metodologia executiva das estacas h©lice cont­nua monitoradas e referencial normativo

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  • www.apl.eng.br AP&L Geotecnia e Fundaes

    Av. Amrico Martins, 70 Bairro Jaragu Montes Claros/MG CEP. 39.404-845 Fone: 0800-033-0119

    R.T. Eng. Geotcnico Prof. Edgar Pereira Filho

    HLICE CONTNUA MONITORADA METODOLOGIA EXECUTIVA

    RESUMO

    Neste breve artigo apresentamos a metodologia executiva da estaca hlice contnua monitorada.

    So abordadas as recomendaes normativas de sua execuo e a materializao em campo das mesmas. PALAVRAS-CHAVE: Estaca Hlice Contnua, Metodologia Executiva, Campo. DEFINIO NORMATIVA (NBR6122:2010)

    A hlice contnua, uma estaca de

    concreto moldada in loco, executada mediante a introduo no terreno, por rotao, de um trado helicoidal contnuo.

    A injeo de concreto feita pela haste central do trado simultaneamente sua retirada. A armadura sempre colocada aps a concretagem da estaca. HISTRIO

    A estaca Hlice Contnua, surgiu pela primeira vez na dcada de 1950 nos Estados Unidos. A mquina era dotada de mesa perfuradora que executavam estacas com dimetros de 27,5 cm; 30 cm e 40 cm. Logo no incio da dcada de 1970, ela ganhou espao por toda Europa e Asia tendo maior destaque na Alemanha e Japo.

    A introduo da estaca hlice contnua no Brasil foi por volta de 1987, As estacas eram executadas com equipamentos desenvolvidos no Brasil, montados sob guindastes de esteiras.

    Esses equipamentos possuam torque de 35 KN.m, atendendo dimetros que variavam de 275 mm a 425 mm, e at 15 m de profundidade. J na dcada de 90, o mercado brasileiro foi invadido por mquinas importadas da Europa, principalmente da Itlia, construda especialmente para execuo de estacas hlice contnua, com torque de at 200 KN.m, atendendo dimetros de at 1000 mm e profundidades de at 24 m. EQUIPAMENTOS

    Mquina perfuratriz, trado contnuo, bomba de injeo de concreto, mangueiras de acoplamento bomba de injeo, instrumentos de medida (computador), elemento de memria, sensores de profundidade, velocidade de rotao e torque; inclinao da torre e presso do concreto, centralizador do trado, limpador do trado, p carregadeira. TORQUE X DIMETRO DE ESTACA

    Torque KN.m

    Arranque KN.m

    Dimenses das estacas (cm)

    < 80 400 at 50 cm com comprimento 17,0m

    80 a 150 400 at 80 cm com comprimento 27,0m

    160 700 at 120cm comprimento 30,0m

    Tabela 1-Caracterstica mnima da mesa rotativa e do guincho.

    ESPECIFICAO DOS MATERIAIS

    Ao: CA 50 ou CA 25, conforme dimetros constantes do projeto, NBR 7480 e 6152. Agregado: Pedrisco/areia, NBR 7211.

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    Cimento: Sem adio de escoria, utiliza-se o cimento CPII, NBR 5735. Concreto: Classe 20, mnimo, ou conforme projeto, e em funo da classe ambiental; slump (222) cm, slump flow 48 cm a 53 cm, fator gua/cimento entre 0,53 a 0,56, consumo mnimo de cimento 400 kg/m, exsudao 1,0%, teor de ar incorporado 4,5 %, incio de pega 3,0 horas, NBR 6118/ 8953/ 7212/ 5738/ 5738, NB 67. No se pode adotar p-de-pedra, nos agregados. O consumo de cimento por m de concreto no deve ser inferior a 400 quilos. O recomendvel adotar cimentos sem adio de escria de alto forno e especificamente adote o cimento CPIII. A utilizao de finos no trao, dever ser no mnimo de 650 kg/m, sendo que destes ao menos 400 kg/m de material cimentcio. PROCESSO EXECUTIVO Locao: A locao de cada estaca feita no terreno, com um pequeno furo preenchido com areia e piquete locado dentro dele. O preenchimento do furo com areia se faz necessrio devido ao grande trfego de equipamentos que invariavelmente derrubam os piquetes no enterrados. Pode-se observar em foto a materializao do piquete no terreno.

    Figura 1 Locao do centro da estaca para perfurao.

    Perfurao: O equipamento de escavao para estaca hlice contnua deve ser posicionado e nivelado para assegurar a centralizao e verticalidade da estaca. O dimetro do trado contnuo deve ser verificado para assegurar as premissas de projeto. A haste de perfurao constituda por uma hlice espiral solidarizada a um tubo central. A hlice responsvel pela retirada de solo, sendo dotada de dentes na extremidade inferior que facilita a penetrao no solo. A entrada de solo ou gua no tubo central impedida por uma tampa perdida localizada na extremidade da haste tubular. A tampa expulsa ao iniciar a concretagem, sendo possvel a sua eventual recuperao.

