universidade tuiuti do parana fabio luis heiss...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANA
Fabio Luis Heiss
MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS
DO TIPO HELICE CONTiNUA
Trabalho de Conclusao de CursQ apresenlado ao
Curso de P6s-Gradu8980 em Patalogia nas Obras
Civis da Universidade Tuiuti do Parana como
requisito para obtenrao do titulo de Especialista
em Patologias das Obras eivis
Professor Orientador Luis Cesar De Luca MSc
lt
Curitiba - PR
2008
LlSTA DE FIGURAS
LlSTA DE TABELAS
LlSTA DE SiMBOLOS
RESUMO
1 INTRODUltAO
11 JUSTIFICATIVA
12 PROBLEMA DE PESOUISA
13 OBJETIVOS
131 Objetivo Geral
132 Objetivos Especifieos
14 PROCEDIMENTOS METODOLOGICOS
15 APRESENTAltAO DO TRABALHO
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
21 DEFINIltAO
22 HISTORICO
23 EOUIPAMENTOS E APLlCAltOES
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
241 Perfuraao
242 Coneretagem
243 Coloeaao da armaao
244 Preparo da eabea da estaea
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
251 Adequaao
252 Segurana
SUMARIO
6
10
11
12
13
13
14
14
14
15
15
15
17
17
17
18
23
24
24
25
29
32
32
32
253 Velocidade
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
33
33
34
36
254 Economia
26 CAPACIDADE DE CARGA
2611 Metodo Decourt-Quaresma 36
2612 Metodo Antunes e Cabral 39
392613 Metodo de Alonso
3 MANIFESTArOES PATOLOGICAS EM ESTACAS HELICE CONTiNUA 42
31 PATOLOGIAS DO CONCRETO
32 EXCENTRICIDADE
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTINUA
42
48
49
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE 49
35 ARMADURA 52
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE 57
41 EXAME DE INTEGRIDADE 57
411 Exame de fuste 57
412 Sondag em rotativa 58
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester) 59
414 Prova de Carga Estiltica 62
415 Prova de carga a tra9ao 65
416 Prova de carga a compressao 66
417 Prova de carga transversal 67
418 Ensaio dinamico au prova de carga dinamica 67
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
5 CONSIDERAltOES FINAlS E RECOMENDAltOES PARA FUTUROS
TRABALHOS 74
71
51 CONSIDERAltOES FINAlS
52 RECOMENDAltOES PARA FUTUROS TRABALHOS
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
74
75
76
78
LlSTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HtLlCE CONTINUA MONITORADA 18
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FIGURA 3 - GRAFICA DE CONTROlE DE CADA ESTACA
19
20
FIGURA 4 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
COM TIRANTES 21
FIGURA 5 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
SEM TIRANTES 21
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE 22
FIGURA 7 - FASES DA EXECU9Ao DA ESTACA HtLlCE CONTiNUA 23
FIGURA 8 - COlCA9AO DE ARMADURA MANUAlMENTE COM A9AO DA
GRAVIDADE
FIGURA 9 - INTRODU9AO DE ARMADURA COM PILAo
FIGURA 10 - DETAlHES DAARMADURA
FIGURA 11 - FAl TA DE LlMPEZA NA CABE9A DA ESTACA
26
28
29
30
FIGURA 12 - CABE9A DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER 0 BlOCO 30
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA 31
FIGURA 14 - FATOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUTORES 35
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA 36
FIGURA 16 - SEGREGA9AO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO 42
FIGURA 17 - DETAlHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST) 43
FIGURA 18 - EXSUDA9Ao NO TOPO DA ESTACA RECtM-EXECUTADA 43
ENDURECIDO 44
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO 45
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIAA 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA 45
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZAltAO DOS AGREGADOS 46
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMAltAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO
CONSTATAltAO DE MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS
PRIMEIROS 15M A PARTIR DO TOPO
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVAltAo DO PIQUETE
46
48
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURA
VlsivEL 49
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA 50
FIGURA 28 - EXECUltAO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
52
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA 53
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA 53
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAo CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA
DE ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
M
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SEltAO CIRCULAR E
RETANGULAR (B) POSIltAO INCORRETA (C) AUSENCIA DE
ARMADURA DE FRETAGEM 55
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO 56
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRATGRIO 58
FIGURA 35 - EXTRAltAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS 58
FIGURA 36 - ILUSTRAltAo DO ENSAIO PIT
FIGURA 37 - EXECUltAO DO ENSAIO PIT
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAo DO FUSTE
59
60
61
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURA
APARENTE 61
FIGURA 40 - TRAJETGRIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALQUE) 63
FIGURA 41 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
TIRANTES 64
FIGURA 42 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES 64
FIGURA 43 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS 65
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CARGA 66
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA 67
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA 68
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA 69
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK 70
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA 70
FIGURA 50 - SEltAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
LlSTA DE FIGURAS
LlSTA DE TABELAS
LlSTA DE SiMBOLOS
RESUMO
1 INTRODUltAO
11 JUSTIFICATIVA
12 PROBLEMA DE PESOUISA
13 OBJETIVOS
131 Objetivo Geral
132 Objetivos Especifieos
14 PROCEDIMENTOS METODOLOGICOS
15 APRESENTAltAO DO TRABALHO
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
21 DEFINIltAO
22 HISTORICO
23 EOUIPAMENTOS E APLlCAltOES
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
241 Perfuraao
242 Coneretagem
243 Coloeaao da armaao
244 Preparo da eabea da estaea
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
251 Adequaao
252 Segurana
SUMARIO
6
10
11
12
13
13
14
14
14
15
15
15
17
17
17
18
23
24
24
25
29
32
32
32
253 Velocidade
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
33
33
34
36
254 Economia
26 CAPACIDADE DE CARGA
2611 Metodo Decourt-Quaresma 36
2612 Metodo Antunes e Cabral 39
392613 Metodo de Alonso
3 MANIFESTArOES PATOLOGICAS EM ESTACAS HELICE CONTiNUA 42
31 PATOLOGIAS DO CONCRETO
32 EXCENTRICIDADE
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTINUA
42
48
49
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE 49
35 ARMADURA 52
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE 57
41 EXAME DE INTEGRIDADE 57
411 Exame de fuste 57
412 Sondag em rotativa 58
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester) 59
414 Prova de Carga Estiltica 62
415 Prova de carga a tra9ao 65
416 Prova de carga a compressao 66
417 Prova de carga transversal 67
418 Ensaio dinamico au prova de carga dinamica 67
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
5 CONSIDERAltOES FINAlS E RECOMENDAltOES PARA FUTUROS
TRABALHOS 74
71
51 CONSIDERAltOES FINAlS
52 RECOMENDAltOES PARA FUTUROS TRABALHOS
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
74
75
76
78
LlSTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HtLlCE CONTINUA MONITORADA 18
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FIGURA 3 - GRAFICA DE CONTROlE DE CADA ESTACA
19
20
FIGURA 4 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
COM TIRANTES 21
FIGURA 5 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
SEM TIRANTES 21
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE 22
FIGURA 7 - FASES DA EXECU9Ao DA ESTACA HtLlCE CONTiNUA 23
FIGURA 8 - COlCA9AO DE ARMADURA MANUAlMENTE COM A9AO DA
GRAVIDADE
FIGURA 9 - INTRODU9AO DE ARMADURA COM PILAo
FIGURA 10 - DETAlHES DAARMADURA
FIGURA 11 - FAl TA DE LlMPEZA NA CABE9A DA ESTACA
26
28
29
30
FIGURA 12 - CABE9A DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER 0 BlOCO 30
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA 31
FIGURA 14 - FATOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUTORES 35
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA 36
FIGURA 16 - SEGREGA9AO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO 42
FIGURA 17 - DETAlHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST) 43
FIGURA 18 - EXSUDA9Ao NO TOPO DA ESTACA RECtM-EXECUTADA 43
ENDURECIDO 44
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO 45
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIAA 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA 45
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZAltAO DOS AGREGADOS 46
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMAltAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO
CONSTATAltAO DE MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS
PRIMEIROS 15M A PARTIR DO TOPO
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVAltAo DO PIQUETE
46
48
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURA
VlsivEL 49
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA 50
FIGURA 28 - EXECUltAO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
52
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA 53
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA 53
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAo CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA
DE ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
M
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SEltAO CIRCULAR E
RETANGULAR (B) POSIltAO INCORRETA (C) AUSENCIA DE
ARMADURA DE FRETAGEM 55
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO 56
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRATGRIO 58
FIGURA 35 - EXTRAltAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS 58
FIGURA 36 - ILUSTRAltAo DO ENSAIO PIT
FIGURA 37 - EXECUltAO DO ENSAIO PIT
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAo DO FUSTE
59
60
61
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURA
APARENTE 61
FIGURA 40 - TRAJETGRIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALQUE) 63
FIGURA 41 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
TIRANTES 64
FIGURA 42 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES 64
FIGURA 43 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS 65
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CARGA 66
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA 67
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA 68
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA 69
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK 70
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA 70
FIGURA 50 - SEltAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
253 Velocidade
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
33
33
34
36
254 Economia
26 CAPACIDADE DE CARGA
2611 Metodo Decourt-Quaresma 36
2612 Metodo Antunes e Cabral 39
392613 Metodo de Alonso
3 MANIFESTArOES PATOLOGICAS EM ESTACAS HELICE CONTiNUA 42
31 PATOLOGIAS DO CONCRETO
32 EXCENTRICIDADE
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTINUA
42
48
49
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE 49
35 ARMADURA 52
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE 57
41 EXAME DE INTEGRIDADE 57
411 Exame de fuste 57
412 Sondag em rotativa 58
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester) 59
414 Prova de Carga Estiltica 62
