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Como especialistas em estacas, tentámos transmitir todo o nosso conhecimento neste extenso artigo sobre estacas, graças ao qual poderá saber tudo sobre este elemento construtivo.

Estacas, elementos estruturais de alta resistência mecânica.

As estacas são hoje um dos tipos de fundação mais conhecidos devido aos seus pontos positivos para a concepção estrutural de edifícios complexos. A sua utilização permitiu grandes inovações a nível formal na arquitectura do nosso tempo, permitindo assim a constante evolução da mesma, num caminho para o progresso e avanços tecnológicos no sector da construção.

A arquitectura contemporânea tem-se mostrado capaz de desafiar as leis da física, e tem feito com que os engenheiros testem os seus conhecimentos para resolver os imensos projectos onde estruturas simples não podem ser aplicadas.

O desenho estrutural vai desde a estrutura ou infra-estrutura subterrânea, até a superfície sobre o solo da fundação. A concepção da fundação é extremamente importante e a escolha correcta da melhor opção pode ser uma tarefa de muita responsabilidade, uma vez que uma boa parte da estabilidade do edifício e a segurança daqueles que o utilizarão dependerá dela.

Os tipos de fundações são variados, desde as fundações superficiais, tais como as sapatas, até às estacas extensas que são inseridas no solo e camadas de subsolo, que também são conhecidas como fundações profundas.

Mas o que é uma estaca? E qual é a sua principal função?

A estaca é definida como um elemento construtivo e estrutural, do tipo pontual pertencente às infra-estruturas ou fundações de um edifício. Estes elementos têm a responsabilidade de receber nas suas cabeças, as cargas provenientes do edifício, para as transmitir para as camadas do solo onde este se encontra fundado, a grandes profundidades debaixo do solo.

Estes elementos são esguios e alongados, devido ao facto de que a sua qualidade mais importante reside na sua profundidade, uma vez que isto lhes permite procurar as camadas de solo mais profundas e resistentes e agarrar-se a elas, para que possam permanecer estáveis sem sofrer qualquer falha em consequencia de solo de baixa resistência mecânica.

A sua principal função é garantir a segurança a nível estrutural e, como mencionado acima, transmitir a carga para o solo e manter o edifício de pé sem se mover ou inclinar.

De que são feitas as estacas?

As estacas podem ser feitas de vários materiais, geralmente betão e aço, mas também podem ser feitas estacas de madeira.

• Madeira: é um material estrutural que se torna presente na natureza. Apesar de não ter uma grande capacidade de carga aos esforços de tracção, é utilizado como material estrutural para a elaboração de estacas a nível mundial.
• Aço: o aço é um material que provém de uma liga de ferro, por isso é processado e não pode ser encontrado normalmente na natureza. Tem propriedades mecânicas bastante elevadas, pelo que é um excelente material no fabrico de estacas, permitindo-lhes resistir ao processo de cravação, e conferindo à estrutura da fundação um elevado valor de resistência.
• Betão: como todos sabemos, o betão é um material estrutural amplamente utilizado em todo o mundo. Provém da combinação de água, cimento e agregados finos e grosseiros. Tem uma baixa capacidade para resistir a tensões de tracção mas pode, no entanto, ser utilizado para fazer estacas.
• Betão armado: vem da combinação de água, cimento com agregados finos e grossos, mas desta vez adicionando barras de aço que lhe permitem resistir aos esforços de tracção, tornando-o um material muito mais versátil. É bastante utilizado para a elaboração de estacas devido à sua capacidade de resistir aos esforços de flexão, pelo que é um material muito eficiente na indústria da construção.

Em que casos são utilizadas estacas como fundação para um edifício?

Há vários casos em que a utilização de estacas como método de fundação de um projecto é destacada, pode encontrar um grande artigo do civilgeeks.com a falar sobre este tema, os  casos mais comuns são mencionados a seguir:

• Quando o solo junto à fundação superficial é de baixa qualidade, portanto o mais recomendável é apoiar-se em camadas mais profundas de melhor qualidade na escala ou classificação dos solos.
• Quando o solo está húmido ou há um lençol freático perto do edifício.
• Quando o edifício é muito alto e a carga de vento é intensa.
• Em construções com elementos de tracção, que são ancorados ou fixados ao solo.
• Em terrenos expansivos (argilosos).
• Quando há grandes variações de temperatura no solo.
• Quando a fundação tipo superficial não é capaz de satisfazer os requisitos da concepção estrutural.
• Ao resistir a cargas que agem de uma forma inclinada.
• Em estruturas que necessitem de manutenção da capacidade de carga durante toda a sua vida útil.

Estes são apenas alguns dos casos em que a utilização de estacas é aplicável, mas pode haver outros que são menos comuns.

Como são instaladas as estacas?

A maquinaria para a instalação destes elementos, é conhecida como bate-estacas ou perfuradora, sendo estas as mais utilizadas em geral. Estes também podem ser cravados ao solo de fundação ou ao solo na vertical, por meio de batidas.

Que tipo de estacas existem?

