Estudo comparativo para fundações profundas: perfil metálico x hélice contínua x pré-moldada de concreto

Frequentemente, as construtoras fazem engenharia de valor em busca da melhor alternativa para o equilíbrio entre redução de custos, qualidade e segurança da obra.

Existem lendas sobre o uso de estacas hélice ser a melhor alternativa em fundações profundas e decidiu-se pesquisar o assunto.

Para isso, comparou-se três soluções diferentes para as fundações: perfil metálico, hélice contínua e estaca pré-moldada de concreto.

Segundo a ABNT-NBR 6122:2010, define-se como fundação profunda aquela que transmite a carga proveniente da superestrutura ao terreno pela base (resistência de ponta), por sua superfície lateral (resistência de fuste), ou pela combinação das duas.

Estacas pré-moldadas de concreto protendido são concretadas em fábrica e enviadas para a obra para cravação por meio de bate-estacas.

Estacas metálicas são constituídas de perfis laminados ou soldados, tubos de chapas dobradas e trilhos. As estacas de aço devem resistir à corrosão pela própria natureza do aço ou por tratamento adequado porém dispensam tratamento se estiverem inteiramente enterradas em terreno natural.

Estacas hélice contínua são produzidas no mesmo local em que serão aplicadas, executadas enchendo-se de concreto, perfurações previamente executadas no terreno após perfuração com equipamento helicoidal contínuo, que retira o solo conforme se realiza a escavação, e injeta o concreto simultaneamente, utilizando a haste central desse mesmo trado.

Segundo levantamento feito e apresentado pela Revista Construção Mercado em sua edição 147, a pré-moldada se apresentou 44,79% mais barata em relação à hélice contínua e 47,01% em relação ao perfil metálico.

Em outro estudo apresentado na mesma revista em sua edição 118, comparou-se a estaca hélice contínua com a estaca de concreto pré-moldado, tendo vencido esta última com economia de 33,4%.

Basicamente, os motivos que levam à escolha da estaca pré-moldada pelas empresas após rigoroso estudo e engenharia de valor são: o menor custo, incluindo a incerteza do consumo final de concreto, a logística não só do concreto, mas também da remoção de terra, a movimentação da hélice devido ao peso e o tipo de solo, quanto pior, mais forte a indicação da pré-moldada.

O primeiro fator a ser considerado para derrubar essa lenda é a possibilidade de reduzir o volume de concreto e do lançamento de concreto in loco. Em geral, no dimensionamento das fundações profundas, é necessário um número maior de estacas hélice do que de estacas pré-moldadas e consequente maior volume de blocos de fundação, pois se a obra exige maior quantidade de estacas hélice, é preciso volume maior de concreto nos blocos.

Além disso, o comprimento e o diâmetro teórico dessas estacas sofrem aumento significativo do volume de concreto após a execução. Não é recomendada em terrenos que apresentam areia saturada, podendo deixar o fuste com diâmetros ainda mais diferentes na fase de concretagem. No processo executivo da estaca hélice contínua, como é empregado concreto com elevado slump teste de 22 ± 2cm, não é possível executar uma estaca próxima a outra recentemente concluída, podendo haver ruptura do solo entre elas. Como regra geral, recomenda-se que só se execute uma estaca quando todas num raio mínimo de cinco diâmetros já tenham sido concretadas há pelo menos um dia. Consequentemente há aumento do volume de concreto dos blocos.

Na fase de preenchimento do furo por bombeamento de concreto sob pressão positiva, visando garantir a continuidade do fuste da estaca devem ser observados dois aspectos executivos: o primeiro é certificar-se que a ponta do trado, na fase de introdução, tenha atingido um solo que permita a formação da bucha para garantir que o concreto injetado se mantenha abaixo da ponta do trado e não suba pela interface solo-trado (http://www.geofix.com.br). Outro é controlar a velocidade de subida do trado de modo a sempre ter um super-consumo de concreto.

As estacas pré-moldadas podem ser cravadas com uma nega predeterminada e seus comprimentos são facilmente ajustáveis. São estáveis em solos compressíveis, por exemplo, argilas moles, siltes e turfas;

O segundo fator refere-se ao fato de que a estaca pré-moldada transmite principalmente a carga de ponta, enquanto na hélice contínua a maior parte da carga é distribuída ao longo do contato lateral com o solo.

Para atingir a mesma resistência de uma pré-moldada na estaca hélice, é necessário maior comprimento, representando volume maior de concreto e aço.

O trabalho mais intensivo de concretagem se reflete ainda na ocupação da mão de obra para armação e lançamento do concreto, ao passo que a cravação das pré-moldadas envolve número reduzido de trabalhadores, reduzindo o potencial de acidentes de trabalho, além da redução de potencial risco de ações trabalhistas.

As fundações em estacas pré-moldadas não ficam vinculadas à disponibilidade de concreto das concreteiras ou do trânsito para cumprir o cronograma. Empresas tradicionais como a Protendit, por exemplo, mantém mais de 50.000 m de estacas em estoque, podendo entregá-las no dia seguinte ao pedido.

O terceiro fator não está vinculado ao custo. Obras localizadas no quadrilátero da cidade de São Paulo ou em regiões centrais muito movimentadas de cidades podem ter atraso na chegada do concreto à obra, necessário para a execução da estaca-hélice, além da dificuldade para remover o excedente de terra gerado pela escavação.

O quarto fator é a baixa resistência do solo em que a obra será executada. Essa situação dificulta a mobilidade do equipamento da hélice e da escavadeira pelo canteiro, havendo a necessidade de preparação do solo para receber esses equipamentos demasiadamente pesados. Por outro lado, o bate-estaca mais leve, não necessita mexer no terreno para cravar as estacas pré-moldadas.

O quinto fator refere-se à boa capacidade de carga e boa resistência de esforços de flexão e cisalhamento. Além disso, por serem produzidas em fábricas apropriadas, as estacas pré-moldadas têm uma boa qualidade do concreto e é controlada e fiscalizada por laboratórios. O material da estaca também pode ser inspecionado antes da cravação.

Não bastasse essas vantagens, a pré-moldada pode ser recravada se for afetada por inchamento do solo; o procedimento de construção não é afetado pelo lençol freático; pode ser cravada com grandes comprimentos; pode ser transportada acima do nível do terreno, por exemplo, dentro d’água para estruturas marítimas e pode aumentar a densidade relativa de uma camada de fundação granular (http://www.ufjf.br).

Em contrapartida a essas vantagens, alguns argumentam que a execução da pré-moldada tem prazo maior que o da hélice contínua. O argumento é facilmente derrubado pelo fato de que a colocação de mais bate-estacas na obra é muito rápida e simples, caso necessite reduzir o tempo de execução.

Com esses argumentos conclui-se que não se deve usar estacas cravadas pré-moldada de concreto apenas aonde a vizinhança está em estado precário, pois este tipo de fundação causa vibrações excessivas.

Qualquer dúvida, o departamento técnico da Protendit estará à disposição sem qualquer custo: (11) 2997-2133.

http://www.protendit.com.br/

Alexandre Vasconcellos - [email protected]

Fonte da Imagem: https://pedreirao.com.br/estaca-helice-continua-passo-a-passo/