415 Prova de carga a tra9ao 65
416 Prova de carga a compressao 66
417 Prova de carga transversal 67
418 Ensaio dinamico au prova de carga dinamica 67
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
5 CONSIDERAltOES FINAlS E RECOMENDAltOES PARA FUTUROS
TRABALHOS 74
71
51 CONSIDERAltOES FINAlS
52 RECOMENDAltOES PARA FUTUROS TRABALHOS
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
74
75
76
78
LlSTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HtLlCE CONTINUA MONITORADA 18
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FIGURA 3 - GRAFICA DE CONTROlE DE CADA ESTACA
19
20
FIGURA 4 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
COM TIRANTES 21
FIGURA 5 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
SEM TIRANTES 21
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE 22
FIGURA 7 - FASES DA EXECU9Ao DA ESTACA HtLlCE CONTiNUA 23
FIGURA 8 - COlCA9AO DE ARMADURA MANUAlMENTE COM A9AO DA
GRAVIDADE
FIGURA 9 - INTRODU9AO DE ARMADURA COM PILAo
FIGURA 10 - DETAlHES DAARMADURA
FIGURA 11 - FAl TA DE LlMPEZA NA CABE9A DA ESTACA
26
28
29
30
FIGURA 12 - CABE9A DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER 0 BlOCO 30
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA 31
FIGURA 14 - FATOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUTORES 35
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA 36
FIGURA 16 - SEGREGA9AO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO 42
FIGURA 17 - DETAlHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST) 43
FIGURA 18 - EXSUDA9Ao NO TOPO DA ESTACA RECtM-EXECUTADA 43
ENDURECIDO 44
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO 45
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIAA 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA 45
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZAltAO DOS AGREGADOS 46
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMAltAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO
CONSTATAltAO DE MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS
PRIMEIROS 15M A PARTIR DO TOPO
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVAltAo DO PIQUETE
46
48
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURA
VlsivEL 49
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA 50
FIGURA 28 - EXECUltAO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
52
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA 53
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA 53
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAo CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA
DE ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
M
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SEltAO CIRCULAR E
RETANGULAR (B) POSIltAO INCORRETA (C) AUSENCIA DE
ARMADURA DE FRETAGEM 55
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO 56
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRATGRIO 58
FIGURA 35 - EXTRAltAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS 58
FIGURA 36 - ILUSTRAltAo DO ENSAIO PIT
FIGURA 37 - EXECUltAO DO ENSAIO PIT
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAo DO FUSTE
59
60
61
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURA
APARENTE 61
FIGURA 40 - TRAJETGRIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALQUE) 63
FIGURA 41 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
TIRANTES 64
FIGURA 42 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES 64
FIGURA 43 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS 65
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CARGA 66
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA 67
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA 68
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA 69
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK 70
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA 70
FIGURA 50 - SEltAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
51 CONSIDERAltOES FINAlS
52 RECOMENDAltOES PARA FUTUROS TRABALHOS
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
74
75
76
78
LlSTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HtLlCE CONTINUA MONITORADA 18
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FIGURA 3 - GRAFICA DE CONTROlE DE CADA ESTACA
19
20
FIGURA 4 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
COM TIRANTES 21
FIGURA 5 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
SEM TIRANTES 21
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE 22
FIGURA 7 - FASES DA EXECU9Ao DA ESTACA HtLlCE CONTiNUA 23
FIGURA 8 - COlCA9AO DE ARMADURA MANUAlMENTE COM A9AO DA
GRAVIDADE
FIGURA 9 - INTRODU9AO DE ARMADURA COM PILAo
FIGURA 10 - DETAlHES DAARMADURA
FIGURA 11 - FAl TA DE LlMPEZA NA CABE9A DA ESTACA
26
28
29
30
FIGURA 12 - CABE9A DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER 0 BlOCO 30
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA 31
FIGURA 14 - FATOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUTORES 35
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA 36
FIGURA 16 - SEGREGA9AO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO 42
FIGURA 17 - DETAlHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST) 43
FIGURA 18 - EXSUDA9Ao NO TOPO DA ESTACA RECtM-EXECUTADA 43
ENDURECIDO 44
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO 45
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIAA 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA 45
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZAltAO DOS AGREGADOS 46
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMAltAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO
CONSTATAltAO DE MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS
PRIMEIROS 15M A PARTIR DO TOPO
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVAltAo DO PIQUETE
46
48
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURA
VlsivEL 49
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA 50
FIGURA 28 - EXECUltAO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
52
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA 53
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA 53
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAo CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA
DE ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
M
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SEltAO CIRCULAR E
RETANGULAR (B) POSIltAO INCORRETA (C) AUSENCIA DE
ARMADURA DE FRETAGEM 55
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO 56
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRATGRIO 58
FIGURA 35 - EXTRAltAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS 58
FIGURA 36 - ILUSTRAltAo DO ENSAIO PIT
FIGURA 37 - EXECUltAO DO ENSAIO PIT
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAo DO FUSTE
59
60
61
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURA
APARENTE 61
FIGURA 40 - TRAJETGRIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALQUE) 63
FIGURA 41 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
TIRANTES 64
FIGURA 42 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES 64
FIGURA 43 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS 65
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CARGA 66
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA 67
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA 68
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA 69
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK 70
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA 70
FIGURA 50 - SEltAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
LlSTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HtLlCE CONTINUA MONITORADA 18
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FIGURA 3 - GRAFICA DE CONTROlE DE CADA ESTACA
19
20
FIGURA 4 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
COM TIRANTES 21
FIGURA 5 - APLlCA9AO DE ESTACAS HtLlCE CONTiNUA COMO CONTEN9AO
SEM TIRANTES 21
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE 22
FIGURA 7 - FASES DA EXECU9Ao DA ESTACA HtLlCE CONTiNUA 23
FIGURA 8 - COlCA9AO DE ARMADURA MANUAlMENTE COM A9AO DA
GRAVIDADE
FIGURA 9 - INTRODU9AO DE ARMADURA COM PILAo
FIGURA 10 - DETAlHES DAARMADURA
FIGURA 11 - FAl TA DE LlMPEZA NA CABE9A DA ESTACA
26
28
29
30
FIGURA 12 - CABE9A DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER 0 BlOCO 30
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA 31
FIGURA 14 - FATOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUTORES 35
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA 36
FIGURA 16 - SEGREGA9AO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO 42
FIGURA 17 - DETAlHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST) 43
FIGURA 18 - EXSUDA9Ao NO TOPO DA ESTACA RECtM-EXECUTADA 43
ENDURECIDO 44
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO 45
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIAA 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA 45
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZAltAO DOS AGREGADOS 46
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMAltAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO
CONSTATAltAO DE MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS
PRIMEIROS 15M A PARTIR DO TOPO
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVAltAo DO PIQUETE
46
48
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURA
VlsivEL 49
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA 50
FIGURA 28 - EXECUltAO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
52
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA 53
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA 53
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAo CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA
DE ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
M
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SEltAO CIRCULAR E
RETANGULAR (B) POSIltAO INCORRETA (C) AUSENCIA DE
ARMADURA DE FRETAGEM 55
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO 56
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRATGRIO 58
FIGURA 35 - EXTRAltAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS 58
FIGURA 36 - ILUSTRAltAo DO ENSAIO PIT
FIGURA 37 - EXECUltAO DO ENSAIO PIT
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAo DO FUSTE
59
60
61
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURA
APARENTE 61
FIGURA 40 - TRAJETGRIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALQUE) 63
FIGURA 41 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
TIRANTES 64
FIGURA 42 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES 64
FIGURA 43 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS 65
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CARGA 66
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA 67
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA 68
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA 69
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK 70
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA 70
FIGURA 50 - SEltAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
ENDURECIDO 44
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO 45
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIAA 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA 45
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZAltAO DOS AGREGADOS 46
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMAltAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO
CONSTATAltAO DE MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS
PRIMEIROS 15M A PARTIR DO TOPO
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVAltAo DO PIQUETE
46
