Fundações

Hélice Contínua

As estacas Hélice Contínua caracterizam-se por serem moldadas in loco após a escavação do terreno e a simultânea remoção do solo e concretagem da estaca.

A metodologia da estaca Hélice Contínua permite sua execução tanto em terrenos coesivos quanto arenosos, na presença ou não de água. Somando a metodologia o porte do equipamento perfuratriz usado, consegue-se atravessar camadas de solo bastante resistentes, com índices de SPT’s acima de 50 golpes.

Perfuração:

A perfuração da estaca Hélice Contínua consiste na introdução por rotação do trado helicoidal no terreno, através de torque do equipamento suficiente para que se vença a resistência do terreno e se atinja a profundidade de projeto de fundação.

No final do trado helicoidal existe uma tampa metálica que permanece fechada durante a perfuração do terreno, sendo aberta apenas na hora da concretagem com a pressão do concreto bombeado. Este processo evita a entrada de solo ou água na haste central do trado helicoidal.

Com o monitoramento da estaca, feito por um computador na cabine ligado a diversos sensores, consegue-se acompanhar a execução juntamente com a verificação dos seguintes itens: profundidade da estaca; inclinação da torre do equipamento; torque; rotação e velocidade de perfuração. Na conclusão da estaca, são gerados gráficos com estes itens.

Graças ao método executivo, as estacas Hélice Contínua possuem uma velocidade de execução bastante elevada e podem garantir uma alta produção da obra, sendo superior a 300 metros por dia dependendo das características da estaca (diâmetro e profundidade), da resistência do solo e, mais importante, do fornecimento contínuo de concreto na obra.

Concretagem:

Atingida a profundidade desejada da estaca, começa o processo de concretagem da estaca Hélice Contínua. A concretagem é feita através do bombeamento de concreto que passa por um conjunto de mangotes até a haste central do trado. Com a pressão de concreto dentro da haste, a tampa metálica é expulsa permitindo a passagem do concreto da haste para o fuste da estaca. A concretagem é realizada simultaneamente com a retirada do trado até o nível do terreno.

Durante este processo, a concretagem deve se manter sob pressão positiva com objetivo de garantir a continuidade e integridade do fuste da estaca. Por tal motivo, as estacas Hélice Contínua possuem um sobreconsumo (da ordem de 20% a 30% a mais) de concreto.

Com o monitoramento da estaca, é gerado, em tempo real, um gráfico com o perfil estimado da estaca concretada que auxilia o operador da máquina a verificar a integridade da estaca. Na conclusão da concretagem, também são gerados gráficos relacionados à concretagem da estaca Hélice Contínua que se somam aos gráficos gerados durante a perfuração.

Com a retirada do trado, o material removido do fuste da estaca é retirado com o auxílio de uma escavadeira.

A NBR 6122/2019 (Projeto e execução de fundações) especifica o concreto para estacas Hélice Contínua:

• Consumo de cimento não inferior a 400 kg/m³;
• Slump test igual a 22 +- 3cm;
• Fator água / cimento menor ou igual à 0,6;
• Agregado: areia e pedrisco;
• % de argamassa em massa maior ou igual à 55%;
• Traço tipo bombeado;
• Fck maior ou igual a 30 MPa aos 28 dias..

Armadura:

As estacas Hélice Contínua exigem a inserção da armadura da estaca depois de finalizada a concretagem. A armadura é inserida na estaca por gravidade, sendo empurrada por operários ou com o auxílio de um pilão.

A armadura tem como função principal a perfeita ligação entre estaca e bloco de fundação. Serve para absorver esforços de tração e flexão, além de garantir a integridade da estaca, na parte superior, durante a escavação para os blocos de fundação (geralmente feita com escavadeiras e estão suscetíveis a se chocarem com as estacas, mesmo com todo o cuidado).

Estaca Raiz

Estacas Raiz são estacas moldadas in loco caracterizadas pela elevada tensão de trabalho do fuste e pela possibilidade de perfuração em rocha. Este tipo de estaca é armada em todo o seu comprimento e a perfuração é preenchida por uma argamassa de cimento e areia.

Devido ao pequeno porte dos equipamentos, este tipo de estaca é bastante usando em locais com limitações de altura, principalmente em reforço de fundação.

