Os tubos de estaca são amplamente utilizados em vários projetos de construção, desde estradas e pontes até estações de tratamento de água. Instalados com bate-estacas especiais ou martelos de impacto, os tubos tornam-se parte da fundação do solo antes de permanecerem no lugar pela pressão do solo. As estacas tubulares apresentam altas propriedades estruturais, tornando a instalação mais simples e rápida. O aço geralmente é o material escolhido; no entanto, outras formas, como concreto e madeira, também podem ser utilizadas para estacas. O polímero reforçado com fibra (FRP) tornou-se um material cada vez mais popular. Este material não só é mais forte que o aço, com uma resistência à tração muito maior e sem efeitos de corrosão, como também é leve, tornando o transporte e a instalação muito mais simples do que com materiais tradicionais.
A penetração de uma estaca depende da sua capacidade de resistir às cargas laterais e do bom funcionamento da interação entre sua porção helicoidal e o solo; esta interação é definida por propriedades de contato mecânico que incluem o comportamento normal e tangencial das superfícies de contato. Este artigo busca avaliar como a posição afeta a capacidade de carga de estacas helicoidais de placa única com fuste oco, empregando expressões de envelope de ruptura; a comparação é então feita entre os resultados deste estudo e aqueles encontrados em outros lugares.
A estaca oca de aço 11 apresenta uma projeção helicoidal 13 composta por uma haste redonda ou retangular com altura aproximada de 20 mm, fixada em uma extremidade da circunferência externa por soldagem sobre uma parte de comprimento aproximado inferior a 10 vezes o seu diâmetro. Além disso, uma projeção interna do parafuso pelo menos duas vezes maior que o diâmetro duas vezes maior pode atuar para aumentar o impulso da parede interna da estaca e os testes de penetração demonstraram que os requisitos de torque durante o processo podem ser drasticamente reduzidos como resultado.
O processo de aparafusamento também melhora a velocidade de penetração, ao mesmo tempo que reduz o tempo necessário para atingir a resistência de projeto necessária, aumentando a capacidade de suporte da estaca e melhorando a capacidade de suporte devido ao efeito do aparafusamento na estaca. Para alcançar o efeito desejado, a projeção do parafuso em uma estaca deve ser fixada com pelo menos duas vezes o seu diâmetro, com cuidado na seleção de sua forma e tamanho com base no desempenho de penetração e nas considerações de trabalhabilidade. As projeções dos parafusos também devem estar localizadas em uma parte inacessível da estaca, de modo a minimizar o atrito interno causado pelas projeções dos parafusos, mantendo assim o desempenho ideal de penetração da estaca. Recomenda-se inseri-lo em um ângulo que minimize ao máximo a resistência à penetração.
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