Os tipos de estacas mais comuns são os seguintes:

• Estacas de madeira: estas são as estacas que têm as propriedades menos mecânicas, ou seja, a sua resistência é a mais baixa da lista. São feitos de madeira como o seu nome sugere e os seus comprimentos variam geralmente entre os 12 e os 15 metros de profundidade. São geralmente construídos a partir de árvores que mantêm uma secção transversal igual ou constante ao longo do seu tronco.
• Estacas de Aço de Secção H: como o nome indica, têm uma secção de aço em forma de H. Como são feitas deste material metálico, a sua resistência é maior do que a de uma estaca de madeira.
• Estacas de aço de secção tubular: são muito mais resistentes que as anteriores, e podem atingir comprimentos de até 40 metros de profundidade.
• Estacas pré-fabricadas de betão armado: como o seu nome indica, a sua matéria-prima é o betão combinado com o aço para proporcionar uma maior resistência à tracção. Podem atingir as profundidades habituais de 25 metros, mas dependendo da sua concepção, isto pode variar e aumentar. A sua principal desvantagem é a dificuldade de o transportar e o aumento dos custos devido a esta actividade.
• Pilhas despejadas in situ: não são pré-fabricadas, mas são feitas no meio da obra, despejando o betão durante o processo de construção in situ. Podem ser com encamisamentos ou não encamisamentos, e são relativamente baratos.
• Estacas mistas ou combinadas: são capazes de atingir extensos comprimentos de até 45 metros ou mais. São uma das mais resistentes da classificação, representando uma maravilha para o mundo das mega construções, isto devido à versatilidade que possuem devido ao facto de que a mistura de diferentes materiais permite que haja uma dualidade de resistências, de modo que cada material contribui com as suas vantagens e propriedades mecânicas, fazendo muito mais eficiente o sistema de fundações profundas.

Outra classificação poderia ser de acordo com a forma da secção da estaca, e estas são:

• Estacas de secção uniforme: mantém a forma da sua secção do princípio ao fim.
• Estacas cónicas truncadas: a sua forma assemelha-se à de um cone, que diminui na secção transversal à medida que desce através das camadas do subsolo.
• Estacas telescópicas ou escalonadas: a sua forma assemelha-se à de um telescópio, com secções uniformes de diferentes tamanhos, que diminuem em secção transversal à medida que descem ao subsolo.
• Estacas piramidais: a sua secção assemelha-se à forma de uma pirâmide alongada e descendente.
• Estacas de bulbo: têm uma espécie de esfera ou bulbo no fim do seu caminho, na parte mais profunda da estaca. São altamente resistentes e podem atingir profundidades de até 50 metros.

Em que tipologias arquitectónicas é comum ver o uso de estacas?

A utilização de estacas na arquitectura é bastante ampla, cobrindo um grande número de edifícios onde a sua utilização pode ser comum, mas vê-se geralmente nas estruturas seguintes:

• Pontes: São usadas estacas convencionais ou de estacas de maior diâmetro, e podem ser combinadas com diferentes sistemas estruturais. São geralmente utilizados como suporte para pontes que funcionam por tracção, como por exemplo pontes suspensas ou estaiadas.
• Arranha-céus: as estacas são uma excelente opção na construção de arranha-céus, devido às elevadas cargas de vento que estas mega construções devem suportar. À medida que a altura aumenta, a carga de vento será maior, portanto serão necessárias estacas que possam contrariar este impulso horizontal, de forma vertical, apoiando-se nas camadas profundas do solo para poder resistir a este agente da natureza, que apesar de parecer inofensivo, pode ser muito destrutivo se não for incluído no desenho estrutural de um projecto de tal magnitude.
• Barragens e diques: para a contenção de água em grandes volumes, servem de base para estas enormes e complexas estruturas.
• Vías Férreas: como fundações para troços de via, ou pontes para linhas ferroviárias e caminhos-de-ferro.
• Túneis: utilizados sob a forma de cortinas de estacas e guarda-chuvas de estacas para contenção do solo nas paredes dos túneis. São altamente eficientes e capazes de conter cargas elevadas, pelo que são bastante utilizados neste campo, dando excelentes resultados.
• Estradas: em certas secções que requerem alta resistência ou na contenção de solos instáveis.
• Caves e estacionamentos: para escavação e contenção do solo por meio de cortinas de estacas em geral, que permitem reter camadas profundas do solo e manter a escavação aberta.
• São também amplamente utilizados para a contenção e estabilização de terrenos, taludes e solos que podem ter tendência para ruir e deslizar.

Qual é a principal vantagem das estacas?

A sua principal vantagem reside na sua resistência mecânica, isto em conjunto com as suas dimensões alongadas que lhes permitem transportar a carga até camadas profundas.

