Entenda como é feito o uso de estaca prancha em obras subterrâneas

Uma estaca prancha é uma estrutura de contenção composta por perfis cravados e justapostos, que podem ser metálicos, de madeira ou de concreto, conforme as condições de uso e o ambiente. Ela é usada em obras, inclusive subterrâneas, para evitar a erosão do terreno e consequentes prejuízos à atuação dos trabalhadores e até a sua segurança.

A partir do seu uso, é criado um vão livre, que permite realizar as intervenções necessárias. Por isso, as possibilidades de uso são grandes e abrangem desde escoramentos provisórios até permanentes. Diante todas as suas aplicações, as estacas pranchas podem ser utilizadas em quase todo tipo de solo.

Como elas são usadas em obras subterrâneas? Como são instaladas? Quais são seus benefícios? Neste post, vamos explicar esses e outros critérios. Para isso, conversamos com a Engenheira Civil, Mariana Grandezzi.

Como a estaca prancha funciona?

As estacas pranchas são estruturas de contenção utilizadas em diferentes tipos de obras. Nas subterrâneas, são normalmente utilizadas na contenção de subsolos em grandes centros urbanos, em estruturas enterradas de obras industriais — como moegas e túneis de grãos — ou para a construção de passagens de nível, como túneis, viadutos e pontes.

Por esse motivo, elas são feitas para permitir uma escavação segura e estável. Para serem usadas, assim como ocorre com outras estruturas de contenção, é necessário que haja uma ampla investigação do solo e um projeto específico para contenção do terreno. A obra também requer o acompanhamento de profissionais habilitados e qualificados.

Segundo Grandezzi, o solo rochoso não é o ideal para usar essa estrutura. Nesse caso, pode ser necessário o uso de outra ferramenta ou técnica para permitir a cravação, como o pré-furo ou pinagem em rocha. Outro detalhe importante é a existência de diversos tipos de estaca prancha.

Outro detalhe importante é a existência de diversos tipos de estaca prancha. Para escolher o melhor, é preciso considerar vários aspectos, como:

peso por metro quadrado;
módulo de elasticidade;
momento de inércia;
largura útil;
qualidade do aço para a finalidade esperada;
disponibilidade comercial na região da obra.

As estacas pranchas metálicas diferem-se quanto à forma de fabricação, podendo ser laminadas a quente e as conformadas a frio. As primeiras são as mais usadas devido ao amplo índice de reaproveitamento, ao emprego em larga escala, versatilidade e fabricação em aços de alta resistência. As segundas, por sua vez, são mais indicadas para contenção provisória, de profundidade menor e que não necessitem de estanqueidade.

Em obras subterrâneas, são usadas as estacas laminadas a quente. Esse modelo traz vários benefícios, como:

estanqueidade, visto que os conectores são justos e praticamente não permitem passagem de água;
impacto reduzido no meio ambiente;
mobilização menor depois da instalação;
rapidez de execução durante o processo;
versatilidade elevada, o que permite fazer a expansão estrutural, sua reparação e a adaptação do projeto;

Além disso, as estacas pranchas laminadas a quente possuem uma variedade de modelos e seções, como os modelos AU, GU, PU, AZ, entre outros. Para obras de grande porte, com grandes alturas de contenção a serem vencidas, ainda há a possibilidade de utilização de perfis combinados. Ou seja, pode-se prever a utilização de perfis duplos do tipo AZ intercalados com elementos de elevada inércia, como tubos metálicos, para obtenção de uma parede de contenção com resistência muito elevada. Para a definição do melhor modelo, é preciso considerar vários aspectos, como:

esforços solicitantes na estrutura (momento fletor, carga axial, deslocamento)
módulo de elasticidade;
momento de inércia;
largura útil;
qualidade do aço para a finalidade esperada;
disponibilidade comercial na região da obra;
peso por metro quadrado;

De que maneira é feita a instalação?

A instalação das estacas pranchas metálicas é geralmente realizada com martelo vibratório, equipamento que pode ser acoplado em escavadeiras ou guindastes e que permite a cravação das estacas no solo por meio de vibrações. Na maior parte das vezes, após a instalação das estacas pranchas metálicas até a cota prevista em projeto, a escavação é feita a céu aberto, com posterior fechamento do topo com laje, se houver necessidade.

Pelo método de escavação invertida, também conhecida como escavação confinada, logo depois da cravação das estacas pranchas metálicas instala-se a laje de cobrimento e então realiza-se a escavação por baixo da laje, no modelo confinado. Geralmente, é mantido um pequeno acesso aberto para passagem de equipamento e remoção de material.

