Os principais problemas na execução de fundações em estacas hélice contínua

Engº Fabrício Gonzalez Dias
Solidifica Fundações e Geotecnia

Neste artigo você ira descobrir os principais motivos de problemas da estaca hélice contínua na sua execução. Estes problemas citados aqui são reconhecidos por diversos escritórios de projetos e empresas de execução de fundações, sendo assim você entenderá os riscos de uma das principais estacas utilizadas no Brasil.

A metodologia da hélice contínua vem ganhando espaço na construção civil brasileira. Pelo fato de gerar baixas vibrações e pela sua produtividade alta, esse tipo de estaca teve um aumento significativo na disponibilidade de equipamentos desde a década de 1980, quando chegou ao Brasil. Porém, com esse aumento ampliou-se os problemas, muitas vezes por empresas de fundações sem o devido conhecimento e experiência, neste tipo de solução de fundações.

A NBR 6122 classifica este tipo de estaca como sendo de concreto moldada in loco. O processo é descrito como a introdução de uma haste helicoidal por rotação no terreno. Sua concretagem é feita através da própria haste simultaneamente a sua retirada. A armadura é inserida posteriormente a concretagem.

Entendido o processo construtivo vamos aos problemas.

PROBLEMA 1 – Desconfinamento do solo.

Alívio das tensões horizontais. Uma das principais características das estacas hélice contínua é manter o solo confinado na escavação, obtendo assim uma boa resistência lateral com a estaca finalizada. Alguns processos de escavação podem gerar alívio de tensões (quando muito solo é retirado na escavação), mudando assim as condições que foram consideradas em projeto.

O procedimento ideal é quando o volume de solo, que é levantado na escavação, é menor ou igual ao volume da haste inserida no procedimento. Para garantir isso, o avanço vertical da haste deve ser feita a uma velocidade do produto da velocidade de rotação pelo passo da hélice.

PROBLEMA 2 – Capacidade da perfuratriz.

Tudo que vendem como hélice contínua deve ser encarado como tal?

A pergunta já contém a resposta. Algumas empresas de fundações vendem o procedimento de hélice contínua com equipamentos sem capacidade de toque ou haste curta. Criando assim estacas que possuem resistências inferiores a projetada.

Mas o que a falta de torque pode influenciar no desempenho da estaca? Ao chegar a certa profundidade (não a cota final de projeto) e o equipamento “trava” e é muito comum o operador finalizar a escavação ou então efetuar o giro contrário da escavação, causando o desconfinamento do solo. Esse desconfinamento, como dito no item anterior, diminui consideravelmente a resistência lateral da estaca.

Quando acontece esse tipo de problema, essas estacas devem ser encaradas como estacas escavadas mecanicamente, mudando seus parâmetros de dimensionamento de projeto.

PROBLEMA 3 – Concretagem

Você sabe por que estacas escavadas deve ter a resistência de ponta minorada?

Ao finalizar a escavação da estaca é muito difícil garantir que não fique nenhum material solto no fundo, dessa forma, por norma, estacas escavadas tem sua resistência de ponta a um valor restrito. Nas estacas hélice contínua não é diferente.

Para iniciar a concretagem da estaca hélice o operador deve levantar a haste a uma altura suficiente para permitir a saída do concreto. Acontece que as vezes essa altura é excessiva, resultando em estacas sem resistência de ponta.

Outro ponto na parte da concretagem é a utilização de alta pressão de bombeamento, que pode gerar melhoramento na capacidade de carga, em que a haste sobe somente com essa pressão. Porém, como esta prática eleva o consumo de concreto, acaba não sendo utilizada em obras de menor responsabilidade. Dessa forma, deve ser verificado sempre o volume real (volume de concreto inserido) com o teórico (furo realizado) percebendo situações de divergência ainda em tempo de correção*.

*Como são utilizadas pressões baixas, em algumas situações, pode ocorrer o estrangulamento da estaca, gerando problemas de resistência. Outra questão é o custo de mobilização do equipamento, se o problema for resolvido (uma nova estaca ser executada, por exemplo) ainda com o equipamento em obra fica mais fácil e barato do que ter que pagar uma nova mobilização (problema percebido tardiamente, quando o equipamento já saiu da obra).

PROBLEMA 4 – Procedimento Hélice Contínua Modificada

Você ja ouviu falar sobre o procedimento “hélice contínua modificada”? Então, para quem não conhece o processo funciona com a escavação da estaca, retirada do trado, colocação da armadura e concretagem no final. Geralmente é utilizada quando a armadura possui grande dimensão e há dificuldade em ser inserida. Esse processo NÃO deve ser considerado como hélice contínua, o motivo você já entende a partir da leitura dos itens anteriores.

PROBLEMA 5 – Concreto

Só a resistência é suficiente para garantir o bom desempenho da estaca? Bom, para as estacas hélice contínua a resistência mínima do concreto deve ser de 20 MPa, mas só isso não é suficiente.Como o concreto utilizado nesse tipo de estaca é sempre bombeado, este tem uma característica mais plástica, que por consequência tem uma quantidade de água maior.

Por esse motivo a quantidade mínima de cimento neste tipo de estaca deve ser de 400 kg/m³ (estipulado pela NBR 6122) com um Slump de 23 +/- 2 cm. Um concreto pobre em cimento, ou com o fator água/cimento alto, pode ter problemas de alta porosidade e perda de resistência (a curva de Duff Abrams indica claramente essa situação).A inadequação da granulometria é outro fator que pode causar problemas no concreto deste tipo de estaca.

De qualquer forma, por meio de ensaios químicos, é possível realizar a reconstituição de traço de concreto endurecido, podendo assim servir como artifício para eliminar dúvidas.

Além de todos os motivos já citados como problemas que podem acontecer em estacas hélice contínua:

PROBLEMA 6 – Descontinuidade causada pela velocidade excessiva da subida do trado (não gerando a pressão necessária ou até causando pressão negativa).

PROBLEMA 7 – Colocação da armadura de forma inadequada (forçando a sua inserção), por conta do Slump baixo ou início da pega do concreto, ocorre a dificuldade na inserção da armadura. Algumas situações foram verificadas da armadura “escapar” e entrar no solo, por esse motivo não recomendamos a utilização de equipamentos para forçar a entrada do aço.

Apesar de termos falado apenas dos problemas das estacas neste artigo, elas são ótimas soluções de fundações profundas e, com a tecnologia avançando cada vez mais, estão cada vez mais confiáveis.

Este artigo teve o intuito de ajudar a desenvolver seu espírito crítico e melhorar o desempenho das obras do Brasil de alguma forma.A partir de qualquer dúvida quanto ao desempenho da estaca, você pode requirir ensaios de integridade ou prova de carga, verificando as condições de projeto e de obra.

Caso tenha dúvidas sobre o assunto clique aqui e leia sobre a verificação da qualidade das estacas moldadas in loco.

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