Modelos Perfuratriz - Soilmac

Por fim, mostramos as perfuratrizes fabricadas pela Soilmac:

Perfuratriz Soilmac CM-48

Perfuratriz Soilmac R-208 (Medidas)

Perfuratriz Soilmac R-208

Perfuratriz Soilmac R-622 (Medidas)

Perfuratriz Soilmac R-622

Modelos de Perfuratriz - Mait

Nesta postagem serão ilustrados modelos da marca Mait:

Perfuratriz Mait CFA-24 (Medidas)

Perfuratriz Mait CFA-24

Perfuratriz Mait HR 110 (Medidas)

Perfuratriz Mait HR 110

Perfuratriz Mait HR 200 (Medidas)

Perfuratriz Mait HR 200

Modelos de Perfuratriz - Cló Zironi

Abaixo seguem equipamentos desenvolvidos pela empresa Cló Zironi:

Perfuratriz  Cló Zironi sobre Caminhão - CD 17

Perfuratriz Cló Zironi - CFA-60 (Medidas)

Perfuratriz Cló Zironi - CFA-60 (Montada sobre chassi da escavadeira hidráulica Caterpillar)

Perfuratriz Cló Zironi - CFA-60 (Posição de transporte)

Perfuratriz Cló Zironi sobre Caminhão - CD 27

Perfuratriz Cló Zironi sobre Caminhão HC 916

Perfuratriz Cló Zironi sobre Caminhão - HC 920



Modelos de Perfuratriz - E. G. Barreto

Abaixo alguns modelos de perfuratriz desenvolvidos pela empresa E. G. Barreto:

Perfuratriz E.G.Barreto M 500 (1987)

 Perfuratriz E.G.Barreto H 800 (1993 - Posição de Transporte)

 Perfuratriz E.G.Barreto H 800 (1994)

Equipamentos Utilizados no Brasil

No mercado internacional existe uma grande variedade de equipamentos para se realizar as estacas tipo hélice contínua, destacando-se, por serem muito arrojadas, as marcas italianas.

Já no Brasil, a empresa mais conhecida neste segmento é a Cló Zironi, sediada na capital mineira, Belo Horizonte – MG.

Muitos dos equipamentos utilizados no mercado nacional podem ser utilizados em mais de um tipo de fundação profunda, e por isso, são chamados de multifunção.

Outra característica predominante no Brasil é que a maioria das perfuratrizes utiliza trados curtos para escavação de estacas ou tubulões, caçambas para a escavação de estacas de grandes diâmetros (estacões), que normalmente utilizam lama bentonítica e também trado em hélice contínua para execução de estacas do tipo hélice contínua monitorada.

O termo “monitorada” talvez não seja necessário já que é muito difícil executar uma estaca deste tipo sem algum tipo de monitoramento que garanta a integridade do fuste desta.

Ressaltamos novamente que os trados geralmente utilizados nas perfuratrizes não são contínuos, na realidade, este são constituídos por diversos segmentos, com cerca de seis metros de comprimento e um outro com um metro e meio cuja extremidade inferior ficam instaladas as ferramentas de corte e a tampa de proteção.

O termo “trado contínuo” se justifica por se tratar de um processo contínuo, ou seja, após a montagem inicial dos segmentos, a estaca é formada e mantida até o final da obra.

Mas lembramos que existem outros equipamentos, com outras composições e medidas, como conseguimos observar na obra que visitamos, onde o trado de perfuração possui mais de vinte metros.

Arrasamento de Estacas Hélice Contínua

Concluído todos os processos de perfuração, concretagem e inserção de armaduras nas estacas, ainda é necessário o arrasamento das cabeças das mesmas. 

Estas devem ser cortadas com ponteiros até que se atinja a cota de arrasamento prevista em projeto, não sendo admitida qualquer outra ferramenta para tal serviço. Lembrando que este ponteiro pode ser manual ou mecânico. 

Após a execução da estaca, a cabeça deve ser aparelhada para permitir a adequada ligação ao bloco de coroamento, ou às vigas. Para tanto, devem ser tomadas as seguintes medidas: 
I) O corte do concreto deve ser efetuado com ponteiros afiados, trabalhando horizontalmente com pequena inclinação para cima;
II) As camadas de corte do concreto devem ser de pequena espessura e devem  iniciar na borda e ir em direção do centro da estaca;
II) Cabeças das estacas devem ficar normais aos seus próprios eixos. 

Geralmente as estacas penetram no bloco de coroamento em pelo menos 10 cm, salvo especificação de projeto. Sua cota deve ser levada muito a sério, pois qualquer alteração na mesma mudará a biela e afetará todo cálculo estrutural desenvolvido.  

