/ Estaca Raiz
Estaca raiz é uma estaca moldada in loco, executada por meio de perfuração rotativa no trecho em solo, revestida totalmente neste trecho através do tubo metálico, que assegura a estabilidade das paredes durante a perfuração. No trecho em rocha, normalmente há a redução do diâmetro de perfuração, sendo a perfuração feita a roto percussão.
A estaca raiz se caracteriza pelo atrito lateral elevado com o maciço (solo ou rocha) e pode ser executada com inclinação variável e atingir grandes profundidades.
/ Tipos de Aplicação de Estaca Raiz
A estaca raiz pode ser aplicada em vários casos.Entre eles, destacam-se os seguintes:
- Fundações em locais de difícil acesso, como interior de edificações;
- Fundações de terrenos com grande densidade de matacões (blocos de rocha);
- Reforço de fundações;
- Fundação e/ou reforço de equipamentos industriais;
- Estabilização de encostas;
- Paredes de contenção;
- Fundações de pilares junto a divisas.
- Fundação de abóboda de túneis.
/ Vantagens
-
Ausência de vibração e descompressão do terreno
-
Possibilidade de execução em áreas de espaço limitado
-
Utilização em terrenos com perfis geológicos com presença de matacões, rochas e até concreto
/ Metodologia
A execução de uma Estaca Raiz compreende as seguintes etapas executivas:locação, perfuração, armação, concretagem, extração do revestimento e injeção do ar comprimido.
Locação das Estacas
Primeiramente deve-se realizar a locação dos pontos onde serão executadas as estacas. Locação é o processo de transferência, do projeto para o terreno, de todas as referências necessárias à construção da obra. Todas as etapas de locação devem ser acompanhadas pelo engenheiro responsável, para que não haja desvios e excentricidades não previstas em projetos.
Perfuração
A escavação das estacas é executada através de uma perfuratriz rotativa hidráulica ou roto percussiva.A perfuração em solo é realizada por rotação de tubos com auxílio de circulação de água, que é injetada pelo interior deles e retorna à superfície entre a face externa do tubo e o solo. Na extremidade inferior do tubo de revestimento é acoplada a coroa de perfuração, ou de haste de perfuração para facilitar a penetração, e à medida que a perfuração avança devem ser instalados os tubos de revestimentos metálicos, emendados por rosca, até a profundidade previamente estabelecida no projeto.

Os tubos metálicos são posteriormente recuperados após a instalação da armadura e preenchimento do furo com argamassa. Este tipo de estaca pode ser utilizada em qualquer tipo de terreno; podendo atravessar vários tipos de obstáculos e ter diferentes inclinações. Quando a execução da estaca raiz é realizada em camadas de solo de pouca resistência sobrejacentes ao topo rochoso, é necessário o embutimento da estaca em rocha, utilizando-se um sistema de perfuração a roto-percussão com martelo de fundo (down-the-hole) e bits de vídia, internamente ao tubo de revestimento no trecho em solo, com diâmetro reduzido em rocha.
O revestimento deve ser instalado preferencialmente em toda a extensão da perfuração, caso as características do terreno o permitam, ou pode ser parcial, mas com comprimento que permita aplicar, com garantia de não ser arrancado, golpes de ar comprimido após o preenchimento do furo com argamassa. Neste caso a perfuração abaixo da cota dos tubos é feita também por rotação, com auxílio de circulação d’água, utilizando- se uma broca de perfuração cortante denominada tricone.
Os resíduos da escavação serão transportados para a superfície pela água de circulação que é injetada sob pressão, de cima para baixo no interior do tubo de revestimento. O retorno de água juntamente com o resíduo da escavação dar-se-á entre o revestimento e a parede do furo, a qual poderá ser coletada em um tanque de decantação, evitando-se o espalhamento da água e podendo-se reutilizá-la no próximo furo.
A movimentação da água no interior do furo determina que o diâmetro acabado da estaca seja sempre maior que o diâmetro nominal do instrumento de perfuração. A tabela mostra a relação entre o diâmetro final da estaca raiz e o diâmetro externo do tubo de revestimento.
- Diâmetro nominal da estaca (mm)
- 150
- 160
- 200
- 250
- 310
- 400
- 450
- Diâmetro mínimo externo do tubo de revestimento (mm)
- 127
- 141
- 168
- 220
- 273
- 355
- 406
É permitida a reutilização da água de circulação proveniente do decantador durante a perfuração. Entretanto, após atingir a profundidade do projeto, a limpeza final do furo deverá ser executada com o emprego de água limpa. A limpeza final do furo dar-se-á por concluída quando a água de circulação retornar à superfície, limpa ou com pouca turbidez. Durante a fase final de limpeza do furo, a haste de perfuração deverá permanecer paralisada.
Armadura
Concluída a perfuração da estaca com a inclinação e profundidade previstas (cota de projeto) deve-se continuar a injetar água, sem avançar a perfuração, a fim de promover a limpeza do furo. A seguir deve ser introduzida na parte interna da tubulação a armação da estaca, de acordo com o especificado pelo projetista. Observa-se na imagem armaduras montadas para os serviços.A armação deve ser implantada ao longo de toda a estaca, podendo ter quantidade de aço transversal variável de acordo com os esforços atuantes. Nas estacas que tem funcionamento à compressão as emendas das barras podem ser feitas por simples transpasse, devidamente fretado, porém nas estacas que tem funcionamento à tração, as emendas devem ser feitas por solda, luvas rosqueadas, ou luvas prensadas.
A armadura pode ser constituída por monobarra ou feixe de aço (várias barras de aço) com estribo helicoidal formando uma “gaiola”, no formato de um tubo metálico, ou ainda uma mescla dessas alternativas.

