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26 de abril de 2021
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Adequação em obras profundas

Após os estudos de fundação, cabe ao engenheiro geotécnico escolher o tipo de estaca que seja técnica e economicamente mais viável para o empreendimento e o cliente
Fonte: Redação

Ainda mais do que em outras atividades da construção, as soluções técnicas adotadas em trabalhos de fundações são definidas pela especificidade de cada obra. As chamadas fundações profundas, por exemplo, são utilizadas quando os solos superficiais não apresentam resistência suficiente para suportar as cargas da superestrutura a ser construída.

Como explica engenheiro e gerente de obras da Brasfond, Elton T. Fontes Filho, isso pode significar que o solo está exposto a processos erosivos severos ou mesmo que existe a possibilidade de escavações futuras, em regiões adjacentes ao empreendimento, inviabilizando a utilização de fundações superficiais. “Assim, as fundações profundas são aquelas em que a carga provenien...


Ainda mais do que em outras atividades da construção, as soluções técnicas adotadas em trabalhos de fundações são definidas pela especificidade de cada obra. As chamadas fundações profundas, por exemplo, são utilizadas quando os solos superficiais não apresentam resistência suficiente para suportar as cargas da superestrutura a ser construída.

Como explica engenheiro e gerente de obras da Brasfond, Elton T. Fontes Filho, isso pode significar que o solo está exposto a processos erosivos severos ou mesmo que existe a possibilidade de escavações futuras, em regiões adjacentes ao empreendimento, inviabilizando a utilização de fundações superficiais. “Assim, as fundações profundas são aquelas em que a carga proveniente da superestrutura é transmitida para a fundação pela resistência de fuste (lateral), por meio da resistência de ponta (base) ou por ambas”, afirma o especialista.

RESISTÊNCIA

De acordo com Luiz Antonio Naresi Júnior, engenheiro geotécnico e especialista em obras de fundação profunda, a técnica é utilizada quando, após a execução dos estudos de sondagem geológico-geotécnicas (SM – Sondagens Mistas), identifica-se que a camada resistente da fundação se encontra a mais de 2 m da superfície do terreno, impedindo inclusive a execução de fundações rasas, do tipo sapata direta. “Dependendo do tipo de solo e das cargas atuantes na obra de arte ou no mapa de cargas da edificação, isso impede a utilização de sapatas, visto que as sapatas diretas ficariam sobrepostas, o que não é permitido pela norma”, afirma Naresi, que também é assessor da Progeo Engenharia.

Após o estudo de fundação ser finalizado pelo calculista, identificando a cota mais profunda de resistência do solo, cabe ao engenheiro geotécnico escolher o tipo de estaca técnica e economicamente mais viável para o empreendimento, o que varia em função da região geográfica e da geomorfologia do terreno. “Uma empresa de consultoria geotécnica deve sempre estar vinculada a essa decisão, para que não sejam cometidos erros no projeto por negligência, imperícia e imprudência”, afirma Naresi. “E, infelizmente, esses erros são frequentes.”

Esse ponto de vista é compartilhado por Roberto Kochen, diretor técnico da GeoCompany, voltada a estudos de viabilidade, projetos executivos e soluções na área de engenharia civil e ambiental. “Sob o aspecto técnico e econômico, os estudos geotécnicos são essenciais para avaliar a resistência do solo, a posição do nível d’água, a composição das diversas camadas e outras informações relevantes para a escolha do tipo mais adequado de fundação”, comenta o especialista.

CLASSIFICAÇÕES

Segundo Fontes Filho, da Brasfond, as fundações profundas são divididas em Estacas Moldadas in loco (como estacas escavadas, barrete, de hélice contínua monitorada e raiz) e Estacas Cravadas (como estacas pré-moldadas de concreto armado ou protendido e metálicas, que podem incluir trilhos, perfis metálicos e estacas prancha). “As dimensões da fundação são definidas a partir do carregamento que receberá dos pilares”, explica o engenheiro. “Quanto maior for a carga a suportar, maior será a profundidade, o diâmetro e a área da seção.”