Deve-se ter certeza que as seções transversais são as indicadas no projeto e às especificações dos materiais também. O dimensionamento das estacas deve ser efetuado em atendimento às normas NBR 6122(1) e NBR 6118(2).

Vantagens e Desvantagens das Estacas Hélice

VANTAGENS:

O uso das estacas tipo hélice contínua tem aumentado ano a ano no Brasil, e isso tem ocorrido devido à série de vantagens que esse tipo de fundação oferece, das quais destacamos:

·         Baixo nível de ruído durante execução; 

·         Ausência quase total de vibrações no terreno, comum nos equipamentos a percussão;

·         Alta capacidade de carga das estacas, diminuindo o tamanho dos blocos de coroamento;

·         Grande atrito lateral das estacas, devido ao bombeamento do concreto;

·         Grande poder de perfuração do equipamento, podendo atravessar camadas de solo com SPT alto;

·         Controle e monitoramento eletrônico da qualidade das estacas;

·         Facilidade no manuseio do equipamento;

·         Rapidez na execução dos trabalhos;

·         Limpeza do canteiro de obras.

 

DESVANTAGENS:

Mas apesar de todas essas vantagens, como em todo sistema construtivo, também existem desvantagens, são elas:

·         Necessidade de retirada de material esquivado;

·         A central de concreto não pode ser muito distante da obra;

·         É preciso que o terreno seja plano;

·         Custo alto de mobilização de equipamento, o que inviabiliza o sistema em obras com baixa quantidade de estacas;

·         Profundidade de estaca limitada pelo alcance do equipamento.

Controle Tecnológico - Estacas Hélice Contínua

A fim de garantir que as resistências exigidas em projeto sejam atingidas nas estacas tipo hélice contínua, são necessários os controles tecnológicos adequados.

A seguir serão comentados quais são esses controles mais detalhadamente. 

CONTROLE DE MATERIAIS

A - Concreto

Os controles que devemos ter com o concreto quando estamos executando estacas do tipo hélice contínua são:

I) SLUMP-TEST: Segundo a  NBR NM 67(3), este deve ser feito de cada caminhão betoneira que chegar à obra, imediatamente antes do lançamento; o material deve ser liberado para lançamento desde que o abatimento esteja compreendido dentro da variação especificada na dosagem do concreto no projeto.

Slump-test sendo executado. O número de slump é obtido pela distância em centímetros entre a barra lisa apoiada sobre a forma do teste até o cone de concreto abatido.

 

II) MOLDAGEM DE CORPOS DE PROVA: Conforme diz a NBR5738(4), devem ser moldados 4(quatro) corpos de prova de cada caminhão betoneira de concreto; É muito importante que este ensaio seja feito, e que o mapeamento de onde este concreto foi usado seja bem meticuloso para que problemas futuros com traços mal feitos sejam mais facilmente resolvidos.

Corpos de prova moldados e identificados. 

III) ENSAIO DE RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO: Segundo a NBR5739(5) este ensaio deve ser executado aos 7 e 28 dias de cura (No caso dos 4 corpos de prova moldados, duas unidades rompidas a 7 dias e duas a 28 dias).

Quanto à moldagem dos corpos-de-prova, para a determinação da resistência à compressão simples, cada amostra é constituída por dois corpos-de-prova moldados na mesma amassada, no mesmo ato, para cada idade de rompimento. Os corpos-de-prova devem estar correlaciona dos com as estacas e o caminhão betoneira.

Toma-se a resistência da amostra, na idade de rompimento, o maior dos dois valores obtidos no ensaio de resistência à compressão simples.

Ensaio de compressão em corpo de prova em concreto.

B - Aço

O aço já um material que não exige grandes necessidades de controle já que sua produção é mais industrializada que a do concreto, evitando assim a falha humana. 

Os maiores cuidados com as armaduras devem ser:

- Atenção para que os projetos sejam rigorosamente seguidos.

- Cuidado para que a armadura dentro da estaca na altura especificada em projeto. Ficar atento a cota de arrasamento.

  

CONTROLE DE EXECUÇÃO DAS ESTACAS

Os boletins para efeito de controle e execução das estacas hélice deveram conter as seguintes informações:

 I) Número, localização da estaca e data de execução;

II) Dimensões da estaca;

III) Cota do terreno no local da execução;

IV) Nível d’água;

V) Características dos equipamentos de execução;

VI) Duração de qualquer interrupção na execução e hora em que ela ocorreu;

VII) Cota final da ponta da estaca;

VIII) Cota da cabeça da estaca, antes do arrasamento;

IX) Comprimento do pedaço cortado da estaca, após o arrasamento na cota de projeto;

X) Desaprumo e desvio de locação;

XI) Anormalidade de execução;

XII) Comprimento real da estaca, abaixo do arrasamento.