48
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURA
VlsivEL 49
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA 50
FIGURA 28 - EXECUltAO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
52
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA 53
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA 53
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAo CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA
DE ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
M
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SEltAO CIRCULAR E
RETANGULAR (B) POSIltAO INCORRETA (C) AUSENCIA DE
ARMADURA DE FRETAGEM 55
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO 56
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRATGRIO 58
FIGURA 35 - EXTRAltAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS 58
FIGURA 36 - ILUSTRAltAo DO ENSAIO PIT
FIGURA 37 - EXECUltAO DO ENSAIO PIT
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAo DO FUSTE
59
60
61
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURA
APARENTE 61
FIGURA 40 - TRAJETGRIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALQUE) 63
FIGURA 41 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
TIRANTES 64
FIGURA 42 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES 64
FIGURA 43 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS 65
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CARGA 66
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA 67
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA 68
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA 69
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK 70
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA 70
FIGURA 50 - SEltAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
M
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SEltAO CIRCULAR E
RETANGULAR (B) POSIltAO INCORRETA (C) AUSENCIA DE
ARMADURA DE FRETAGEM 55
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO 56
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRATGRIO 58
FIGURA 35 - EXTRAltAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS 58
FIGURA 36 - ILUSTRAltAo DO ENSAIO PIT
FIGURA 37 - EXECUltAO DO ENSAIO PIT
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAo DO FUSTE
59
60
61
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURA
APARENTE 61
FIGURA 40 - TRAJETGRIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALQUE) 63
FIGURA 41 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
TIRANTES 64
FIGURA 42 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES 64
FIGURA 43 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS 65
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CARGA 66
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA 67
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA 68
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA 69
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK 70
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA 70
FIGURA 50 - SEltAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
FIGURA 50 - SEltAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA 73
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
10
LlSTA DE TABELAS
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006) 22
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARAARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998) 28
TABELA 3 - VALORES DE C( E P (1996) 38
TABELA 4 - VALORES DE p E p (ANTUNES E CABRAL 1996) 39
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
11
LlSTA DE SiMBOLOS
HV - relayeo entre medida horizontal e medida vertical
Fck - resistencia caracteristica a compressao do concreto
0- diametro
rl - atrto lateral
N - numero de golpes do ensaio SPT
Rp - resistemcia de ponta
Np - media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca
PR - carga de ruptura
PP - parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL - parcela de carga resistida par atrito lateral ao longo do fuste da estaca
P - carga admissivel
rp - resistencia de ponta
f - adeseo calculada a partir do torque maximo (em kgfm)
pound - penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Tmin(l) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho 80
medido para eima a partir da ponta da estaca
T min(2) - media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) para 0 trecho 3D
medido para baixo a partir da ponta da estaca
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
12
RESUMO
Este trabalho apresenta os principais conceitos sobre estacas do tipo helice
continua com a objetivo de urn entendimento geral deste tema para melhor
relacionarmos como as tecnicas executivas pod em originar manifestayoes
patol6gicas a este tipo de estaca e como poderemos identifica-Ias Para isso fo
realizada pesquisa em bibliografia espedfica como artigos teses livros
aprofundados neste tema narmas como tambem S8 levou em consideracao as boas
tecnicas executivas usadas em obra
Assim este material serve como tonte de consulta aDs responsaveis pela
executyao deste tipo de fundayao para que S8 tenha urn melhor contrale da
qualidade do servico prestado evitando a ocorrencia de manifestac5es patol6gicas a
estacas do tipo helice continua
Palavras-Chave funda90es estacas manifesta90es pato6gicas
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
1 INTRODU~AO
13
A tematica principal deste trabalha sao as patalagias referentes a execugao
de estacas tipo he lice continua objetivando levantar as agentes que possam
interierir no desempenho destas estacas no intuito de S8 abter uma fundaryao
segura atingindo a capacidade de carga a ela impasta Pretende este trabalha trilhar
pelos aspectos mais relevantes ja explorados pela bibliografia consagrada
Serao abordados neste trabalho a definigEio deste tipo de estaca
equipamentos necessarios para a sua execug8o aplicaryoes metodos de execu98o
vantagens desvantagens capacidade de carga patologias e ensaios referentes ao
tipo de estaca de helice continua para maior qualidade deste tipo de fundacao
As estacas helice continua introduzidas no Brasil em 1987 tiveram uma
utiliza9210 crescente nos ultimos anos Os estudos do comportamento dessas
estacas tem crescido na mesma proporlt8o com a realizalt8o de inumeras provas de
carga e de eventos tecnicos especificos tratando desse assunto Historicamente
apos passados duas decadas da introdultao da estaca tipo helice-continua
persistem certos questionamentos ace rca do projeto execultao controle e
resultados
11 JUSTIFICATIVA
A escolha deste tema deveu-se a pretensao de se extinguir os problemas
de manifestaltoes patologicas referentes a execultao da estaca tipo helice continua
ja que este tipo de estaca pode ser utilizado em terrenos de baixa resistencia ou
submersos possibilita a execu9ao de estacas proximas a predios vizinhos nao
causando a descompressao do terreno ruidos e vibraltoes
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
14
Oferece maior s8guranC8 e maiores capacidades de carga e possibilita
centrar 0 eixo da perfuray80 sabre 0 pilar com precisao milimetrica 0 que elimina
solie ita goes adicionais naD previstas permite operar em qualquer superficie de solo
requerendo pequenos espagos para manobras
o equipamento permite maior velocidade reduz as preocupacoes do
construtor na administracc3o da compra de materiais e centrale do preparo do
concreto para fundac6es A velocidade de escavacao e a concretagem imediata sob
pressao evita a desestruturacao do solo pelo alivio de tensoes
A velocidade diminui as custos e e mais barata do que as similares
executadas usanda processos convencionais principalmente em solos submersos
tambem dispensa 0 usa de lama bentonitica para a concretagem nas estacas
submersas
Sao muitas as vantagens referentes a esse tipo de estaca e deve~se tomar
conhecimento de suas principais manifesta(oes patol6gicas para uma perfeila
execwao
12 PROBLEMA DE PESQUISA
Quais sao as manifestafoes patol6gica nas estacas tipo helice continua
130BJETIVOS
131 Objetivo Geral
Identificar todas as manifestafoes patol6gicas em estacas helice continua
observando a relafao entre os processos executivos e a palologia relacionado e
eles
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
15
132 Objetivos Especificos
bull Identificar os procedimentos executivos que geram manifestaltoes patol6gicas em
estacas tipo helice continua
bull Levantar ensaios para a identific8ltElO das manifestaltoes patol6gicas em estacas
tipo helice continua
14 PROCEDIMENTOS METODOL6GICOS
A pesquisa e notoriamente explorat6ria e tambem S8 enquadra nos
prop6sitos definidos pelas pesquisas descritivas e explicativas pois ha variaveis de
monitoramento assim como universe amostral definido e tambem par S8 tratar de
uma pesquisa sem 0 objetivo de justificar as raz6es pelas quais as tecnicas foram
aplicadas
Sao importantes e imprescindiveis as estudos baseados em ]ivres trabalhos
cientificos visando 0 embasamento da pesquisa 0 trabalho sera baseado
exclusivamente em funltao de publicaltoes documentos impressos e manuscritos
devido a necessidade de observaltoes de campo relatorio fotografico analise
documental entre outros Desta forma a pesquisa bibliogratica e documental se
adequa aos objetivos definidos
15 APRESENTACAo DO TRABALHO
Alem deste primeiro capitulo 0 capitulo 2 trata do tema estacas helice
continua apresentando sua definiltao historico equipamentos aplicaltoes
metodologia executiva vantagens desvantagens e a capacidade de carga destas
estacas
No capitulo 3 sao abordadas as manifestaltoes patol6gicas em estacas
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
16
helice continua
Ja 0 capitulo 4 apresenta os ensaios para 0 controle de qualidade das
estacas tipo helice continua para averiguar sua integridade
E par rim 0 capitulo 5 apresenta as considerac6es finais e as
recomendac6es para futuros trabalhos
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
17
2 ESTACAS HELICE CONTiNUA
Neste capitulo aborda-se definiy2lo das estacas helice continua as
equipamentos necessarios para sua execuy2lo a aplicayEio destas estacas os
metodos executiv~s suas vantagens desvantagens e capacidade de carga para
esse tipo de fundacao
21 DEFINItAO
A estaca tipo helice-continua tern side uma vantajosa alternativa para
obras de medic a grande porte que requerem rapidez versatilidade e minimizay80
dos impactos de vizinhanga comparada com Qutros tipos de estacas a percussao
A estaca helice continua e uma estaca de concreto moldada in loco
executada par meio de trada continuo au segmentado e injecao de concreto atraves
da haste central do trada simultaneamente a sua retirada do terreno
A haste de periurayao e composta por uma helice espiral solidarizada a um
tubo central equipada com bitz de vidia ou tungstenio na extremidade inferior que
possibilitam a sua penetrayao no terreno colocando-se a armayao ap6s a sua
concretagem (ALONSO 1998)
22 HIST6RICO
Foi desenvolvida nos EUA na decada de 80 foi difundida em toda Europa
e Japao e foi executada pela primeira vez no Brasil em 1987 com equipamentos
desenvolvidos aqui montados sob guindastes de esteiras com torque de 35KN e
helices com 275mm 350 e 425mm de diametro executando estacas de ate 15m de
profundidade
o mercado brasileiro fai invadido por maquinas europeias a partir da decada
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
18
de 90 principalmente da Italia com torque de 90KNm a mais de 200KNm diametros
de he lice de ate 1000mm executando estacas de ate 24m de profundidade
(HACHICH et ai 1998)
Hoje no mercado podemos encontrar equipamentos com capacidade para
executar estacas de ate 30m de profundidade
