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UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO – USF

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

ENGENHARIA CIVIL

RICARDO FERRAZ ATTENCIA

ESTACAS METÁLICAS : Suas Propriedades Mecânicas, Características

Geométricas e Suas Aplicações

Itatiba SP, Brasil

Dezembro de 2004

i

RICARDO FERRAZ ATTENCIA

ESTACAS METÁLICAS : Suas Propriedades Mecânicas, Características

Geométricas e Suas Aplicações

Monografia apresentada junto à Universidade São

Francisco – USF como parte dos requisitos para a

aprovação na disciplina Trabalho de Conclusão de

Curso.

Área de concentração: Fundações

Orientador: Prof. Douglas Constancio

Itatiba SP, Brasil

Dezembro de 2004

ii

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................... iii

LISTA DE TABELAS .................................................................................................... iv

RESUMO......................................................................................................................... v

PALAVRAS-CHAVE...................................................................................................... v

1 INTRODUÇÃO............................................................................................................. 1

1.1 Fundações................................................................................................................... 3

1.2 Função das Estacas Metálicas.................................................................................... 3

1.3 Objetivo...................................................................................................................... 4

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA...................................................................................... 5

2.1 Tipo de Perfis Metálicos............................................................................................. 5

2.2 Características das Estacas Metálicas......................................................................... 9

2.3 Desvantagens.............................................................................................................. 10

2.4 Cravação das Estacas.................................................................................................. 10

2.5 Emenda das Estacas por Solda................................................................................... 12

2.6 Aplicações.................................................................................................................. 14

2.7 Corrosão..................................................................................................................... 16

2.7.1 Pintura...................................................................................................................... 17

2.7.2 Adição de Cobre...................................................................................................... 17

2.7.3 Proteção Catódica.................................................................................................... 18

2.74 Revestimento Metálico............................................................................................. 18

2.8 Capacidade de Carga.................................................................................................. 18

3 CONCLUSÃO............................................................................................................... 22

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS....................................................................... 23

iii

LISTA DE FIGURAS

2.1 Seções Transversais de Estacas Metálicas................................................................. 5

2.2 Remoção de Estaca .................................................................................................... 11

2.3 Realização de Chanfro para Soldagem....................................................................... 12

2.4 Tipos de Chanfros....................................................................................................... 13

2.5 Cravação de Estaca Prancha....................................................................................... 14

2.6 Estacas Prancha Contendo Talude.............................................................................. 15

2.7 Estaca Prancha e estaca pré-moldada de concreto..................................................... 15

2.8 Perfil de Sondagem..................................................................................................... 20

2.9 Prova de Carga........................................................................................................... 21

iv

LISTA DE TABELAS

2.1 Perfil H de Abas Paralelas – Leve.............................................................................. 6

2.2 Perfil H de Abas Paralelas – Médio........................................................................... 6

2.3 Perfil H de Abas Paralelas – Pesado........................................................................... 7

2.4 Perfil I de Abas Paralelas........................................................................................... 7

2.5 Trilhos Simples e Compostos..................................................................................... 8

v

RESUMO

As estacas metálicas devem transmitir as cargas de uma estrutura através de uma camada de

solo de baixa resistência ou água, até uma camada de solo resistente que garanta o apoio

adequado da estrutura. São constituídas por peças de aço laminado ou soldado tais como

perfis de seção I ou H, chapas dobradas de seção circular (tubos), quadrada e retangular bem

como os trilhos. Podem ser empregados como estacas em sua forma simples ou como

composição paralela de vários elementos, sendo utilizados perfis novos ou usados.As estacas

são cravadas com bate-estacas por gravidade, por prensagem e por vibração, este também é

utilizado na remoção de estacas. Para que os perfis possam chegar à profundidade requerida

de projeto, eles deverão ser unidos, união essa que deverá ser realizada no local de cravação,

devido à limitações do equipamento de cravação. Para as estacas que serão utilizadas em

contanto com solos alterados, na água do mar, em água doce poluída ou carregada de sais ou

ácidos, é necessário utilizar-se determinada proteção contra corrosão provocada pela reação

eletrolítica. Em solos não alterados, em água doce e na atmosfera, as estacas não necessitam

de proteção. O conhecimento do meio agressivo, permite definir a proteção anticorrosiva

adequada.

