hélice contínua.ppt

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUAIntroduçãoIntrodução

A estaca Hélice contínua teve início nos Estados Unidos na década de 1940 e, A estaca Hélice contínua teve início nos Estados Unidos na década de 1940 e, vendo sendo utilizada na Alemanha a mais de 20 anos. Somente a partir de vendo sendo utilizada na Alemanha a mais de 20 anos. Somente a partir de 1980 é que a popularidade deste tipo de estaca começou a crescer na 1980 é que a popularidade deste tipo de estaca começou a crescer na Europa.Europa.

No Brasil, esse processo foi introduzido, inicialmente em 1987, com No Brasil, esse processo foi introduzido, inicialmente em 1987, com equipamento de pequeno porte, a partir de 1983 é que começaram a chegar equipamento de pequeno porte, a partir de 1983 é que começaram a chegar os equipamentos de maior capacidade, crescendo a população do produto. os equipamentos de maior capacidade, crescendo a população do produto. Atualmente no mercado, já estão disponíveis equipamentos com Atualmente no mercado, já estão disponíveis equipamentos com capacidade de execução de estacas de até 120 cm de diâmetro e 32 m de capacidade de execução de estacas de até 120 cm de diâmetro e 32 m de profundidade.profundidade.

A estaca Hélice contínua é de concreto moldada “in loco”, executada por meio A estaca Hélice contínua é de concreto moldada “in loco”, executada por meio de trado contínuo e injeção de concreto através de haste central do trado de trado contínuo e injeção de concreto através de haste central do trado simultaneamente e sua retirada do terreno.simultaneamente e sua retirada do terreno.

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA

Processo executivoProcesso executivo

O Processo se constitui em (3)três fazes:O Processo se constitui em (3)três fazes:

PerfuraçãoPerfuração ConcretagemConcretagem Colocação de armaduraColocação de armadura


Processo executivoProcesso executivo PerfuraçãoPerfuração

A perfuração consiste em fazer a A perfuração consiste em fazer a introdução de um trado contínuo no introdução de um trado contínuo no terreno por meio de torque (rotação) terreno por meio de torque (rotação) apropriado para vencer a sua apropriado para vencer a sua resistência. Esse trado é formado por resistência. Esse trado é formado por um tubo central de diâmetro de 10 a um tubo central de diâmetro de 10 a 12 cm, dispondo de sua extremidade 12 cm, dispondo de sua extremidade inferior uma tampa removível e dentes inferior uma tampa removível e dentes que possibilitam sua penetração no que possibilitam sua penetração no terreno.terreno.

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA PerfuraçãoPerfuração

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUAProcesso executivoProcesso executivo ConcretagemConcretagem

Atingida a profundidade requerida para a Atingida a profundidade requerida para a estaca, a introdução do trado é interrompida e, estaca, a introdução do trado é interrompida e, concreto de alta plasticidade é injetado sob concreto de alta plasticidade é injetado sob pressão, através da haste tubular central, pressão, através da haste tubular central, provocando a abertura da tampa inferior, ao mesmo provocando a abertura da tampa inferior, ao mesmo tempo que se inicia a remoção do trado, sem tempo que se inicia a remoção do trado, sem rotação a uma velocidade de subida adequada à rotação a uma velocidade de subida adequada à vazão de injeção do concreto. A injeção do concreto vazão de injeção do concreto. A injeção do concreto é mantida contínua e ininterrupta, com pressão é mantida contínua e ininterrupta, com pressão positiva, durante a subida do trado, para garantir o positiva, durante a subida do trado, para garantir o total preenchimento da estaca que vai se formando total preenchimento da estaca que vai se formando subjacente, sem nenhuma descontinuidade.subjacente, sem nenhuma descontinuidade.

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA ConcretagemConcretagem


Processo executivoProcesso executivo ArmaduraArmadura

Após a total remoção do trado e simultânea Após a total remoção do trado e simultânea concretagem da estaca, poderá ser colocada se concretagem da estaca, poderá ser colocada se necessária a armadura executando-a necessária a armadura executando-a manualmente, pela ação combinada de seu manualmente, pela ação combinada de seu peso próprio com algum esforço estático e ou peso próprio com algum esforço estático e ou dinâmico adicional.dinâmico adicional.