A emissão do boletim de execução de cada estaca, contendo datas, volumes parciais, pressão, profundidades e outros que se deve encontrar na memória do computador acoplado ao trado mecânico. 

Computador acoplado na cabine da perfuratriz e fornece uma série de informações.

O controle do volume teórico e do volume real aplicado em cada estaca para em caso de pane no sistema da memória do computador, haver possibilidade de avaliar a estaca hélice executada.

Computador de outro modelo de perfuratriz.

Ao final da obra deve ser emitido relatório com todos os dados e observações processadas, estaca por estaca.

Caso existam dúvidas sobre uma estaca, a fiscalização poderá exigir a comprovação de seu comportamento. Se essa comprovação não for julgada suficiente e, dependendo da natureza da dúvida, a estaca deve ser substituída, ou após seu comportamento comprovado por prova de carga. Outra solução seria o reforço do bloco com a execução de novas estacas. 

Falha de concretagem na estaca hélice.

No final da obra deve ser emitido relatório com todos os dados e observações processadas, estaca por estaca.

Em caso de dúvidas sobre uma estaca, a fiscalização poderá exigir a comprovação de seu comportamento. Se essa comprovação não for julgada suficiente e, dependendo da natureza da dúvida, a estaca deve ser substituída, ou após seu comportamento comprovado por prova de carga.

Quando a obra possui um grande número de estacas, devem ser feitas provas de carga estática em, no mínimo, 1% das estacas. As provas de carga devem ter início juntamente com o início da execução das primeiras estacas de forma a permitir as providências cabíveis em tempo hábil.

Deve ser constante a comparação dos comprimentos encontrados na obra com os previstos em projeto.

CRITÉRIOS PARA ACEITAÇÃO DAS ESTACAS

Para que estaca seja aceita é necessário que:

I) Sua excentricidade, em relação ao projeto, seja de até 10% do diâmetro do círculo que a inscreva;

II) Que o desaprumo seja de no máximo de 1% de inclinação, levando em conta o comprimento total;

Caso hajam valores diferentes dos estabelecidos o projetista deve ser informado para que ele possa fazer a verificação das novas condições.

Existem variações de aceitação, dependendo do projeto.  

Procedimentos de Segurança e Controle Ambiental

Estes se referem à proteção de corpos d’água, da vegetação lindeira e da segurança viária durante e depois da execução das estacas tipo hélice contínua.

Apresentaremos a seguir os cuidados e providências para proteção do meio ambiente que devem ser observadas no decorrer da execução das fundações profundas tipo hélice contínua.

Os procedimentos a serem seguidos são:

I) Implantação da sinalização de alerta e de segurança de acordo com as normas pertinentes aos serviços;

II) É proibido o tráfego dos equipamentos fora do corpo da estrada para evitar danos desnecessários à vegetação e interferências na drenagem natural;

III) Quando forem necessárias estradas de serviço fora da faixa de domínio, deve-se proceder à liberação ambiental de acordo com a legislação vigente;

IV) Quanto as áreas destinadas ao estacionamento e manutenção dos veículos, estas devem ser devidamente sinalizadas, localizadas e operadas de forma que os resíduos de lubrificantes, ou combustíveis não sejam carreados para os cursos d’água. As áreas devem ser recuperadas ao final das atividades;

V) Todos os resíduos de materiais utilizados devem ser recolhidos e dada a destinação apropriada;

VI) Os resíduos de lubrificantes, e/ou combustíveis utilizados pelos equipamentos, seja na manutenção, ou na operação dos equipamentos, devem ser recolhidos em recipientes adequados e dada a destinação apropriada;

VII) Barreiras de proteção devem ser feitas, tipo leiras de solo, quando as obras estiverem próximas a cursos d’água ou mesmo sistema de drenagem que descarregue em cursos d’água, para evitar o carreamento de solo ou queda, de blocos ou fragmentos de rocha em corpos d´água próximos à rodovia;

VIII) É proibida a execução de barragens, ou desvios de curso d’água que alterem em definitivo os leitos dos rios;

IX) O refugo de materiais utilizados não pode ser despejado nas áreas lindeiras, no leito dos rios e córregos e em qualquer outro lugar que possam causar prejuízos ambientais;

X) As áreas afetadas pela execução das obras devem ser recuperadas mediante a limpeza adequada do local do canteiro de obras e a efetiva recomposição ambiental;

XII) No canteiro de obras é obrigatório o uso de EPI, equipamentos de proteção individual, pelos funcionários.

Etapas de Execução - Estacas Hélice Contínua

Para as estacas tipo hélice contínua, as fases de execução são poucas:

Perfuração, concretagem simultânea à extração da hélice e colocação da armação.