PALAVRAS-CHAVE: Fundações profundas. Estacas. Estacas metálicas

1

1 INTRODUÇÃO

Nos centros urbanos, a coletividade dispõe cada vez menos de terrenos adequados

à construção de edifícios residenciais e comerciais.

A maioria dos terrenos, considerados com boa localização comercial ou residencial

e, principalmente, condições do solo favoráveis à construção, já se encontra

ocupada. Quanto aos que permanecem disponíveis, o seu alto valor tende a

inviabilizar empreendimentos que neles se pretende executar.

Assim, é inevitável que grande número de áreas que são oferecidas à construção de

edifícios, a preços acessíveis, apresentem solos instáveis, alterados, constituídos

muitas vezes de aterro, de materiais heterogêneos ou antigos terrenos alagadiços,

de terrenos cercados por edifícios vizinhos onde não se possa fazer grandes

vibrações para não afetar estruturas vizinhas, ou seja, de terrenos considerados até

pouco tempo como inadequados à construção.

No campo industrial, o desenvolvimento de novas técnicas e de novos equipamentos

de produção vem exigindo edificações de porte cada vez maior e com critérios

quanto a recalques cada vez mais rígidos, para que equipamentos tais como,

laminadores, usinas nucleares, radares etc, tenham funcionamento adequado. Por

isso, vem se prevendo no orçamento da obra verbas cada vez maiores, destinadas a

cobrir os custos das fundações, principalmente porque os grandes

empreendimentos, quase sempre, necessitam de fundações especiais, devido às

elevadas cargas ou às suas formas arquitetônicas arrojadas.

Deste modo, o item fundação vem se apresentando, cada vez mais, de fundamental

importância no contexto geral das edificações.

Considerando-se o fator tempo como imperativo em todas as fases da obra, terá que

se reconhecer que as fundações tradicionais, em muitos casos, não representam a

solução mais econômica em se tratando de rapidez de execução. É importante,

então, que se utilize o tipo de fundação que responda a esta preocupação. É sabido

que nem sempre existem condições para execução de estudos bem detalhados do

solo, e muitas vezes se é forçado a trabalhar com sondagens que muitas vezes

possuem resultados que não são confiáveis. As firmas construtoras de edifícios nem

sempre dispõem de verbas suficientes para cobrir estudos bastante detalhados do

solo e, muitas vezes, são forçadas a aceitar ensaios aproximados.

2

Os resultados destes ensaios não indicam com precisão a cota de assentamento

exata onde o solo apresenta suporte adequado, ficando o comprimento efetivo das

estacas sujeito a valores estimativos.

Alguns fatores, ou seja, cargas elevadas nos pilares, critérios rígidos de recalques e

prazos, têm determinado o emprego vantajoso de estacas metálicas.

As estacas de aço podem ser cravadas até profundidade muito grande, com a

finalidade de transferir a carga para um substrato profundo, firme, que é muitas

vezes constituído por rocha. Elas parecem ser ideais no caso de terrenos moles de

grande espessura com um substrato firme, quando as cargas são muito

concentradas e se deseja perturbar o solo o menos possível.

Embora ainda seja relativamente elevado o custo das estacas metálicas comparada

com outro tipo de estaca (não só pelo custo do próprio material como pela diferença

de comprimentos necessários para transferir a carga ao solo), em várias situações a

utilização das mesmas se torna economicamente viável, pois podem atender a

várias fases de construção da obra além de permitir uma cravação rápida, fácil,

provida de baixa vibração, trabalhando bem à flexão e não tendo maiores problemas

quanto à manipulação, transporte, emendas ou cortes, deve-se tomar um certo

cuidado na emenda das estacas, pois a estaca poderá quebrar, ou se desprender,

quando existir esforços de tração.