Em que tipo de obra ela deve ser utilizada?

Essas estruturas de contenção podem ser usadas de forma definitiva ou provisória. Dentre os principais usos, destacam-se:

valas de rede de água e esgoto;
acesso a túneis;
passagens de nível;
obras de contenção convencionais ou submersas;
estacionamentos subterrâneos;
barramentos para contenção de rejeito de mineração;
moegas e túneis de grãos;
contenção de taludes;
ensecadeiras;
obras de contenção em plantas industriais;
subsolos de edifícios;
construção ou ampliação de píeres e cais;
aumento de calados de portos.

Quais os benefícios do uso da estaca prancha?

O uso dessa estrutura oferece várias vantagens:

rápida execução da etapa da obra ligada à contenção;
aumento da segurança durante a execução de obras de terra;
solução versátil, com aplicação em obras/projetos de pequeno, médio e grande porte;
permite um canteiro de obras muito mais enxuto se comparado a outras soluções;
grande controle de qualidade da contenção;
alto grau de estanqueidade;
os perfis são fabricados em aço de alta resistência;
possibilidade de reutilização das estacas pranchas metálicas;
as estacas pranchas podem ser alugadas, fornecendo solução muito competitiva para uso temporário;
baixa manutenção ao longo da vida útil da obra;
obra mais limpa, com baixíssima geração de resíduos

Qualidade estrutural das pranchas

O item é produzido em usina siderúrgica. Com isso, há garantia do resultado, inclusive com emissão de certificado de qualidade do produto. Desse modo, é desnecessário fazer um sistema complexo de controle estrutural da estaca prancha, como ocorre em muitas obras de concreto.

Cumprimento das normas internacionais

As estacas pranchas metálicas laminadas a quente são fabricadas em conformidade com as rigorosas Normas Europeias, com destaque para a EN 10248, que determina as tolerâncias de fabricação, dimensões e condições de entrega das peças.

Possibilidade de uso do estanque

As contenções com estacas pranchas podem ser até cem por cento estanque. Isso significa que, na existência um lençol freático muito alto, a estaca resistirá aos esforços provenientes da pressão hidrostática sem que ocorra grande infiltração de água no interior da escavação. Os conectores Larrsen, existentes somente nas estacas pranchas laminadas a quente, já garantem um alto nível de vedação devido a seu formato e encaixe ajustado, que só é possível devido ao processo de laminação a quente com o qual as estacas são fabricadas. Quando 100% de estanqueidade é necessário, pode-se realizar solda na região dos conectores, tornando a estrutura totalmente vedada. Existem ainda alguns produtos selantes no mercado, que podem ser aplicados na região dos conectores para aumento da vedação sem utilização de solda.

Variedade de perfis

As estacas pranchas começaram a ser fabricadas no início do século XX e ao longo dos anos diversos estudos foram realizados para aprimoramento das seções em busca de uma melhor relação massa x resistência. A partir desses estudos, desenvolveu-se um range extenso de perfis de estacas pranchas metálicas, contemplando mais de 80 seções, dentre as quais temos os perfis do tipo AU, GU, PU, além da série AZ. O momento de inércia das seções varia de 9670 cm⁴/m até superiores a 121000 cm⁴/m, além da possibilidade de utilização dos perfis AZ combinados a tubos metálicos, com resistências ainda maiores.

Embora as estacas pranchas metálicas laminadas a quente sejam fabricadas em Luxemburgo e na Polônia, a ArcelorMittal Projects mantém 3 pontos de estoque no Brasil, o que garante viabilidade da solução em todo o país. Além disso, os tubos metálicos são fabricados no Espírito Santo, fazendo com que as soluções mais pesadas ainda sejam extremamente competitivas.

Distribuição geográfica

Os equipamentos para instalação são têm boa distribuição geográfica no Brasil. O estoque está disponível para pronto atendimento a diversas obras. No caso da Belgo Arames Arames e ArcelorMittal, Grandezzi explica que existem departamentos técnicos de engenharia dedicados à contenção de fundações subterrâneas com as pranchas.

Os profissionais têm ampla experiência para ajudar os clientes a desenvolverem projetos, realização de cálculos, dimensionamento, estudo geotécnico, avaliação de resultados e análise de ensaios. Assim, várias simulações são realizadas com softwares específicos para chegar ao máximo de eficiência e auxiliar os clientes na escolha da solução mais viável técnica e economicamente.

E você, quer conhecer melhor as estacas pranchas e entender quais são suas especificações e onde comprar? Acesse o site da Belgo Arames Arames e saiba mais!