ENG | Estacas Escavadas de Grande Diâmetro e/ou Barrete
Estacas escavadas ou barretes são estacas executadas de forma circular ou retangular, moldadas in loco e executada com concretagem submersa. Embora relativamente recente (seu desenvolvimento ocorreu no final da década de 60), o processo impactou a técnica de escavações e fundações.
O sucesso se deve a diversos fatores: a multiplicidade de suas aplicações; o desenvolvimento de equipamentos de escavações e de centrais de processamento de lama; a disponibilidade de bentonita para emprego industrial.
As estacas escavadas e barretes possuem grande resistência e pequena deformabilidade, o que as coloca como a solução mais indicada para suporte de escavações.
Vantagens
Elementos de fundação, transmitindo cargas e camadas mais profundas
Execução sem as vibrações e o ruído inerente à cravação de estacas de fundação ou escoramento
Possibilidade de atravessar camadas de grande resistência
Execução rápida
MÉTODO EXECUTIVO E CUIDADOS NA EXECUÇÃO
Fases executivas
A sequência executiva compreende as fases de:
1. Colocação da camisa-guia ou execução da mureta-guia
2. Perfuração, com o simultâneo preenchimento com lama bentonítica ou lama
3. Colocação da armação, após desarenação ou troca da lama bentonítica ou
4. Concretagem
5. Descarte da lama bentonítica
AÇÃO ESTABILIZANTE DA LAMA
A lama é produzida na trincheira durante o processo de escavação e deve mantê-la estável até o seu enchimento com o concreto ou a argamassa prevista. A lama empregada é uma suspensão de bentonita (montmorilonita de sódio), que apresenta propriedades tixotrópicas, ou seja, tem um comportamento fluido quando agitada mas é capaz de formar um gel quando em repouso. O uso da bentonita na perfuração de poços de petróleo é bastante antiga e sua primeira aplicação na engenharia de fundações foi na perfuração de estacas. Para uso no processo de paredes moldadas no solo, suas características precisam ser controladas logo após a mistura, durante seu fornecimento na trincheira e imediatamente antes da concretagem. A Federation of Piling Specialists (FPS, 1975) recomenda o seguinte controle da lama bentonítica para fornecimento na trincheira:
| ITEM A SER MEDIDO | LIMITES DOS RESULTADOS A 20º | MÉTODO DE ENSAIO |
| Peso específico | Menor que 1,02 e 1,03 g/ml | Balança de densidade de lama |
| Viscosidade | 33 a 35s | Cone Marsh |
| Resistência ao Cisalhamento (resistência do gel de 10 minutos) |
1,4 – 10 N/m² |
Shearometer |
| pH | 9,5 – 12,0 | Papel indicador |
Antes da concretagem, é importante verificar o grau de contaminação da lama por partículas do solo em suspensão. Esta contaminação provoca um aumento de peso específico da lama, prejudicando a qualidade da concretagem. Recomenda-se que, nesta ocasião, o peso específico medido na balança de lama não ultrapasse 1,3 g/ml.
Uma das funções básicas da lama é criar uma película impermeável nas paredes da escavação, chamada 'cake', formada pela penetração da lama nos vazios do solo. Esta película permite que a lama exerça empuxo contra as paredes da escavação, para estabilizá- la. A espessura da penetração vai depender da diferença entre o nível da lama na trincheira e o nível d'água no terreno (deve ser no mínimo 1,5 m) , da permeabilidade do solo e da viscosidade da lama. A penetração excessiva da lama é inconveniente para a estabilidade da trincheira e, em solos de permeabilidade muito alta (k> 1 cm/s), pode haver perda de lama, impossibilitando a utilização do processo das paredes moldadas nestes solos. Em argilas intactas, não há formação de 'cake', porém, sem prejuízo para o processo de estabilização. A lama tem por função ainda impedir o desprendimento de grãos de areia das paredes da trincheira.
DETALHAMENTO DAS ESTACAS
A execução de estacas e barretes moldados no solo constitui em técnica bastante especializada, envolvendo grande mecanização. Assim, é importante que o projetista esteja familiarizado com esta técnica e que discuta com o executor todos os aspectos da obra, para que o projeto conduza a uma simplicidade de operações no canteiro. Mesmo atendidas estas recomendações, são frequentes modificações no projeto, impostas pelo desenvolvimento dos trabalhos.
A seguir, são discutidos alguns aspectos da técnica das estacas e barretes no solo, no que diz respeito ao seu detalhamento nos projetos.
Como o arqueamento horizontal representa um fator importante na estabilidade da trincheira aberta, o comprimento dos painéis será função das características do terreno e da proximidade de sobrecargas.
a) Barretes - a largura do painel deve ser a do clamshell (0,30, 0,40, 0,50, 0,60, 0,70, 0,80, 1,00, 1,20 m) e o comprimento mínimo de um painel fica limitado por seu comprimento aberto (2,50 m a 3,20 m).
b) Estacas – são escavadas através de caçambas (Ø 60 a Ø 170 cm) colocadas na haste da mesa rotativa, que é uma perfuratriz acoplada ao guindaste principal.
É necessário que todo o painel seja concretado continuamente, sem interrupção. Assim, a capacidade de fornecimento de concreto precisa ser considerada na escolha do comprimento do painel.
CONCRETAGEM
A Concretagem, do tipo submersa, é feita através de um tubo que atinge o fundo do painel, munido de um funil de boca. O concreto deve ser bastante plástico e expulsar a lama a partir do fundo da estaca devido à sua maior densidade. O tubo é composto de elementos enroscados que são dispensados à medida que o enchimento se desenvolve. Nenhum método mecânico é empregado na compactação do concreto.
O concreto a ser utilizado deve ser de grande trabalhabilidade (19 a 21 cm no 'slump-test') e um consumo de cimento elevado ( não menos que 350 kg/m³) para possibilitar resistências de 10 mpa em corpos de prova com 7 dias e de 18 mpa com 28 dias.
ARMADURA
As particularidades que se apresentam na disposição das barras da armadura, e, às vezes, a deficiente aderência entre a armadura e o concreto lançado sob suspensão de bentonita exigirão uma cuidadosa ancoragem dos ferros. As barras verticais deverão ficar por fora e as horizontais, por dentro. O espaçamento livre entre os ferros, deverá ser de no mínimo 10cm entre faces dos ferros e no máximo de 20cm.
Deverá ser evitada a concentração de ferros. Em princípio, devem ser empregadas barras de aço com mossas e saliências, por oferecerem uma aderência melhor.
As armaduras (gaiolas) deverão ser calculadas para os esforços. Nestas condições o construtor deverá ter todo o cuidado na confecção da gaiola, principalmente nos ferros da suspensão (alças) para que estas tenham as posições devidas (indicadas no projeto) de modo que a gaiola tenha a verticalidade necessária para sua fácil penetração na escavação.
O aço a ser empregado deverá ser soldável, com garantia de qualidade (CA-50A). Para estes aços especiais, os valores limites estabelecidos nas normas técnicas, deverão ser obedecidas com segurança e comprovados por meio de atestado de análise para cada fornada, isoladamente. Cada partida de aço deverá ter uma etiqueta, assinalando o número de fornada, e ser armazenada separadamente.
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