Além disso, podem ser cravadas através de terrenos resistentes sem o risco de

provocar levantamento de estacas vizinhas, mesmo com grande densidade de

estacas, nem risco de quebra.

Também no caso de existir fundações que se estendam até as divisas do terreno, as

mesmas podem ser uma solução vantajosa, pois servem como elemento de

contenção na fase de escavação e como fundação dos pilares junto à divisa, sem

necessidade da utilização de viga de equilíbrio, visto que podem ser cravadas

praticamente junto à divisa e resistem à eventual flexão que estes pilares possam

introduzir nelas, momento este amenizado pelo equilíbrio que resulta da existência

das lajes tanto no subsolo como no térreo.

3

1.1 Fundações

As fundações são convencionalmente separadas em 2 grandes grupos:

• Fundações superficiais (ou diretas);

• Fundações profundas.

Quando os solos próximos à superfície do terreno são dotados de baixa capacidade

de carga e compressíveis, não permitindo o emprego de fundações superficiais, as

cargas estruturais são transferidas para os solos de maior capacidade de suporte

situados em maiores profundidades, por meio de fundações profundas.

As fundações profundas são subdivididas em três tipos:

• Estaca: elemento estrutural esbelto que, introduzido no solo, com o auxílio de

ferramentas ou equipamentos, execução esta que pode ser por cravação a

percussão, prensagem, ou vibração, tem a finalidade de transmitir ao solo, esforços

axiais de compressão da estrutura que ela suporta, seja pela resistência sob sua

extremidade inferior (resistência de ponta ou de base), seja pela resistência ao longo

de sua superfície lateral (resistência de atrito lateral ou fuste) ou por combinação das

duas;

• Tubulão: elemento de forma cilíndrica, em que, pelo menos na sua etapa final de

escavação, há descida de trabalhador. Pode ser feito a céu aberto ou sob ar

comprimido (pneumático), e ter ou não base alargada; pode ser executado sem

revestimento ou com revestimento de aço ou concreto;

• Caixão: elemento de forma prismática, concretado na superfície e instalado por

escavação interna, usando ou não ar comprimido, e pode ter ou não alargamento de

base.

1.2 Função das Estacas Metálicas

Para que os perfis metálicos sejam utilizados como estacas, elemento estrutural de

fundação profunda, eles deverão exercer funções tais como:

• Transmitir as cargas de uma estrutura através de uma camada de solo de baixa

resistência ou através de água, até uma camada de solo resistente ou rocha que

garanta um apoio adequado. Sua forma de trabalho assemelha-se aos pilares de

uma estrutura;

4

• Transmitir a carga da estrutura a uma certa espessura de solo de resistência não

muito elevada, utilizando para isso o atrito lateral que se desenvolve entre o solo e a

estaca;

• Compactar solos granulares para aumentar a capacidade de carga dos mesmos;

• Proporcionar escoramento lateral a certas estruturas ou resistir a forças laterais

que se exerçam sobre elas (como o caso de pontes), nesses casos é comum utilizar

estacas inclinadas;

• Proporcionar ancoragem a qualquer efeito que tenha a tendência de “levantar” a

estrutura (estaca de tração);

• Alcançar profundidades onde não exista a ocorrência de erosão ou outro efeito

nocivo que comprometa a estabilidade da estrutura;

• Proteger estruturas marítimas contra o impacto de navios ou outros objetos

flutuantes.

1.3 Objetivo

O objetivo dessa monografia é apresentar a estaca metálica, através de seus perfis

e trilhos, de acordo com suas propriedades mecânicas e aplicações na construção

civil, seguindo as normas técnicas, NBR 6122 e as normas para elaboração de

trabalhos científicos, desde o projeto até a finalização do trabalho.