23 EQUIPAMENTOS E APLlCAcOES
o equipamento empregado pelas empresas para cravar a helice no terreno
e constituido de um guindaste de esteiras (Figura 1) sendo nele montada a torre
vertical de altura apropriada a profundidade da estaca equipada com guias par cnde
corre a mesa de rotaC2Io de acionamento hidraulico Os equipamentos disponiveis
permitem executar estacas de no maximo 30m de profundidade e inclinacc3o de ate
14 (HV)
Esses equipamentos destacam-se pela alta produtividade e versatilidade e
possuem todos as itens tecnol6gicos e operacionais das perfuratrizes de grande
porte
FIGURA 1 - EQUIPAMENTO DE HELICE CONTINUA MONITORADA
Fonte Exata Engenharia (2008)
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
19
Isento de vibrac6es e com baixo nivel de fulda executa trabalhos em locais
em difieil acesso au em obras internas com pe direito de 850m e com distancia
minima de O35cm da divisa ao eixo da estaca
Para S8 contralar a pressao de bombeamento do concreto a Fundesp
passui instrumento medidar digital que informa todos os dados de execuyao da
estaca tais como inclinaao da haste profundidade da perfuraao torque e
velocidade de rotacao da helice pressao de injecao perdas e consumo de concreto
Os parametres indicados no mostrador digital sao registractos e fornecidos a urn
microcomputador para aplicacao de software que imprime a relat6rio da estaca com
as informacoes obtidas no campo
Tem-se tambem 0 monitoramento por Micro Computador de bordo (figura 2)
que permite 0 registro em software e posterior impressao de relatorios
FIGURA 2 - MICRO COMPUTADOR DE BORDO
FONTE (BRASFOND 2006)
Este relat6rio contem 0 gratico de controle de cada estaca indicando a
inclinaao da haste profundidade de perfuraao pressao de injeao-vazao e
consumo de concreto velocidade de subida do trado desenho do provavel perfil da
estaca torque e velocidade de rota921o da helice datahorario de inicio e termino dos
servios executados (figura 3)
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
20
FIGURA 3 - GRAFICO DE CONTROLE DE CADA ESTACA
FONTE (PENNA et ai 1999)
As estacas tipo helice continua oferecem uma solwao tecnica e
economicamente interessante nos seguintes casas
Em centros urbanos pr6ximos a estruturas existentes escolas hospitais e
predios historicos par nao produzir disturbios ou vibrac6es e de nao causar
descompressao do terreno
Em obras industriais e conjuntos habitacionais onde em geral hi urn
grande numero de esta~as sem variar 0 diametro pela produtividade alcancada
Lembrando que a resisteuromcia de panta de uma e51aca varia de uma de grande
diametro para uma de menor diametro logo S8 tivermos muita variacc3ode secao em
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
21
uma obra a variaC8o de recalques proporcionara danos a estrutura (MILITITSKY
2005)
Como estrutura de contencao associado ou nao a tirantes protendidos
(figuras 4 e 5) pr6ximos a estruturas existentes desde que as esforcos transversa is
sejam compatlveis com as comprimentos de armaC8o permitidos respeitando as
fichas minimas
FIGURA 4 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
COM TIRANTES
FONTE Metro Linha 2 estayao Klabin Sao PauloSP (BRASFOND 2006)
FIGURA 5 - APLlCAltAO DE ESTACAS HELICE CONTiNUA COMO CONTENltAO
SEM TIRANTES
FONTE (HACHICH et ai 1998)
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
22
Outra aplicay80 das estacas helice continua e chamada de estaca secante
onde sao executadas uma ao lado da outra com uma certa sobreposiy80 formando
uma parede de contey80 continua estanque hidraulicamente (figura 6)
FIGURA 6 - PROJETO EM PLANTA DA ESTACA SECANTE
FONTE Execu9ao de fundayOes e conten90es em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
Devida a alta capacidade estrutural das estacas com pequenos diametros de
(25em a 50em) prolundidade de ate 20m e eargas de 20tonl a 10Otonl tornando-
S8 uma OP980 interessante quando comparado aDs metodos executivos de Qutras
estacas As caracterrsticas destas estacas podem ser obs8rvadas na tabela 1
TABELA 1 - CARACTERisTICAS NOMINAIS DAS ESTACAS (2006)
Descri~ao UN ValoresDiAmetro JS 40 50 60 70 0 90 100 110 120
Carga admfssfvel estlllural mfu(imaKN 600 00 1300 1800 2400 3200 4000 5000 6000 7000TI 60 eo 130 18 240 320 400 SOO 600 700
OislilllCia minima enlre eixos g) 00 lt30 15 175 200 225 250 275 300Dislilncla cixo-divisa 00 00 lt00 00 00 100 00 00 00 lt00Areadasec60lransversal om 962 1257 lt9 2827 38lt 5027 8362 7854 9498 1130
Perimello 110 lt26 157 88 220 2 283 3 345 376IolcllOlSdClltb~8crrarclercm-$c~scalgasadniss~-ejScJl1ocleI1( bullbull~()eSlrulUraltiIldoaCltlf9odoampgahwoGCfA6coad~lniAodaPfOUlddadtldaseslaaspillaquahaflawficienIClrlpound~IoM~9-sob
FONTE (BRASFOND bull 2006)
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
23
24 METODOLOGIA EXECUTIVA
As rases de execug03o da estaca tipo he lice continua sao periuragao
concretagem simultanea a extra gao da helice do terreno e colocacaoda armagao 0
prepare da cabeC8 da estaca naD faz parte da execuCY030da estaca mas sera
abordado neste trabalho por ser uma fase importante para 0 desempenho da estaca
As rases executivas poderao ser visualizadas na figura 7
FIGURA 7 - FASES DA EXECUltAO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
FONTE (ALONSO 1998)
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
24
241 Perfuraao
A perfura~aoconsiste em fazer a helice penetrar no terreno par meio de
torque apropriado para veneer a sua resistencia
A haste de perfuray80 e composta par uma halice espira1 solidarizada a urn
tuba central equipada com dentes na extremidade inferior que possibilitam a sua
penetrayc30 no terreno
A metodologia de perfurayao permite a sua execu9ao em terrenos coesivos
e arenasos na presen9a au nao do len901 freaticD e atravessa camadas de solos
resistentes com indices de STPs aeirna de 50 dependendo do tipo de equipamento
utilizado
A velocidade de perfuraao produz em media 250m por dia dependendo do
diametro da helice da profundidade e da resistEmcia do terreno
242 Concretagem
Alcanada a profundidade desejada 0 concreto e bombeado atraves do tuba
central preenchendo simultaneamente a cavidade deixada pela helice que e
extra ida do terreno sem girar au girando lentamente no mesmo sentido da
perfuratao
Segundo a ABEF (Associaao Brasileira de Empresas de Engenharia de
Fundatoes e Geotecnia) 0 concreto normalmente utllizado apresenta resistencia
caracteristica fck de 20 Mpa e bombeavel e composto de areia e pedriscos 0
consumo minima de cimenta e de 400 Kgm3 senda facultativa a utilizataa de
aditivos 0 cimento utilizada e a CP III sem aditaa de escoria
o abatimento ou Slump e mantido entre (22plusmn2)cm 0 slump flow e de 48 a
53 cm fator agua cimento entre 053 a 056 exsudaao S 10 teor de ar
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
25
incorporado ~ 15 e inicio de pega ~ 30 horas (Manual 2008) Normalmente e
utilizada bomba de concreto ligada aD equipamento de perfurayao atraves de
mangueira flexivel 0 preenchimento da estaca com concreto e normalmente
executado ate a superficie de trabalho sendo possivel 0 seu arrastamento abaixo da
superficie do terreno guardadas as precau90es quanta a estabilidade do furo no
trecho naD concretado e a colocayao da armayao
Para uma perfeita con creta gem e recomendado que se uma limpeza da
calda da rede de concretagem antes de S8 executar a prime ira estaca Ao final de
um dia de trabalho 0 cocho e limpo com aplicaao de 6leo Antes de se comear a
primeira estaca do dia seguinte a rede precisa ser Iubrificada para permitir uma
flueneia do concreto Para esta lubrificayao costuma-se misturar 2 sacos de cimento
(de 50 kg) em cerca de 200 I de agua (calda de lubrificaao) dentro do cocho Esta
calda se misturara com 0 61eo remanescente da limpeza do dia anterior Se a estaca
for de pequeno diametro (abaixo de 50 em) 0 volume par metro sera pequeno em
comparaao ao volume da calda de lubrificaao Se esta nao for lanada fora antes
de se inieiar a estaca na sua ponta pod era ficar parte desta calda que alem de ser
de baixa resistencia ainda possui resto de 6leo Por isso antes de se iniciar a
prime ira estaca 0 trado deve ser levantado e a seguir comeca-se a lancar a calda e
o concreto Quando toda a calda tiver sido lancada fora e estiver garantido de que
toda a rede ja esta com concreto interrompe-se 0 lancamento do mesmo tampa-se
o trado e inicia-se a perfuracao da estaca (e 0 que se chama Iimpeza de rede)
(VELLOSO 2000)
243 Colocaao da armaao
o metodo de execucao da estaca helice continua exige a colocacao da
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
26
armacao apos a sua concretagem
A armacao em forma de gaiola e introduzida na estaca par gravidade
(figura 8) au com a auxilia de um pilaa de pequena carga au vibradar
FIGURA 8 - COLOCAltAO DE ARMADURA MANUALMENTE COM AltAO DA
GRAVIDADE
FONTE (BRASFOND 20OS)
As estacas submetidas a esforlfos de compressao levam uma armayao no topa
em geral de 2 a 55m de comprimenta Embara a NBR 6122 permita naa armar as
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
neste tipo de estacas sempre se deve dispor de armadura recomenda-se um
minimo de 40125mm para estaeas de ate 40 em de diametro 6 0 16mm para 50
em 8 0 16mm para 60 e 70 em 6 0 20mm para 80 em 8 0 20m para 90 em e 10
o 20mm para 100cm de diametro 0 comprimento minima (abaixo da cota de
arrasamento) e de 3 m para as estacas com diametro de ate 50 cm e 5 m para as
demais
Em estacas com arrasamento profunda deve-se concretar ate as imedia90es
do nivel do terreno e a seguir instalar a armadura neste caso dotada de estribos
e enrijecida que sera instalada ate seu topo atingir 0 terreno e a seguir empurrada
pelo trado do equipamento (au outro procedimento similar) ate atingir a cota
espeeifieada no projeto (VELOSO 2000)
No caso de estacas submetidas a esfor90s transversais au de tra903o
somente sera passive I para comprimentos de arma90es de no maximo 16m em
fun9030 do metodo construtivo No caso de arma90es longas as gaiolas devem ser
constituidas de barras grossas e estribo espiral soldado na arma9030 longitudinal
para evitar a sua deforma9ao durante a introdu9ao no fuste da estaca
A armadura longitudinal deve ser adequadamente projetada de modo a ter peso e
rigidez compativeis com seu comprimento permitindo introdu9ao ao concreto A
introdu903o manual da armadura deve obedecer a requisitos acima mencionados
alem de utilizar concreto com abatimento minima de 22cm e diminuir ao maximo de
5 min a tempo entre a final da concretagem e a inicio da instala9ao da armadura
podendo-se introduzir nesse caso ate 12m de comprimento Acima deste
comprimento aconselha-se a usa de pilao (figura 9) sendo este mais eficiente que
vibradores reeomendados por normas internaeionais (ALONSO 1998)
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
28
FIGURA 9 - INTRODUltAO DE ARMADURA COM PILAO
CnrteA Disco mctMico
Pilao cilindrico-p 1000 kg
PNfil
FONTE (ALONSO 1998)
As bitolas sugeridas a estas estacas estao referidas na tabela 2 e 0 detalhe
da armadura com seus devidos recobrimentos e as espacadores utilizados neste
tipo de estaca bieD de sapato e sky podem ser observados na figura 10 a seguir
TABELA 2 - BITOLAS MiNIMAS PARA ARMADURAS COM MAIS DE 6M (1998)
DiamcTo da eslaCa (em) Difunctro minimo da fermgcm (mm)
Longiludin11 Tmnsvcrsal(espiral)
30a40
50a 70
80a 100
125a 160
160 a 200
wu a 220
63 passu 15 em
63 passo 20 em
63 p1SSO 20 em
FONTE (ALONSO 1998)
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
FIGURA 10 - DETALHES DA ARMADURA
29
A ~ Semno
-- (laraO3035cmodotllr 0 em no pC)
15cm
Ancisintcrnos(gabariIO)
