Como executar estacas submersas?

Já parou para pensar como são executadas as fundações de uma ponte ou de um trapiche? Neste artigo vamos te explicar como executar estacas dentro dos corpos de água (seja lagoas, rios ou até no oceano). Começando pelo sistema mais antigo, estacas podem ser cravadas dentro de corpos de água utilizando um equipamento de cravação em terra ou colocado sobre balsas.

Esses equipamentos de cravação de estacas podem ser de diversos tipos, sendo o mais comum a draga de cabo, como mostra a figura a seguir.

Quando a fundação a ser executada encontra-se afastada da margem do corpo de água, podemos utilizar equipamentos implantando em balsas, como mostra a figura a seguir.

Contudo, com o avanço da tecnologia e da necessidade realizar obras costeiras e offshore, outras técnicas foram sendo desenvolvidas.

Você já imaginou como foi construída a obra acima? O Ribersborgs Kallbadhus em Malmö, na Suécia, é um exemplo interessante de como poderíamos aplicar a técnica das ensecadeiras para a sua construção.

Seja atravessando pontes, no passeio pelo píer, em cais portuários ou até mesmo em barragens e estações hidroelétricas, transitamos sem perceber o quanto de tecnologia há em cada construção. Como em qualquer obra, há uma fundação para distribuir as cargas para o solo. Essa fundação pode ser feita com estacas que ficarão submersas ao longo de toda sua vida útil.

Uma técnica possível de se executar estacas dentro d’água é muito próxima daquela convencional que conhecemos para obras em terra. Primeiro são cravadas chapas metálicas tubulares que servirão de forma para o concreto e delimitam a inclinação final da estaca. Então o interior dessa tubulação metálica é seco com equipamentos específicos. Inicia-se a concretagem da “rolha” que tem por objetivo permitir a total limpeza e secagem do interior da tubulação. Adiciona-se a armadura da estaca e então se faz a concretagem total.

Durante a cravação da tubulação pode haver embuchamento do solo na ponta do tubo, o que é um fator que agrega à segurança pois aumenta a sua resistência. Esse processo não ocorre 100% das vezes e, por isso, é importante que sejam realizados ensaios de capacidade de carga para avaliar a real resistência das estacas prontas in loco.

A imagem a seguir mostra a tubulação metálica já cravada e a armadura em espera para concretagem, e a imagem ao lado trata do processo de concretagem da estaca em si.

A opção de estacas pré-moldadas é uma realidade para fundações em corpos d’água. Sua execução ocorre da mesma forma que quando sobre a terra. O equipamento de cravação, pode ser martelo a diesel ou em queda livre, fica posicionado sobre uma embarcação que pode também servir como espaço para outros processos da execução das fundações. As imagens a seguir são exemplos de estacas pré-moldadas que são unidas em etapas.

Apesar de ser possível a cravação de estacas profundas em água com bate-estaca sobre uma embarcação, nem sempre é a forma mais econômica e rápida de se executar a fundação de uma estrutura. Assim, as ensecadeiras surgem como uma solução para obras de maior área e tempo de execução.

Ensecadeiras são elementos provisórios fechados lateralmente que impedem a circulação de água entre o seu exterior e interior. Com a ajuda de uma bomba de sucção para rebaixar o nível da água no interior, é possível execução a obra em um local seco.

A ensecadeira da imagem acima é feita com cortina de estaca prancha para uma obra junto à linha de costa do corpo d’água. Porém existem outros materiais que servem para diferentes situações onde é necessário “secar” uma parte da obra, seja com sacos de areia, sacos de geotêxtil ou até mesmo enrocamento de terra. Todas as essas opções são úteis para o prolongamento da costa, a construção de desvios de rios, construção de estradas de acesso a obra ou de áreas secas para execução de obras convencionais.

Atualmente é muito comum fazer ensecadeiras com cortina de estaca prancha. Dependendo da área onde será criada a ensecadeira, o bate-estaca por estar tanto em terra, dependendo da distância de operação do equipamento, quanto sobre uma embarcação flutuante. Depois de completa a colocação da cortina, inicia-se o bombeamento da água interna da ensecadeira para fora dela. O processo de remoção da água não termina quando aparece o fundo do leito e sim é constante para que a água não suba novamente.

As características do perfil da estaca prancha, a necessidade de escoramento dos perfis, o comprimento total e do trecho cravado no solo são cálculos de responsabilidade do engenheiro civil antes mesmo do início da obra. Alguns cuidados que se deve verificar ao utilizar dessa técnica é analisar a estabilidade da contenção. Isso inclui a análise de ruptura do solo e do elemento de contenção, também da possibilidade de liquefação do solo próximo aos pontos de grande diferença entre o nível da água.

Outra técnica para execução de estacas dentro da água é a concretagem submersa, sem executar o rebaixamento do nível da água, mas isso é conversa para uma próxima vez.