Técnicas de perfuração profunda se destacam quando a resistência do solo é baixa

Usualmente, ressalta Kochen, da GeoCompany, as fundações profundas podem consistir de tubulões (escavados a céu aberto ou sob ar comprimido), estacas cravadas por bate-estacas (metálicas ou de concreto) ou estacas escavadas (com contenção por lama bentonítica, do tipo hélice contínua com concreto injetado e perfuradas, dentre outras). “Porém, as fundações profundas podem ser classificadas basicamente como escavadas (tubulões, com lama, hélice contínua etc.) ou cravadas (estacas metálicas ou pré-moldadas de concreto)”, diz.

Para cada uma dessas classificações, afirma Kochen, podem ser utilizados diferentes tipos de soluções. Nas cravadas, por exemplo, são utilizados martelos de queda livre, a diesel ou outros equipamentos semelhantes. “Nas escavadas, por sua vez, são utilizadas perfuratrizes de vários tipos, com ou sem uso de lama bentonítica para estabilizar as paredes da escavação”, ele detalha.

Na frota, os principais equipamentos e ferramentas utilizados na execução desses tipos de fundações incluem perfuratrizes hidráulicas, hastes Kelly, caçambas e trados com ponteira de tungstênio, guindastes sobre esteiras, martelos hidráulicos e vibratórios, trados contínuos e revestimentos metálicos recuperáveis.

Mas seja qual for a solução adotada, os elementos das fundações profundas são executados inteiramente pelos equipamentos, sem que – como acrescenta Fontes Filho – “haja a necessidade de descida de pessoas nas perfurações em qualquer fase da execução”.

APLICAÇÕES

Desdobrando o manancial técnico, Naresi, da Progeo, aponta que os tipos mais utilizados podem ser classificados em “manuais” (com a execução de tubulões realizados com camisa de concreto e utilização de campânulas pressurizadas em condições hiperbáricas, com abertura de fuste e base com escavação sob ar comprimido) e “execução a céu aberto”, com camisa de concreto armado com escavação manual de fuste e base.

Além das manuais, ele explica, existem as semi-mecanizadas, com a execução de tubulões cravados com camisa metálica, além das estacas Franki, feitas com a ajuda de um guindaste dotado de pilão, assim como execução de estacas cravadas (sejam metálicas, de concreto, pré-moldadas de concreto armado, ocas ou integrais, com auxílio de martelos de cravação hidráulicos, pneumáticos ou com bate-estacas de queda livre) e estacas raiz (escavadas com equipamento de rotação com circulação de água, lama bentonítica ou ar comprimido, em que a armadura é inserida após a conclusão da perfuração com revestimento total do furo, sendo posteriormente preenchido com argamassa com o uso de um tubo de injeção, geralmente de PVC, de baixo para cima). “Também é recorrente a utilização de estacas escavadas de grande diâmetro, com auxílio ou não de lama bentonítica, dependendo do nível do lençol freático, além de estacas barretes executadas com equipamentos do tipo guindaste”, complementa Naresi.

Com diferentes tecnologias, fundações profundas são executadas inteiramente por equipamentos, sem necessidade da descida de pessoas nas perfurações

Já as estacas de hélice contínua monitorada – que entram na categoria das fundações profundas mecanizadas – são executadas por meio do uso de uma haste tubular, que inclui uma hélice introduzida no terreno pela aplicação de torque, permitindo a monitoração eletrônica de suas etapas de execução, como profundidade atingida, velocidade de rotação e descida do trado. “Uma das principais características da estaca de hélice contínua é que não produz vibrações e, por isso, é muito usada em centros urbanos e áreas com equipamentos sensíveis”, diz Fontes Filho, da Brasfond.

Essa opção é usada na execução de pré-furos para implantação de perfis metálicos ou estacas pré-moldadas, especialmente em terrenos mais resistentes, onde uma simples cravação poderia danificar a cabeça das estacas. “Como o torque dos equipamentos tem aumentado de forma significativa nos últimos anos, tornou-se possível executar estacas com diâmetros maiores e bem mais profundas, além de se poder perfurar terrenos cada vez mais resistentes”, comenta o especialista.

