Estaca Metálica

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Estacas metálicas ou de aço são estacas cravadas no solo por meio de martelos de queda livre, martelos hidráulicos, martelos a diesel, martelos pneumáticos ou martelos vibratórios, constituída de elemento estrutural metálico produzido industrialmente, podendo ser de perfis laminados ou soldados, simples ou múltiplos, tubos de chapa dobrada ou calandrada, tubos com ou sem costura e trilhos

Fonte: http://www.brasil.geradordeprecos.info/obra_nova/Fundacoes/Profundas/Estacas_pre-fabricadas/Estaca_metalica.html

Suas principais aplicações são estão nas construções industriais, em edifícios com andares múltiplos, pontes e viadutos, portos e torres de transmissão, e nas estruturas de contenção em função da facilidade de cravação.

As estacas de aço têm sido utilizadas em todo o mundo há mais de 120 anos e sua durabilidade tem excedido todas as estimativas teóricas de durabilidade, especialmente em solos muito agressivos ou contaminados por produtos químicos. Não há caso relatado na literatura de falha estrutural causada pela corrosão de estacas de aço.

Até os anos 2000, as estacas metálicas eram utilizadas principalmente nas estruturas de contenção (perfis metálicos associados a pranchas de madeira ou pré-fabricadas de concreto) e nos pilares de divisa, com o objetivo de se eliminar as vigas de equilíbrio. Também eram usadas no caso em que se queria reduzir as vibrações decorrentes da cravação de estacas de deslocamento (estacas pré-moldadas de concreto, estacas do tipo Franki, estacas tubulares, etc).

As vantagens da utilização deste tipo de estaca são:

• Reduzido nível de vibração durante sua cravação com qualquer tipo de martelo;
• Possibilidade de cravação em solos de difícil transposição como, argilas rijas a duras, pedregulhos e concreções
• Sem perdas de estacas “quebradas” que oneram não só o estaqueamento como os blocos que deverão ser redimensionados;
• Resistência a esforços elevados de tração e de flexão;
• Possibilidade de tratamento à base de betume especial (pintura), com a finalidade de reduzir o efeito do “atrito negativo”
• Facilidade de corte e emenda de modo a reduzir “perdas” decorrentes da variação da cota de apoio do extrato resistente, principalmente em solos residuais jovens
• Prazos de entrega reduzidos (perfis de seção comercial);
• Facilidade de transporte e manuseamento;
• Facilidade em executar emendas e cortes;
• Possibilidade de comprimentos diferenciados;
• Elevado controlo de qualidade;
• Profundidades de cravação elevadas.

Desvantagens

• Alto custo quando comparada às estacas pré-moldadas, estacas Franki e estacas Strauss;
• São sensíveis a águas agressivas e solos corrosivos (pântanos, pontos alcalinos, solos contaminados);
• Para fabricação exige maquinário específico, a distância entre fabricação e destino pode acarretar custos altos;
• Provocam ruído durante o processo de cravação;
• São difíceis de conservar a verticalidade ou não encurvarem em argilas moles durante a cravação se existirem pedregulhos graúdos ou seixos na argila;

O controle da cravação de estacas metálicas é feito pela nega (medida da penetração permanente de uma estaca, causada pela aplicação de um golpe de martelo ou pilão, sempre relacionada com a energia de cravação; dada a sua pequena grandeza, em geral é medida para uma série de dez golpes) e pelo repique (parcela elástica da penetração máxima de uma estaca, decorrente da aplicação de um golpe do martelo ou pilão. Em grandes obras costuma-se fazer o controle pelo Ensaio de Carregamento Dinâmico (Norma NBR 13208/1994 da ABNT) que consiste em se acoplar à estaca um par de transdutores de deformação específica e um par de acelerômetros, posicionados em planos ortogonais, para poder corrigir eventuais efeitos devido à flexão da estaca em função da não coincidência do golpe do pilão com o eixo da estaca).

Controle de cravação pelo repique – Fonte: https://www.gerdau.com/br/pt/productsservices/products/Document%20Gallery/manual-estacas-metalicas.pdf

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

Para as estacas metálicas, o método propõe os valores de 1,75 e 3,5 para F1 e F2, respectivamente.

O método de Décourt-Quaresma (1978) e atualizado por Décourt (1996), leva em consideração o NSPT e introduz os fatores ? e ?,à resistência lateral e de ponta, respectivamente para a utilização da equação para o uso em estacas 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.

Recomendamos que sempre, ao necessitar executar uma estaca ou um projeto de fundações, consulte um Engenheiro Civil especializado em Geotecnia e execute em primeiro lugar uma sondagem para conhecimento das camadas e resistência do solo.