5

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Tipo de Perfis Metálicos

As estacas metálicas são constituídas por peças de aço laminado ou soldado tais

como perfis de seção I e H, chapas dobradas de seção circular (tubos), quadrada e

retangular bem como os trilhos, que possuem uma ótima utilização como elemento

de fundação profunda, geralmente reaproveitados após sua remoção de linhas

férreas, quando perdem sua utilização por desgaste, que corresponde a 10% de seu

peso original, não ultrapassando um desgaste de 20%, e nenhuma seção deverá

possuir área inferior à 40% de sua área original (HACHICH et al, 1998).

Tanto os perfis quanto os trilhos podem ser empregados como estacas em sua

forma simples ou como composição paralela de vários elementos, formando as

peças compostas, formando a área necessária da estaca.

As estacas tubulares de aço, geralmente constituídas de chapas calandradas e

soldadas, segundo a geratriz do cilindro, deverão apresentar de preferência

extremidade inferior preenchida de concreto, podem ser cravados com a ponta

aberta ou fechada.

Na figura 2.1, pode-se observar alguns exemplos de perfis utilizados como estacas.

6

Fig. 2.1 – Seções transversais de estacas metálicas

Fonte : HACHICH et al, 1998

Tabela 2.1 – Perfil H de Abas Paralelas - Leve

Fonte : SIDERBRÁS, 1981

Tabela 2.2 – Perfil H de Abas Paralelas - Médio


7

Tabela 2.3 – Perfil H de Abas Paralelas – Pesado


8

Tabela 2.4 – Perfil I de Abas Paralelas


Tabela 2.5 – Trilhos Simples e Compostos

Fonte : CONSTANCIO, 2004

9

2.2 Características das Estacas Metálicas

10

Os perfis metálicos possuem uma série de características que determinam o seu

emprego como estacas em fundações profundas:

• Baixa a perturbação do solo devido às vibrações de cravação;

• O ritmo de cravação é em média de 15 estacas de 15 metros de comprimento por

dia (SIDERBRÁS, 1981);

• Despreocupação com o nível da água do terreno, com relação à corrosão (YAZIGI,

2003);

• Facilidade de transporte e manuseio sem perigo de danos (CONSTANCIO, 2004);

• Não há nenhuma limitação de comprimento da estaca metálica;

• Riscos de flambagem menores, mesmo em estacas compridas (YAZIGI, 2003);

• As estacas metálicas resistem particularmente bem aos esforços de flexão, devido

às forças horizontais provenientes não somente das solicitações da superestrutura,

como também dos empuxos provocados por terrenos sujeitos a cargas alternadas,

tais como locais de carga e descarga de material (pátios de minérios, materiais

empilhados etc.);

• As estacas metálicas podem ser cravadas em terrenos compactos e pedregosos,

graças ao efeito cortante proveniente da forma do perfil e da natureza do material;

• Possibilidade de se cravar as estacas mais próximas umas das outras (HACHICH

et al, 1998);

• O grande módulo de elasticidade do aço permite maiores alturas de queda do

martelo do bate-estaca (SIDERBRÁS, 1981);

• Como a estaca cravada perfura o solo, tem-se a garantia de que o atrito lateral

atua ao longo de toda a estaca;

• Para cravação até o topo da rocha, pode-se prover a ponta da estaca com

dispositivo especial que garanta seu apoio sem desvios (HACHICH et al, 1998);

• A estaca metálica, pela configuração do perfil, se aplica bem às zonas de atrito

negativo, pois o valor deste atrito poderá ser reduzido mediante tratamento

adequado da estaca: pintura, colarinho etc (SIDERBRÁS, 1981);

• Nos terrenos que dão lugar a desprendimento de gases que atacam o concreto, a

estaca metálica pode representar uma alternativa relevante;

• Possibilidade de criar, juntamente com a superestrutura metálica, conjuntos

monoblocos, onde a estaca participe como parte integrante da estrutura;

11

• A estaca metálica é um produto de linha, não necessitando de nenhuma usinagem

ou acabamento especial, exceto os trilhos que só são reaproveitados de linhas

férreas;

