Estaca Raiz: Características, Processo Executivo, Vantagens e Desvantagens

Resumo com características e o processo executivo das estacas Raiz passo a passo. Etapas de execução estaca tipo Raiz. Vantagens e desvantagens da estaca Raiz.

A estaca raiz é uma estaca escavada que integra o grupo de estacas utilizadas em fundações profundas, podendo atingir profundidade maior que 50 metros e com diâmetro de 80 a 500 mm, tanto em solo como em rochas.

É uma estaca argamassada “in loco”, ou seja, é produzida no canteiro de obras, diretamente no local designado no projeto de fundações. Caracteriza-se por perfuração rotativa ou rotopercussiva e por apresentar elevada tensão de trabalho ao longo do fuste (coluna que liga a base e o topo) que é inteiramente armado em todo seu comprimento.

As estacas escavadas, são estacas em que, com o auxílio de fluido estabilizante (lama bentonítica ou polímero sintético) ou não, são feitas perfurações no terreno, retirando o material (solo ou rocha) para que posteriormente sejam preenchidas com argamassa.

Essas estacas são as principais substitutas dos tubulões sob ar comprimido.

Para a execução da estaca raiz, utiliza-se tubos de revestimento metálico integralmente em todo o trecho do solo após a escavação, pois em solos mais arenosos (ou até mesmo pouco argilosos) pode ocorrer desmoronamento. Esses tubos metálicos são recuperados após o preenchimento da estaca com argamassa cimento-areia e da fixação da armadura.

A argamassa utilizada é adensada com o auxílio de pressão, normalmente dada por ar comprimido.

No início de sua utilização, as estacas raiz eram empregadas apenas em contenção de encostas, devido à possibilidade de executá-la inclinada. Posteriormente, em reforços de fundação de antigas edificações de pequeno porte, onde o acesso de equipamento era restrito, favorecendo então, equipamentos de pequeno e médio porte movidos a eletricidade e que não eram barulhentos e nem movidos a motor de explosão.

Em seguida, começaram a ser utilizadas em fundações normais, pois possuem a vantagem de não causar vibrações, permitindo o uso em qualquer situação de obra. Podem ser utilizadas também em torres de linhas de transmissão, plataformas de petróleo, em terrenos onde é necessário a perfuração de matacões e blocos de concreto e quando houver necessidade de engaste da estaca com topo rochoso.

Principais características da Estaca Raiz

A principais características da estaca raiz que realmente solucionam com êxito os problemas de fundações, reforços de fundações e consolidação do terreno são:

• Alta capacidade de carga (até 140 tf)
• Recalques muito reduzidos
• Possibilidade de execução em área restritas e alturas limitadas
• Perturbação mínima do ambiente circunstante
• Podem ser executadas em qualquer tipo de terreno e em direções especiais (inclinadas)
• Podem ser executadas com utilização a compressão ou a tração
• São moldadas in loco
• São inteiramente armadas ao longo de todo seu comprimento
• Possui elevada tensão de trabalho do corpo da coluna (fuste)

Processo executivo da Estaca Raiz

O processo executivo da estaca raiz é dividido em 3 etapas: perfuração, fixação da armadura, injeção da argamassa e retirada dos tubos metálicos.

1. Perfuração: A perfuração pode ser vertical ou inclinada e executada com equipamentos mecânicos chamados de perfuratrizes (pneumáticas, hidráulicas ou mecânicas). Para a perfuração, normalmente é utilizado o processo rotativo com circulação de água, lama bentonítica ou polímero sintético, que permite a fixação do tubo metálico para o revestimento provisório até a ponta da estaca.

   No caso de descobrir algum material resistente durante a perfuração, como matacões ou rocha, pode ser utilizada uma coroa diamantada, ou pode-se prosseguir a perfuração por processo percussivo.

   Para o correto posicionamento da perfuratriz, é necessário que o terreno esteja nivelado. Antes do início da perfuração, deve-se conferir a verticalidade e o ângulo de inclinação do tubo metálico em relação à estaca. O tubo metálico é inserido conforme a perfuração vai ganhando profundidade sendo composto por vários segmentos que serão ligados entre si por juntas rosqueáveis.

   A profundidade e o diâmetro da perfuração são definidos previamente em projeto, de acordo com as características do solo encontradas na sondagem SPT do terreno. Deve-se ter cuidado e verificar se o material que sai pelo tudo durante a perfuração é o mesmo indicado nas sondagens.

2. Fixação da armadura: Após a perfuração, deve-se fazer a limpeza interna do tubo metálico, esta limpeza é feita através de golpes de água dentro da estaca, então, a armadura é inserida no interior do tubo, esta armadura é constituída por uma ou mais barras de aço, devidamente estribadas, conforme especificação do projeto estrutural da estaca, também de acordo com as características informadas pela sondagem. O diâmetro de cada estaca é o que indica a quantidade de armadura que deverá ser utilizada, é importante ter o cuidado de usar espaçadores plásticos (ou similares) para manter a estrutura centralizada e não ocorrer movimentação dos estribos. Para que as estacas sejam dimensionadas corretamente, deve-se seguir as orientações da norma ABNT NBR 6122/2010 – Projeto e Execução de Fundações.
3. Injeção da argamassa e retirada dos tubos metálicos: A argamassa constituída por cimento e areia é bombeada através de um tubo até a ponta da estaca, o macaco hidráulico utilizado para retirar os tubos metálicos deve ser programado de forma que a retirada não aconteça muito rápida, senão a distribuição uniforme da massa pode ser comprometida.

   À medida que a argamassa sobe pelo tubo de revestimento, o tubo é concomitantemente retirado. Quando o tubo estiver cheio, a extremidade superior é fechada e são aplicados golpes de pressão com ar comprimido para o adensamento da argamassa e a interação com o solo (atrito lateral).

   A argamassa deve atingir resistência de pelo menos 20 Mpa para este tipo de estaca, consumindo cerca de 600 kg/m³ de cimento, valores estipulados pela NBR 6122.

Método executivo de fundações em estaca raiz

Vantagens da Estaca Raiz

As vantagens apresentadas pela estaca raiz são:

• Ausência de vibração e descompressão do terreno, podendo então ser utilizada em terrenos com construções vizinhas;
• Possibilidade de execução em áreas de espaço limitado, devido ao equipamento ser de pequeno e médio porte;
• Utilização em terrenos com presença de matacões, rochas e concreto, tem capacidade de perfuração de matérias rígidas;
• Possibilidade de combater esforços de flexão;
• Execução com maiores inclinações (0 a 90º);
• Não provoca poluição sonora.

Desvantagens da Estaca Raiz

As desvantagens apresentadas pela estaca raiz são:

• Custo elevado;
• Alto consumo de cimento;
• Alto consumo de ferragens para as armaduras;
• Grande impacto ambiental;
• Obra alagada devido ao grande consumo de água.