6.3.1.PREÂMBULO
Existem vários métodos de classificação das microestacas de entre os quais se destaca o sistema proposto por Bruce, DiMillio e Juran, num estudo elaborado pelos mesmos para a Federal Highway Authority (FHWA) dos Estados Unidos da América, sendo este o sistema de classificação abordado neste documento.
Este sistema de classificação é baseado em dois critérios distintos (Bruce et al., 1995): A aplicação/função para a qual a microestaca foi projetada;
O método de construção (selagem).
Assim sendo, o sistema de classificação consiste numa designação por um número e por uma letra, referentes à aplicação/função da microestaca e ao método construtivo utilizado, respetivamente.
6.3.2.CLASSIFICAÇÃO QUANTO À APLICAÇÃO/FUNÇÃO PARA A QUAL FOI PROJETADA
O dimensionamento individual ou em grupo e o de uma rede de microestacas reticuladas é bastante distinto, o que motivou à definição das microestacas do Tipo 1 e do Tipo 2, classificando-as desta forma de acordo com a aplicação/função para a qual foram concebidas. As microestacas do tipo 1 correspondem às que são diretamente carregadas, sendo a sua armadura que suporta a maior parte das cargas, e do tipo 2 às microestacas que circunscrevem e reforçam internamente o solo, originando um composto de solo reforçado que resiste à carga aplicada (o solo também resiste), formando uma rede de microestacas reticuladas.
Assim sendo, as microestacas são classificadas como sendo do Tipo 1 quando são aplicadas para resistir diretamente às cargas axiais e laterais transmitidas pelas estruturas, transferindo-as para camadas de solo mais competentes localizadas em profundidade. Estas cargas são resistidas quase na sua totalidade pelo aço que reforça as microestacas, sendo as forças de atrito laterais existentes na interface calda-solo o que possibilita a sua transferência para o solo circundante. Deste modo, conclui- se que este tipo de microestacas funciona como que um substituto das estacas convencionais de maior diâmetro.
As microestacas do Tipo 1 são habitualmente utilizadas em obras de reforço de fundações ou mesmo para constituir as fundações de um edifício construído de raiz (Figura 6.10).
Fig.6.10 – Exemplo de uma aplicação de microestacas Tipo 1 [4]
Quanto às microestacas do Tipo 2, estas dizem respeito às que são concebidas com a finalidade de melhorar as características do solo. Neste caso é construída uma rede tridimensional de microestacas reticuladas que reforça e confina internamente o solo, criando uma estrutura compósita de solo- microestacas que tem a capacidade de resistir às cargas aplicadas com movimentos mínimos. Contrariamente às microestacas do Tipo 1, as microestacas do Tipo 2 não necessitam de possuir uma armadura de reforço significativa, já que estas não resistem individualmente às solicitações aplicadas. Por fim, refere-se que este tipo de microestacas é sobretudo usado na estabilização, retenção e confinamento de solos (Figura 6.11).
Fig.6.11 – Exemplo de uma aplicação de microestacas Tipo 2 [4]
6.3.3.CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO MÉTODO DE CONSTRUÇÃO (SELAGEM)
O método construtivo das microestacas compreende várias fases, como a furação, a colocação da armadura e a injeção e selagem. Contudo, as fases de furação e de injeção e selagem destacam-se relativamente à de colocação de armadura por possuírem um papel preponderante na força atrítica que a microestaca é capaz de mobilizar na interface calda-solo circundante. As fases de injeção e selagem são aliás, como referido em várias normas internacionais, de que é exemplo a norma francesa DTU 13.2 (1992), a etapa mais sensível do processo construtivo, cuja execução e controlo devem ser as mais rigorosas possíveis.
Seguidamente apresentam-se os quatro principais tipos de microestacas, tendo em consideração particularmente o método de injeção aplicado (Bruce e Nierlich, 2000):
Microestaca tipo A: neste tipo de microestaca a selagem é executada por gravidade à cabeça da mesma. Uma vez que a injeção de preenchimento não é pressurizada, há a possibilidade de aplicar argamassas de cimento. Refere-se também que este tipo de microestaca pode, ou não, ser reforçada com armadura e que, segundo Neves (2010), esta técnica de injeção por gravidade é habitualmente utilizada em microestacas fundadas em rocha ou solos muito rijos.
Microestaca tipo B: neste tipo de microestaca a calda de cimento é injetada, sob pressão, para o interior do furo executado e simultaneamente procede-se à extração do tubo de perfuração provisório usado no processo de furação. As pressões de injeção variam entre 0,3 e 1 MPa e são limitadas pela capacidade do solo receber as mesmas, sem que ocorra fissuração hidráulica que leva consequentemente a um aumento da permeabilidade do solo e a um excessivo consumo de calda. Este tipo de microestaca é geralmente reforçada através de um varão ou grupo de varões, ou através de perfis metálicos.
Microestaca tipo C: neste tipo de microestaca a selagem é executada em duas fases. Na primeira fase, analogamente à microestaca tipo A, o furo é preenchido com calda por gravidade. Após 15-25 minutos e antes que esta calda primária ganhe presa, é novamente injetada calda de cimento (do mesmo tipo) a uma pressão de pelo menos 1 MPa. Segundo Gonçalves (2010), recorre-se a perfis tubulares com
manchetes na zona de execução do bolbo de selagem, onde válvulas que se encontram espaçadas de metro a metro permitem a impregnação da calda no terreno.
Refere-se que este método é comummente designado por método de Injeção Global Unitária (IGU). Microestaca tipo D: neste tipo de microestaca o processo de selagem é denominado por Injeção Repetitiva e Seletiva (IRS) e é também composto por duas fases. Na primeira fase, analogamente ao processo de injeção das microestacas tipo A e C, o furo é preenchido com calda por gravidade. A segunda fase ocorre várias horas após esta calda primária ter ganho presa e a injeção dá-se através de obturadores, colocados em todas as válvulas manchetes, com pressões que variam entre 2 a 8 MPa. repetindo-se o processo até que se atinja a força de atrito pretendida para a interface calda-solo. Por último, faz-se referência a um outro tipo de microestacas, desenvolvido mais recentemente, que não consta no método classificativo anteriormente descrito. Este tipo diz respeito às microestacas autoperfurantes, já mencionadas em 6.2.3, que consistem na utilização de uma barra de alta resistência nervurada e de secção interior oca, à qual se acopla um bit na sua extremidade inferior, que possibilita a perfuração do solo. Através do interior da armadura, pela sua secção oca, dá-se a injeção da calda de cimento à pressão.