Quer aprender a calcular estacas pré-fabricadas? É fácil.
A grande vantagem das estacas pré-fabricadas sobre as moldadas no terreno está na boa qualidade do concreto, e no fato de que agentes agressivos eventualmente encontrados no solo não terão nenhuma ação na pega e cura do concreto. Outra vantagem é a segurança que oferecem na passagem através de camadas muito moles.
Além disso, as estacas pré-fabricadas, cravadas por percussão, são cravadas até obtenção de negas e repiques adequados à carga necessária.
Uma vez que o bate-estacas está na obra é bastante facilitada a execução de ensaios de carregamento dinâmico, os quais oferecem a capacidade de carga e confirmam a nega e repique a serem usados permitindo uma obra que atende às necessidades de suas solicitações.
Fabricantes tradicionais, como por exemplo a Protendit, pioneira na produção desse tipo de estaca, podem garantir elevada resistência na flexão composta, na tração decorrente da cravação, na flexão transitória (daí, projeto mais econômico para uma dada carga axial e um dado momento fletor).
Isso permite maior capacidade na manipulação e cravação e menor fissuração (daímaior durabilidade)
Além disso têm capacidade de suportar forças de tração elevadas (como ancoragens, para suportar subpressão ou em dalfins portuários, proteção de pilares de ponte etc.).
Conforme publicado por Velloso e Lopes, as estacas de concreto protendido com controles rigorosos de fabricação (como as da Protendit) podem chegar a tensão de trabalho de 14 Mpa, desde que não ultrapasse a compressão admissível. (Normalmente chega-se a tensão máxima de trabalho igual a 10 MPa .
Para utilização dessas tensões devem ser efetuados ensaios de carregamento dinâmico, ou prova de carga estática.
As estacas fabricadas pela Protendit possuem anéis metálicos solidarizados quando da concretagem juntamente aos topos de cada peça.
Os anéis além de proporcionarem a cravação das estacas com comprimentos ilimitados , ainda garantem o bom desempenho delas durante a cravação, em vista da absorção das tensões decorrentes dos impactos dos martelos que os cravam.
Capacidade das Estacas
A resistência das estacas às cargas resultantes do calculo estrutural é determinada por meio de resistência lateral e resistência de ponta (R total = R ponta + R lateral)
Existem diversos métodos para o cálculo da carga admissível da estaca.
Neste trabalho apresentamos dois dos métodos mais utilizados.
Metodo de Decourte Quaresma
Esse método, tomando por base os resultados de ensaios SPT estima a resistência lateral e a resistência de ponta de determinada estaca.
Cálculo da resistência decorrente do atrito lateral Rʵ
RL = p ₓ L ₓ q₁ , onde
P= perímetro da estaca em metros
L = comprimento do fuste da estaca em metros
q₁ = adesão média ao longo do fuste da estaca media em tf / m²
q₁ = N/3 +1 onde N é o numero de golpes médios ao longo do fuste, desprezando – se os SPT’S da ponta e o anterior.
Para valores de sondagem a percussão (N) menores ou igual a três, adotar N=3 e para valores N ≥ 50 adotar N = 50
Rp = Ap ₓ Np ₓ k
Ap = área de ponta da estaca em m²
Np = média aritmética entre os SPT’S da ponta , anterior e posterior
K = fator característico do solo em tf / m² conforme tabela abaixo:
Capacidade de Carga Admissível
Rad = RL/1,3 + Rp/4
Vale salientar que para estacas moldadas “in loco” devem ser usados coeficientes de minoração para RL e Rp
Método AOKI e Velloso
Este método estima a resistência lateral e a resistência de ponta tomando por base o resultado do ensaio CPT (deep souding)
Para utilizar índices SPT
qc = k ₓ SPT
k = coeficiente que depende do solo conforme tabela 1 em kN/m²
A resistência lateral é então calculada:
RL₁ = Resistencia lateral da camada
Alfa = razão de atrito que depende do tipo de solo
K = coeficiente que depende do tipo do solo conforme tabela 1 em kN/m²
NL = índice de resistência à penetração média da camada (SPT excluindo o da ponta)
P = perímetro da estaca em metros
DeltaL = espessura da camada em estudo (metros)
F₂ = fator de correção para resistência lateral conforme tabela 2
Observa-se que deve ser feito o cálculo da resistência lateral para cada tipo de solo.
A resistência de ponta é calculada:
Onde
K = coeficiente que depende do tipo de solo conforme tabela 1
Np = índice de resistência à penetração (SPT) da ponta da estaca
Ap = área de ponta da estaca
F₁ = fator da correção para resistência de ponta conforme tabela 2
Carga Admissível = (RL + Rp) /2
Exemplo de utilização
Considere a sondagem:
1 – Cálculo da capacidade de carga pelo método de Decourt e Quaresma
2 - Cálculo da capacidade de carga pelo método Aoki e Velloso
Neste método como a resistência lateral depende do tipo do solo temos que calcular a mesma para cada tipo, assim:
- solo de areia siltosa – camada 1
- solo silte arenoso- camada 2
Fácil não? Como pode-se perceber, os dois métodos chegam a resultados bastante próximos.
Se permanecer qualquer dúvida, ligue para o departamento técnico da Protendit. Todos os engenheiros terão prazer em atender: (11) 2997-2133.
Alexandre Vasconcellos - [email protected]
Tags: Blog, Conteúdos Engenharia