• A estaca metálica exige menos do equipamento de cravação;

• A estaca metálica permite utilizar equipamentos de cravação mais rápidos;

• Possibilidade de reutilização dos perfis cortados;

• Possibilidade de utilização de perfis novos ou usados (HACHICH et al, 1998);

• Arrasamento rápido das estacas;

• Possibilidade de cravação durante períodos chuvosos (SIDERBRÁS, 1981);

• Possibilidade de cravação vertical sem guias, utilizando-se de aparelho vibratório;

• As estacas oblíquas são cravadas com a mesma facilidade das verticais;

• A estaca metálica, em termos de capacidade de carga, é cinco vezes mais leve

que a equivalente em concreto (SIDERBRÁS, 1981);

• Inexistência de retirada de entulho proveniente da utilização de estacas de

concreto moldadas in situ.

2.3 Desvantagens

Algumas das desvantagens que dificultam a divulgação das estacas metálicas,

tornando-as pouco utilizadas:

• Falta de conhecimento técnico do produto (CONSTANCIO, 2004);

• Poucos fornecedores (CONSTANCIO, 2004);

• Alto custo do material (HACHICH et al, 1998);

• Difícil cravação em locais com interferências no subsolo (HACHICH et al, 1998);

2.4 Cravação das Estacas

A cravação de uma estaca é a operação pela qual uma estaca é forçada a penetrar

no terreno por meio de um bate-estacas, prensagem ou vibração, até a cota em que

ela ofereça certa resistência.

No bate-estacas por gravidade, um determinado peso é levantando e deixado cair

livremente sobre a cabeça da estaca. O peso do martelo deve variar conforme o da

estaca, sendo ideal o peso de duas vezes o da estaca.

12

As estacas também podem ser cravadas por prensagem, para isso utilizam-se

macacos hidráulicos que reagem contra uma plataforma com sobrecarga ou contra a

própria estrutura. A cravação das estacas é feita aos pares e simetricamente em

relação ao eixo do pilar.

Para as estacas cravadas por vibração , utiliza-se um martelo, dotado de garras para

fixação à estaca, com massas excêntricas que ao girarem rapidamente produzem

uma vibração de alta freqüência que é transmitida à estaca.

Este tipo de martelo não é só aplicado na cravação de estacas metálicas, mas

também na sua remoção, quando estas são utilizadas em escoramentos provisórios,

conforme figura 2.2, que mostra a remoção de uma estaca após 20 anos de

utilização.

Fig. 2.2 – Remoção de estaca

Fonte : HACHICH et al, 1998

2.5 Emenda das Estacas por Solda

13

Devido à limitação do equipamento de cravação, torna-se mais prático soldar as

estacas ponta a ponta no próprio canteiro, devendo a operação ser feita com os

perfis já posicionados no local de cravação. Para isto, as extremidades das estacas

devem estar devidamente preparadas.

Para a realização da soldagem, torna-se necessário a realização de um chanfro,

para que a penetração da mesma seja total. Devendo ser feita no topo das abas e

almas dos perfis a serem unidos, conforme figura 2.3.

Fig. 2.3 – Realização de chanfro para soldagem


Para a realização dos chanfros, pode-se utilizar uma guia formada por cantoneira

metálica, onde o maçarico será apoiado, garantindo a uniformidade do chanfro. De

acordo com SIDERBRÁS (1981) “A norma AWS D 1.1 – Structural Welding Code

Steel sugere a preparação de chanfros em função das espessuras das chapas a

serem soldadas”. Na figura 2.4 pode-se observar alguns tipos de chanfros.

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Fig. 2.4 – Tipos de chanfros


Alguns cuidados devem ser tomados na realização das soldas, devem ser

executadas por profissionais preparados para esse tipo de serviço, já que as soldas

devem garantir que as estacas não quebrem, e não se desprendam quando

submetidos a esforços de tração. Para garantir a união dos perfis no prumo, deve-se

utilizar guias para soldagem, que prendem os perfis com chapas parafusadas,

mantendo o prumo da peça. Após a solda ser realizada as guias devem ser

retiradas.

