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HÉLICE CONTÍNUA MONITORADA
METODOLOGIA EXECUTIVA
RESUMO
Neste breve artigo apresentamos a
metodologia executiva da estaca hélice
contínua monitorada.
São abordadas as recomendações
normativas de sua execução e a
materialização em campo das mesmas.
PALAVRAS-CHAVE:
Estaca Hélice Contínua, Metodologia
Executiva, Campo.
DEFINIÇÃO NORMATIVA
(NBR6122:2010)
A hélice contínua, é uma estaca de
concreto moldada in loco, executada
mediante a introdução no terreno, por
rotação, de um trado helicoidal contínuo.
A injeção de concreto é feita pela
haste central do trado simultaneamente à
sua retirada. A armadura é sempre
colocada após a concretagem da estaca.
HISTÓRIO
A estaca Hélice Contínua, surgiu
pela primeira vez na década de 1950 nos
Estados Unidos. A máquina era dotada de
mesa perfuradora que executavam estacas
com diâmetros de 27,5 cm; 30 cm e 40
cm. Logo no início da década de 1970, ela
ganhou espaço por toda Europa e Asia
tendo maior destaque na Alemanha e
Japão.
A introdução da estaca hélice
contínua no Brasil foi por volta de 1987,
As estacas eram executadas com
equipamentos desenvolvidos no Brasil,
montados sob guindastes de esteiras.
Esses equipamentos possuíam torque de
35 KN.m, atendendo diâmetros que
variavam de 275 mm a 425 mm, e até 15
m de profundidade.
Já na década de 90, o mercado
brasileiro foi invadido por máquinas
importadas da Europa, principalmente da
Itália, construída especialmente para
execução de estacas hélice contínua, com
torque de até 200 KN.m, atendendo
diâmetros de até 1000 mm e
profundidades de até 24 m.
EQUIPAMENTOS
Máquina perfuratriz, trado contínuo,
bomba de injeção de concreto, mangueiras
de acoplamento à bomba de injeção,
instrumentos de medida (computador),
elemento de memória, sensores de
profundidade, velocidade de rotação e
torque; inclinação da torre e pressão do
concreto, centralizador do trado, limpador
do trado, pá carregadeira.
TORQUE X DIÂMETRO DE
ESTACA
Torque
KN.m
Arranque
KN.m
Dimensões das
estacas (cm)
< 80 400 Ø até 50 cm com
comprimento ≤ 17,0m
80 a 150 400 Ø até 80 cm com
comprimento ≤ 27,0m
≥160 700 Ø até 120cm
comprimento ≤ 30,0m
Tabela 1-Característica mínima da mesa rotativa
e do guincho.
ESPECIFICAÇÃO DOS MATERIAIS
Aço: CA 50 ou CA 25, conforme
diâmetros constantes do projeto, NBR
7480 e 6152.
Agregado: Pedrisco/areia, NBR 7211.
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Cimento: Sem adição de escoria, utiliza-se
o cimento CPII, NBR 5735.
Concreto: Classe 20, mínimo, ou
conforme projeto, e em função da classe
ambiental; slump (22±2) cm, slump flow
48 cm a 53 cm, fator água/cimento entre
0,53 a 0,56, consumo mínimo de cimento
400 kg/m³, exsudação 1,0%, teor de ar
incorporado 4,5 %, início de pega 3,0
horas, NBR 6118/ 8953/ 7212/ 5738/
5738, NB 67.
Não se pode adotar pó-de-pedra, nos
agregados. O consumo de cimento por m³
de concreto não deve ser inferior a 400
quilos. O recomendável é adotar cimentos
sem adição de escória de alto forno e
especificamente adote o cimento CPIII. A
utilização de finos no traço, dever ser no
mínimo de 650 kg/m³, sendo que destes ao
menos 400 kg/m³ de material cimentício.
PROCESSO EXECUTIVO
Locação: A locação de cada estaca é feita
no terreno, com um pequeno furo
preenchido com areia e piquete locado
dentro dele.
O preenchimento do furo com areia se faz
necessário devido ao grande tráfego de
equipamentos que invariavelmente
derrubam os piquetes não enterrados.
Pode-se observar em foto a materialização
do piquete no terreno.
Figura 1 – Locação do centro da estaca
para perfuração.
Perfuração: O equipamento de escavação
para estaca hélice contínua deve ser
posicionado e nivelado para assegurar a
centralização e verticalidade da estaca. O
diâmetro do trado contínuo deve ser
verificado para assegurar as premissas de
projeto.
A haste de perfuração é constituída por
uma hélice espiral solidarizada a um tubo
central. A hélice é responsável pela
retirada de solo, sendo dotada de dentes
na extremidade inferior que facilita a
penetração no solo.