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA Introdução da armadura ;Fotos(21 de Setembro de 2004)Introdução da armadura ;Fotos(21 de Setembro de 2004)

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA Detalhes da armaduraDetalhes da armadura


Monitoração eletrônicaMonitoração eletrônica

A execução de uma estaca Hélice contínua é A execução de uma estaca Hélice contínua é monitorada eletronicamente nas fases de monitorada eletronicamente nas fases de introdução do trado, bem como, da introdução do trado, bem como, da concretagem. Esta monitoração se faz por concretagem. Esta monitoração se faz por meio de computador instalado na cabine meio de computador instalado na cabine de comando da máquina e, ligado a de comando da máquina e, ligado a sensores que alimentam continuamente sensores que alimentam continuamente com informações sobre os processos, tanto com informações sobre os processos, tanto de instalação do trado, como da de instalação do trado, como da concretagem.concretagem.


Monitoração eletrônicaMonitoração eletrônica Na fase de instalação do tradoNa fase de instalação do trado

Profundidade da ponta do trado, em cada instanteProfundidade da ponta do trado, em cada instante Velocidade de avanço do trado, em cada instanteVelocidade de avanço do trado, em cada instante Torque aplicado na rotação do trado, em cada Torque aplicado na rotação do trado, em cada

instanteinstante Velocidade de rotação do trado, em cada instanteVelocidade de rotação do trado, em cada instante Relação avanço/rotação, em cada instanteRelação avanço/rotação, em cada instante

Estas informações aparecem na tela do computador Estas informações aparecem na tela do computador com valores instantâneos e gráficos.com valores instantâneos e gráficos.


Monitoração eletrônicaMonitoração eletrônica Na fase de concretagemNa fase de concretagem

Pressão de injeção do concretoPressão de injeção do concreto Profundidade da ponta do trado, em cada instanteProfundidade da ponta do trado, em cada instante Velocidade de extração do trado, em cada instanteVelocidade de extração do trado, em cada instante Volume acumulado de concreto, em cada instanteVolume acumulado de concreto, em cada instante Vazão instantânea do concretoVazão instantânea do concreto Super-consumo em cada instante, isto é, o valor percentual do Super-consumo em cada instante, isto é, o valor percentual do

volume de concreto injetado a mais, ou, a menos que o volume de concreto injetado a mais, ou, a menos que o volume teórico computado em função do diâmetro da estaca.volume teórico computado em função do diâmetro da estaca.

Estas informações aparecem na tela do computador com valores Estas informações aparecem na tela do computador com valores instantâneos e gráficos.instantâneos e gráficos.


InstrumentaçãoInstrumentação


Monitoração eletrônicaMonitoração eletrônicaComputador de bordoComputador de bordo

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA Computador de bordoComputador de bordo

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUAMonitoração eletrônicaMonitoração eletrônica GráficosGráficos

PERFIL PRESSÃO VELOC. TORSÃO VELOC. VELOC.

DA ESTACA CONCRETO DE SUBIDA ROTAÇÃO ROTAÇÃO AVANÇO

(m) (bars) (m/h) (bars) (vol./mês) (m/h)

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUAEquipamentosEquipamentos PerfuratrizPerfuratriz

São utilizadas, na execução das estacas, São utilizadas, na execução das estacas, perfuratrizes hidráulicas, auto – propelidas, sobre perfuratrizes hidráulicas, auto – propelidas, sobre esteiras, acionadas por motores a diesel, de esteiras, acionadas por motores a diesel, de diversas marcas e procedências.diversas marcas e procedências.