15

Os perfis metálicos também podem ser unidos por talas parafusadas ou luvas.

2.6 Aplicações

No campo de aplicação das estacas metálicas estão como por exemplo, fundações

de edifícios que possuem elevadas cargas, e que necessitam de recalques mínimos,

fundações em subsolos que contenham material mole, pois elas atravessam

facilmente esse subsolo apoiando, geralmente, em rocha. Estacas de plataformas

marítimas, fundação de torres de alta tensão e estacas pranchas.

As estacas pranchas apresentam campo de atuação na execução de obras

temporárias como valas para redes de água, esgoto e galerias, ou obras definitivas

como contenções, arrimos de ponte e viadutos, canais à céu aberto, e passagens

urbanas rebaixadas.

As estacas pranchas são perfis que permitem o auto-acoplamento de várias peças

sucessivas através de encaixes tipo "macho-fêmea", são fornecidas com qualquer

comprimento e apresentam maior rigidez e desempenho na cravação quando

apresentam ondas ou saliências enrijecidas.

Podem ser combinadas com outras técnicas de contenção como pranchas de

madeira, parede diafragma e apresentam as seguintes vantagens:

• Elevado reaproveitamento;

• Obtenção de contenções impermeáveis;

• Execução rápida;

• Execução em obras temporárias e definitivas;

• Atingem grandes profundidades;

Fig. 2.5 – Cravação de estaca prancha

16

Fig. 2.6 – Estacas prancha contendo talude

Uma prática comum é se utilizar mais de um tipo de fundação em uma mesma obra,

conforme figura 2.7, onde estacas pranchas estão contendo talude e estacas pré-

moldadas de concreto estão sendo cravadas para a fundação da estrutura.

Fig. 2.7 – Estaca prancha e estaca pré-moldada de concreto

17

2.7 Corrosão

Hoje em dia já não mais se questiona o problema de corrosão das estacas metálicas

quando permanecem inteira e totalmente enterradas em solo natural, isto porque a

quantidade de oxigênio que ocorre nos solos naturais é tão pequena que a reação

química tão logo começa já esgota completamente este componente responsável

pela corrosão. Entretanto, a favor da segurança, a NBR 6122 exige que nas estacas

metálicas enterradas se desconte uma espessura de 1,5 mm de toda sua superfície

em contato com o solo, resultando uma área útil menor do que a área real do perfil.

A carga máxima, do ponto de vista estrutural, é obtida multiplicando-se a área útil

pela tensão admissível = fyk/2 onde fyk representa a tensão característica de ruptura

do aço da estaca.

Melvin Romanoff, apud SIDERBRÁS, AÇOMINAS (1981), resumiu suas pesquisas,

após exames de numerosos lotes de estacas, cravadas em diversos tipos de solos,

em períodos que variam de 7 a 40 anos.

“A corrosão observada em estacas metálicas cravadas em solo natural não

alterado, independentemente das características e propriedades do solo, não é

suficiente para afetar, de maneira significativa, a resistência ou a durabilidade das

mesmas, o que equivale dizer, que o solo não alterado devido à ausência de

oxigênio, não chega a ser meio agressivo para o aço. Por outro lado, observa-se que

os solos alterados, isto é, solos remexidos recentemente e, por isso, de aeração fácil,

podem apresentar-se como meios agressivos devido a infiltrações de gases nocivos

ao aço. Nota-se uma leve corrosão no trecho das estacas em contato com o aterro e

na região do nível do lençol d´água, porém a proteção desta parte das estacas é de

simples execução”.

Ao analisar a corrosão em estacas metálicas, o autor afirma que:

Quando inteiramente enterradas em solo natural, independentemente do nível do

lençol de água, as estacas metálicas dispensam tratamento especial. Havendo,

porém, trecho desenterrado ou sujeito a efeitos de aeração diferencial ou ainda

imerso em aterro com materiais agressivos ao aço, é obrigatória a proteção desse

trecho (YAZIGI, 2003).

