Estacas pré-fabricadas de concreto : avaliação do reforço para tensões geradas na cravação

Abstract

Este trabalho versa sobre o estudo dos métodos existentes para prever as tensões produzidas no topo das estacas pré-moldadas durante o processo de cravação, assim como a influência dos parâmetros de cálculo nas tensões geradas. Estas tensões são função da energia disponível para promover a penetração da estaca no solo, sendo a intensidade desta definida pelas características do sistema martelo/estaca utilizado e a sua configuração, sendo, o peso do martelo e a altura de queda, as variáveis. O tipo de sistema de cravação utilizado como objeto do estudo apresentado foi o de percussão por martelo de queda livre, por ser este o sistema mais utilizado, atualmente, no processo de cravação de estacas. Foi apresentada a forma como é gerada a onda de tensões e como ela se propaga ao longo da estaca no instante do impacto do martelo, até dissipar-se pelo esforço resistente do solo. Partindo de formulações propostas por diversos autores para a previsão da tensão inicial gerada pelo impacto do martelo, analisou-se, inicialmente, a correspondência entre os resultados obtidos para a validação dos métodos propostos. Após verificada a correspondência entre estes resultados, foi utilizado um caso prático, de uma estaca cravada, em que se realizou monitoramento da cravação pelo método PDA (pile driving analyser), para verificar a validade destes métodos para casos reais. Posteriormente, selecionou-se um intervalo de variação do parâmetro altura de queda do martelo para obter a influência deste nas tensões previstas. Partindo dos resultados obtidos, aplicando as formulações propostas, foram identificados os esforços resultantes na estaca decorrentes da onda de compressão e da resistência do solo que se opõem a cravação da estaca. A resistência do solo é função do comprimento cravado de estaca e das suas características geotécnicas. A partir dos esforços obtidos avaliou-se a necessidade de armadura transversal (estribos), uma vez que o comportamento elástico do material da estaca faz com que surgem esforços de tração nesta direção, sendo que o concreto não possui resistência adequada para este tipo de solicitação. Junto a armadura transversal necessária verifica-se a necessidade de um reforço nas extremidades da estaca, conforme indicado na NBR 6122/1996, sendo a eficácia deste o objeto principal deste trabalho. Resume-se a este reforço um adensamento da armadura transversal nas regiões extremas da estaca, um menor espaçamento entre estribos por um determinado comprimento a partir do topo e ponta da mesma. A adequação do comprimento necessário de adensamento da armadura transversal foi realizada para a estaca objeto dos estudos realizados.