A entrada de solo ou água no tubo central
é impedida por uma tampa perdida
localizada na extremidade da haste
tubular. A tampa é expulsa ao iniciar a
concretagem, sendo possível a sua
eventual recuperação.
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Não é recomendável que se execute uma
estaca próxima a outra recentemente
concluída, pois durante a injeção de
concreto sob pressão pode haver ruptura
do solo entre as elas.
Não é recomendado a execução das
estacas com distancia inferior a cinco
diâmetro com tempo inferior a 12 horas.
Esta distância refere-se a estaca de maior
diâmetro.
A perfuração é executada de modo
contínuo, e a retirada do solo aprisionado
nas hélices só ocorre no processo de
concretagem. Mantendo-se a estabilidade
das paredes laterais em solos não
coesivos.
O contato com a água em terrenos com
lençol freático é impedido pela tampa
perdida na extremidade do tubo central.
Figura 2 - Fase de Perfuração- Montes
Claros(MG)
Concretagem: Depois da chegada do
trado na profundidade estabelecida em
projeto, é iniciada a fase de concretagem.
O concreto é bombeado pelo interior da
haste de forma simultânea a retirada do
trado.
Com a pressão do concreto a tampa
existente na ponta da haste é expulsa,
iniciando o preenchimento do furo
escavado. A hélice é retirada pelo
equipamento lentamente, sem rotação. A
concretagem pode ser feita com rotação,
desde que o trado gire no mesmo sentido
da perfuração.
O concreto sempre é injetado com pressão
positiva. Esta pressão garante a
continuidade e integridade da estaca.
Todo o procedimento é monitorado com
computador de bordo, feito pelo operador
de dentro da cabine de comando da
perfuratriz.
A velocidade de extração da hélice está
diretamente relacionada com a pressão e o
sobreconsumo de concreto, de forma que
não haja vazios entre a retirada da hélice
do terreno e seu preenchimento com
concreto, evitando-se assim possíveis
estrangulamentos ou seccionamentos do
fuste da estaca.
O slump e slump flow do concreto é
fundamental para garantir uma correta
injeção e posteriormente permitira a
introdução da armadura.
TABELA DE ABATIMENTO DE
CONCRETO
São recomendados os abatimentos abaixo
em função do comprimento da armadura:
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"L" Comprimentodaarmação (m) Valormínimoslump (cm)
L<3,00 20
3,00<L>6,00 22
6,00<L>9,00 24
9,00<L>12,00 26
ABATIMENTODECONCRETOPARAESTACAHÉLICECONTÍNUA
Tabela 2 - Abatimento do concreto “slump”
Durante o processo de concretagem e a
medida que o trado é retirado do furo, dá-
se início a limpeza do mesmo que
comumente é executado, manualmente
com a ajuda de um operário, que faz a
limpeza com o auxílio de enxada.
,
É fundamental a execução desta limpeza
para garantir inclusive a segurança dos
operários 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 é retirado
das laterais do furo com o auxílio da pá-
carregadeira expondo-se assim a estaca
completamente preenchida por concreto.
Figura 3 - Limpeza do trado. “Manualmente”
Montes claros, (MG).
Introdução da Armadura: A armadura
deve ser introduzida no interior da estaca,
imediatamente após a concretagem. A
armadura é em forma de gaiola, com sua
extremidade inferior afunilada e enrijecida,
isto facilita a introdução da armadura no
fuste.
No caso de estacas submetidas a
esforços transversais ou de tração e que
exigem o uso de gaiolas longas, deve-se
preferir o uso de espirais em substituição
aos estribos e evitar emendas por
transpasse. Essas gaiolas devem ser
suficientemente rígidas para permitir a sua
introdução no concreto, por gravidade
para gaiolas até 12 m e pilão ou vibração
para gaiolas até 19 m.
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A colocação da armadura, é feita
por gravidade, vibração ou com auxílio da
pá-carregadeira. A figura 4, mostra a
introdução da armadura por gravidade.
Figura 4 - Introdução da armadura.
PREPARO DA CABEÇA DE LIGAÇÃO
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 demolição do comprimento e
recompô-lo até a cota de arrasamento. O
material a ser utilizado na recomposição
das estacas deve apresentar resistência não
inferior à do concreto da estaca.
O equipamento utilizado na demolição,
pode ser o ponteiro ou martelete leve,
para seções de até 900 cm². O acabamento
no topo das estacas demolidas, deve ser
sempre executado com ferramentas de
corte apropriada.
CONTROLE EXECUTIVO
A execução da estaca hélice contínua, é
monitorada através de sensores que estão
instalados na perfuratriz. Seu
monitoramento é feito eletronicamente.
Pelo menos 1% das estacas, e no mínimo
uma por obra, deve ser exposta abaixo da
cota de arrasamento e, se possível, até o
nível d’água, para verificação de sua
integridade e qualidade do fuste.