Perfuração:

Em solo, o fuste é revestido através da introdução por rotação de elementos tubulares de aço rosqueáveis e a remoção do material de seu interior.

No trecho em rocha, e perfuração ocorre por roto-percussão com o uso de um martelo de fundo por dentro do revestimento metálico. Esse processo provoca a quebra por compressão juntamente com a trituração da rocha. Através de uma tubulação interna no martelo de fundo é usado ar comprimido para expelir o material triturado do fuste da estaca raiz. Pelo martelo de fundo ficar por dentro do revestimento, o diâmetro do fuste engastado na rocha é menor do que o diâmetro em solo.

Armadura:

Atingida a profundidade de projeto, é feita a limpeza interna do tubo para posterior inserção da armadura.

Argamassa:

A injeção de argamassa é feita de forma ascendente, através do tubo de injeção, até o extravasamento da argamassa na boca da estaca para garantir a expulsão de qualquer líquido contido no fuste. Após o preenchimento completo do furo, é feita a retirada do revestimento.

A NBR 6122/2019 (Projeto e execução de fundações) especifica a argamassa para estacas Raiz:

• Consumo de cimento não inferior a 600 kg/m³;
• Fator água / cimento entre 0,5 e 0,6;
• Agregado: areia e/ou pedrisco;
• Fck maior ou igual à 20 MPa..

Estaca Escavada

As estacas Escavadas caracterizam-se por serem moldadas in loco após a escavação do solo com o uso de perfuratrizes rotativas montadas sobre caminhão ou esteira.

Perfuração:

A perfuração da estaca Escavada consiste na introdução por rotação de um segmento de trado helicoidal (geralmente até 2 metros) no terreno através de prolongamento telescópio. São feitas suscetíveis manobras de perfuração, içamento e limpeza do trado até que se atinja a profundidade de projeto de fundação.

Uma vantagem deste processo executivo é a possibilidade de verificação das camadas do terreno, se comparando com a sondagem mais próxima, e amostragem do solo escavado. Outra vantagem é a alta produtividade de estacas e a ausência de vibração.

Embora seu uso seja para solos sem a presença de água, a execução das estacas Escavada pode ser feita através do uso de polímero ou ainda com o encamisamento no trecho superior de solo com o uso de camisas metálicas.

Armadura:

Para estacas Escavadas submetidas a esforços de tração, horizontal ou momentos, a armadura de projeto deve ser inserida antes da concretagem.

Outra vantagem da estaca Escavada a possibilidade de posicionamento da armadura do pilar diretamente na estaca, dispensando o bloco de coroamento.

Concretagem:

A concretagem da estaca Escavada é feita após a perfuração com o lançamento do concreto no fuste da estaca. A NBR 6122/2019 (Projeto e execução de fundações) especifica o concreto para estacas Escavadas:

• Consumo de cimento não inferior a 280 kg/m³;
• Slump test entre 8 e 12cm para estacas não armadas, e entre 12 e 14cm para estacas armadas;
• Agregado diâmetro máximo 19 mm (brita 1);
• Fck maior ou igual à 25 MPa aos 28 dias..

Estaca Cravada

As estacas Cravadas são caracterizadas pela cravação por percussão de elementos pré-moldados (concreto armado, concreto protendido ou metálico) no solo através de golpes de martelo (de gravidade, de explosão, de vapor ou ar comprimido) na cabeça das mesmas. Este martelo é acoplado em um equipamento conhecido como Bate Estaca, podendo movimentar-se por rolos ou esteiras.

Ao atingir as profundidades de projeto, são medidas a nega e o repique de cada estaca. Estas duas medidas garantem a qualidade na execução do serviço e a segurança em relação à capacidade de carga das estacas. A nega é o deslocamento total obtido os últimos dez golpes do martelo durante a cravação da estaca, medida que significa a penetração efetiva da estaca no solo. Já o repique é a parcela elástica do deslocamento máximo resultante da aplicação do golpe do martelo na estaca.

Pode-se ainda usar um elemento suplementar para cravação da estaca abaixo da cota do terreno, tal fato permite deixar as estacas em sua cota de arrasamento de projeto evitando o corte de material excedente.