Fundação Estaca Helice Continua

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O Processo de execução das estacas hélice contínua pode ser dividida em três principais etapas: perfuração, concretagem simultânea a extração da hélice do terreno, e colocação da armadura. (Figura 1.0)

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Figura 1.0 – Sequência executiva da estaca hélice contínua.

Perfuração

A perfuração é executada por cravação da hélice (trado) no terreno por rotação, com um torque apropriado para que a hélice vença a resistência do solo, alcançando a profundidade determinada pelo projeto.

O equipamento utilizado é uma perfuratriz hidráulica sobre esteira (Figura 1.1). Essa perfuratriz é dotada de uma torre vertical de altura mínima compatível com a profundidade prevista das estacas, motor com potência mínima de 105 HP e também é equipada com duas guias na extremidade, sendo que a guia inferior pode ser substituída pelo limpador de trado.

A haste de perfuração é constituída de uma hélice espiral, responsável pela retirada do solo, e um tubo central. A hélice é dotada de dentes em suas extremidades inferiores que auxiliam na perfuração, e dependendo da resistência do solo, os mesmo podem ser substituídos. Para que não haja entrada de solo ou água na haste tubular, existe na face inferior da hélice uma tampa metálica provisória, que é expulsa no processo de concretagem. (Figura 1.2)

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Figura 1.2 – Trado Contínuo

Figura 1.1 – Modelo de perfuratriz

Durante o processo de perfuração, a única força que atua sobre hélice é o seu peso próprio com o solo nela contido. Nessa etapa, procura-se retirar o menor volume de solo possível na interface trado-solo, e o avanço é controlado de que forma a velocidade não ocasione desconfinamento do solo. Uma maior velocidade de avanço tende prender a hélice no solo, e uma velocidade muito baixa, pode provocar um levantamento do mesmo.

Segundo ALONSO (1996), a relação entre o a avanço e a rotação decresce conforme aumentam às características de resistência do solo, e no caso de solos não coesivos, essas características de transporte do trado, decorrente da baixa velocidade, tem sido a causa de vários acidentes relatados no método de perfuração hélice contínua, já que a própria, passa a funcionar como transportador vertical de parafuso.

Devido às razões claras acima, em função do solo a ser perfurado, deve tomar cuidado na hora de escolher o trado. Conforme PENNA (1999), as características mais importantes do trado são o tipo e inclinação da lâmina de corte inserida a sua ponta, o passo da hélice e a inclinação em relação a vertical. Tais características influenciam diretamente na velocidade da perfuração, de corte das camadas resistente do terreno e na maior ou menos velocidade da retirada do solo durante a descida da hélice ou trado.

Concretagem

Alcançada a profundidade definida, inicia-se a fase do processo de concretagem por bombeamento de concreto pelo interior do haste central. O concreto é bombeado por uma bomba ligada ao equipamento de perfuração por meio de uma mangueira flexível de 100 mm de diâmetro. Sob uma pressão positiva de 0,5 a 10 1,0 kgf/cm² (bar), a tampa provisória é expulsa e a haste é retirada lentamente sem rotação, mantendo o concreto injetado sob a pressão. Nos casos de solos arenosos, a haste é retirada em movimento bem lento no mesmo sentindo da perfuração para evitar descompactação do solo.

A bomba de injeção de concreto pode ser do tipo móvel ou estacionário, devendo, no entanto, ser dotada de dois cilindros e com capacidade de bombeamento mínimo de 40 m³/hora para estacas de até 50 cm de diâmetro e 60 m³/hora para estacas superiores a 50 cm de diâmetro. Bombas de menor capacidade ou posicionadas a distâncias superiores a 30 metros da perfuratriz interferem razoavelmente na redução da produtividade, podendo promover entupimento frequentes no mangote (mangueira). A mangueira de acoplagem à bomba de injeção deve ser flexível, com diâmetro compatível a pressão necessária e o diâmetro da haste central. (Figura 1.3) (Figura 1.4)

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Figura 1.3 – Bomba e injeção de concreto Figura 1.4 – Mangote

Assim como a perfuração, a concretagem ocorre de forma contínua e interrupta, mantendo as paredes onde formará a estaca. Durante a extração da hélice, é feita por meios manual ou mecânico a limpeza do equipamento, retirando o solo entre a hélice do trado, seguido pela remoção do excesso de solo da área do estaqueamento. (Figura 1.5) (Figura 1.6)

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Figura 1.5 – Extração e limpeza do trado Figura 1.6 – Etapa da limpeza superior do fuste da estaca

Todas as etapas da execução de concretagem são registradas em instrumentos eletrônicos localizada na cabine do operador, permitindo registrar e visualizar as fases relevantes ao processo executivo. O processo de estaca hélice contínua por ser realizada por concreto sob pressão, não se pode executar uma estaca próxima a outra recentemente concluída, respeitando uma distância de 05 diâmetro em um prazo de 12 horas.

Colocação da Armadura

O processo de colocação da armadura inicia após a concretagem da estaca, respeitando um tempo mínimo entre o processo de concretagem e a colocação da armadura. O concreto tem que ser elevado até o nível do terreno, mesmo que o arrasamento seja profundo. A falta de observação deste procedimento pode comprometer a integridade da estaca, pois após a retirada do trado e antes de instalar a armadura, cairá terra sobre o concreto ainda fresco.

As armaduras podem ser instaladas por meio de gravidades, compressão de um pilão ou por vibração, sendo, está última a recomendada. No Brasil, e colocação por meio de golpe de um pilão, tem sido a mais utilizada. As armaduras cujo comprimento é até 06 metros de comprimentos, serão instaladas manualmente ou auxiliada por uma escavadeira. Nas armaduras maiores, e dependendo do concreto, poderá ser necessária a utilização de um guindaste para instalá-la.

A armação das estacas, para facilitar a sua colocação, devem ser formadas por barras grossas e estribo circular soldado, aumentando a rigidez da armadura e evitando a sua deformação