Estaca Hélice Contínua: Tudo que você precisa saber

Engenheiro na Web

Você engenheiro de obra: Já trabalhou com Estaca Hélice Contínua? Sabe quais são as vantagens e desvantagens desse tipo de execução para fundação profunda? Vamos falar aqui um pouco sobre o processo de execução e quais são as principais dicas para você não ter problemas na hora da execução.

O que é?

Estaca Hélice Contínua é um tipo de fundação profunda executada com equipamento de trado helicoidal contínuo que possibilita a perfuração do terreno, realizando a concretagem da estaca simultaneamente à retirada do solo por meio da injeção de concreto através de uma haste central. A estaca tipo hélice contínua se caracteriza por ser moldada in loco e por ter a armadura colocada somente após o lançamento do concreto. Elas são monitoradas por equipamentos eletrônicos garantindo maior controle na execução e na segurança dos elementos da fundação.

Características:

Essa estaca pode ser executada em terrenos coesivos (argilosos e siltosos) e arenosos, principalmente em terrenos abaixo do lençol freático (terrenos que contêm água). Por ser uma estaca escavada, não causa vibrações nos terrenos adjacentes evitando problemas que possam incomodar a vizinhança. Este tipo de estaca apresenta ainda grande velocidade de execução e uma menor geração de ruídos e sujeiras no canteiro de obras.

Devido ao tamanho do veículo de transporte e da máquina perfuratriz usada na operação, o local onde o serviço será executado precisa ser bastante amplo. Além disso, o terreno deve ser plano ou levemente inclinado. o desse método requer uma logística precisa, que conte com uma usina de concreto próxima do local da obra, capaz de fornecer o material sem interrupção. “A equipe de trabalho também necessita de apoio em tempo integral de equipamentos como retroescavadeira, pá carregadeira e escavadeira hidráulica para liberação das frentes de serviços, além de caminhões para remoção constante de material para bota-fora”, acrescenta.

Marcio Abreu de Freitas, engenheiro civil da Geofix Fundações, recomenda que, para a execução de estacas hélice contínua, o terreno esteja seco, limpo e livre de interferências. Se não estiver seco, um sistema de drenagem ou rebaixamento do nível d’água deve ser utilizado. O terreno precisa, ainda, ter condições de suportar cargas maiores que 2,0 kg/cm² no decorrer dos serviços, incluindo eventual fornecimento de entulho ou de material apropriado. “O local da obra deve ter condições mínimas de segurança para os funcionários, conforme a NR-18, assim como proteções coletivas incorporadas à obra”, explica.

“A operação deve contar com o gabarito e localização topográfica das estacas, fornecimento contínuo de concreto conforme especificação em projeto e de acordo com a NBR 6122/ 2010, fornecimento prévio das armações e controle tecnológico dos materiais”, completa Freitas.

Antes de sua execução, é necessário realizar furos de sondagem no terreno para verificar a existência de rochas e matacões que possam danificar o equipamento e para conhecer o tipo de solo no local.

Vantagens

Alta produtividade: Como o processo é monitorado, permite elevado ganho de qualidade e eficiência. Somado a isso, devido ao porte e à metodologia executiva utilizada, é possível obter produtividades muito superiores às demais tecnologias executivas. Por exemplo, é muito comum a execução de até 400 m de estaca em um mesmo dia. Essa elevada produtividade torna as obras mais competitivas e agrega economia ao orçamento. Além disso, apresenta alta capacidade de carga, diminuindo o tamanho dos blocos de coroamento, e é capaz de penetrar camadas resistentes do solo;

Não causa vibrações: Ao contrário das estacas pré moldadas de concreto e metálicas, as estacas hélice contínua não causam vibrações no terreno. Isso ocorre por serem escavadas e não cravadas no terreno. Dessa forma as estacam causam pouca ou nenhuma perturbação nas obras vizinhas. É sempre importante realizar uma visita cautelar na vizinhança antes de se começar qualquer obra;

Baixa emissão de ruídos: Em decorrência de a ausência de vibrações no processo executivo de escavação e de os ruídos apresentados durante a execução serem baixos, esse tipo de estaca torna-se possível e aconselhável em empreendimentos próximos a diversas construções, sem o risco de danificá-las ou incomodar a vizinhança. Entretanto, mesmo assim recomenda-se realizar laudo técnico nas edificações vizinhas antes e após a finalização da fundação, evitando futuros problemas;