Preenchimento com Argamassa
Concluída a limpeza do furo e a colocação da armadura necessária ao longo da estaca, coloca-se o tubo (de aço galvanizado, ou PVC rígido) de concretagem até o fundo da perfuração lançando a argamassa de baixo para cima, garantindo que a água seja deslocada para fora sendo simultaneamente substituída pela própria argamassa.A concretagem é efetuada sob pressão, rigorosamente controlada, dependendo do tipo do solo, profundidade do furo, consistência do solo, maior ou menor obstrução lateral, etc.
Concluída a injeção da argamassa em toda a seção e extensão da estaca, deve-se iniciar a retirada dos segmentos de tubos. Nessa etapa concomitantemente executa-se a injeção de ar comprimido sobre o topo do revestimento metálico garantindo a integridade do fuste e também a perfeita aderência da estaca com terreno.
A retirada do revestimento poderá ser executada com o próprio equipamento de perfuração através do desrosqueamento dos segmentos de tubos superiores.
Essas operações são repetitivas, e deve-se adicionar argamassa para o completo preenchimento do tubo, mantendo-se o seu nível sempre acima da coroa de perfuração.

Preparo da Cabeça da Estaca
O excesso de argamassa gerado pelo processo de preenchimento até a superfície do terreno deverá ser demolido, no mínimo um dia após a execução da estaca, utilizando-se marreta e talhadeira com pequenas inclinações em relação à horizontal, porém mantendo a seção da estaca perpendicular ao seu eixo.
De acordo com a Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia (ABEF) a cabeça da estaca deve ser embutida no mínimo 5,0 cm dentro do bloco, e acima do lastro de concreto, assegurando que a estaca ficará devidamente ancorada ao bloco de fundação (ABEF, 2007).
A existência de modernos equipamentos que permitem a execução de estacas raiz com altas médias de produtividade e o uso de cargas de trabalho de até 1600 KN (160 tf), aumentaram muito a competitividade da estaca raiz em obras normais. Além disso, esta estaca possui a vantagem de resistir a cargas de tração muito elevadas, sendo ideal para as fundações de várias obras especiais, desde torres de linha de transmissão até plataformas de petróleo. Atualmente podemos afirmar que em vários casos da prática corrente da engenharia de fundações, esse tipo de estaca constitui a melhor opção técnico-comercial.
Por fim um fluxograma que descreve as etapas executivas, de acordo com o tipo de solo, para a execução de estacas tipo raiz:
