ENG | Estaca Hélice Contínua
A Estaca Hélice Contínua é uma estaca de concreto moldada "in loco", cuja perfuração consiste na introdução de um trado helicoidal (com tubo vazado central) no terreno até a profundidade do projeto de fundações. Finalizada a perfuração, o concreto é lançado através do tubo metálico, simultaneamente com a retirada do trado.
A execução da Estaca Hélice Contínua permite maior agilidade na conclusão do estaqueamento, tendo como principal característica o monitoramento eletrônico (controle de profundidade, velocidade de rotação e de descida do trado na perfuração, torque do equipamento, pressão de concretagem, velocidade de subida do trado e sobreconsumo de concreto) e ausência de vibrações no solo local e vizinhos.
A Geofix iniciou a execução da Estaca Hélice Contínua em 1996, e hoje possui equipamentos modernos, qualificados e com constantes melhorias de desempenho, trazendo aos seus clientes uma execução segura e adequada para vários tipos de solos e profundidades, assegurando assim, sua posição de liderança.
Vantagens
Alta produtividade
Ausência de vibrações no processo executivo
Monitoramento eletrônico de profundidade, inclinação do trado, velocidade de avanço (VA) e de rotação (VR) do trado na perfuração, pressão do motor (MT), velocidade de subida do trado (VS) e pressão de concretagem (PC) na retirada do trado
Penetra em camadas mais resistentes, até o limite do trado (comprimento até 38m)
Alta capacidade de carga (com Ø 1,5m)
A Geofix é pioneira na execução de Estaca Hélice Contínua e no monitoramento eletrônico de Fundações
Executa Estacas Hélice Contínua e de grande diâmetro com até Ø 1,5m e até 39m de profundidade
Já executou mais de 10 milhões de metros de Estacas Hélice Contínua
MÉTODO EXECUTIVO E CUIDADOS NA EXECUÇÃO
Na execução da estaca Hélice Contínua podemos destacar três fases distintas, a saber:
A perfuração consiste em introduzir (por rotação) a haste de perfuração com a hélice no terreno, por meio de torque apropriado do equipamento para vencer a sua resistência.
Para evitar que durante a introdução do trado haja entrada de solo ou água na haste tubular, existe, em sua face inferior, uma tampa metálica provisória, que é expulsa no início da 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 solo resistentes com índice de SPT de 30 golpes a mais de 50 golpes, dependendo do tipo de equipamento utilizado.
A velocidade de perfuração produz em média 250 metros de estaca por dia dependendo do diâmetro, da profundidade, da resistência do terreno e principalmente do fornecimento contínuo do concreto.
Alcançada a profundidade desejada inicia-se a fase da concretagem (após a limpeza de rede, conforme será exposto adiante) por bombeamento de concreto pelo interior da haste tubular. Sob a pressão do concreto, a tampa provisória é expulsa e o trado passa a ser retirado, sem rotação, mantendo-se o concreto injetado sempre sob pressão positiva, da ordem de 0,5 a 1,0 kgf/cm2 (0,5 a 1,0 bar).
Esta pressão positiva visa garantir a continuidade do fuste da estaca. Para tanto devem ser observados dois aspectos executivos: o primeiro é certificar-se que a ponta do trado, na fase de introdução, tenha atingido um solo que permita a formação da "bucha" para garantir que o concreto injetado se mantenha abaixo da ponta do trado e não suba pela interface solo-trado.
O segundo é controlar a velocidade de subida do trado de modo a sempre ter um super-consumo de concreto (relação entre volume injetado e o teórico superior a 1).
À medida que o trado vai sendo retirado, um limpador mecânico remove o solo confinado entre a hélice do trado, e uma escavadeira remove esse solo para fora da área do estaqueamento. Uma vista geral dos equipamentos (exceto a escavadeira) envolvidos neste processo é mostrada na figura abaixo.