Com base nessas afirmações, pode-se concluír que:

• Em solos não alterados, em água doce e na atmosfera, as estacas não necessitam

de proteção.

18

• Em solos alterados, na água do mar, em água doce poluída ou carregada de sais

ou ácidos, é necessário utilizar-se determinada proteção contra corrosão provocada

pela reação eletrolítica.

Os processos mais utilizados são: pintura, adição de cobre, proteção catódica,

revestimento metálico. Para se ter uma proteção anticorrosiva adequada, o

conhecimento do meio agressivo é muito importante, para que se possa definir que

tipo de proteção será a mais eficiente.

2.7.1 Pintura

A qualidade do serviço depende da limpeza da superfície a ser pintada. Para se

obter um preparo de superfície adequada, deve-se levar em conta o estado do

material à ser limpo e equipamento disponível para realização do serviço.

Pode-se classificar em quatro as categorias de tratamento: detergência, emprego de

solventes, decapagem e ações mecânicas, que é o método mais empregado.

Consiste na utilização da ação abrasiva manual ou mecanizada. No caso de

processos manuais são utilizadas escovas, marteletes, lixas etc e no caso dos

mecanizados, raspadeiras, lixadeiras, escovas rotativas, jateamento de areia etc.

Entre os processos mecânicos, a limpeza por jateamento de areia constitui o

procedimento mais eficiente para a remoção de escamas de laminação e ferrugem.

A pintura, etapa seguinte, deve ser executada com produtos de boa qualidade,

obedecendo a esquemas adequados e de acordo com as boas técnicas de

aplicação.

2.7.2 Adição de Cobre

A adição de cobre tem influência favorável nos aços expostos aos agentes

corrosivos devido ao aparecimento de um filme protetor aderente, compacto e pouco

permeável, rico em compostos de cobre que contribuem para diminuir e retardar o

efeito da corrosão. A adição de cobre varia de 0,2% à 0,5% (SIDERBRÁS, 1981). A

ação anticorrosiva do cobre pode ser reforçada pela presença de outros elementos,

como: fósforo, níquel, silício, cromo e molibdênio melhorando a resistência à

19

corrosão provocada pela ação da água salgada, água doce poluída ou carregada de

sais e ácidos.

2.7.3 Proteção Catódica

Este método é aplicável somente em estacas em torno das quais exista eletrólito,

como por exemplo, água ou solo úmido.

Este processo usa anodos cujo potencial é inferior ao do aço. Há um fluxo de

corrente através do eletrólito e dos metais, de tal maneira que os cátions saem do

anodo para o eletrólito, ao mesmo tempo que os elétrons se dirigem do anodo para

o catodo, seguindo o circuito metálico, formando assim uma pilha galvânica,

protegendo o metal, fazendo com que a proteção seja corroída primeiro.

2.7.4 Revestimento Metálico

Existem diversos processos, tais como galvanização, metalização, eletrodeposição.

A metalização com zinco através da aplicação do metal fundido por meio de pistolas

é o método mais utilizado.

2.8 Capacidade de Carga

A capacidade de carga de uma estaca metálica é determinada levando em

consideração vários fatores, tais como:

• Tipo de solo;

• Material da estaca;

• Agressividade do solo;

• Tipo de obra conforme o grau de responsabilidade;

• Critérios de recalque.

• Tipo de esforços transmitidos;

• Equipamento de cravação;

20

De acordo com SIDERBRÁS (1981) “A tensão nominal de trabalho usualmente

adotada para estacas metálicas varia de 8 a 16 Kg/mm2”.

Quando a corrosão na estaca não for considerada, limita-se, a tensão admissível em

8 Kg/mm2. Considerando-se todas as solicitações e situações mais desfavoráveis, a

tensão pode ser aumentada, mas nunca deve ultrapassar a 16 Kg/mm2. Neste caso,

deve-se descontar 1,5 mm de espessura das faces em contato com o solo, devido à

corrosão (NBR 6122, 1996).