Mas as vantagens também podem depender do material, por isso vamos ver o que os diferentes tipos de estacas dão de acordo com o seu material:

• Estacas de madeira: são económicas, resistentes à deterioração, fáceis de fabricar e manusear.
• Estacas de aço: têm boa capacidade de carga, são fáceis de conduzir e podem penetrar camadas duras do subsolo, tais como gravilhas densas e rochas brandas.
• Estacas de betão moldadas in situ: são económicas e fáceis de ampliar.
• Estacas de betão pré-fabricadas: podem ser feitas de betão armado ou também de betão pré-esforçado. Podem ser sujeitos a uma cravação forte, aderir facilmente a estruturas de betão, além de resistir à corrosão e aos seus efeitos nocivos.
• Estacas mistas ou combinadas: feitas de betão-aço ou betão-madeira, a combinação de materiais pode melhorar a capacidade de carga e a eficiência na resistência dos esforços devido às características e qualidades de cada material.

Quais são as suas principais desvantagens?

As desvantagens das estacas podem ser devidas ao custo que podem ter em comparação com outros tipos de fundações, tais como as de superfície.

Mas se os avaliamos entre si com base no material e no tipo de estacas, podemos dizer que as suas desvantagens são as seguintes:

• Estacas de madeira: têm uma capacidade de carga ou resistência mecânica muito baixa em comparação com o resto das estacas, não são muito boas a suportar esforços de tracção e não podem ser colocadas em solos muito húmidos ou com um elevado nível freático. Além disso, podem ser muito sensíveis no processo de cravação, por vezes até prejudicando-se a si próprios, o que poderia gerar perdas económicas.
• Estacas de aço: podem ser facilmente afectadas pela corrosão, as estacas em perfil H podem ser danificadas no processo de cravação, e estas estacas em geral podem ser relativamente caras.
• Estacas de betão despejadas in situ: são difíceis de unir após a colocação e podem ser danificadas durante a cravação.
• Estacas de betão pré-fabricadas: a sua transferência ou transporte pode tornar-se difícil ou incómodo, e geram custos adicionais ao trabalho para tal transporte. 
• Estacas combinadas ou mistas: podem ser caras.

A utilização de estacas é frequente em Portugal e Espanha?

A arquitectura portuguesa e espanhola tem-se destacado a nível mundial ao longo dos tempos, razão pela qual o sector da construção no país é um dos mais activos e produtivos quando se trata de gerar rendimentos económicos para empresas e turismo em todo o país.

Por esta razão, existem muitas empresas que concebem, fabricam, transportam e instalam estacas, pelo que a utilização de estacas em nestes países é bastante frequente.

Que edifícios em Portugal e Espanha têm estacas?

O número de edifícios com estacas em Portugal e Espanha é demasiado elevado para ser mencionado, mas muitas obras arquitectónicas importantes e de grandes dimensões têm utilizado estacas como elementos estruturais de fundação.

Vejamos alguns edifícios utilizaram estacas e onde se encontram:

Ponte Internacional do Guadiana: localizada no rio Guadiana, entre as cidades de Ayamonte e Castro Marim. A ponte tem uma linha de 2100 metros cúbicos de fundação com estacas, que têm um diâmetro total de 2 metros. É uma ponte estaiada, razão pela qual a selecção de estacas foi uma boa opção, uma vez que ambos os sistemas funcionam bem em conjunto.

Puente de Lusitania: A Ponte da Lusitânia, localizada em Mérida, tem uma fundação por estacas. Foi concebido pelo grande mestre da arquitectura e engenharia Santiago Calatrava, sendo hoje, uma das pontes mais estéticas da nação. Está também localizada sobre o rio Guadiana e está construída sobre 6 enormes estacas enterradas debaixo do solo no leito do rio.

Estes são apenas alguns exemplos de construção de estacas nestes países, mas existem basicamente centenas de edifícios com este tipo de fundações profundas.

As estacas são hoje uma boa opção de fundação, mas muitos podem também perguntar-se o que aconteceria se fossem danificadas, pelo que abordaremos o próximo tópico:

Como se restaura uma estaca?

Para restaurar estacas, os métodos mais conhecidos são os de recalces ou injecção de betão ou cimento. São amplamente utilizados na restauração de fundações ou de estruturas que estão à beira do colapso.

O que é recalce de estacas?

É conhecido como recalce o conjunto de acções levadas a cabo para reparar e reabilitar as fundações de um edifício. É constituída por uma série de fases e é realizada em função da patologia dos elementos estruturais, ou das estacas, neste caso.

Um recalce é geralmente dividido em duas fases, e estas são as seguintes:

1. Primeira fase: a carga é transferida das fundações para outras que são colocadas temporariamente de modo a não pôr em perigo a estabilidade do edifício.
2. Segunda fase: a carga é transferida da estrutura temporária para as novas fundações ou para aquelas que tenham sido reforçadas ou reabilitadas.

Pode acontecer que a primeira fase não seja necessária, uma vez que em recalces não destrutivos, a segunda fase é realizada directamente, onde as fundações danificadas são reforçadas.

Que empresas de estacas são líderes neste campo?

Montenegro Expersa é uma empresa líder no fabrico e instalação de estacas a nível nacional, mantendo uma grande trajectória ao longo dos seus anos de serviço, oferecendo obras de excelência e qualidade na construção deste tipo de fundações profundas.

Onde posso pedir um orçamento de estacas?

Pode contactar-nos simplesmente preenchendo o formulário à direita, se não estiver interessado em formulários aqui estão todos os nossos dados de contacto.