CONFIABILIDADE

Segundo Carlos Medeiros, diretor técnico da Embre, as estacas do tipo hélice contínua demonstram grande adaptabilidade a quase todos os solos brasileiros, além de permitirem o monitoramento do processo de escavação e concretagem. “Assim, a solução apresenta a possibilidade da verificação das premissas de projeto, feita por meio da análise dos dados provenientes do monitoramento”, ele comenta.

Estacas do tipo brita são feitas por vibração, melhorando a capacidade de suporte do solo

No entanto, para que o desempenho e a integridade das estacas do tipo hélice contínua sejam plenamente atingidos, a execução das estacas deve ser contemplada “com procedimentos e critérios inequívocos de qualidade na execução e no monitoramento, premissas que podem ser atingidas a partir da adoção de critérios de monitoramento durante a escavação e a concretagem”, como ressalta Medeiros.

Na linha das fundações profundas mecanizadas, o engenheiro Naresi explica que existem as estacas escavadas com lama bentonítica ou polímeros especiais, quando na presença de lençol freático que emerge. Outras opções comuns incluem paredes diafragma com diafragmadores de queda livre ou hidráulicos, estacas mecanizadas com auxílio de perfuratrizes Wirth (caracterizadas pela realização de circulação reversa), estacas raiz encamisadas (com tubos metálicos de até 510 mm de diâmetro), estacas cravadas (com auxílio de bate-estacas e martelos vibratórios de cravação) e estacas de fundação do tipo brita (executadas por vibração, para melhorar a capacidade de suporte do solo). “Já a fundação executada com Jet Grouting consiste na injeção de calda de cimento no solo, em alta pressão e com grandes diâmetros, preenchendo o solo e adensando o solo lateral”, complementa Naresi.

EQUIPAMENTOS

Os equipamentos para execução de estacas atuam nos processos de perfuração e cravação, além de existirem tecnologias específicas para paredes diafragma e trabalhos de melhoramento do solo. Segundo Gustavo Cintra, executivo de vendas de máquinas para fundações profundas da Liebherr, as soluções podem executar tanto estacas moldadas in loco, como pré-moldadas de concreto, de madeira e metálicas.

Especificamente, as perfuratrizes da série LB são projetadas para atender a diversos métodos para produção de estacas moldadas in loco, incluindo perfuração Kelly (estacão), martelo de fundo, hélice contínua, estaca secante e estaca de deslocamento. Já a linha de perfuratrizes e bate-estacas da série LRB, além de ser capaz de executar todos os métodos para produção de estacas moldadas in loco, também se apresenta como uma solução indicada para a cravação de estacas pré-moldadas e metálicas, assim como para trabalhos de melhoramento de solo. “Equipadas com guinchos e cabeçotes rotativos, essas perfuratrizes possuem torques de até 510 kNm e podem produzir estacas com profundidades acima de 100 m, com até 4,5 m de diâmetro”, comenta Cintra.

Perfuratrizes da série LB são projetadas para atender a diversos métodos para produção de estacas moldadas in loco

Por fim, os guindastes sobre esteiras HD – série HS – podem executar estacas escavadas (desde que equipados com hammer grab) e cravar estacas (com martelos hidráulicos ou vibradores). “Vale lembrar que a série HS tem grande destaque em projetos de execução de parede diafragma, quando equipada com clamshell ou hidrofresa, assim como em processos de compactação dinâmica, para melhoramento do solo”, explica Cintra.

Para a execução de um trabalho mais preciso, os martelos hidráulicos de impacto são compostos por pesos modulares com sistema de controle, permitindo regulagem independente da energia de impacto e do número de golpes. “O sistema para reconhecimento de obstáculos para os vibradores de alta frequência é outro recurso tecnológico relevante, pois ajuda a evitar incidentes que podem gerar danos ao elemento de cravação, ao implemento e mesmo à máquina-base”, finaliza Cintra.

Saiba mais:
Brasfond: www.brasfond.com.br
Embre: www.embre.com.br
GeoCompany: geocompany.com.br
Liebherr: www.liebherr.com
Progeo: www.progeo.com.br