quinta-feira, 6 de junho de 2013

Etapas de Execução

1 – Perfuração

A perfuração consiste em cravar a haste de perfuração com a hélice no terreno, por rotação, por meio de torque apropriado do equipamento para vencer a sua resistência. Para evitar que durante a introdução da haste com o trado haja entrada de solo ou água no interior da haste tubular, existe, em sua extremidade inferior, uma tampa metálica provisória, que é expulsa ao início da fase de concretagem.

O avanço é sempre inferior a um passo por giro e a relação entre avanço e a rotação decresce ao aumentarem as características mecânicas do terreno. A metodologia de perfuração permite a sua execução em terrenos coesivos e arenosos, na presença ou não do lençol freático e atravessa camadas de sólos resistentes com índice de SPT de 30g a mais de 50g dependendo do tipo de equipamento utilizado. A velocidade de perfuração produz em média 250m de estaca por dia dependendo do diâmetro, da profundidade, da resistência do terreno e principalmente do fornecimento contínuo do concreto.





2 – Concretagem

Alcançada a profundidade desejada, sempre determinada por processos estáticos em função das sondagens executadas no local da obra, a haste para de girar e o concreto é bombeado através do tubo central, preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela hélice, que é extraída do terreno sem girar por intermédio da ajuda do guindaste.

O preenchimento da estaca com concreto é normalmente executado até a superfície do terreno. As operações de introdução do trado no sólo (perfuração) e a concretagem ocorrem de maneira contínua e ininterrupta de tal sorte que as paredes onde se formará a estaca estão sempre suportadas; acima da ponta da hélice, pelo sólo que se encontra entre as pás da hélice e abaixo da ponta da hélice, pelo concreto que esta sendo bombeado, sempre com pressão positiva, para evitar descontinuidade do fuste. À medida que o trado vai sendo retirado do sólo, um limpador mecânico remove o sólo confinado entre as pás da hélice, e uma pá carregadeira remove esse sólo para fora da área da execução da estaca para permitir a colocação da armadura.

3 – Colocação da armadura na Estaca

O método executivo da estaca hélice contínua exige a colocação da armadura após o término da concretagem do fuste da estaca. A armadura, em forma de gaiola, é introduzida na estaca por gravidade sendo empurrada pelos operários ou com auxílio de um pilão de pequena carga ou de vibrador. As estacas submetidas apenas a esforço de compreensão levam uma armadura no seu topo, em geral variando entre 4,00m e 6,00m de comprimento. Esta armadura visa a proporcionar uma perfeita ligação entre a estaca e o bloco de coroamento das , ou seja, com a estrutura. Uma outra finalidade desta armadura no trecho superior é a de garantir sua integridade estrutural, na fase de escavação para a execução dos blocos que geralmente é feito com auxílio de escavadeiras mecânicas que batem nas estacas durante sua operação, por mais cuidadoso que seja o operador.

Para as estacas submetidas à ação de esforços horizontais e momentos fletores, no seu topo; o comprimento da armadura deve abranger todo o trecho do fuste da estaca onde atua o diagrama do momento. Neste caso para a eficiência da instalação da armadura, a mesma deve ser, convenientemente enrijecida dotada de barras grossas e a espira helicoidal devidamente amarrada e soldada nas barras longitudinais.

Para as estacas trabalhando a tração é preferível, de ponto de vista executivo, arma-las com uma ou mais barras longitudinais em feixes de barras emendadas por luvas rosqueadas. Como neste tipo de armadura não existem estribos pode-se armar a estaca em todo o comprimento sem maiores dificuldades.