Realização abaixo do nível de água: As fundações em hélice contínua podem ser executadas com confiabilidade e qualidade mesmo abaixo do nível de água por existir a possibilidade de concretagem submersa no processo executivo. Esse tipo de concretagem consiste em injetar o concreto do fundo do furo, com pressão monitorada, para o fundo do furo do terreno. Como a concretagem está sendo realizada de baixo para cima, o concreto não tem contato com a água. Está é expulsa do furo pela diferença de peso específico, impedindo a contaminação do concreto;

Limpeza do canteiro de obras: Além de elevada produtividade, facilidade de manuseio do equipamento, rapidez na execução, alta capacidade de carga, o processo executivo proporciona uma obra muito mais limpa do que quando são utilizados outros processos, uma vez que não necessita de água ou lama bentonítica. Contudo, é necessário elaborar um plano de logística para que o solo escavado seja retirado para locais apropriados;

Monitoramento eletrônico da execução: O monitoramento eletrônico da execução é acompanhado por inteiro na cabine de operação e gera diversas informações cruciais sobre o andamento do processo, como a pressão de concretagem, o torque, a velocidade de rotação, a profundidade, entre outras. Dois indicadores são os principais: torque e pressão do concreto. O torque da escavação pode ser relacionado com a resistência da estaca, enquanto o indicador de pressão do concreto deve sempre ficar positivo, pois significa que ele está exercendo esforço nas paredes do furo. Quando a pressão do concreto fica negativa, existe o risco de deformação das paredes laterais da estaca comprometendo a integridade dela. Portanto, o monitoramento permite a correção de qualquer desvio, como velocidade, rotação e os demais parâmetros executivos necessários para produzir uma fundação de qualidade;

Versatilidade: A estaca hélice contínua têm diâmetro de 25 a 150 cm de acordo com os principais equipamentos disponíveis no mercado. Podem ser executadas estacas de grande profundidade, até 38 metros aproximadamente. Além disso, esse tipo de estaca é capaz de penetrar camadas resistentes do solo, facilitando o trabalho dos projetistas;

Facilidade de execução: Dispensa o uso de lama bentonítica ou revestimentos para estabilização das paredes da escavação. O próprio solo aprisionado na hélice desenvolve essa função;

Ecologicamente correta: não produz detritos poluentes (como no caso de estacas escavadas com lama bentonítica) e nem produz poluição sonora (como no caso de estacas cravadas).

Desvantagens

  • É um equipamento grande e por isso necessita-se de uma área ampla na obra e de terreno plano ou pouco inclinado para a sua instalação. Além disso, é necessário uma central de concreto relativamente próxima a obra;
  • Não podem ser executadas em terrenos com presença de rochas e matacões, já que a hélice não consegue fazer a perfuração;
  • Custo relativamente alto se comparado a outros métodos de execução de fundações devido a mobilização dos equipamentos;
  • Se o maior esforço for de tração é necessário armação com comprimento maior e isso pode causar uma dificuldade durante a execução. Para resolver isso, leia as dicas do processo executivo;
  • Limitação de profundidades.
  • Não permite controle de execução via nega e repique elástico.

Processo Executivo

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Perfuração: O processo executivo consiste, primeiramente, em realizar a escavação da estaca, com o diâmetro e a profundidade definidos pelo projeto geotécnico. Nessa etapa, o solo é perfurado de forma contínua, sem a retirada do material escavado o que garante a integridade das paredes laterais do furo. A hélice não deve ser retirada do solo em momento algum até que se atinja a profundidade desejada. Isso garante a estabilidade do furo até a concretagem tanto em solos coesivos como arenosos, na presença ou não de lençol freático.

