As fundações por estacas cravadas são usadas principalmente em edifícios baixos e estruturas de pontes. Se a camada superficial do solo não estiver em boas condições e não tiver capacidade de suporte suficiente para suportar a carga da superestrutura, é utilizada uma estaca cravada.
Uma estaca cravada é um tipo de estaca cravada na camada dura do solo, onde pode fornecer o suporte final necessário e o atrito superficial.
Como os custos de construção são mais baixos em comparação com as estacas perfuradas moldadas no local, esses tipos de fundações por estacas são mais comumente usados na construção de pontes.
Existem basicamente quatro categorias baseadas no tipo de material.
Tipos de estacas cravadas
- Estacas de aço
- Estacas de concreto pré-moldado
- postes de madeira
- Estacas compostas
Vamos discutir cada estaca cravada individualmente acima.
Fundações com estacas metálicas
Existem diferentes tipos de estacas de aço. Como o aço está prontamente disponível, a construção pode ser feita com bastante facilidade.
Além disso, estacas de aço, como microestacas, podem ser usadas para suportar cargas pesadas em pontes, e outros tipos podem ser usados para suportar cargas médias.
O principal problema das estacas cravadas em aço é a corrosão. No entanto, eles são colocados abaixo da superfície da Terra. Portanto, a presença de oxigênio para corrosão é mínima.
Vamos discutir os tipos de estacas de aço disponíveis.
Tipos de estacas cravadas em aço
- Microestacas
Microestacas são estacas de aço preenchidas com concreto. Além disso, o diâmetro da estaca pode ser aumentado dependendo da carga.
Se necessário, uma gaiola de reforço pode ser inserida na estaca para aumentar a capacidade de carga da estaca.
O projeto da estaca pode ser feito conforme descrito no artigo Fundações de estacas Guia de projeto, construção e testes.
- Estacas H
Para a construção são utilizados perfis laminados a quente, que são soldados entre si para aumentar seu comprimento.
Esses tipos de fundações por estacas não são comumente usados na construção.
No entanto, em casos especiais, também podem ser utilizadas estacas H.
- Estacas de caixa de aço
O projeto pode usar quatro chapas de aço soldadas entre si para formar uma estaca em forma de caixa ou estacas pranchas soldadas entre si para formar uma seção de caixa oca.
O núcleo interno pode ser preenchido com concreto para melhorar a rigidez transversal, rigidez à flexão, rigidez torcional, etc.
- pilhas de parafusos
As estacas helicoidais de ferro fundido são cravadas por perfuração rotativa e não são um tipo de estaca tão popular na construção.
Dependendo da natureza do solo e do uso pretendido, diferentes diâmetros podem ser utilizados durante a construção.
- Postes de corrimão de aço
Os trilhos antigos eram feitos como estacas de aço. Três trilhos são soldados na parte superior e inferior, respectivamente.
A soldagem de topo é usada para unir duas seções para aumentar o comprimento da estaca.
Como essas pilhas são feitas de materiais abundantes, o custo é menor.
Além disso, poderia ser considerada uma construção verde porque reutilizamos os materiais.
Fundações de estacas cravadas feitas de peças pré-fabricadas de concreto
O tipo de estaca cravada mais comumente usado na construção. Existem basicamente dois tipos de estacas pré-fabricadas.
- Estacas pré-moldadas normalmente reforçadas
- Estacas protendidas
Os seguintes pontos importantes são destacados em relação às estacas pré-fabricadas.
- Essas estacas podem acomodar altas tensões axiais e de flexão.
- Estacas construídas com cobertura adequada e qualidade de concreto não estão sujeitas à deterioração.
- Portanto, essas estacas são mais duráveis.
- Porém, a composição do concreto, a porosidade dos agregados, a cobertura das armaduras, etc. podem levar à deterioração das estacas.
- Como resultado, problemas de durabilidade podem reduzir a vida útil das estacas.
- O uso de agregados sólidos e duros, projeto de mistura adequado, colocação adequada, compactação do concreto, cura adequada do concreto, etc. Durabilidade do concreto.
- A cobertura mínima pode ser de 50mm, Requisitos de prazo de validade.
- Além disso, a protensão reduz a fissuração do concreto.
- Se os custos forem acessíveis, recomenda-se galvanizar o reforço.
Não há grandes problemas como corrosão do aço em estruturas de estacas pré-fabricadas.
Além disso, é mais fácil de construir do que outros tipos de fundações por estacas. Além disso, o tempo necessário para completar uma única pilha também é menor.