EsplltnJClr(vcrdctnlhcsnas rolOs)
()
FONTE (ALONSO 1998)
244 Preparo da eabe~ada estaea
A cabecada estada deve ser limpa e preparada para vinculacaoda mesma ao
bloeo pois a lalta desse proeedimento pode gerar delorma~6es durante 0
carregamento Deve-s8 verificar a 0 preparo da cabeca da estaca em cases de
de mora na execu9ao da concretagem do bloea em locais onde pode haver
contaminacaoau presenCade sujeira na interface como mostra a figura 11
A prepara~ao da eabe~a da estaea nao faz parte da exeeu~ao da estaea
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
30
mas e parte importanle para deg seu perfeilo desempenho na figura 12 podemos
observar uma cabecade estaca jil preparada para a execucao do blaeD
FIGURA 11 - FALTA DE LlMPEZA NA CABECA DA ESTACA
Estaca moldadainsiw
Concreto com- qualidadeadequada
FONTE (MILITITSKY 2005)
FIGURA 12 - CABECA DA ESTACA PREPARADA PARA RECEBER a BLaca
FONTE (PENNA et ai 1999)]
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
31
Logo antes da execu=8o do bloca para a eficiencia adequada deste tipo de
fundacao deve-s8 remover 0 exceSSD de concreto acima da cota de arrasamento
utilizando-se urn ponteiro trabalhando-se com pequena inciinaC8o para cima
conforme figura 13 Para estacas com diametro superior a 40cm e permitido 0 usa
de martelete leve (com peso na ordem de 10Kg) Nao e permitido 0 uso de
rompedores de concreto vulgarmente chamados de picaon
FIGURA 13 - PREPARA9AO DA CABE9A DA ESTACA
FONTE (HACHICH et ai 1998)
Casa a concreto apresente qualidade insatisfat6ria ao se chegar a cota de
arrasamento deve-se continuar 0 corte ate encontrar concreto sao e emendar a
estaca Prosseguindo 0 processo observar S8 a estaca trabalha apenas a
compressao eau se e tracionada au submetida a esforcos transversais para 0
dimensionamento da armadura de refor~o e garantir urn transpasse adequado entre
a ferragem da estaca e a complernentar Podern ser adotados procedimentos
rotineiros de emend as de barras por luvas prensadas ou rosqueadas As emend as
par soldas devem ser evitadas pois normalmente nao S8 dispoe de pessoal
qualificado para este servi90 em campo e as condi90es para a sua execu8o Mo
sao favoraveis (PENNA et ai 1999 BOLETIMmiddot2008)
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
32
25 VANTAGENS E DESVANTAGENS
Serao abordadas neste t6picO as vantagens e desvantagens referentes as
funda90es utilizando estacas tipo helice continua
251 Adequa9ao
- E 0 metoda adequado para ser utilizado em terrenos de baixa resistencia
au submersos
- 0 ruide e as vibracoes sao extremamente baixos este metoda tern S8
mostrado particularmente eficiente em areas densamente populadas cnde as ruidos
e vibra90es pod em aletar seriamente os predios vizinhos (BRASFOND bull 2006)
Segundo Antunes e Tarazzo a haliee continua oferece uma SOIUC80 tecnica e
economica em centros urbanos proximo a estruturas existentes e edificios historicos
par nao produzir disturbios ou vibrac6ese de nao causar descompressao do terreno
(HACHtCH et at 1998)
252 Seguran9a
- 0 concreto e bombeado para 0 interior da perfuracao ao mesmo tempo em
que se retira a helice preenchendo os espavos vazios e evitando 0
desmoronamento das paredes da perfuravao e conseqOentemente 0 seccionamento
da estaca (BRASFOND 2006)
-0 concreto e bombeado sob pressao (aprox 10 kgem) 0 que aumenta 0
atrito lateral e portanto confere a estaca uma capacidade de carga maior do que as
executadas por processos convencionais
- Oferece maior seguranva pais ultrapassa camadas resistentes a outros
tipas de fundavoes 0 que permite transferir as cargas para camadas de maior
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
33
suporte resultando em maiores capacidades de carga
- A perfuratao rotativa elimina a percussao possibilitando a execUlyao de
estacas pr6ximas a predios vizinhos que naD sao afetados por vibracoes
- 0 equipamento possui recursos hidraulicos que possibilitam centrar 0 eixo
da perfuracao sabre 0 pilar com precisao milimetrica Iniciada a perfuracao urn piloto
automatico garante a perfeita verticalidade das estacas 0 que elimina solicitacoes
adicionais naD previstas
- Por estar montado em equipamento sabre esteiras permite operar em
qualquer superficie de solo requerendo pequenos espacos para manobras
253 Velocidade
- 0 equipamento permite maior velocidade colocando as funda90es a
disposicyao do cliente mais rapidamente influenciando no cronograma de obra e
antecipando a sua conclusao
- E um sistema industrializado para produryao de fundaryoes por operar como
numa linha de montagem Utilizando concreto pre-misturado bombeavel reduz as
preocupa90es do construtor na administra9ao da compra de materiais e controle do
preparo do concreto ficando 0 mesmo liberado para suas atividades especificas
- A velocidade de escava9ao e a concretagem imediata sob pressao evita a
desestrutura9ao do solo pelo alfvio de tens6es que ocorre nos processos mais
lentos
254 Economia
- A velocidade diminui os custos pais as caracteristicas do sistema
permitem grande produtividade diaria e isto resulta num preryo menor por metro
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
34
escavado e urn menor tempo de execucao A estaca e mais barata do que as
simitares executadas usanda processos convencionais principalmente em solos
submersos
-Nas estacas submersas dispensa 0 usa de lama bentonitica para a
concretagem
Mas e importante lembrar que para que a obra fique mais econ6mica deve-
58 fazer uma analise de carga para que a carga do pilar fique pr6xima a carga da
estaca
26 CAPACIDADE DE CARGA
A estimativa do comprimento das estacas era feita de maneira empirica ate
principios da decada de 70 pois nao existiam as procedimentos de calculo que re-
tratassem a experiencia brasileira
As formulas teoricas para a previsao da carga admissivel como por
exemplo as de Terzaghi Meyerhof e Qutros conduziam a valares muita discrepantes
entre si confarme se pode ver na figura 14
Somente em 1975 houve 0 surgimento do primeira metoda brasileiro de
estimativa da transfensectncia de carga de estacas num trabalho dos engenheiros
Nelson Aoki e Oirceu de Alencar Velloso que par assim dizer imp6s uma
sistematica para os outros metodos que vieram a seguir
Tanto 0 metoda de Aoki e Velloso como as demais que se
seguiram usam a esquema de transfensectncia de carga de uma estaca ilustrado na
figura 15 como ponto de apoio (VELLOSO 2000)
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
35
FIGURA 14 - FAlOR DE CAPACIDADE DE CARGA SEGUNDO DIVERSOS
AUlORES
10000------
FONTE (VELLOSO 2000)
E necessaria atentar para a obtenltao par correlac6es com
ensaios de penetraryao de valores de capacidade de carga de fundacoes profundas
sem observar numeros limites para atrito lateral e resistencia de ponta pela
extrapola9ao para valores elevados ou profundidades dos elementos de funda91Q
impossiveis de serem atingidos
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
36
FIGURA 15 - TRANSFERENCIA DE CARGA DE UMA ESTACA ISOLADA
PR
1gt1tYfALImiddot11 -I - J11i
It
MEtlTO OA ESTACA SO(Q PM ATRI- TA OA ESTACA
TO LATERAl NJ
LONGO 00 FUSTE
FONTE (VELLOSO 2000)
Os resultados obtidos acabam sendo incompativeis com os reais e
provocam 0 mau comportamento das fundayoes submetidas a cargas mais
elevadas superiores aquelas que podem ser transferidas ao solo (MILITITSKY
2005)
261 Metodos de calculo para capacidade de calculo
Existem tres metodos de calculo especificos para estacas helice continua 0
de Decourt os de Antunes e Cabral e 0 metodo de Alonso (1996)
2611 Metodo Decourt-Quaresma
Segundo DecourtmiddotQuaresma 0 atrito lateral rle obtida pela eq (51) abaixo
=~+I(rI1I)3 (51)
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
37
Onde
rl e 0 atrito lateral
N e numero de golpes do ensaio SPT
Nao S8 adotando valores de N inferiores a 3 nem superiores a 15 e naa se
considerando as valores de N que serao utilizados na avaliaClt3oda resistencia de
ponta rp
A resistencia de ponta e estimada par
Rp =CNp (52)
em que
Rp e a resisteuromcia de ponta
C = 12 tlm2 para as argilas
C = 20 tlm2 para os siltes argilosos
C 25 tfm2 para as silt85 arenosos e
C = 40 tlm2 para as areias
Np media entre as valores de N na profundidade da ponta da estaca 0
imediatamente acima e 0 imediatamente abaixo
DecQurt introduz 0$ coeficientes a e J3na f6rmula de capacidade de carga
(Tabela 3)
PR =aPP+ JPL (53)
Onde
PR e a carga de ruptura
a e IJ sao coeficientes da tabela B
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
38
Oecourt prop6e a utiliza~aode coeficientes de seguran~aparciais para as
parcelas de atrito (CS = 13) e para a parcela de ponta (CS = 4) Assim a carga
admissivel deve atender simultaneamente a (VELLOSO 2000)
(54)
e
p = PR2
(55)
Onde
Pea carga admissivel
a e p sao coeficientes da tabela B
PL e a parcela de carga resistida por atrito lateral ao longo do fuste da
estaca
PP e a parcela de carga resistida pelo solo da ponta da estaca
PR e a carga de ruptura
TABELA 3 - VALORES DE a E P (1996)
TifJO Ti )Odl cstlea Ido lscavatla I tsclad~1 I hllice I illjcllldas I injcladas solu l seeo (hcnlollill) continua (l1il) (s~lhprcssau) I
yaloCS li)icos de Iar~ilas 0S5 0S5 030 085 100 Isihes 060 060 030 060 100arcas 050 050 030 050 100 I
valorcs Ii lieos de B Iar ilas 080 090 100 151) 300 Isiltcgt 065 075 100 150 300arcias U50 060 100 150 300 1
Nota Com excetyao dos valores de IX da 13 e 2a colunas todos as demais sao segundo Oecourt
orientalivQs dianle do reduzido numero de dados disponiveis
FONTE (VELLOSO 2000)
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
39
2612 Metodo Antunes e Cabral
Este metoda utiliza as ensaios SPT propondo os autores as seguintes
correlaDes valores de Bl e B2 na tabela 4 (VELLOSO 2000)
(56)r = JN(KgflclII)
(57)r = JN 40Kg(lcIII
Onde
rle 0 atrito lateral
rpea resistencia de p~nta
Bl e ~2 sao coeficientes da tabela 4
N e numero de golpes do ensaio SPT
TABELA 4 - VALORES DE B E B2 (ANTUNES E CABRAL 1996)
Solo ~I () 132Areia 40 a 50 20 a 25Silte 25 a 35 10 a 20Argila O a 35 [0 a 15
FONTE (VELLOSQ 2000)
2613 Metodo de Alonso
Este metodo foi estabelecido usando-se os ensaios SPTT (sondagens a
percussao com medida de torque Ranzini 1988 e 1994) Segundo este autor
(58)
r = O65jpound200KPa
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
40
Em que
rl e a atrito lateral
t Ii a adesao calculada a partir do torque maximo (em kgtm)
pound a penetrayao total (em em) do amostrador no ensaio tradicional de SPT
Neste ensaio normalmente a penetra9ao total do amostrador e 45 em a nao
5er em solos muito moles (ande a penetrayao e maior que 45 em) e em solos muito
resistentes (ande a penetraClt3o total e menor que 45 em) Esta observayao e
importante porque a aplica980 do torque 56 deve 5er feita apes S8 contar 0 numero
de golpes para as 3 penetracoes de 15 em Por falta de uma diretriz de execwao
deste ensaio jil tivemos a oportunidade de ver 0 sondador aplicar 0 torque a cad a
penetra9ao de 15 em a que eonvenhamos e urn absurdo pais para eada SPT ele
obtinha 3 torques Ainda bern que ele 56 lia 0 torque maximo senaa seriam 6
leituras para cad a SPT
(59)
f = 1007 (Kg( I ell)041h - 003_
(510)
f = 1001 (KPa)04111 - 0032
Para a penetraf)ao total h do amostrador igual a 45 em a expressao acima
assume a forma
(511)T
f = (Kglelll)
(512)
f = T (KPa) 18
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
41
Para a calcula de rp a autar usa a madela de De Beer
r = P 7~+ 7~~p 2
(513)
Em que
Tmin(l) media aritmetica dos valores do torque minima (em Kgfm) no trecho
80 medido para cima a partir da ponta da estaca adotando-se nulos as Tmin acima
do nivel do terreno quando 0 comprimento da estaca for men or que 80