Concretagem: A concretagem ocorre antes da colocação da armadura e deve ser iniciada após ser atingida a profundidade de projeto. Quando a cota de assentamento da ponta da estaca é alcançada, inicia-se o processo de lançamento do concreto. Esse processo é realizado simultaneamente à retirada do trado com o solo escavado, o que impede o desconfinamento das paredes laterais do furo. Neste momento, não deve haver rotação do trado. De acordo com a NBR 6122/2010, o concreto deve apresentar resistência característica (fck) de 20 MPa;

Armação com 13 m de comprimento – Fonte: Engenheironaweb.com

Colocação da armadura: Após a conclusão da concretagem, são realizados o içamento e a introdução da armadura. Para que seja possível, é essencial que o concreto utilizado apresente o slump adequado. A recomendação é que o abatimento seja de, no mínimo, 22 +–2 cm. A armadura deve ser introduzida por gravidade ou com o auxílio de um pilão de pequena carga. Em alguns casos, pode-se utilizar uma escavadeira para introdução da parte final da armação;

Quando a armadura é introduzida até a cota de projeto, a estaca está concluída. É importante ressaltar que todos os processos — desde a escavação até a concretagem — são monitorados por computador, garantindo a qualidade do serviço executado.

O monitoramento por computador também fornece informações de excentricidade e desaprumo. Essas informações são essenciais, pois existem limites normativos que devem ser respeitados.

Dicas importantes:

  • Independentemente da dimensão da estaca, algumas excentricidades são aceitáveis por norma, sem qualquer correção, sendo o desvio máximo permitido de 10% da menor dimensão da estaca entre o ponto de aplicação das solicitações do pilar e o eixo da estaca. Nesses casos, aceita-se sem correção um acréscimo de até 15% sobre as cargas — seja a admissível ou a resistente de projeto.
  • Quanto ao desaprumo das estacas, não há necessidade de verificação de estabilidade e resistência, nem de medidas corretivas para desvio de execução, em relação ao projeto, menores que 1/100.
  • Em alguns casos, a estaca será utilizada principalmente para resistir a esforços de tração e, como já sabemos, o principal material a ser acionado é o aço. Sendo assim, nesses casos, é importante conferir se a armadura está dimensionada para toda a estaca (por exemplo, uma estaca com 13 metros de comprimento deveria ter 13 metros de comprimento de armação). Quando isso acontece, é importante ficar atento às dimensões dos espaçadores e do diâmetro do furo e da armadura para que facilitem a colocação da mesma. Caso o projetista e o empreiteiro se sintam mais confortável, existe a possibilidade de colocar uma armadura mais convencional (com estribo helicoidal) nos primeiros metros e uma barra centralizada ao longo de toda a estaca. Já tivemos esse tipo de problema em obras e em alguns casos só conseguimos resolver instalando a barra central já que com a armação de 12 metros o empreiteiro teve bastante dificuldade de executar as estacas.

  • É importante que a equipe de trabalho tenha o apoio em tempo integral de equipamentos como retroescavadeira, pá carregadeira ou escavadeira hidráulica para liberação das frentes de serviços, além de auxílio no posicionamento da armação (em alguns casos a armação tem mais dificuldades para descer e a empresa precisa utilizar esses equipamentos). Para isso, é importante deixar as barras de ponta da armadura mais unidas para facilitar o apoio da máquina, sem amassar o ferro;
  • No processo executivo da Estaca Hélice Contínua, como é empregado um concreto com um elevado abatimento (slump teste mínimo de 22 ± 2cm), não se pode executar uma estaca próxima a outra recentemente concluída pois pode haver ruptura do solo entre as mesmas. Como regra geral orientativa, recomenda-se que só se execute uma estaca quando todas num raio mínimo de três diâmetros já tenham sido concretadas há pelo menos um dia. O ideal mesmo, é que se garanta 5 vezes o diâmetro da estaca;
  • Uma atividade também importante para o bom desempenho da estaca corresponde ao corte e preparo da cabeça da mesma. Embora este serviço não faça parte da execução da estaca e seja realizado, na grande maioria dos casos, quando a equipe de estaqueamento já não mais se encontra na obra, cabe lembrar o responsável por este serviço que um preparo adequado é de fundamental importância para o bom desempenho do conjunto estaca-bloco. Deve-se remover o excesso do concreto acima da cota de arrasamento utilizando-se um ponteiro, trabalhando com pequena inclinação para cima. Também se permite o uso de martelete leve (geralmente elétrico) tomando-se os mesmos cuidados quanto à inclinação. Se, ao atingir a cota de arrasamento o concreto não apresentar qualidade satisfatória, o corte deve continuar até se encontrar concreto de boa qualidade, sendo a seguir emendada a estaca.
Estaca Hélice Contínua após a quebra da cabeça chegando na cota de arrasamento

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Fontes:

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