HÉLICE CONTÍNUAHÉLICE CONTÍNUAProjeto e Execução
FREDERICO FALCONI2007
• O emprego de estaca executada com trado hélice contínua teve seu início nos Estados Unidos na década de 50.
• Os equipamentos eram constituídos por guindastes com torre acoplada, dotados de mesa perfuradora, e executavam
HISTÓRICO
torre acoplada, dotados de mesa perfuradora, e executavam estacas com diâmetros de 27,5 cm 30 cm e 40 cm.
• No início da década de 70 esta idéia de perfuração foi introduzida na Alemanha, de onde se espalhou para Europa e posteriormente para o Japão.
• As primeiras estacas moldadas no solo executadas com trado tipo hélice contínua eram formadas pela perfuração do solo por rotação do trado e remoção da terra por ascensão vertical até a superfície.
• Devido a baixa potência dos equipamentos, com torques de 10 a 30 kNm, o avanço da perfuração com esse tipo de equipamento é feito com retirada de terra, aliviando solos equipamento é feito com retirada de terra, aliviando solos mais resistentes, provocando descompressão excessiva do solo circundante.
• A concretagem é feita pelo lançamento do concreto através do topo da haste vazada e retirada simultânea do trado até completar a estaca.
Atualmente, o equipamento básico para
• Um guindaste com torre ou guia fixa adaptada, ou equipamento completo construído para uso em estacas
Atualmente, o equipamento básico para execução de estaca hélice contínua
compreende:
equipamento completo construído para uso em estacas escavadas (haste KELLY), ou parede diafragma, ou estacas tipo hélice (CFA).
• Uma mesa rotativa com potência para fazer penetrar o trado hélice contínua até a profundidade requerida.
• Um trado hélice contínua com comprimento e diâmetro (haste vazada com diâmetro variável de acordo com o diâmetro do trado) adequados, equipados com lâminas cortantes na extremidade inferior compatíveis com o material a ser perfurado.material a ser perfurado.
• Instrumentação eletrônica para o controle das principais operações, como prumo da perfuração, velocidade de rotação e avanço, pressão do concreto e velocidade de subida do trado na concretagem.
A evolução dos equipamentos permitiu importantes
• Aumento da potência das mesas rotativas, presentemente atingindo 250 kNm de torque.
A evolução dos equipamentos permitiu importantes avanços na tecnologia de execução das estacas tipo hélice contínua. As principais inovações introduzidas nos equipamentos e respectivos acessórios foram:
• Uso de guindastes de alta capacidade, com operação e movimentação hidráulicas.
• Uso de trados com diâmetros de até 1.200 mm.
• Emprego do controle de execução por monitoração eletrônica.
A evolução tecnológica na execução das estacas se refletiu num melhor controle da perfuração da estaca e da sua concretagem.
Outros controles introduzidos pela monitoração:
• profundidade • consumo de concreto ao longo do comprimento da estaca.
monitoração:
Introdução da Hélice
Perfuração
Concretagem
Colocação da armadura,
Estaca pronta
3,0 m
6,0 m
3,0 m
19,5 m
TORQUE
KNm30 80 - 100 150 - 250
Grupo I Grupo II Grupo III
KNm30 80 - 100 150 - 250
DIA.max
Mm425 800 1200
COMP.max
m15 23 28
TRAÇÃO 60 - 100 150 - 300 400 - 700
KN60 - 100 150 - 300 400 - 700
PESO DO CONJUNTO
Kn
200 400 650 - 800
Sensores
PROFUNDIDADE
TORQUE
PRESSÃO DE CONCRETO
FLUXO DE CONCRETO
CAIXA DE CONEXÃO
INCLINAÇÃO X Y
VELOCIDADE DE ROTAÇÃO
TORQUE
PROFUNDIDADEPROFUNDIDADE
EE
VELOCIDADE DE AVANÇOVELOCIDADE DE AVANÇO
Está instalado na mesa de perfuração, sendo constituído por um sensor de giro e um conjunto de roldanas que estão em contato com um cabo de aço instalado ao longo da torre.
Quando as roldanas giram sobre o cabo, o sensor informa o Quando as roldanas giram sobre o cabo, o sensor informa o deslocamento da cabeça e, por conseqüência, do trado da hélice.
A informação do sensor possibilita, ao registro do computador, conhecer a posição da ponta do trado em relação ao nível do
PROFUNDIDADEPROFUNDIDADE
trado em relação ao nível do terreno, no tempo.
Com estes dados obtidos pelo sensor, o computador registra o comprimento da estaca e calcula as velocidades de avanço e de subida.
O sensor está instalado na
VELOCIDADE VELOCIDADE
DE ROTAÇÃODE ROTAÇÃO
O sensor está instalado na cabeça de perfuração, em contato com um anel com pinos, adaptado à haste do trado.
Sua função é contar o número de vezes que os pinos passam pelo sensor, devido ao giro do pelo sensor, devido ao giro do trado.
Esta informação é transmitida à monitoração, que é traduzida em velocidade de rotação, com base nos registros do sistema de monitoração
INCLINAÇÃO X e YINCLINAÇÃO X e Y
Este sensor está colocado na torre da máquina, na torre da máquina, fornecendo a inclinação, em relação à vertical, a partir de um sistema de eixos cartesianos.