Tmin(2) idem para 0 trecho 30 medido para baixo a partir da ponta da
estaca
Os valores de Tmin superiores a 40 kgfm devem S8r adotados iguais a 40
kgfm Os valares b (em kPakgfm) = 200 para as areias 150 para as siltes e 100
para as argilas
Seguindo a tradiyao dos demais metod os semi-empiricos Alonso
apresentou correlayoes estatisticas (Tmax 12N e Tmin N) para 0 casa de nao se
dispor de ensaios SPTT Entretanto cabe ressaltar que estas correlayoes foram
obtidas para as solos da Bacia Sedimentar de Sao Paulo devendo serem usadas
com reserva para outras localidades Lembra-se que as correla90es acima
propostas apresentaram grande dispersao Na propria Bacia de Sao Paulo obteve-
se 1OON lt Tmax lt 148N Para as solos residuais que se encontram nesta mesma
Bacia a correla9ao e da ordem de Tmax = 18 N
E par esta razaa que Alonso ja alertava em seu trabalha que antes de se aplicar a
metodo em outros locais onde nao se disponha de ensaias SPTT devia-se
inicialmente abter essas correla90es e a sim usar a SPT com essas carrela90es
para autras abras da regiaa ande naa se dispanha de ensaias SPTT (VELLOSO
2000)
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
42
3 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS EM ESTACAS TIPO HELICE CONTiNUA
Neste capitulo serao abordadas as manifesta~6es patol6gicas referentes a8staca tipo helice continua
31 MANIFESTAltOES PATOLOGICAS DO CONCRETO
Podem OGorrer diversas manifestacoes patologicas no concreto tais como
segregay8o exsudalt8o efeita parede que serao abordados a seguir
A SegregaC8o trata-se da separalt8o da argamassa em relalt8o aos Qutros
agregados Pode-s8 detectar a segregacao do concreto no teste slump em dois
casas quando as agregados graudos S8 mostram separados no topa e na borda da
amostra (figura 16) e quando a base da amostra nao e regular (figura 17)
FIGURA 16 - SEGREGAltAO NO TOPO E NAS BORDAS DA AMOSTRA DE
CONCRETO HETEROGENIO
FONTE (PENNA et al 1999)
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
43
FIGURA 17 - DETALHE DO CONCRETO SEGREGADO NAS BORDAS DO
ENSAIO DE ABATIMENTO (SLUMP TEST)
FONTE (PENNA ai 1999)
A exsudayao do concreto que e casa especial de segrega~aoonde ocorre a
separay80 da agua do (rayo das particulas finas do concreto pode ser observada
por urn borbulhamento de agua com carregamento de finDs no topa da estaca
recem executada formando urna lamina de agua que pode ser verificada nas figuras
18 e 19
FIGURA 18 - EXSUDAltAO NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (PENNA ai 1999)
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
44
FIGURA 19 - EXSUDAltAo NO TOPO DA ESTACA RECEM-EXECUTADA
FONTE (pENNA el ai 1999)
Este fen6meno pode ser obseNado no topo dos corpos de prava que
diminuem sua altura na ordem de 35 a 5 em media (figura 20)
FIGURA 20 - EXSUDAltAo CONSTATADA NO CORPO DE PROVA
ENDURECIDO NOTA-SE DIMINUIltAo SIGNIFICATIVA DO VOLUME DE
CONCRETO
FONTE (PENNA et ai 1999)
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
45
No concreto seco ha presenla de uma grande quantidade de bolhas e
apresenta baixa resistemcia observada nas figuras 21 22 e 23
FIGURA 21 - ESTACA COM ARGAMASSA DE BAIXA RESISTENCIA NOS SEUS
220M DE EXTENSAo A PARTIR DO TOPO
FONTE (PENNA el aI 1999)
FIGURA 22 - CONSTATAltAo DE BAIXA RESISTENCIA A 15M DE
PROFUNDIDADE EM RELAltAO AO TOPODA ESTACA
FONTE (PENNA el aI 1999)
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
46
FIGURA 23 - DETALHE DO CORPO DE PROVA QUE APRESENTA CONCRETO
POROSO COM VISUALlZACAO DOS AGREGADOS
FONTE (PENNA et ai 1999)
Outro fen6meno de segrega9fto e 0 eferto parede que ocorre proximo asuperficie lateral das paredes da estaca devido it elevada taxa de armadura 0
agregado graudo e peneirado pela armadura fazendo com que a parede da estaca
fique com urn concreto mais argamassado de pouca resistemcia e mars parasD
(figura 24)
FIGURA 24 - AFUNDAMENTO CENTRAL NO TOPO DA ESTACA EFEITO DA
ARMACAO NO APRISIONAMENTO DO CONCRETO CONSTATACAO DE
MATERIAL POROSO E FRACO NOS SEUS PRIMEIROS 15M A PARTIR DO
TOPO
FONTE (PENNA et ai 1999)
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
47
Essas manifestacoes patologicas sao provocadas pelo erro do tra90 do
concreto na falta de homogeneidade e qualidade dos agregados inadequado fator
agua-cimento entre Qutras causas descritas a segur
- Falta de finDs no concreto em especial abaixo da peneira 03 mm causada
pela presenca de areia artificial grossa no tra90 Neste casa a consumo de cimento
de 400 kgm3 pode ser insuficiente
-0 naD emprego de urn aditivo incorporador de ar para correcao da
granulometria dos agregados
- 0 emprego de cimentos fabricados com esc6rias vitrificadas que
agravam as efeitos da exsudalttao do tra90 de concreto
- 0 consuma efetivD de cimento no trayo inferior a 400kgm3 Muitos
fornecedores de concreto S8 balizam apenas no fck de 20 MPa e considerando 0
consume de cimento de 400kgm3 elevado optam par reduzir este consumo sem
informar ao contratante
- 0 descontrole da adiCao de agua no ato do recebimento do concreto no
campo no momento de ajuste da trabalhabilidade slump teste
Recomendacoes para evitar manifestac5es patol6gicas no concreto
- Nao empregar po de pedra
- Teer de ar incorporado no traco - maximo 45
- ExsudaCao maxima 10
- Emprego de aditivos plastificantes incorporadores de microbolhas de ar
- Nao permitir redosagem de aditivos a nao ser a autorizado pelo fabricante
- Dar prefereuromcia aos cimentos sem adiC80 de escorias de auto forno
especial mente 0 cimento CP III
- Empregar finos totais no trao em valor nao inferior a 650 kgm3 (passante
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
48
na peneira n 200) sendo que pelo menos 400 kgm3 destes seja de materiais
cimenticios
- Nao usar aditivDS superplastificantes pOis sao incompatlveis com as
tempos do processo de estacas helice continua pais elevam a trabalhabilidade do
concreto par periodo de apenas 20 a 30minutos iniciando a peg a em seguida
(BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005)
32 EXCENTRICIDADE
Excentricidade e a medida do deslocamento entre a centro da 85taca
projetada e a 8staca executada Par normal S8 limita a 10 do diametro da estaca
Uma vez ultra pass ado este limite 0 projetista devera ser infarmada para
providencias como reforgar a bleeD ou criar vigas de reforco alavancar ou relocar
uma 85taca ou ate projetando nova configuracao para 0 conjunto de estacas deste
apoio (BOLETIM 2008)
Para S8 evitar a excentricidade ao laear a obra e recomendado que ao S8
executar 0 gabarito e a marcagc30 da estaca deve-se cravar a piquete 20cm abaixo
da cota do terreno e colocar cal para evitar erros de loca9ao(FIGURA 25)
FIGURA 25 - DETALHE DE CRAVACAO DO PIQUETE
coto do terrello
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
49
33 PRUMO DA ESTACA HELICE CONTiNUA
Em terrenos moles au ern aterros recem executados hi uma grande
probabilidade de desvio do prumo da estaca devido ao desnivelamento do
maquinario de perfuraao (figura 26)
FIGURA 26 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E CURVATURAVlsivEL
FONTE Marcos Carnauba bull Engenheiro Civil Consultor
Para se evitar esta manifesta~aopatologica recomenda-se a retirada do
solo mole na profundidade de pel a men os 2 metros colocacaode seixo rolado em
seu lugar e compactacao do mesmo Ap6s este processo inicia-se 0 procedimento
padrao de execuao de estacas
34 SECCIONAMENTO DO FUSTE
Os problemas de integridade das estacas de helice continua se restringem
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
50
na maioria dos casas ao trecho superior da estaca par S8 ter menor pressao de
terra Uma das causas da varia~ao de S8ltc30ao longo do comprimento deste tipo de
funda9ao se do pelo desconfinamento de solo pela a9ao do trado e pela diminui9ao
de pressao de concreto na concretagem desta estaca (figura 27) A rem09ao do solo
durante 0 processo de introduyc3o do trada aliviando as tens6es horizontais
existentes quando da execultao da estaca e reduzindo consideravelmente a
resistEmcia lateral antes verificada (MILITITSKY 2005)
FIGURA 27 - SECCIONAMENTO DE FUSTE OCASIONADO POR
CONCRETAGEM NAo PRESSURIZADA
FONTE (Mill TIT SKY 2005)
Para se evitar 0 desconfinamento de solo segundo PENNA et ai (1999
p75) deve-se retirar 0 menor volume de terra passive I fazendo com que 0 trado
penetre a cad a volta 0 inferior ao seu passo de volta para S8 evitar que 0 trade
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
51
funcione como urn transportador vertical do solo a trado deve ter torque suficiente e
haste compatfvel ao comprimento da estaca casa contra rio a estaca com menor
comprimento tambem teri menor resistencia (MILITITSKY 2005)
Para S8 verificar S8 ocorreu au naD desconfinamento do solo geralmente e
feita uma prospecc9ao antes e depois da perfura9ao
Ja durante a concretagem a velocidade de subida da haste esta
diretamente relacionada com a pressao e 0 consumo de concreto 0 operador deve
atentar para a pressao do concreto que deve esta sempre positiva Naa deixando
apresentar vazios entre a retirada da helice do terrene e a preenchimento da
cavidade evitando possiveis estrangulamentos au seccionamento do fuste Sendo
assim as operadores menes experientes tern a tendencia de retirar 0 trado com
maior velocidade reduzindo a pressao de injev80 do concreto Quando 0 concreto
comeva a sair pelo lado do trado 0 operador equivocadamente desliga a bomba de
injevao de concreto mesmo abaixo da cola de arrasamento 0 procedimento correto
seria deixar a bomba de injevao do concreto em operav8o e a pressao de
concretagem positiva ate pelo menos a cola de arrasamento quer esteja ou nao
saindo concreto pelo lade do trado (BOLETIM 2008 MILITITSKY 2005
VELLOSO 2000)
A execuv80 de estaca proxima a outro elemento recentemente concretado
em solos instaveis ou pouco resistentes afeta sua integridade ocorrendo alteravao
do fuste da estaca e alteravao da posivao do topo da estaca case que pode ser
verificado na figura 28 (MILITITSKY 2005) A boa tecnica recomenda 0
espavamento entre estacas na ordem de 2 a 3 diametros de distancia entre elas
mas per garantia de execuvao recomenda-se de 3 a 4 diametros de distancia 0
espavamento entre as estacas
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
52
FIGURA 28 - EXECU9AO DE ESTACAS PR6xIMAS COM CONCRETO FRESCO
Posiao iniciai dosz concreto
~~Rebaixamento--causado peiainterferencia deestaca contigua
Corte AA
FONTE (MILITITSKY 2005)
35 ARMADURA
o processo de colocayao de armadura tambem e urn fator que gera
manifesta~6espatologicas na estaca como e 0 casa de dana da estaca provocado
pela colocayEio de armadura de forma inadequada com usa de equipamento
inadequado au cheques na armadura Em solos moles pode ocorrer a pOSiyc30 da
armadura fora do corpo da estaca devido a procedimentos improprios de colocayc3o
Podemos observar urn exemplo de excentricidade na figura 29
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
53
FIGURA 29 - EXCENTRICIDADE DE ARMADURA
FONTE Ediffcio Maria Radavelli (2008)
A dificuldade ou impossibilidade da colocayao da armadura (figura 30) se
deve ao mal detalhamento de projeto baixa trabalhabilidade do concreto ou demora
entre concretagem e colocayao da armadura (MILITITSKY 2005)
FIGURA 30 - DIFICULDADE DE COLOCAltAO DE ARMADURA DA ESTACA
HELICE CONTiNUA
FONTE (MILITITSKY 2005)
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
Em estacas de grande diametro deve-se ter cuidado especial quando e
54
colocado enrijecimento em sua armadura estes podem dificultar ou prejudicar a
concretagem (figura 31) (MILITITSKY 2005)
FIGURA 31 - PROBLEMAS DE ARMADURA (A) COLOCAltAO CORRETA E