Os custos de construção também são comparativamente muito baixos em comparação com estacas perfuradas lançadas no local.
As estacas pré-fabricadas estão disponíveis em diferentes dimensões, como 300, 350, 400, 500 mmetc. Além disso, eles estão disponíveis em um formato circular ou retangular.
postes de madeira
Vamos dar uma olhada rápida no básico sobre postes de madeira.
- As estacas de madeira podem ter diferentes dimensões e capacidades de carga.
- Devido à sua baixa capacidade de carga, não são utilizados com frequência.
- Uma árvore é usada como pilha de madeira depois que os galhos são removidos
- O diâmetro inferior estaria na faixa de 300-500 mm
- O diâmetro superior pode estar na faixa de 125 – 250 mm
- Geralmente, as estacas estão disponíveis em comprimentos de 9.000 mm a 18.000 mm.
- A estaca pode suportar as cargas aplicadas e as forças de compactação. No entanto, ele fica vulnerável quando atingido com força.
- Postes de madeira são suscetíveis a danos
A ilustração a seguir do livro “Foundation Analysis and Design” de Bowels mostra os cuidados necessários que devem ser tomados ao cravar uma estaca de madeira.
A carga de projeto das estacas de madeira está na faixa de 150 kN a 250 kN. A carga máxima permitida é de aproximadamente 300 kN. No entanto, os testes realizados demonstraram que podem suportar uma carga máxima de cerca de 400 kN.
Deve-se ter cuidado ao penetrar camadas duras, pois isso pode danificar o pino.
Estacas compostas
As estacas compostas foram usadas pela primeira vez há cerca de 60 anos. O principal objetivo das estacas compostas era construir economicamente estacas relativamente longas.
Diferentes materiais são usados para construir estacas compostas. Além disso, o material deve ser selecionado de acordo com as condições. A seguinte combinação pode ser esperada.
- Estacas de madeira são embutidas abaixo do nível do solo existente e uma estrutura de concreto é construída acima do nível do solo existente (até o nível superior).
- A parte inferior da estaca é preenchida com tubos de aço ou ferro H preenchidos com concreto, a parte superior deve ser de concreto.
- Construir seção superior com estacas pré-fabricadas
As estacas compostas estão na faixa de 18m-36m. No entanto, o comprimento de 54m também deve ser compactado.
A faixa de carga ideal é de aproximadamente 300 kN – 800 kN e o limite máximo de carga é de aproximadamente 1.500 kN.
Uma das principais desvantagens das estacas compostas é criar uma ligação adequada entre dois materiais.
Projeto de estacas pré-fabricadas (projeto de estaca cravada)
Ao projetar estacas pré-fabricadas, dois aspectos devem ser levados em consideração.
- A estaca deve ser projetada para suportar as cargas da superestrutura.
- As estacas devem ser projetadas e construídas de modo que possam suportar a carga de impulso durante a cravação.
O dimensionamento estrutural e geotécnico de estacas cravadas para cargas de superestrutura pode ser realizado utilizando os mesmos procedimentos descritos no artigo. Fundações de estacas.
Para absorver as forças geradas durante a compactação, devem ser utilizadas técnicas especiais de detalhamento. Existem detalhes especiais para estacas pré-fabricadas.
A ilustração a seguir do livro “Foundation Analysis and Design” de Bowels mostra o layout típico de uma pilha pré-fabricada.
Conforme mostrado nos desenhos acima, as áreas superior e inferior da estaca são limitadas pela redução da distância entre os elos. Isso permite que a camada suporte cargas mais altas.
Como já mencionado, a estaca protendida também é utilizada na construção civil. Os desenhos a seguir mostram a disposição típica de uma estaca protendida. É necessária atenção especial na construção de uma estaca deste tipo.
Construção de estacas cravadas
Como as estacas pré-fabricadas são amplamente utilizadas na construção, vejamos os aspectos importantes das estacas cravadas.
Existem dois métodos principais para cravar estacas.
- O método convencional,
Aplique uma força ao poste colocando um peso nele. A carga aplicada é calculada com base na altura de queda livre do peso.
Deve-se garantir que a carga aplicada não exceda a capacidade de suporte da estaca cravada.
- Método de impacto do martelo.
Existem três tipos de métodos de condução. Eles são
-
- Acionamento de martelo diesel
- Acionamento de martelo pneumático
- Levantamento com martelo vibratório
Os métodos de impacto do martelo são mais fáceis de usar em comparação com os métodos tradicionais que requerem mais tempo.
