Em terrenos de baixa capacidade de suporte, em que há necessidade do emprego de fundação profunda, emprega-se piso estaqueado e dentre as soluções disponíveis, a mais usual, devido ao seu custo competitivo, é a laje plana, também conhecida como laje cogumelo. Trata-se de uma laje plana, sem vigas, no qual o apoio da laje na estaca pode ser feita de duas maneiras distintas, ligando estruturalmente a laje na estaca, com a execução de um capitel na laje ou, que trataremos neste post, com a laje simplesmente apoiada no bloco da estaca, isto é, sem ligação estrutural entre o piso e a estaca, como indica a figura 1.

Figura 1: esquema do bloco e relações geométricas com a estaca (The Concrete Society, TR 34, 4ª Ed).

A função do bloco, com projeção quadrada ou circular, pode ser entendida como, em primeiro lugar, promover uma superfície de apoio plana, sem rugosidade, para permitir que o piso deslize sobre ela com o menor atrito possível e, em segundo lugar e mais importante, garantir que as tensões de cisalhamento da laje sejam mantidas em níveis aceitáveis, caso frequentemente ignorado por alguns projetistas.

Observando a figura 1, vemos que há algumas condições geométricas que o bloco deve apresentar em relação ao diâmetro da estaca. Vamos detalhar cada um deles, entendendo as suas funções:

• A largura do bloco deve ser menor ou igual a três vezes o diâmetro da estaca: a função dessa imposição é garantir que o bloco seja rígido, fazendo com que as tensões de contado do bloco com o piso sejam uniformes. Caso a largura do bloco seja maior, ele começa a trabalhar a flexão e a área de punção da laje é reduzida em relação à área do bloco. A largura pode ser menor para utilizar ao máximo a tensão de cisalhamento, permitindo a redução das dimensões do bloco.
• A altura do bloco deve ser maior ou igual ao diâmetro da estaca, também para garantir a rigidez do bloco, impedindo que ele trabalhe a flexão. A altura do bloco pode ser maior, mas não há vantagem estrutural dessa condição, pois aumenta não só o volume de concreto, mas também a armadura do bloco.
• O ângulo φ deve ser maior que 45^o, também para evitar que a o bloco trabalhe a flexão, isto é, não seja rígido.

Nota: quando se trabalha com estacas de pequenas dimensões e grande capacidade, caso das estacas metálicas, a largura do bloco acaba sendo maior do que 3xD, mas o critério de rigidez pode ser mantido com aumento da altura H do bloco, de modo que o ângulo seja maior que 45 ^o.

A largura do bloco é definida por critérios de punção da estaca na laje enquanto que a altura é função do diâmetro da estaca. As vantagens do sistema são o melhor controle de fissuração, pela menor restrição às movimentações da placa e a facilidade executiva, facilidade esta que não fica bem explicita no momento da execução. Cita-se isso por conta da qualidade final que o topo do bloco deve apresentar superfície lisa, coplanar com a laje, não sendo permitido variações (ondulações o inclinação) superiores a 5 mm

Além disso, o bloco deverá ser nivelado a superfície do terreno ou camada de reforço. Caso isso não ocorra, como os exemplos citados na figura 2, irão ocorrer esforços adicionais devido às restrições de movimentações termo-higrométricas da laje, gerando tensões adicionais de tração na laje e momento fletor nas estacas.

Figura 2: Posicionamentos de blocos que devem ser evitados (The Concrete Society, TR 34, 4ª Ed).

As desvantagens que podem ser elencadas na solução com bloco solto são: aumento do consumo de concreto, que depende das dimensões da estaca, e consumo de aço adicional na armadura negativa sobre as estacas, pois como o bloco não é solidário, não pode ser considerado como mesa de compressão, ficando essa função exclusivamente na laje. Frequentemente é necessária a colocação de armadura complementar na laje nos pontos de apoio desta com a estaca e como o filme plástico impede a visão da posição exata da estaca e é comum o posicionamento equivocado.

Outro dado relevante quando comparamos o sistema com o convencional – laje solidária à estaca – é o esforço na cabeça das estacas. No sistema convencional, cada tramo da laje entre as estacas tende a retrair com relação ao centro do tramo; isso faz que, com exceção das estacas da extremidade do piso, os esforços na cabeça das estacas devido à retração anulam-se dois a dois. Já com bloco solto, todo o pano de laje tende a retrair em direção ao ponto médio do comprimento, fazendo com que os esforços na cabeça das estacas sejam em uma direção, gerando esforço horizontal na cabeça das estacas.