INCORRETA DE ESPAltADORES NA ARMADURA (B) PRESENltA DE
ENRIJECEDORES DE ARMADURA BEM E MAL POSICIONADOS
Incorreto
FONTE (MILITITSKY 2005)
regAy~Permile a passagem da tremonha equeda livre do concreto
(f)~Oeve ser removldo durante coloca~ao d~armadura pOlS causa problemas nacon creta gem
Oeve-se verificar se nao ha ausencia au posi9aa incorreta de armadura de
fretagem de projeto no bloco (figura 32) que e utilizada quando ha mudanla de
selao entre elementos estruturais evitando danos a estaca (MILITITSKY 2005)
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
55
FIGURA 32 - (A) ARMADURAS DE FRETAGEM DE SE9AO CIRCULAR E
RETANGULAR (8) POSI9Ao INCORRETA (C) AUSIONCIA DE ARMADURA DE
FRETAGEM
regVista lat~ral
I -r Pi
Armadura ~ ~-- do pilar~f-~1Frtta9(~em posl~aoiflcorrell)
copy Vi~talateral
Vistilsupcrior
Vista superior
FONTE (MILITITSKY 2005)
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
56
Em algumas situac6es 0 prolongamento do corpo da estaca e executado
elemento em concreto simples sem vinculatao de qualquer natureza A ausencia de
armadura ao se prolongar a estaca quando a cola de arrasamento e diferente do
essencial resultando em necessidade de emend a au perda de espera de pilar e uma
manifestacao patol6gica grave (figura 33) Essa situacao pode ser instavel ou
produzir solicitavoes que as pecas envolvidas nao suportam com seguranga
FIGURA 33 - COTA DE ARRAZAMENTO DIFERENTE DA COTA DE PROJETO
FONTE (MILITITSKY 2005)
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
57
4 ENSAIOS PARA 0 CONTROLE DE QUALIDADE
Estacas rnoldadas in loco se constituem em uma solwao frequente na
engenharia de fundac6es Muitas vezes as elementos assumem grandes
dimensoes e urn numero reduzido de estacas tende a ser utilizado para absorver as
carregamentos de modo que a garantia da qualidade da concretagem efundamental para 0 sueesso de um projeto A avaliaao da integridade de fundaoes
profundas tern seguido internacionalmente uma tendencia do usa de metod os
indiretos e nao-destrutivos
Existem diversos ensaios para averiguatyao da perfeita execuC3o deste tipo
de fundacaoestes ensaios serao explorados a seguir
41 EXAME DE INTEGRIDADE
Existem varios metodos para verificar a integridade da estaca como por
exemplo 0 exame de (uste a retirada de testemunhos utllizando-se sondagens
rotativas ensaio pile integrety tester (PIT) para a verifieaao da integridade do
fuste Ja os ensaios de carga estatica e 0 de carga dinamica alem de verificar a
integridade do fuste ainda avaliam a eapaeidade de earga da estaea (PENNA et ai
1999)
411 Exame de fuste
Como geralmente a manifestaao patol6giea deste tipo de estaea esta
proximo a superficie escava-se a parte superior da estaca para se verificar a
integridade Para se realizar este exame utiliza-se uma retro-escavadeira para a
escava980 do topo da estaca e completada manualmente por operarios
principalmente nas primeiras estacas quando esta escava9ao deve ser aprofundada
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
58
ao maximo porem sem ultrapassar 13 do comprimento da estacam para naD
comprometer sua capacidade de carga (PENNA et ai 1999)
412 Sondag em rotativa
Para a realiza9ao desta sondagem e recomendado 0 barrilete duplo
girat6rio (figura 34) a ancoragem da sanda rotativa devera ser feita evitando-se
trepida=oes durante a perfura9ao que deve ser paralela ao eixo da estaca evitando-
se que alinja 0 fuste da estaca antes de chegar a ponta da mesma
FIGURA 34 - BARRILETE DUPLO GIRAT6RIO
FONTE (PENNA et 01 1999)
Podemos observar as testemunhos da estaca na figura 35
FIGURA 35 - EXTRAiAO DE TESTEMUNOS DE CONCRETO DAS ESTACAS
FONTE Execuyao de fundaYOes e conlencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
59
413 Ensaio de PIT (Pile Integrity Tester)
Tambem chamado de Low Strain Method - Teste de Integridade com
Impacto de baixa Deformarao 0 teste S8 resume a varios golpes de martelo
aplicados no top a da estaca 0 impacto do martelo gera uma onda de tensEio que S8
propaga ao longo do fuste ate a panta e par reflex8o ate 0 topa da estaca com uma
determinada velocidade que e funcaodo material da estaca Essa onda causa uma
deformacao muito pequena mas uma alta aceleray130 que e medida per urn
aceler6metro de alta sensibilidade fixado ao topa da estaca Os sinais dessa
acelera~ao caplados sao amplificados e digitalizados em um computador portatil que
passui urn programa que seleciona analisa e interpreta estes sinais conhecido
como PIT 0 esquema do ensaio PIT pode ser observado nas figuras 36 e 37
FIGURA 36 - ILUSTRAtAO DO ENSAIO PIT
FONTE ExecuCao de fundacOes e contencoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
FIGURA 37 - EXECUiAO DO ENSAIO PIT
60
FONTE site wwwinsilucombr
Com esses dados pode-5e caracterizar as conditoes de integridade
estrutural da estaca
39)
As anomolias que poderao ser verificadas com este ensaio sao (figura 38 e
- Juntas frias descontinuidade eou seccionamento plena da setyao
- Alargamentoestreitamento de setao
- Mudany8s nas propriedades dos materia is que constituem a estaca
- Intrus6es de solo significativas (5 a 10 OUmais do diametro da estaca)
- DeterminaIYc30 do provavel comprimento (dispers6es da ordem de plusmn 5 a
10)
- Emendas (casa de estacas pre-fabricadas de concreto 890 madeira e
eventualmente mold ad as in IDeo)
- Concreto de ma qualidade (PENNA et ai 1999)
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
61
FIGURA 38 - VARIAltAO DA SEltAO DO FUSTE
FONTE (ALONSO 2007)
FIGURA 39 - CORTINA COM ESTACAS DESAPRUMADAS E ARMADURAAPARENTE
FONTE Marcos Carnauba - Engenheiro Civil Consultor
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
62
414 Prova de Carga Estiltica
As provas de carga estatica sao bastante difundidas no meio tecnico e
recomendadas pela NBR 6122 De posse deste ensaio que corresponde a realidade
da estaca au seja 0 comportamento da mesma em condicoes de carregamento
Pade-se verificar a utilidade dos metod os de capacidade de carga para este tipo
especifico de fundaao profunda
A prova de carga estatica e 0 unico ensaio que reproduz as condicoes de
trabalho de uma estaca pois as ensaios dinamicos nao necessitam de correlacoes
Este ensaio tambem e 0 unico utilizado para verificar a capacidade de carga de
estacas que fcram projetadas para receber cargas de tracao au esfonos
transversais
o sistema de reacao projetado para aplicacao de carga a estaca pade ser a
tra9aO compresseo au transversal e deve ser estavel para 0 nivel do carregamento
a atingir no teste
Na execucaoda prova de carga a estaca devera ser carregada ate duas
vezes 0 valor previsto para sua carga Caso ocorra ruptura antes deste valor 0
projeto de estaqueamento devera ser reavaliado
o ensaio podera ser realizado com carregamento lento e rapido conforme
item 332 da NBR 12131 ou com carregamento lento ate 12 vezes a carga de
trabalho e dai ate 0 final do ensaio com carregamento rapido conforme proposicao
de Urbano R Alonso (PENNA et al 1999 BOLETIM 2008)
Na execucaodo ensaio ha necessidade de se montar um sistema de reacao
que se permita aplicar a carga com seguranca seguindo as prescric6esdos itens
214 e 218 da NBR 12131 para se obter estabilidade suficiente para execugao do
ensaio este sistema e projetado em funao do tipo de carga (traao compressao ou
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
63
transversal No ensaio a 8staca e carregada em incrementos progressivos medindo-
se os valores da carga aplicada (P) e 0 deslocamento correspondente do topo da
estaca (d) conforme indicado na figura 40 Conforme Burin e Maffei (1989) a partir
deste ensalo poderemos abter a trajetoria de equilibrio do conjunto estaca-solo
(genericamente chamado de estaca) (ALONSO1996 PENNA et ai 1999)
FIGURA 40 - TRAJET6RIA DE EQUILiBRIO DA ESTACA (CURVA CARGA VS
RECALOUE)
FONTE (ALONSO 1996)
Poderemos observar as esquemas de prova de carga estatica para rearyao par
tirantes na figura 41 rea9lt30 per chumbadores na figura 42 e rearyao par cargueira
na figura 43
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
64
FIGURA 41 -ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA- REAltAO POR
TIRANTES
FONTE Execwao de fundaCOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 42 -ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CHUMBADORES
FONTE Execwao de fundacOes e contencOes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
65
FIGURA 43 - ILUSTRAltAo DA PROVA DE CARGA ESTATICA - REAltAO POR
CARGUEIRAS
FONTE Execucao de fundaCOes e contencoes em empreemdimentos imobiliii3rios - Sussumu
Niyama Or Eng
415 Prova de carga a tra80
o sistema de reacao para provas de carga de estacas tracionadas e
composto per dais esquemas estruturais 0 apoio em fogueiras e apoio em
estacas principalmente se a estaca a ensaiar for indinada (figura 44) Eo importante
lembrar que nas provas de carga a tracao usa-se geralmente uma 56 viga de apoio
para 0 maca co hidraulico Par esta razao e necessaria escorar essa viga evitando 0
tombamento que podera causar acidentes As escoras utilizadas podem ser de
madeira ou uma estrutura de apoio em concreto mesma que a estaca a ensaiar
nao seja inclinada (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
66
FIGURA 44 - SISTEMAS DE REAltAO PARA PROVAS DE CAR GA
TI
(a) rcarao em fogucira (b) reuiI=ao em estacas
FONTE (PENNA et ai 1999)
416 Prova de carga a compressao
Atualmente nao 56 pela maior ordem de grandeza dos carregamentos das
estacas como pelas facilidades que existem em S8 encontrar urn grande numero de
empresas que executam tirantes raras vezes S8 utilizam cargueiras farmadas par
caix6es de areia chapa de avo e perfis metalicos nas provas de carga representado
esquematicamente na figura 45
Para cargas de reaao baixas da ordem de ate 600 KN pode-se usar
apenas uma viga ancorada em dais tirantes de barra mas neste casa e importante
que essa viga seja ancorada lateralmente evitando 0 tombamento que podera
causar acidentes (PENNA et ai 1999 BOLETIM 2008)
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
67
FIGURA 45 - SISTEMA BAslCO DE REAltAO COM CARGUEIRA
AIeiaChapasdeAIO
PerampEtc
Caixade~
~guoira
Visa de Refcrencia_
FONTE (PENNA et ai 1999)
417 Prova de carga transversal
Nas provas de carga a tra9lt30 como sistema de rearyEio pede-se usar a solo
como reacao au duas estacas com 0 macaco hidraulico reagindo contra elas
(PENNA et ai 1999 BOLETIM bull 2008)
418 Ensaio dinamico ou prova de carga dinamica
o objetivo desse ensaio e determinar a capacidade de ruptura da interacao
estacamiddotsolo para carregamentos estaticos axiais Ele diferencia das provas de carga
estatica pelo carregamento a ser aplicado dinamicamente materializado atraves do
impacto de um martelo no topo da estaca ou bloco executado para este fim caindo
de altura pre-determinada (figura 46)
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
68
FIGURA 46 - ILUSTRAltAO DA PROVA DE CARGA DINAMICA (PDA)
FONTE Executao de fundaCOes e contenltoes em empreemdimentos imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
A medicaoe feita atraves da instalalt8o de sensores no fuste da estaca em
uma s8cao situada a pelo menes duas vezes 0 diametro abaixo do topo da mesma
As condic6es basicas para 0 ensaio de prova de carga dinamica pode ser observado
na figura 47
Os sinais dos sensores sao enviados por cabos ao equipamento PDA que
armazena e processa as sinais on-line (figura 48)
Sao utilizados dais pares de sensores sendo urn transdutor de deformacao
especifica que gera uma ten sao proporcional a deformaC8o sofrida pelo material da
estaca durante 0 golpe 0 outro sensor e urn acelerometro que gera uma tensae