LIMITES ACEITÁVEIS DE
EXCENTRICIDADE DE EXECUÇÃO
Face as características executivas dos
diversos tipos de fundações,
excentricidades são inevitáveis. Quando
forem projetadas estacas do tipo hélice
contínua isoladas, elas devem ser
estruturalmente dimensionadas para
suportar todas as excentricidades das
cargas aplicadas e também excentricidades
executivas previamente estimadas cujo
valor dependa de cada tipo de estaca ou
equipamento. Devem ser verificados os
deslocamentos e tensões horizontais no
solo.
ELEMENTOS ISOLADOS OU
ALINHADOS
Para estacas hélice contínua de qualquer
dimensão, é aceitável, sem qualquer
correção adicional, um desvio entre o eixo
da estaca e o ponto de aplicação da
resultante das solicitações do pilar de 10%
da menor dimensão da estaca.
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CONJUNTO DE ESTACAS
São toleradas, em estacas hélice
contínua, sem necessidade de correção,
excentricidades de até 10% do diâmetro
das estacas do conjunto. Aceita-se sem
correção um acréscimo de até 15% sobre
a carga admissível ou carga resistente de
projeto.
DESAPRUMO DE ESTACAS
Não há necessidade de verificação de
estabilidade e resistência, nem de medidas
corretivas para desvio de execução das
estacas hélice contínua, em relação ao
projeto, menores que 1/100.
MONITORAMENTO DAS ESTACAS
O monitoramento computadorizado, é
alimentado eletricamente pela bateria do
equipamento, com mostrador digital
instalado na cabine do operador e sensores
colocados na máquina que informam todos
os dados de execução da estaca como, a
profundidade na ponta do trado em
relação ao nível do terreno, velocidade de
rotação, torque, inclinação da torre,
pressão de concreto, volume e sobre
consumo.
Os parâmetros indicados no mostrador
digital são registrados em um elemento de
memória e transferidos a um
microcomputador, através de um drive
especial, para aplicação do “software” que
imprime o relatório da estaca, com todos
os dados obtidos no campo e desenha o
perfil provável da estaca.
Figura 5 - Folha de Controle de execução de estaca
hélice contínua “Monitorada”
Fonte AP&L geotecnia e fundações
CAPACIDADE DE CARGA
ESTRUTURAL
Descrição Unid
Diâmetro Cm 30 35 40 50 60 70 80
CargaAdimísivelEstrutural ton 45 60 80 130 180 240 320
DistânciaMínimoentreEixos Pro. cm 75 90 100 130 150 175 200
ÁreadeSeção cm² 706 962 1257 1963 2827 3848 5027
Perímetro cm 95 110 125 157 188 220 251
CARACTERÍSTICASDAESTACAHÉLICECONTÍNUA
Características
Tabela 3 - Característica da Hélice Contínua.
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RECOMENDAÇÕES
A capacidade de carga informada nas
tabelas de capacidade refletem apenas a
capacidade estrutural da estaca.
É fundamental ao projeto de fundações o
comportamento geotécnico da fundação e
sua interação estaca-solo. Dessa forma, a
capacidade de carga de uma estaca
depende do tipo de solo, seus diâmetros e
profundidade.
A interação solo-estaca pode ser obtida
através de métodos semi-empiricos de
previsão de capacidade de carga de estaca
a partir de parâmetros correlacionados
com o Nspt obtidos através das
sondagens, e de forma direta com o uso de
prova de cargas estáticas.
REFERÊNCIAS
NBR-6122:2010. Projeto e Execução de
Fundações.
NBR-6118:2014, Projeto de estrutura
de concreto - Procedimento.
NBR-5738, Concreto- Procedimentos
para moldagem e cura de corpos-de-
prova.
NBR-5739, Concreto- Ensaios de
compressão de corpos de prova cilíndrico.
NBR NM 67, Concreto- Determinação da
consistência pelo abatimento do tronco de
cone.
NBR-6484, Solo- Sondagem de simples
reconhecimento com SPT- Método de
ensaio.
NBR- 6489, Prova de carga direta sobre
terreno de fundação- Procedimentos.
NBR-13208, Estacas - Ensaios de
carregamentos dinâmicos.
HACHICH, W.; FALCONI, F.F; LUIZ,
J.S.; FROTA, R.F.Q.; CARVALHO, C.S.;
NIYAMA, S. – Fundações Teoria e
Prática, p. 345-348 (estaca tipo hélice
contínua)2 ° edição, São Paulo, 1998.
VELLOSO, D.A.; LOPES, F.R.-
Fundações Profundas, p. 272-275, v. 2
nova edição, São Paulo: Oficina de
Textos,2010.
ABEF – Manual de especificações de
produtos e procedimentos ABEF. São
Paulo: PINI, 2004, 3° edição.
