Atualmente, as perfuratrizes de hélice contínua estão entre os equipamentos mais utilizados em obras de fundação, principalmente em centros urbanos.

Os motivos para isso são vários, começando pelo nível reduzido de ruído e ausência de vibrações, fatores que minimizam os impactos nas construções adjacentes e no entorno da obra. Em comparação com o bate-estacas, essas máquinas operam de forma relativamente silenciosa.

A produtividade é outro aspecto relevante, pois o uso da hélice permite uma rápida execução de estacas.

Os trabalhos de perfuração, concretagem e retirada da hélice são realizados em uma única operação contínua, acelerando o processo de fundação profunda e, assim, economizando tempo no cronograma da obra.

Assim como outros métodos construtivos, a hélice contínua gera elevada quantidade de solo escavado, que sai quando os trados são sacados dos furos.

“Esse procedimento feito através dos trados helicoidais resulta em grande volume de material retirado e, por isso, é recomendado o uso de uma escavadeira para trabalhar no apoio e remoção do material”, explica a engenheira Lavínia Noronha, da Gontijo Fundações.

Segundo ela, o equipamento perfura o solo no diâmetro determinado, até a profundidade estipulada em projeto. Em seguida, o concreto é bombeado através do tubo central até a ponteira do trado.

“Simultaneamente, o operador extrai o trado juntamente com a remoção do solo e a concretagem do fuste, formando o corpo da estaca”, descreve.

“Por fim, coloca-se a armadura, de forma manual ou por meio do guincho, dependendo do porte e peso da armação.”

Equipados com guincho auxiliar, alguns modelos conseguem realizar o içamento das armações, sem precisar de soluções adicionais.

Todo o processo é monitorado por computador de bordo, que entrega diversos dados e gráficos que são usados pela equipe de engenharia na análise da qualidade do serviço.

“Nesse sentido, é preciso acompanhar aspectos como velocidade de perfuração e retirada do trado, volume de concreto em cada estaca e perfil estimado do fuste da estaca, entre outros”, descreve Lavínia.

A estaca do tipo hélice contínua é executada de forma
mecânica por um trado helicoidal contínuo

Geralmente, as perfuratrizes de hélice contínua são capazes de realizar furos com diâmetros de 30 a 120 cm, mas alguns equipamentos chegam a 35 m de profundidade.

Nesses casos, as estacas possuem alta capacidade de resistência de carga, perfurando as camadas mais resistentes do solo.

“Contudo, devem ser empregadas em terrenos nivelados, pois o equipamento não consegue trabalhar inclinado”, sublinha Lavínia Noronha.

PRÉ-OBRA

Como as perfuratrizes de grande porte exigem condições específicas no canteiro, é crucial realizar uma etapa de pré-obra, assegurando que as necessidades sejam atendidas.

“Trata-se de uma visita entre o executor de fundações e o cliente, antes mesmo da mobilização do equipamento, em que são abordados todos os itens técnicos”, explana a engenheira.

De saída, o solo precisa ser compactado ou apresentar resistência capaz de suportar o peso do equipamento.

Caso não tenha essa caraterística, devem ser propostas soluções que viabilizem a execução das estacas, incluindo raspagem da camada superficial saturada, uso de camada de brita (coberta por pó de pedra, fundo de pedreira ou bica corrida), sistema de drenagem, estrado de eucaliptos, bombeamento de água e construção de valas, dentre outras.

Dimensões e trajetos precisam ser avaliados
criteriosamente para a movimentação do equipamento

Em geral, o planejamento prevê uso de caminhão munck para montagem de perfuratrizes de grande porte e para transporte de trados e outras peças.

Uma vez no canteiro, o platô para trabalho do equipamento deve ser nivelado, limpo e sem obstruções no acesso às estacas.

“As dimensões mínimas para movimentação do equipamento igualmente precisam ser avaliadas, considerando o posicionamento das estacas, o modelo do equipamento e as manobras necessárias”, explica a especialista.

Por sua vez, a presença de lençol freático no subsolo não interfere na execução de estacas pela modalidade hélice contínua.

Segundo o engenheiro Vinicius Lorenzi, sócio-diretor da Fungeo Fundações e Geologia, a perfuração pode ser executada abaixo do nível da água devido às características técnicas do método, que o tornam apropriado para essas condições.

Enquanto a hélice perfura o solo, o concreto é injetado simultaneamente através do eixo.

Isso garante que tanto a perfuração como a concretagem sejam realizadas de forma contínua, prevenindo a entrada de água e colapsos das paredes do furo.

“Durante a retirada da hélice, o concreto é injetado sob uma pressão maior que a hidrostática da água subterrânea, impedindo a intrusão de água no furo e estabilizando o solo ao redor da estaca”, comenta.

Execução de estacas com hélice contínua
traz benefícios em condições de água subterrânea

A hélice atua como suporte temporário durante a perfuração, mantendo a estabilidade das paredes do furo até que o concreto seja injetado.

