentre eles: Método de Aoki-Velloso (1975), Método de Décourt-Quaresma (1978) e Método de Teixeira (1996).

O método de Aoki-Velloso foi elaborado considerando correlações com o ensaio CPT, porém, como não é muito utilizado no Brasil, o valor da resistência de ponta qc, pode ser substituído por uma correlação com o NSPT, através de um fator k, que depende do tipo de solo. Os fatores F1 e F2 são fatores de correção de escala, devido à diferença do comportamento entre a estaca e o ensaio do cone e a influência do método executivo, tipo de estaca.

O método de Décourt-Quaresma (1978) e atualizado por Décourt (1996), leva em consideração o NSPT e introduz os fatores a e b, à resistência lateral e de ponta, respectivamente para a utilização da equação para o uso em estaca escavada, estaca hélice contínua, estaca raiz e estacas injetadas sob pressão, uma vez que o método foi elaborado com base em resultado de provas de cargas, executados em estacas pré moldadas e estaca Franki.

O método de Teixeira(1996), foi elaborado com base nos métodos de Décourt-Quaresma e Aoki-Velloso. Sua formulação é como a de Décourt, porém o valor de a, relativo à resistência de ponta é um fator com relação ao tipo de solo e o tipo de estaca e o valor de b, relativo à resistência lateral dependendo do tipo de estaca.

Apesar de ser um tipo de fundação simples e de fácil execução, antes da execução deve ser elaborado um projeto de fundações por um engenheiro civil especialista em geotecnia para que ele possa avaliar o comportamento do solo frente ao empreendimento e o tipo de fundação. Para que um projeto seja elaborado e tenha uma boa execução, deve-se realizar investigações geotécnicas, como por exemplo, a Sondagem de Simples.