X = direita - esquerda
Y = frente - traseira
INCLINAÇÃO X e YINCLINAÇÃO X e Y
Y = frente - traseira
CÉLULA DE PRESSÃOCÉLULA DE PRESSÃO
TORQUETORQUE
CAIXA DE CONEXÃOCAIXA DE CONEXÃO
TORQUETORQUE
O torque é medido por um transdutor de pressão, instalado na tubulação de óleo do sistema hidráulico do motor da mesa de
TORQUETORQUE
tubulação de óleo do sistema hidráulico do motor da mesa de rotação.
A pressão medida deve ser correlacionada com o torque aplicado na haste do trado, através de um gráfico fornecido pelo fabricante da máquina.
A pressão é medida em bar, e o torque aplicado é medido em kgm.
PRESSÃO DO PRESSÃO DO
CONCRETOCONCRETO
FLUXO DE FLUXO DE
CONCRETOCONCRETO
Este sensor é considerado um dos mais importantes do sistema de monitoração.
Está colocado na junção do mangote de concreto com o topo da haste do de concreto com o topo da haste do trado.
É um transdutor de pressão que mede a pressão do concreto de forma indireta, através da medida da pressão de um líquido (água ou óleo) que está em contato com um tubo de borracha comprimido pelo concreto na sua
PRESSÃO DO CONCRETOPRESSÃO DO CONCRETO
comprimido pelo concreto na sua passagem.
Além de medir a pressão do concreto, capta o número de picos de pressão e informa ao sistema de monitoração para determinação do volume do concreto
CONTADOR DE PICOS DE PRESSÃO
Aparelho que conta os picos de pressão ocorridos no início do ciclo pressão ocorridos no início do ciclo de bombeamento de cada pistão da bomba de concreto.
A bomba de concreto é provida de 2 cilindros hidráulicos mecanicamenteligados a cilindros que bombeiam o concreto. O trabalho é sempre alternativo, ou seja, quando um
PRESSÃO DO CONCRETOPRESSÃO DO CONCRETO
alternativo, ou seja, quando um cilindro vai, o outro vem.
Neste processo, diversos picos de pressão são observados a cada golpe da bomba.
O sistema de monitoração,
CONTADOR DE PICOS DE PRESSÃO
O sistema de monitoração, utilizando filtros, registra somente o maior pico de pressão obtendo uma única contagem para cada ciclo.
Uma vez contado o número de ciclos e informado ao sistema de monitoração o volume bombeado
PRESSÃO DO CONCRETOPRESSÃO DO CONCRETO
monitoração o volume bombeado de cada ciclo, obtém-se a vazão e o volume de concreto.
Cada modelo de bomba tem volume de cilindro e perda ou eficiência próprias.
Assim, para se obter medidas de Assim, para se obter medidas de volume com precisão adequada, será necessário aferir o volume medido pelo sistema de monitoração com o volume efetivamente bombeado, toda vez que uma nova bomba é utilizada.
Bombas com muito uso, ou sem manutenção, têm menor eficiência,
PRESSÃO DO CONCRETOPRESSÃO DO CONCRETO
conduzindo fatalmente a erros de medidas.
A correta informação ao sistema de monitoração do volume bombeado por ciclo deve ser aferida e corrigida a cada nova bomba utilizada.
Trados
Armação
Pilão 1.600 kg d = 23cm l = 5 m
Casos de Obras
Cálculos de Cálculos de
Capacidade de Carga
Casos de Obras
Gráfico de PerfuraçãoGráfico de Perfuração
Concreto
Cuidados necessáriosCuidados necessários
• Determinação do consumo máximo de água do traço através da trabalhabilidade medidos pelo “slump test” e pelo “slump-flow”.
• Tempo de início de pega do concreto (passagem doestado líquido para o estado sólido) superior a 3horas.
• Exsudação (separação das partículas sólidas com aágua do traço) ≤≤≤≤ 1,0 % determinado conformeágua do traço) ≤≤≤≤ 1,0 % determinado conformemetodologia da norma brasileira para um período detempo igual ao tempo de início de pega do concreto.
• Emprego de finos totais do traço em valor nãoinferior a 650 kg/m3 (passante na peneira 200),inferior a 650 kg/m (passante na peneira 200),sendo que pelos menos 400 kg/m3 destes seja dematerial cimentícios.
• Quando possível, o emprego de aditivosespeciais para minimização do consumo de água,comumente conhecidos como superplastificantes.Mas, normalmente os procedimentos executivostornam impeditivo o emprego deste aditivo.Mas, normalmente os procedimentos executivostornam impeditivo o emprego deste aditivo.
Após a execução do estaqueamento, o preparo e o aparelhamento da cabeça das
estacas deverá ser feito conforme a ilustração acima, ressaltando o posicionamento correto do ponteiro e admitindo a utilização de um martelo pneumático leve em estacas com
diâmetros superiores a 40 cm
• Maior velocidade em comparação com o sistema convencionalEntre 15 a 20 estacas por dia
• Antecipação da conclusão da
VANTAGENS
• Antecipação da conclusão da obra
• Reduz custo indireto = Economia no custo total
• Segurança na realização da obra
• Em áreas urbanas, densamente • Em áreas urbanas, densamente habitadas é a melhor alternativa , pois não produz ruídos nem vibrações
• Pode ser utilizada em qualquer tipo de solo
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