História e Dados

Durante esse período foram realizadas inúmeras provas de carga estáticas que atestaram a capacidade de carga dessas estacas dimensionadas com base em métodos semi-empíricos de amplo conhecimento em nosso meio geotécnico. O resultado dessas provas de carga fazem parte de um banco de dados que veio sendo publicado pelo engo Urbano R. Alonso desde 1996 (Revista SOLOS e ROCHAS, vol 19, no 3 e vol 21 no 1; SEFE IV, vol 2; SEFE V, vol 2; SEFE VI vol 1; XII COBRAMSEG vol 3 e XIII COBRAMSEG vol 2) e trabalhos individuais de outros autores.
Entretanto, como todo tipo de estaca, esta também necessita, durante sua execução, de vários cuidados que nem sempre estão muito claros para aqueles que a utilizam. Por ser uma estaca que tem todas as fases de execução monitoradas por instrumento eletrônico (acoplado a sensores) instalado na cabine e à frente do operador, muitos pensam que esse monitoramento corresponde ao controle da estaca. Na realidade, o controle pressupõe uma interpretação desses registros, no instante da execução, (quando é possível tomar decisões), e não a posteriori, quando a estaca já está executada. É um assunto que ainda não foi plenamente resolvido.
Outro esclarecimento a ser feito é que, ao contrário do que afirmam alguns dos que comercializam este tipo de estaca, o equipamento não mede o torque, mas sim a pressão de injeção do óleo na bomba acoplada à mesa de giro do trado. Embora o torque seja diretamente proporcional à pressão de injeção, esta relação é diferente de máquina para máquina e numa mesma máquina em função da marcha em que o motor estiver.
Embora no passado tenham ocorrido vários problemas na concretagem deste tipo de estaca, hoje esses problemas já foram bem equacionados tendo-se, inclusive, um traço que as concreteira denominam “concreto para hélice contínua” constituído por:
  • Fator água cimento ≤ 0,6 e pedra 0 (dimensão máxima característica 12,5 mm);
  • Consumo mínimo de cimento 400 kg/m3 (não é recomendado o uso de cimento ARI);
  • % de argamassa em massa ≥ 55% (massa do cimento + massa dos agregados miúdos)*100/massa dos agregados graúdos);
  • Permitido o uso de agregados miúdos artificiais conforme a NBR 7211;
Embora esse concreto assim confeccionado confira uma resistência característica mínima de fck = 20 MPa (200 kgf/cm2), para efeito de dimensionamento estrutural esse valor não pode ser aumentado devido ao fato de que esses resultados são obtidos em corpos de prova moldados e curados por ação humana. Já a cura do concreto na estaca é feita dentro do solo, portanto sem qualquer ação humana sobre a mesma.
Além destas características do concreto, há também a necessidade de se usarem bombas de injeção adequadas (capacidade de bombeamento mínima de 20 m3/h para estacas com diâmetro máximo de 50 cm e 40 m3/h para diâmetros superiores).
A carga de trabalho deverá ser fixada após análise do perfil geotécnico. Usualmente os diâmetros e cargas de trabalho utilizados são os indicados na tabela abaixo:

Distância mínima recomendada entre as estacas hélice contínua é de 2,5 vezes o diâmetro.

Diâmetro         Área da seção        Área lateral    Carga Admissível
  ( cm )                ( m2 )               ( m2/m )               (KN)
  27,5                   0,059                 0,864                  350
   35                     0,096                 1,100                  600
   40                     0,126                 1,257                  800
  42,5                   0,142                 1,335                  900
   50                     0,196                 1,571               1.300
   60                     0,283                 1,885               1.800
   70                     0,385                 2,199               2.400
   80                     0,503                 2,513               3.200

   90                     0,636                 2,827               4.000

  100                    0,785                 3,142               5.000

As estacas hélice contínua podem ser executadas tangente as divisas se não houver obstáculo para a torre da perfuratriz.

Armaduras
Usualmente é colocada uma “armadura de fretagem” na cabeça das estacas com comprimento em torno de 4,0 metros.

Quando há esforços horizontais, efeitos de momento fletor e principalmente esforços de tração, as armaduras deverão ser dimensionadas, levando-se em conta o efeito de flexo-compressão e flexo-tração da estaca.






sexta-feira, 17 de maio de 2013


Introdução

As estacas hélice contínua já são executadas entre nós desde 1987, com ampla utilização e divulgação no segmento da construção civil, desde 1993, sendo hoje uma solução alternativa em praticamente todas as obras que utilizam estacas com comprimento de até 34 m, pois podem ser utilizadas em qualquer tipo de solo. Face à sua rapidez executiva, preço competitivo e baixo nível de barulho e vibrações, em alguns casos é também uma solução alternativa para as fundações em sapatas e em tubulões a céu aberto.