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Contínua: www.apl.eng.br/helice
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Sondagem Percussão:
www.apl.eng.br/percussao
AP&L Geotecnia e Fundações –
Sondagem Mista e Rotativa:
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Metodologia Executiva das estacas Hélice Contínua Monitoradas e referencial normativo.

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  • 2. www.apl.eng.br AP&L Geotecnia e Fundações Av. Américo Martins, 70 – Bairro Jaraguá – Montes Claros/MG – CEP. 39.404-845 – Fone: 0800-033-0119 R.T. Eng. Geotécnico Prof. Edgar Pereira Filho Cimento: Sem adição de escoria, utiliza-se o cimento CPII, NBR 5735. Concreto: Classe 20, mínimo, ou conforme projeto, e em função da classe ambiental; slump (22±2) cm, slump flow 48 cm a 53 cm, fator água/cimento entre 0,53 a 0,56, consumo mínimo de cimento 400 kg/m³, exsudação 1,0%, teor de ar incorporado 4,5 %, início de pega 3,0 horas, NBR 6118/ 8953/ 7212/ 5738/ 5738, NB 67. Não se pode adotar pó-de-pedra, nos agregados. O consumo de cimento por m³ de concreto não deve ser inferior a 400 quilos. O recomendável é adotar cimentos sem adição de escória de alto forno e especificamente adote o cimento CPIII. A utilização de finos no traço, dever ser no mínimo de 650 kg/m³, sendo que destes ao menos 400 kg/m³ de material cimentício. PROCESSO EXECUTIVO Locação: A locação de cada estaca é feita no terreno, com um pequeno furo preenchido com areia e piquete locado dentro dele. O preenchimento do furo com areia se faz necessário devido ao grande tráfego de equipamentos que invariavelmente derrubam os piquetes não enterrados. Pode-se observar em foto a materialização do piquete no terreno. Figura 1 – Locação do centro da estaca para perfuração. Perfuração: O equipamento de escavação para estaca hélice contínua deve ser posicionado e nivelado para assegurar a centralização e verticalidade da estaca. O diâmetro do trado contínuo deve ser verificado para assegurar as premissas de projeto. A haste de perfuração é constituída por uma hélice espiral solidarizada a um tubo central. A hélice é responsável pela retirada de solo, sendo dotada de dentes na extremidade inferior que facilita a penetração no solo. A entrada de solo ou água no tubo central é impedida por uma tampa perdida localizada na extremidade da haste tubular. A tampa é expulsa ao iniciar a concretagem, sendo possível a sua eventual recuperação.
  • 3. www.apl.eng.br AP&L Geotecnia e Fundações Av. Américo Martins, 70 – Bairro Jaraguá – Montes Claros/MG – CEP. 39.404-845 – Fone: 0800-033-0119 R.T. Eng. Geotécnico Prof. Edgar Pereira Filho Não é recomendável que se execute uma estaca próxima a outra recentemente concluída, pois durante a injeção de concreto sob pressão pode haver ruptura do solo entre as elas. Não é recomendado a execução das estacas com distancia inferior a cinco diâmetro com tempo inferior a 12 horas. Esta distância refere-se a estaca de maior diâmetro. A perfuração é executada de modo contínuo, e a retirada do solo aprisionado nas hélices só ocorre no processo de concretagem. Mantendo-se a estabilidade das paredes laterais em solos não coesivos. O contato com a água em terrenos com lençol freático é impedido pela tampa perdida na extremidade do tubo central. Figura 2 - Fase de Perfuração- Montes Claros(MG) Concretagem: Depois da chegada do trado na profundidade estabelecida em projeto, é iniciada a fase de concretagem. O concreto é bombeado pelo interior da haste de forma simultânea a retirada do trado. Com a pressão do concreto a tampa existente na ponta da haste é expulsa, iniciando o preenchimento do furo escavado. A hélice é retirada pelo equipamento lentamente, sem rotação. A concretagem pode ser feita com rotação, desde que o trado gire no mesmo sentido da perfuração. O concreto sempre é injetado com pressão positiva. Esta pressão garante a continuidade e integridade da estaca. Todo o procedimento é monitorado com computador de bordo, feito pelo operador de dentro da cabine de comando da perfuratriz. A velocidade de extração da hélice está diretamente relacionada com a pressão e o sobreconsumo de concreto, de forma que não haja vazios entre a retirada da hélice do terreno e seu preenchimento com concreto, evitando-se assim possíveis estrangulamentos ou seccionamentos do fuste da estaca. O slump e slump flow do concreto é fundamental para garantir uma correta injeção e posteriormente permitira a introdução da armadura. TABELA DE ABATIMENTO DE CONCRETO São recomendados os abatimentos abaixo em função do comprimento da armadura:
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