2.10.1 Estacas pré-moldadas ou pré-fabricadas em concreto armado
“Tais estacas são segmentos de concreto armado ou protendido com seção quadrada, ortogonal, circular vazada ou não, cravada no solo com auxilio de bate-estacas.” (Campos, 2015).
O Item 3.10 da ABNT NBR 6122/2010, define que as estacas pré-moldadas de concreto são constituídas de segmentos de concreto pré-moldados ou pré-fabricados e introduzidos no terreno por golpes de martelo de gravidade, de explosão, hidráulico ou vibratório (Figura 34).
Figura 34:Cravação de estacas com o uso do martelo de gravidade.
Fonte:Disponível em www.inacioestaqueamento.com.br Acesso em 11/10/2016.
De acordo com o manual da Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fun- dações (ABEF, 2011), as estacas pré-moldadas podem ser de concreto armado ou protendido, vibrado ou centrifugado, e concentradas em formas horizontais ou verticais. Devem ser execu- tadas com concreto adequado e submetidas à cura necessária para que a instalação, bem como resistência a eventuais solos agressivos, atendendo as especificações da ABNT NBR 6118/2014 e NBR 9062/2001 - (Projeto e execução de estruturas de concreto pré-moldado).
O sistema de cravação deve estar bem posicionado e ajustado com todas as partes que o compõem, tanto as estruturais quanto acessórias, para que não ocorram danos às estacas no processo de cravação, deve também estar bem dimensionados para que leve a estaca até
a profundidade prevista sem danificá-la. Quando o processo de cravação das estacas for pelo método do martelo de queda livre, devem ser observadas as seguintes condições:
a) Peso do martelo não inferior a 20 KN;
b) Peso do martelo no mínimo igual a 75 % do peso total da estaca;
c) Peso do martelo não inferior a 40 KN para estacas com carga de trabalho entre 0,7 MN e 1,3 MN;
d) Para estacas cuja carga de trabalho seja superior a 1,3 MN, a escolha do sistema de cravação deve ser previamente analisada.
As estacas pré-moldadas de concreto podem ser emendadas, portanto, deve-se atentar ao Anexo D da ABNT NBR 6122/2010, sobre as emendas, quando são necessárias, e devendo-se executa-las por meio de anéis soldados e tal forma que se garanta a perfeita transferência dos esforços e, ainda, a axialidade dos elementos emendados.
A mesma norma afirma que é permitido o reaproveitamento das sobras das estacas resultantes da diferença entre a estaca efetivamente levantada e a estaca arrasada, desde que se atenda simultaneamente a:
a) Corte do elemento aproveitado seja feito de modo a manter a ortogonalidade da seção em relação ao seu eixo longitudinal;
b) Se tenha um comprimento mínimo de 2,0 m;
c) Seja utilizado apenas um segmento de sobra por estaca;
d) A sobra seja sempre o primeiro elemento a ser cravado;
O Item 22.5 da ABNT NBR 6118/2003 afirma que no conjunto de blocos e estacas rígidas, com espaçamento de 2,5Ø a 3Ø (onde Ø é o diâmetro da estaca), pode-se admitir plana a distribuição de carga nas estacas. Para blocos flexíveis ou casos extremos de estacas curtas, apoiadas em substrato muito rígido, essa hipótese pode ser revista.
2.10.2 Capacidade de carga
Campos (2015), diz que uma fundação em estacas deve atender à segurança em relação ao colapso do solo (estado-limite ultimo – ELU), bem como aos limites de deformação em serviço (estados – limites de utilização ou de serviço – ELS). Diante disso é necessário avaliar a capacidade do solo para atender essas condições.
De acordo com Cintra (2010), “a capacidade de carga (r) de um elemento isolado de fundação por estaca, corresponde à máxima resistência oferecida pelo sistema ou à condição de ruptura, do ponto de vista geotécnico”.
O mesmo autor diz que a capacidade de carga de uma estaca, pode ser determinada pela soma de duas variáveis, a resistência lateral da estaca (rl), que se dá devido ao atrito entre o solo e o fuste da estaca, e a resistência de ponta (rp) da estaca, que nada mais é do que uma tensão resistente normal à base ou ponta da estaca.
Velloso e Lopes (2010) dizem que a capacidade de carga de uma estaca pode ser calculada por métodos estáticos, baseados em fórmulas que estudam a estaca mobilizando toda a resistência ao cisalhamento estática do solo. Tais métodos estáticos dividem-se em dois grupos:
• Racionais ou teóricos: São aqueles que lançam mão de soluções teóricas de capacidade de carga e de parâmetros do solo;
• Semiempíricos: São baseados em ensaio "in situ"de penetração, CPT ou SPT.
Conforme Cintra (2010), as fórmulas teóricas existentes, propostas para a determinação da capacidade de carga em estacas, não são muito confiáveis, devido a isto, alguns autores propuseram métodos baseado em correlações empíricas com resultadosin situe ajustados com provas de cargas. Com isso foram criados vários métodos chamados semiempíricos, dentre os quais se destacam o Método de Meyerhof (1976), Método Aoki-Velloso (1975), Método Décourt-Quaresma (1978) e Método Teixeira (1996).
2.10.3 Carga admissível
O projeto de fundações profundas passa pela determinação da capacidade de carga admissível (P adm) e, a partir desta, estabelece a configuração dos blocos de estacas sobre os elementos estruturais.
De acordo com Cintra (2010), a determinação da carga admissível (P adm) em uma estaca visa garantir que a solicitação jamais supere a carga estimada. Por isso quanto melhor e mais precisa for esta estimativa deP adm, maior será a confiabilidade, segurança e economicidade trazida para a obra pelo projetista geotécnico. Alem disso deve-se adotar um fator de segurança (F S) sobre a capacidade de carga calculada é necessário. Tal fator de segurança varia de acordo com o método de cálculo utilizado, por exemplo, para o Método Aoki-Velloso (1975) tem-se um F S = 2, enquanto que para Décourt e Quaresma (1978) tem-se umF S= 4para a resistência de ponta e umF S = 1,3para a resistência lateral.
2.11 DIMENSIONAMENTO DAS ESTACAS PELO MÉTODO AOKI-VELLOSO (1975)