proporcional a aceleracao das partfculas da estaca Cada par de sensores e fixade
diametralmente oposto a fim de detectar e compensar os efeitos da excentricidade
do golpe (figura 49)
Alem da capacidade de ruptura do solo outros dados podem ser obtidos
pelo ensaio
-Tensoes maximas de compressao e de trayao no material da estaca
durante os golpes
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
FIGURA 47 - CONDIltOES BAslCAS PARA PROVA DE CARGA DINAMICA
PROVA DE CAAGA DINAMICA
OETALliE TfplCO
DHT~jJ-- D
Martelo - Quada Livre
Ccpo - Epos lt= 30cm (lora de madeira)
~capacete
[=-=t COxim - Espes 3 Scm (madeira compensada)
11 - SUPERFiclE lIXADA EUSA PARAINSTAlAtAO DOSSENSORES COMAREA DE
APROX1MADAMENTE
400Cmlt (20cm X20cm)
~
1 DIMENSOESEMCEITiMETAO2 A SUPERFiclE LISA DEVERA SER MATERIAlIZADA EM DUAS A DUATRO
POSICOES DIAMETRALMENTE OPOSTAS3 I) e DIAMETAO DA ESTACA
4 9 b DIAMETRO 00 BLOeD E5 I) e ~ b
FONTE (PENNA et ai 1999)
69
PI
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
70
FIGURA 48 - TELA DO PDA MODELO PAK
II --_c_--_
[ ---------
FONTE ExecU(ao de fundaroes e contenyOes em empreemdimentas imobiliarios - Sussumu
Niyama Dr Eng
FIGURA 49 -INSTRUMENTOS INSTALADOS NA ESTACA DO ENSAIO PDA
FONTE (ALONSO2007)
- Nivel de flexao sofrido pela estaca durante 0 golpe
- Informacoes sabre a integridade da estaca com localizacao de eventual
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
71
dana e estimativa de sua intensidade
- Energia efetivamente transferida para a estaca permitindo estimar a
eficiencia do sistema de cravagao
- Deslocamento maximo da estaca durante 0 golpe
- Deslocamento velocidade aceleragao e fanya maxima ao nivel dos
sensores
A analise deste ensaio e feita pelo programa utilizando metoda numerica a
CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) que possibilita separar a parcela de
resistencia devida a atrito lateral da resistencia de ponta e determinar a distribuiryao
de atrito ao longo do fuste Essa analise geralmente feita posteriormente em
escrit6rio a partir dos dados armazenados pelo PDA
Em estacas mold ad as in loco recomenda-se tazer urn prepare previa que
consiste na execuyao de urn bloea para reeeber os impaetos Os sen sores devem
ser instalados no fuste da estaea e nao no bloeo Nesses easos e necessario cautela
para que a estaca nao entre em regime de crava980 (PENNA et ai 1999
BOLETIM 2008)
419 ENSAIO CROSS-HOLE - TOMOGRAFIA DE ESTACAS
o ensaio ueross-hole em estacas tern como objetivo a verificacao da
quaHdade da concretagem do fuste A tecnologia envolve a gerayao de pulsos
eletricos em uma unidade de controle e aquisicao de dados Em uma sonda
transmissora os pulsos sao convertidos em ondas ultra-sonicas as quais sao
captadas par uma sonda receptora e convertidas novamente em sinais eletricos A
resposta da sonda receptora e filtrada em torno de sua freqOencia de ressonancia
procedimento que permite rninimizar 0 ruido eletronico
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
72
o transmissor e a receptor ope ram no interior de tubas preenchidos com
agua previa mente incorporados a fundaC8o durante a concretagem Para garantir
uma varredura completa do interior do fuste sao empregados tubas dispostos em
circulo (geralmente urn tuba para cad a 25-30 em de diametro) as quais sao
instalados proximos a periferia da estaca e ao longo de todo seu comprimento Os
tubas podem ser metalicos au de PVC sendo usualmente fixados na pr6pria
armadura da fundaryao Para garantir uma boa aderemcia com 0 concreto erecomendado preencher as tubas com agua par ocasiaa da moldagem do fuste
A execuC2Io do ensaio envolve a posicionamento do transmissor e do
receptor na penao inferior de dois tubas Em seguida faz-s8 com que as sondas
percorram simultaneamente a estaca registrando-se continuamente a profundidade
o tempo transcorrido entre a emissao do pulso e sua chegada no receptor e a
energia do sinal recebido 0 movimento ascendente das sondas dentro dos tubos se
da mediante 0 acionamento manual ou mecanico de cabos apropriados 0 ensaio e
repetido diversas vezes selecionando-se novas combinaryoes de tubas Com isso
possiveis regi6es defeituosas poderao ser mapeadas espacialmente ao longo da
profundidade e tambem par quadrante Em estacas de menor diametro e possivel
executar 0 ensaio posicionando-se 0 emissor e 0 receptor em urn unico tubo (single
hole testing)
Os sinais monitorados em campo sao analisados com softwares especificos
A interpretaao to efetuada com base no tempo de transmissao do pulso de ullra-
sam 0 principio flsico consiste no fato de que a presenrya de material de rna
qualidade no fuste retardara ou impedira a chegada do sinal emitido Muitos dos
fatores que podem causar urn atraso na chegada do pulso de ultra-sam tais como
intrus6es de solo (ou lama bentonitica) concreto de baixa qualidade au formac8o de
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
73
vazias levam tambem a uma diminuiyao da energia do sinal transmitido de modo
que esta grandeza tambem e considerada na analise E passivel ainda cornbinar as
dados obtidos para varios pares de tubas instalados na estaca visualizando-se as
resultados em duas ou tres dimensoes (figuras 50 e 51) Esse ensaio que facilita a
identifica~ao de defeitos e confere ao ensaio uma interpretayao objetiva e
conhecido como tomografia (NETO 2002)
FIGURA 50 - SECAO DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
FIGURA 51 - VISTA EM 3D DA ESTACA POR TOMOGRAFIA
FONTE (NETO 2002)
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
74
CONSIDERAtOES FINAlS E RECOMENDAtOES PARA FUTUROS
TRABALHOS
Neste trabalho foi abordado 0 tema estaca tipo hellce continua sua
defini(fao equipamentos aplicacoes metodo de execuc8o suas vantagens e
desvantagens capacidade de carga com 0 objetivo do entendimento geral deste
tipo de estaca com a intuito de identificar as manifesta96es patologicas ocasionadas
par procedimentos executivos falhos
51 CONSIDERACOES FINAlS
Sendo assirn com base na pesquisa realizada para que S8 obtenha uma
qualidade adequada das fundac6es utilizando estacas tipo helice continua tentando
evitar as manifestayoes patol6gicas recomenda-se tomar alguns cuidados durante 0
processo de execu9ao
i) Verificar a qualidade do concreto que sera utilizado alem de atentar para
que S8 nao utilize concreto misturado com 0 material de limpeza da mangueira de
concretagem
ii) Nao e recomendiwel tirar 0 trado quando proximo a superficie muito
rapido para que nao desmorone terra para dentro do fuste ou que se diminua a
pressao de concreto causando 0 seccionamento do fuste fazendo com que a
armadura fique aparente e causando outras manifestac6es patologicas
iii) Aconselha-se colocar espayadores na estaca e ter cuidado ao se colocar
a armadura para fique centrad a ao fuste
iv) Em solos moles ou aterros a excentricidade da armadura e multo cornum
alem do guindaste de esteiras que devido ao seu peso tende a ficar em desaprumo
para que isso nao ocerra recomenda-se urn reaterro nas camadas superiores do
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
75
terreno
v) Mas para termos garantias de que 0 procesSD executivo transcorreu como
desejado e necessario fazer ensaios para verifica980 do fuste e capacidade de
carga
52 RECOMENDAOES PARA FUTUROS TRABALHOS
Recomendam-se para as futuros trabalhos futures as seguintes temas
i) Aprofundar as metodos de ensaio de estacas tipo helice continua
ii) Verificar quais sao os ensaios mais indicados para cad a patologia
mencionada neste trabalho
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
76
6 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ALONSO U R Avalialao Ensaio Pll nas Est Helice Continuas nov 2007
Disponivel em wwwabeforgbrhtmlartigosAcessoem 08072008
ALONSO U R Interpretacao de provas de carga axial em estacas helice continua
monitoradas na execuyao Solos e Rochas Sao Paulo v19 n3 p 233-242 dez
1996
ALONSO U R Preva de carga horizontal em e5taea helice continua Solos e Rochas
Sao Paulo v21 n1 p 51-57 abr 1998
Boletim tecnico de estaea helice continua monitorada Dispon[vel em
httpwwwgngfundacoescombrboletim tecnico GNGpdf Acesso em 02072008
Brasfond fundayoes especiais sa Disponivel em
httpwwwbrasfondcombrlsite2006Iindexhtm Acesso em 0210712008
BURIM S M MAFFEI C E M InterpretaClt3o de provas de carga axiais em estacas a
partir de urn modela fisico consistente Solos e Rochas Sao Paulo v12 p 3-18
1989
CURSO 2008 Sao Paulo Local EXECUCAo DE FUNDACOES E CONTENCOES
EM EMREENDIMENTOS IMOBILIARIOS
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
77
HACHICH W FALCONI F F SAES J L FROTA R G Q CARVALHO S S
NIYAMA S Fundaqoes - teoria e pratica 2 ed Sao Paulo Pini1998
Manual de especificaqoes de produtos e procedimentos ABEF ABEF - Associaqao
Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundaqoes e Geotecnia 2 Ed
Disponivel em wwwabeforabr Acesso em 0810712008
MILITITSKY J CONSOLI N C SCHNAID F Patologias das Fundaqoes Sao
Paulo Oficina de Textos 2005
NETO L A KORMANN A C M BEIM J MARTINAT LR DEBAS L F
Tomografia de estacas uma nova tecnologia para 0 centrole de qualidade de
fundaqoes profundas Disponivel em httplwwwinsitucombrlartigosldefault
Acesso em 1010712008
PENNA A S D CAPUTO A N MAlA C M PALERMO G GOTLlEB M
PARAiso C S ALONSO U R Estaca Helice-Continua A ExperiifmciaAtual Sao
Paulo Associavao Brasileira de Engenharia de Funda90es e Servi90s Geotecnicos
Especializados Associaao Brasileira de Mecanica dos Solos 1999
VELLOSO D A ALONSO U R Previsao contrale e desempenho de fundaoes
In Previsao de desempenho x comportamento real Sao Paulo p 95-137 2000
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
78
7 REFERENCIAS CONSULTADAS
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1213111991 Estacas-
Prova Carga Estatic8
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 1320811994 Estacas-
Ensaios de Carregamento Dinamico
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 573911994 Concreto-
Ensaios de compressao de corpos de prova cilfndricos
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 612211996middot Projeto e
Execuq80 de Fundaqoes
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 72111986 Agregados
para Concreto
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 748011992 Barras e
fios de A~o destinados as armaduras para concreto armado
ASSOCIAltAO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS NBR 895311992 Concreto
para fins estruturais - Classificaq80 por grupos de resistencia
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
79
FILHO J A P et al Comportamento oj Traao de Eslacas Tipo Heice-Continua
Executadas em S de OiabBsico
httpwwwgeyercombrpagesheliconhtm
httolwwwmaitiU
httpwwwprpunicampbr
httpvvwwsitengenhariacombrfundacaohelicecontinuahtm
httpwwwsoilmeccom9atel vti 91 1aspx
KORMANN A C M CHAMECKI P R Estacas Helice Continua em Argia
Sobreadensada Comportamento em Pro vas de Carga Estaticas e Oinamicas
MARCELLI Mauricio Sinistro na Conslruao Civil- Causas e souoes para danos
e prejuizos em obras Sao Paulo Pini 2007
SIMPOSIO VI 2008 Florian6polis Simposio de Protica de Engenharia
Geotecnica da Regiao Sui GEOSUL
SIPRIANO V S Analise comparativa de custos entre fundafoes do tipo heice continua
e pre-modada 2007 Trabalho de Gradua~ao (Bacharelado em Engenharia Civil) -
UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville 2007
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004
80
SOUZA R N Observacao do Contato Concreto-Solo da Ponta de Estacas Helice
Continua
VELLOSO D A LOPES F R Fundaqoes Volume I Criterios de projetos
Investigaao de Subsolo Fundaoes Superficiais Sao Paulo Oficina de Texto
2004