As principais características de uma perfuratriz são:As principais características de uma perfuratriz são: Máximo comprimento de estaca executadoMáximo comprimento de estaca executado Máximo diâmetro da estacaMáximo diâmetro da estaca Máximo torque disponível para introdução do tradoMáximo torque disponível para introdução do trado Máxima força de arrancamento que é a força Máxima força de arrancamento que é a força

exercida para puxar o trado na concretagemexercida para puxar o trado na concretagem Máximo pulldown que é a força vertical exercida Máximo pulldown que é a força vertical exercida

sobre o trado na introduçãosobre o trado na introdução Peso do equipamentoPeso do equipamento

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUAEquipamentosEquipamentos PerfuratrizPerfuratriz

Detalhe da ponta Detalhe da ponta do tradodo trado


ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA Limpador do TradoLimpador do Trado


São necessários os seguintes equipamentos de apoio:São necessários os seguintes equipamentos de apoio:

Bomba para concreto, usualmente com capacidade Bomba para concreto, usualmente com capacidade entre 20 e 45 m³/hentre 20 e 45 m³/h

Caminhões betoneira para abastecimento do concretoCaminhões betoneira para abastecimento do concreto Retro escavadeira ou carregadeira, para remoção de Retro escavadeira ou carregadeira, para remoção de

terraterra

EquipamentosEquipamentos Equipamentos de apoioEquipamentos de apoio


O cálculo da estaca se faz através da fixação O cálculo da estaca se faz através da fixação da sua carga admissível à compressão, que da sua carga admissível à compressão, que resulta da consideração da menor entre as resulta da consideração da menor entre as cargas resultantes da análise, cargas resultantes da análise, estrutural estrutural e, e, geotécnicageotécnica da situação em estudo. da situação em estudo.

Cálculo da estacaCálculo da estaca

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUACálculo da estacaCálculo da estaca EstruturalEstrutural

Sob o ponto de vista Sob o ponto de vista estruturalestrutural a carga admissível a carga admissível corresponde à que pode ser absorvida pela secção de corresponde à que pode ser absorvida pela secção de concreto utilizada, dimensionada como um pilar não sujeito concreto utilizada, dimensionada como um pilar não sujeito a flambagem.a flambagem.

Sendo:Sendo:QadmQadmestest= carga admissível sob o ponto de vista estrutural= carga admissível sob o ponto de vista estruturalSc= secção transversal da estaca (concreto)Sc= secção transversal da estaca (concreto)Sf= área da secção transversal da armadura (aço)Sf= área da secção transversal da armadura (aço)Fck= resistência característica do concretoFck= resistência característica do concretoFyk= resistência característica do aço à compressãoFyk= resistência característica do aço à compressãoTeremos:Teremos:QadmQadmestest= (0,85*Sc*Fck)/(1,4*1,8)+(Sf*Fyk)/(1,4*1,15)= (0,85*Sc*Fck)/(1,4*1,8)+(Sf*Fyk)/(1,4*1,15)

Resultado, para o valor usual de Fck=200Kg/cm² e, ausência Resultado, para o valor usual de Fck=200Kg/cm² e, ausência de armadura, os seguintes valores para Qadmde armadura, os seguintes valores para Qadmestest (t) (t)


Sob o ponto de vista Sob o ponto de vista geotécnico geotécnico a carga admissível a carga admissível corresponde à que pode ser absorvida pelo contato corresponde à que pode ser absorvida pelo contato solo/estaca e é normalmente avaliada, a partir dos solo/estaca e é normalmente avaliada, a partir dos resultados de SPT e ou torque medidos em sondagens.resultados de SPT e ou torque medidos em sondagens.

A fórmula mais utilizada é a proposta por ALONSO (1996) A fórmula mais utilizada é a proposta por ALONSO (1996) que pode ser escrita:que pode ser escrita:

Qu=Qlu+QpuQu=Qlu+Qpu

Onde:Onde:Qu= Capacidade de carga total da estacaQu= Capacidade de carga total da estacaQlu= Capacidade de carga por atrito lateralQlu= Capacidade de carga por atrito lateralQpu= Capacidade de carga por resistência de pontaQpu= Capacidade de carga por resistência de ponta

QadmQadmgeotgeot= Qu/2 ou Qlu/0,80= Qu/2 ou Qlu/0,80

Cálculo da estacaCálculo da estaca GeotécnicaGeotécnica


No caso de cálculo com base no SPTNo caso de cálculo com base no SPTQlu= 0,662 * p * ∞ * ∑NQlu= 0,662 * p * ∞ * ∑Nonde:onde: p= perímetro da estacap= perímetro da estaca

∞∞= 0,65= 0,65∑∑N= Soma dos SPT ao longo do fuste da estaca N= Soma dos SPT ao longo do fuste da estaca

(comprimento L)(comprimento L)