A execução de provas de carga no local para comprovar a tensão prevista no

dimensionamento das estacas, dependendo da responsabilidade da obra é de

grande importância para a determinação da tensão de trabalho, obtendo-se,

subsídios valiosos para a determinação do esforço que se pretende aplicar na

fundação.

A obtenção da nega adequada é, também, um bom parâmetro para a garantia do

comportamento satisfatório e homogêneo da fundação.

Na figura 2.9 pode-se observar o resultado da prova de carga em uma estaca

metálica com 45,80 m de comprimento, cravada em um solo caracterizado pela

sondagem da figura 2.8 (SIDERBRÁS, 1981).

21

Fig. 2.8 – Perfil de sondagem


22

Fig. 2.9 – Prova de carga

Fonte: SIDERBRÁS, 1981

De acordo com SIDERBRÁS (1981) “O perfil empregado (H-350 x 350 x 19), cuja

área da seção transversal é de 192cm2, foi projetado para suportar uma carga de

trabalho igual a 240t (metade do valor de prova da carga). Neste caso, o aço

trabalha com uma tensão de compressão de 12,5Kg/mm2”. Pode-se notar um

excelente comportamento da estaca, já que mesmo submetida ao dobro da carga de

trabalho para qual foi projetada à suportar, apresenta um recalque residual =

0,7mm.

23

3. CONCLUSÃO

As estacas formadas por perfis metálicos, apesar de serem mais caras do que

outras estacas, possuem ótimo custo beneficio, sendo as melhores soluções para

fundações profundas, quando se necessita atender alguns requisitos tais como, uma

rápida execução, pois a estaca é facilmente cravada, tanto em subsolo de baixa

resistência à compressão, quanto em subsolos de alta resistência, devido ao seu

efeito cortante proveniente da forma do perfil; devido ao módulo de elasticidade do

aço pode-se dar golpes mais fortes com o bate estaca, pois não há risco de quebrar,

acelerando o processo de cravação. Quando se têm elevadas cargas nos pilares e

necessita-se de um recalque mínimo possível, pois podem ser cravadas até uma

profundidade muito grande, alcançando assim um substrato firme, geralmente

constituído por rocha. Quando se têm edificações antigas em torno da obra, onde

não se pode fazer grandes vibrações para não afetar essas estruturas vizinhas, pois

causam uma vibração muito pequena na sua cravação. Em fundações junto à divisa

do terreno, pois podem ser cravadas praticamente junto à divisa, além de serem

utilizadas como fundação, elas podem ser utilizadas para contenção na fase de

escavação da obra.

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4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ABNT. Projeto e execução de fundações, NBR 6122. Rio de Janeiro, 1996; CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos Solos e Suas Aplicações. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1974. v.2; CONSTANCIO, Douglas. Fundações Profundas: Estacas. Universidade São Francisco – Faculdade de Engenharia Civil, 2004; HACHICH, Waldemar. et al. Fundações Teoria e Prática. São Paulo: Pini, 1998; MELO, Victor F. B. et al. Mecânica dos Solos, Fundações e Obras de Terra. São Carlos: Universidade de São Paulo – Escola de Engenharia, s.d. v. 2;; MORAES, Marcelo da Cunha. Estruturas de Fundações. São Paulo: McGraw-Hill, 1980 ; SIDERBRÁS, Açominas. Estacas em Perfis de Aço. Belo Horizonte: Lemi S.A., 1981. v.4; TERZAGHI, Karl. et al. Mecânica dos Solos na Prática da Engenharia. Rio de Janeiro: Ao Livro Técnico, 1962; VARGAS, Milton. Fundações de Edifícios. 2. ed. São Paulo: Universidade de São Paulo – Escola Politécnica, 1982; YAZIGI, Walid. A Técnica de Edificar. São Paulo: Pini, 2003;

universidade sÃo francisco -...

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