Por razões de transporte, as estacas pré-fabricadas são geralmente erguidas com um comprimento de 6 m. No entanto, se necessário, também podem ser construídos com comprimento igual ou superior a 12 m.
Se forem utilizadas estacas cravadas com 6 m de comprimento e a profundidade de cravação for superior a 6 m, duas estacas devem ser combinadas. Para aumentar o comprimento, placas de aço embutidas no topo das estacas são soldadas entre si.
O comprimento desnecessário da estaca é demolido durante a construção dos blocos.
Para obter mais informações sobre métodos de impacto de martelo, consulte o artigo da Wikipedia bater.
Critérios de conclusão e aceitação para estacas cravadas
- A estaca é cravada até a camada de solo duro, que é determinada como nível final de acordo com o projeto. O projeto e a seleção do nível final são baseados nas informações do relatório de teste de solo.
- Ao atingir o nível final, o movimento da pilha diminui.
- Os critérios para terminação e cravação das estacas são baseados na análise da equação de onda da estaca (WEAP). Quaisquer modificações necessárias devem ser feitas no local, pois podem variar dependendo das condições reais do terreno.
- Além disso, deve ser registrado o número de golpes durante a movimentação da estaca. Isto pode ser expresso como o número de golpes no poste até uma certa distância ou como a penetração do poste para um certo número de golpes. Isso pode ser feito de acordo com as especificações do projeto.
- Existem restrições à rescisão. A especificação poderia especificar o número de ataques para uma penetração específica. Se o número de golpes para penetração da distância especificada for excedido e a estaca repousar sobre a camada de terminação de acordo com os dados geotécnicos, a estaca pode ser terminada.
Vantagens das estacas cravadas
- Ao contrário das estacas perfuradas, as estacas cravadas podem ser pré-fabricadas. Isso minimiza erros de projeto e permite a realização de um controle de qualidade adequado.
- Além disso, quaisquer defeitos, como favos de mel, podem ser reparados antes da instalação.
- Como as estacas são cravadas contra a pressão do solo, a capacidade de carga do solo melhora através da compactação na ponta da estaca.
- Menor tempo e menor uso de mão de obra e maquinário até a instalação reduzem comparativamente os custos.
- Em caso de falha de material como concreto, a estaca pode ser removida antes da instalação. Porém, no caso de estacas escavadas, isso só será conhecido após a sua montagem.
- A estaca pode ser instalada em ângulo para acomodar cargas laterais. Comumente usado na construção de pontes.
- A utilização de pessoal técnico é menor.
- O desenvolvimento não terá qualquer influência no nível das águas subterrâneas.
- O tempo necessário para lançar uma única postagem é muito curto. Portanto, é mais indicado para construções rápidas.
Desvantagens das estacas cravadas
- Antes do início da construção, é necessário um planejamento cuidadoso em relação ao equipamento, local e transporte.
- Geralmente não conseguem transportar cargas pesadas. Portanto, estacas escavadas são geralmente utilizadas quando a carga sobre a estaca aumenta.
- Além disso, existe uma limitação no aumento do diâmetro da pilha. Quanto maior o diâmetro, mais problemático se torna o manuseio das pilhas. O transporte será muito difícil.
- A construção deve ser verificada em relação às cargas de transporte. Atenção especial deve ser dada às estacas de concreto protendido, pois elas podem ser danificadas durante o içamento se não forem levadas em consideração no projeto.
- Como a profundidade ou comprimento da pilha varia de local para local, o comprimento da pilha não pode ser determinado antecipadamente. Portanto, as estacas precisam ser conectadas e o excesso cortado.
- Ao erguer estacas em terreno compactado, pode ocorrer perda de solo e redução da capacidade de carga superior.
- O ruído durante o processo de instalação deve ser controlado.
- As vibrações também precisam ser controladas.
- Se o comprimento das estacas disponíveis não for suficiente, elas deverão ser conectadas entre si para atingir profundidade suficiente. Isso pode resultar no desperdício de parte da nova pilha.
- A construção e o dimensionamento das estacas cravadas devem ser realizados nos tamanhos disponíveis no momento da aquisição no mercado. Caso contrário, eles devem ser feitos no tamanho e comprimento necessários.
- As estacas cravadas podem não ser adequadas para solos com propriedades de drenagem deficientes. A adequação das estacas cravadas deve passar por investigação geotécnica adequada.