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    No recomendvel que se execute uma estaca prxima a outra recentemente concluda, pois durante a injeo de concreto sob presso pode haver ruptura do solo entre as elas. No recomendado a execuo das estacas com distancia inferior a cinco dimetro com tempo inferior a 12 horas. Esta distncia refere-se a estaca de maior dimetro. A perfurao executada de modo contnuo, e a retirada do solo aprisionado nas hlices s ocorre no processo de concretagem. Mantendo-se a estabilidade das paredes laterais em solos no coesivos. O contato com a gua em terrenos com lenol fretico impedido pela tampa perdida na extremidade do tubo central.

    Figura 2 - Fase de Perfurao- Montes Claros(MG)

    Concretagem: Depois da chegada do trado na profundidade estabelecida em projeto, iniciada a fase de concretagem. O concreto bombeado pelo interior da haste de forma simultnea a retirada do trado. Com a presso do concreto a tampa existente na ponta da haste expulsa, iniciando o preenchimento do furo escavado. A hlice retirada pelo equipamento lentamente, sem rotao. A concretagem pode ser feita com rotao, desde que o trado gire no mesmo sentido da perfurao. O concreto sempre injetado com presso positiva. Esta presso garante a continuidade e integridade da estaca. Todo o procedimento monitorado com computador de bordo, feito pelo operador de dentro da cabine de comando da perfuratriz. A velocidade de extrao da hlice est diretamente relacionada com a presso e o sobreconsumo de concreto, de forma que no haja vazios entre a retirada da hlice do terreno e seu preenchimento com concreto, evitando-se assim possveis estrangulamentos ou seccionamentos do fuste da estaca. O slump e slump flow do concreto fundamental para garantir uma correta injeo e posteriormente permitira a introduo da armadura. TABELA DE ABATIMENTO DE CONCRETO So recomendados os abatimentos abaixo em funo do comprimento da armadura:

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    "L" Comprimento da armao (m) Valor mnimo slump (cm)

    L< 3,00 203,00 < L > 6,00 226,00 < L > 9,00 24

    9,00 < L > 12,00 26

    ABATIMENTO DE CONCRETO PARA ESTACA HLICE CONTNUA

    Tabela 2 - Abatimento do concreto slump

    Durante o processo de concretagem e a medida que o trado retirado do furo, d-se incio a limpeza do mesmo que comumente executado, manualmente com a ajuda de um operrio, que faz a limpeza com o auxlio de enxada. , fundamental a execuo desta limpeza para garantir inclusive a segurana dos operrios uma vez que pedregulhos retirados no solo podem estar presentes no material escavados e precipitar-se dos trados que chegam a altura de 24 m. O solo proveniente da limpeza retirado das laterais do furo com o auxlio da p- carregadeira expondo-se assim a estaca completamente preenchida por concreto.

    Figura 3 - Limpeza do trado. Manualmente Montes claros, (MG). Introduo da Armadura: A armadura deve ser introduzida no interior da estaca, imediatamente aps a concretagem. A armadura em forma de gaiola, com sua extremidade inferior afunilada e enrijecida, isto facilita a introduo da armadura no fuste. No caso de estacas submetidas a esforos transversais ou de trao e que exigem o uso de gaiolas longas, deve-se preferir o uso de espirais em substituio aos estribos e evitar emendas por transpasse. Essas gaiolas devem ser suficientemente rgidas para permitir a sua introduo no concreto, por gravidade para gaiolas at 12 m e pilo ou vibrao para gaiolas at 19 m.

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    A colocao da armadura, feita por gravidade, vibrao ou com auxlio da p-carregadeira. A figura 4, mostra a introduo da armadura por gravidade.

    Figura 4 - Introduo da armadura. PREPARO DA CABEA DE LIGAO COM O BLOCO DE COROAMENTO

    No caso de estacas com concreto inadequado abaixo da cota de arrasamento ou estaca cujo o topo resulte abaixo da cota de arrasamento prevista, deve-se fazer a demolio do comprimento e recomp-lo at a cota de arrasamento. O material a ser utilizado na recomposio das estacas deve apresentar resistncia no inferior do concreto da estaca. O equipamento utilizado na demolio, pode ser o ponteiro ou martelete leve, para sees de at 900 cm. O acabamento

    no topo das estacas demolidas, deve ser sempre executado com ferramentas de corte apropriada. CONTROLE EXECUTIVO

    A execuo da estaca hlice contnua, monitorada atravs de sensores que esto instalados na perfuratriz. Seu monitoramento feito eletronicamente.

    Pelo menos 1% das estacas, e no mnimo uma por obra, deve ser exposta abaixo da cota de arrasamento e, se possvel, at o nvel dgua, para verificao de sua integridade e qualidade do fuste.

    LIMITES ACEITVEIS DE EXCENTRICIDADE DE EXECUO

    Face as caractersticas executivas dos

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