Isso é particularmente importante em solos saturados, nos quais a presença de água pode causar desmoronamentos.

Em projetos realizados em locais com solo saturado, a capacidade de perfurar abaixo do nível da água – sem a necessidade de drenar a área ou usar revestimentos provisórios, como no caso de estacas escavadas com lama bentonítica – é uma grande vantagem.

Afinal, isso simplifica o processo e reduz custos. Vale destacar que a técnica de hélice contínua minimiza os riscos de desmoronamento do furo, que evidentemente são mais pronunciados em perfurações abaixo do nível da água.

“A execução rápida das estacas com hélice contínua é um benefício significativo em condições de água subterrânea, nas quais as técnicas convencionais podem ser mais lentas e complexas devido à necessidade de controlar a água”, explica Lorenzi, citando ainda ganhos na integridade da estaca e na segurança durante a execução.

Já em projetos com condições geotécnicas complexas, como solos muito moles ou heterogêneos, a hélice contínua também pode ser vantajosa, mas seu uso requer planejamento cuidadoso e rigoroso controle dos parâmetros de perfuração e injeção de concreto.

“Em casos extremos, outros métodos podem ser mais adequados”, frisa o engenheiro.

CONCRETAGEM

Atingida a cota de ponta prevista em projeto, com a tubulação já preenchida de concreto, inicia-se a fase de concretagem da estaca, continua Lorenzi.

Nessa operação, deve haver coordenação entre os operadores da perfuratriz e os responsáveis pela bomba do concreto, para que ocorra sintonia fina no trabalho.

A partir de sensores, as fases de execução
da estaca são monitoradas eletronicamente

“O operador do equipamento avisa por sinal sonoro o operador do cocho para que comece o lançamento do concreto e, concomitantemente, se inicia o levantamento do trado da hélice contínua para a expulsão da tampa e início da concretagem”, delineia Lorenzi.

Dessa forma, procura-se garantir o contato efetivo do concreto da ponta da estaca com o solo competente. “Porém, não se permite subir o trado da hélice contínua, que possibilita a expulsão da tampa, antes do início do lançamento do concreto”, pontua.

Além disso, a pressão do concreto deve ser sempre positiva para evitar a interrupção do fuste, devendo ser controlada pelo operador durante toda a concretagem, que é executada até a superfície do terreno.

O sistema de monitoramento eletrônico registra continuamente a velocidade de subida do trado, a pressão de injeção do concreto e o volume bombeado, entre outras variáveis.

De acordo com Lavínia Noronha, da Gontijo, nessa etapa é necessário haver sobreconsumo de concreto em relação ao volume teórico do cilindro da estaca.

“Esse sobreconsumo, também chamado de expurgo de concreto, garante a concretagem em toda a extensão da estaca e a retirada de possíveis impurezas, como a mistura de concreto e solo”, diz.

Imediatamente após a concretagem, é feita a colocação da armadura em forma de gaiola e a limpeza das impurezas do topo da estaca.

A descida pode ser auxiliada por peso ou vibrador, com a armadura enrijecida para facilitar a colocação. “Caso sejam utilizados, os centralizadores devem ser colocados a aproximadamente 1 m do topo e 1 m da ponta da armação”, retoma o engenheiro da Fungeo.

Todas as fases de execução da estaca são monitoradas eletronicamente, a partir de sensores instalados na perfuratriz. “Assim, é possível registrar o nivelamento do equipamento, pressão no torque, cota de ponta, pressão e consumo de concreto, além de prumo, rotação, avanço e extração do trado”, finaliza Lorenzi.

TÉCNICAS
Variedade e eficiência impulsionam método

Nos últimos 20 anos, a evolução das técnicas de fundação trouxe uma melhoria significativa de produtividade no canteiro.

“Hoje, as perfuratrizes de hélice contínua praticamente dominam o mercado, tendo absorvido outras técnicas”, ressalta Vinicius Lorenzi, sócio-diretor da Fungeo.

“Essa evolução de sistemas é estimulada pelas demandas das construtoras por soluções por produtividade e menor geração de impacto.”

Evolução técnica trouxe melhoria significativa de produtividade em fundações

De acordo com ele, os equipamentos de hélice contínua predominam no país devido à alta eficiência, sendo capazes de realizar 20 estacas por dia, a depender do tipo de terreno, ante três ou quatro estacas antes cravadas pelo método de martelo em queda livre.

Mas a evolução do método também é percebida na variedade de tamanhos disponíveis.

“Antes existiam apenas hélices de grande porte, mas agora já estão disponíveis perfuratrizes mais compactas e mesmo mini-hélices, propiciando maior facilidade de deslocamento e logística aprimorada”, diz Lorenzi, observando ainda que os sistemas computadorizados para perfuratrizes também estão evoluindo, assim como os softwares de monitoramento, com empresas que fazem o controle de gestão das máquinas.