Qpu= 0,5 * sp * [(Qpu= 0,5 * sp * [(ß * N)médioß * N)médioacimaacima + (ß * N)médio + (ß * N)médioabaixoabaixo]]onde:onde: (ß * N)médio(ß * N)médioacimaacima= média dos produtos (ß * N) em um = média dos produtos (ß * N) em um

intervalo 8 * dp acima da ponta da estacaintervalo 8 * dp acima da ponta da estaca(ß * N)médio(ß * N)médioabixoabixo=idem 3 * dp abaixo da ponta da estaca=idem 3 * dp abaixo da ponta da estacadp= diâmetro da ponta da estacadp= diâmetro da ponta da estacaß= coeficiente (t/m²) tomado igual a ß= coeficiente (t/m²) tomado igual a 10 para argilas, 10 para argilas,

15 para siltes e 20 para as areias15 para siltes e 20 para as areias

Recomenda-se ainda que se SPT ≥ 40 adote-se SPT = 40Recomenda-se ainda que se SPT ≥ 40 adote-se SPT = 40

Cálculo da estacaCálculo da estaca GeotécnicaGeotécnica

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA Variação do PULL DOWNVariação do PULL DOWN


Variação do TorqueVariação do Torque


Atualmente tem-se procurado, o uso de estaca que minimizem ou, se possível, eliminem as vibrações causadas durante a execução das estacas, e também, a eliminação do problema de “levantamento do solo” e/ou de estacas próximas. A estaca hélice contínua, vêm se juntar a outros tipos de fundação que cumpriam as mesmas funções. Como por exemplo, as estacas escavadas (com o uso ou não de lama bentonítica), e as estacas injetadas (raiz e microestacas), porém atingindo uma gama de cargas mais ampla que as propiciadas pelas referidas fundações.

Vantagens e desvantagensVantagens e desvantagens


- Elevada profundidade- Não causam vibrações- Não causam ruídos durante a execução- Execução monitorada eletronicamente- Não causam danos em fundações vizinhas, já que não causam grandesdescompressões no terreno- Não estão sujeitas ao fenômeno de densificação das areias fofas, comopode ocorrer em estacas de deslocamentos.-Perfuração sem necessidade de revestimento ou fluido estabilizante (lamabetonítica ou polímeros) para contenção do furo, pois o solo fica contidoentre as pás da hélice- Presença de água raramente restringe o seu uso- Podem ser executadas em diversos tipos de solos, inclusive em solos bemresistentes e rochas brandas, e em areias compactas que normalmenteoferecem dificuldades para estacas cravadas-Concreto injetado sob pressão, garantindo uma melhor aderência nocontato estaca-solo.

Principais vantagensPrincipais vantagens


- Dificuldade na instalação de armaduras mais profundasDificuldade na instalação de armaduras mais profundas- Em solos fracos, pode ocorrer um alargamento do fuste ou Em solos fracos, pode ocorrer um alargamento do fuste ou

estreitamento do mesmoestreitamento do mesmo- Sua qualidade na execução está sujeita à sensibilidade e Sua qualidade na execução está sujeita à sensibilidade e

experiência do operadorexperiência do operador- Dificuldade de controle da qualidade do concreto como em todas Dificuldade de controle da qualidade do concreto como em todas

as estacas moldadas “in-loco”, de obtenção de um concreto de as estacas moldadas “in-loco”, de obtenção de um concreto de boa qualidadeboa qualidade

- Dependência do fornecimento de concreto da concreteira, o que Dependência do fornecimento de concreto da concreteira, o que muitas vezes pode levar a uma interrupção da concretagem por muitas vezes pode levar a uma interrupção da concretagem por atraso no fornecimento, ou o fornecimento de concreto de má atraso no fornecimento, ou o fornecimento de concreto de má qualidadequalidade

- Produz material de descarteProduz material de descarte- Necessita de pá carregadeira ou outra máquina para a retirada do Necessita de pá carregadeira ou outra máquina para a retirada do

material escavado.material escavado.

DesvantagensDesvantagens

ESTACA HÉLICE CONTÍNUAESTACA HÉLICE CONTÍNUA Aplicações diversasAplicações diversas

hélice contínua.ppt

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