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 compressão levam uma armadura no seu topo, em geral variando entre 4,00m e 6,00m de comprimento.
Esta armadura visa proporcionar uma perfeita ligação entre a estaca e o bloco de coroamento das estacas, ou seja, com a estrutura. Outra finalidade desta armadura no trecho superior é 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 submetidas à tração é preferível, do ponto de vista executivo, armá-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.
Monitoração eletrônica
Toda a execução de uma estaca Hélice Contínua é monitorada eletronicamente. Este monitoramento se faz por meio de um computador instalado na cabine de comando e ligado a sensores que o alimentam continuamente com informações sobre os processos.
Os sensores são:
Instalado na cabeça de perfuração, constituído de um sensor de rotação e um conjunto de roldanas que, giram em contato com o cabo de aço instalado ao longo da torre. Ao girar sobre o cabo informam o deslocamento da cabeça e consequentemente do trado. A informação deste sensor possibilita conhecer a posição da ponta do trado em relação ao nível do terreno.
Desta forma, são determinadas automaticamente pelo computador as velocidades de avanço, de subida e evidentemente o comprimento da estaca.
Este sensor é colocado diretamente na torre da máquina, fornecendo a inclinação em relação a vertical dos dois eixos "X" (direita e esquerda) e "Y" (frente e trás).
Este sensor é instalado também na cabeça de perfuração, trata-se de um sensor de proximidade, que conta o número de vezes que passam por ele pinos colocados em um anel que gira solidário ao trado. Informando ao computador quantos pinos existem em cada volta, obtemos a medida da velocidade de rotação.
Este sensor é um transdutor de pressão colocado diretamente na linha de óleo hidráulico do motor que faz girar a cabeça de rotação.
Este é sem dúvida o mais importante sensor para todo o processo. Está inserido na linha de bombeamento do concreto, próximo ao topo. Trata-se de um transdutor de pressão que mede a pressão do concreto de forma indireta, pois um tubo de borracha que é comprimido pelo concreto e que por sua vez comprime um líquido (água ou óleo). A pressão deste líquido é medida pelo transdutor. Com este sensor temos a medida da pressão.
Com este sensor temos a medida do volume de concreto injetado. O volume é obtido em função dos números de picos de pressão e das características da bomba de concreto.
Estas informações geralmente referem-se a:
Na fase de instalação do trado:
Profundidade da ponta do trado, em cada instante
Velocidade de avanço do trado em cada instante
Torque aplicado na rotação do trado, em cada instante
Velocidade de rotação do trado, em cada instante
Relação avanço/rotação em cada instante
Estas informações aparecem com seus valores instantâneos na tela do computador e, gráficos da variação da velocidade de avanço, torque aplicado e velocidade de rotação, com a profundidade são também mostrados na tela.
Na fase de concretagem:
Pressão de injeção do concreto registrada no sensor localizado no topo do trado, em cada instante
Velocidade de extração do trado, em cada instante
Volume acumulado do concreto que passou pelo sensor localizado no topo do trado (mesmo sensor que mede a pressão de injeção), em cada instante
Vazão instantânea do concreto
Super-consumo em cada instante, isto é, o valor percentual do volumo de concreto injetado a mais (valor positivo) ou, a menos (valor negativo) que o volume teórico computado em função do diâmetro da estaca
Estas informações aparecem na tela do computador com seus valores instantâneos, sendo disponíveis também os gráficos de variação com a profundidade da pressão de concreto e da velocidade de subida do trado.
Todos os registros são gravados em um disquete especial para cada estaca monitorada, existindo um "software" que permite visualizar os arquivos das estacas em um computador normal e, imprimir os respectivos perfis.
Recomendação executiva
No processo executivo da estaca hélice Contínua, como é empregado um concreto com um elevado abatimento (slump teste 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 cinco diâmetros já tenham sido concretadas há pelo menos um dia.
Preparo da cabeça 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.
Neste preparo, 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.
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