Estas etapas serão detalhadas a seguir.

PERFURAÇÃO

 Perfuração de estaca tipo hélice contínua.

 

A peça que faz a perfuração,a hélice propriamente dita, é composta de chapas em espiral que se desenvolvem, como uma hélice, em torno de tubo central. Sua extremidade inferior é composta de garras que  permitem cortar o terreno , e de uma tampa destinada a impedir a entrada de solo no tubo central durante a escavação, e permitir a saída de concreto durante a concretagem.

O processo de perfuração consiste na introdução da hélice no terreno, por meio de movimento rotacional proveniente de motores hidráulicos acoplados na extremidade superior da hélice, até a cota de projeto, sem que em nenhum momento, a hélice seja retirada da perfuração, ou seja, o processo de perfurção e concretagem são finalizados ao mesmo tempo.

Devido a esta principal característica das estacas hélice contínua, a de não permitir alívio do solo durante as etapas de escavação e concretagem, torna-se possível a sua execução tanto em solos coesivos como arenosos, na presença ou não de lençol freático.

CONCRETAGEM

  Concretagem de estacas utilizando uma bomba lança.

Após alcançar a profundidade desejada o concreto é bombeado através do tubo central. Neste momento a hélice passa a ser  extraída do terreno através do equipamento, sem girar ou girando lentamente no sentido da perfuração.

A pressão do concreto (obrigatoriamente positiva) é controlada de forma que este preencha os vazios causados pela extração da hélice, até a superfície do terreno, ou atinja a cota de topo da estaca, se esta for inferior a da superfície.

O traço do concreto normalmente utilizado é:

• Relação água cimento ≤ 0,6 e pedra 0 (dimensão máxima característica 12,5 mm);
• Consumo de cimento mínimo 400 kg/m3 (não recomenda-se o uso de cimento ARI);
• Fator percentual de argamassa em massa ≥ 55% (massa do cimento + massa dos agregados miúdos)*100/massa dos agregados graúdos);
• A NBR 7211 permiti o uso de agregados miúdos artificiais;

Normalmente é utilizada bomba de concreto acoplada ao equipamento de perfuração através de mangueira flexível de 100mm de diâmetro interno, mas a bomba tipo lança também pode ser utilizada.

Conforma o concreto é introduzido sob pressão no furo, o trado vai sendo erguido gradativamente de forma a garantir a não ocorrência de solo na massa de concreto. Este monitoramento, controlado por computador e posicionado na plataforma de operação do trado, torna possível estabelecer o diâmetro específico da estaca concretada metro a metro.

Sob condições normais o diâmetro efetivo da estaca é de ordem de 15% a 20% superior ao do furo, acarretando aos volumes adicionais em torno de 20% a 30%, relativamente ao previsto no projeto.

O comprimento limite das estacas atualmente é de 27 (vinte e sete) metros, compatível com a extensão do trado mecânico em hélice contínua.

Quanto a velocidade de extração da hélice do terreno, esta deve ser tal que mantenha a pressão de injeção do concreto positiva. O preenchimento da estaca com concreto é normalmente executado até a superfície de trabalho, sendo possível o seu arrasamento abaixo da superfície do terreno, guardadas as precauções quanto a estabilidade do furo no trecho não concretado e a colocação da armação. A limpeza da hélice pode ser feita manualmente ou por limpador de acionamento hidráulico ou mecânico acoplado ao equipamento.

INSERÇÃO DAS ARMADURAS

 

Inserção de armaduras com auxílio de uma escavadeira hidráulica.

 

As ferragens só podem ser colocadas após a retirada do trado, tornando difícil a introdução dessas dentro do concreto, portanto são restritas aos metros superiores das estacas.

A armação, em forma de gaiola (O vergalhões na ponta da estaca são amarrados para facilitar a inserção no concreto), é introduzida na estaca por gravidade ou com auxílio de um pilão de pequena carga, de um vibrador ou máquina pesada, como uma retroescavadeira por exemplo.

As estacas submetidas a esforços de compressão levam uma armação no topo, em geral de dois metros de comprimento.

No  caso de estacas submetidas a esforços transversais ou de tração será possível a introdução de armação de maior comprimento já tendo se conseguido a introdução de 17 metros de armação. Esses esforços transversais ocorrem principalmente quando o pilar sobre as estacas possui uma altura muito elevada (Em galpões, por exemplo) e a força do vento acaba causando flambagem neste pilar que transfere este esforço às estacas.

No caso de armações longas, as gaiolas devem ser constituídas de barras grossas e estribo espiral soldado na armação longitudinal para evitar a sua deformação durante a introdução no fuste da estaca.