413) ESTACAS HELICOIDAL
ESTACAS HELICOIDAL UTILIZADAS PARA FUNDAÇÃO
Estaca Helicoidal
A estaca helicoidal é um elemento metálico que é instalado através de rotação, possui uma determinada geometria de haste, um número determinado de hélices e comprimento, é dimensionada com base nas condições apresentadas pelo solo e pela solicitação de carregamento.
Tomando como base a sondagem do terreno e o carregamento de projeto, esta estaca é dimensionada para ser instalada com um determinado torque, comprimento mínimo e pressão hidráulica que são devidamente especificados no projeto.
Uma vez instalada, o próprio elemento se torna parte da estrutura da fundação, sem a necessidade de escavação, perfuração preliminar, compactar o solo ou então até mesmo a utilização de concretagem.
Constituída de peças metálicas, ela é utilizada para suportar/resistir em qualquer tipo de aplicação ou carga.
Ela basicamente é composta de uma haste central de aço, oco ou sólido, com uma seção que pode ser tanto circular quanto quadrada, e ao longo de seu fuste há diversas placas helicoidais (daí seu nome) que podem ser chamadas de âncoras ou então de hélicas, elas são soldadas na haste e possuem a função de transferir o carregamento da estrutura para o estrato de solo.
Ainda é possível que sejam adicionadas novas extensões de haste a estaca helicoidal, para que assim ela alcance camadas ainda mais profundas de solo, com uma capacidade de suporte ainda maior.
Antes de mais nada, a estaca helicoidal nada mais é do que uma fundação profunda, a qual é constituída de peças metálicas.
Ela é utilizada para suportar/resistir em qualquer tipo de aplicação ou carga.
Ela basicamente é composta de uma haste central de aço, oco ou sólido, com uma seção que pode ser tanto circular quanto quadrada, e ao longo de seu fuste há diversas placas helicoidais (daí seu nome) que podem ser chamadas de âncoras ou então de hélicas, elas são soldadas na haste e possuem a função de transferir o carregamento da estrutura para o estrato de solo.
Ainda é possível que sejam adicionadas novas extensões de haste a estaca helicoidal, para que assim ela alcance camadas ainda mais profundas de solo, com uma capacidade de suporte ainda maior.
A boa notícia aqui é que com a utilização desta estaca você terá uma maior facilidade para acessar espaços confinados. Somando a sua rapidez, fácil instalação e alta capacidade de suporte, isto faz com que esta estaca seja ideal para projetos industriais e comerciais, além de instalação de torres de transmissão, fundações marítimas de piers, paredes de contenção, reforço e renivelamento de fundações e pisos, passarelas, galpões sujeitos a cargas de tração, tubulações de petróleo, água, gás e postes.
Cada modelo existente de uma estaca helicoidal tem capacidade para suportar cargas específicas, bem como diferentes condições de esforços (esforços horizontais, compressão e tração), caso uma única estaca não seja suficiente para absorver todo o carregamento que lhe é imposto, então mais estacas deverão ser instaladas para que esta carga extra possa ser distribuída. Para se ter uma noção, há modelos que podem suportar até mesmo 136 toneladas em uma única estaca, o que por si só já é bastante coisa!
Quer conhecer um pouco mais sobre as Estacas Helicoidais?
Marcelo Starling especialista em Linhas de Transmissão da Incotep Sistemas de Ancoragem, concedeu uma aula no Canal Marzullo Treinamentos.
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Instalação de Estacas Metálicas Helicoidais
Objetivo
O objetivo do presente Procedimento é definir as condições para a instalação e controle das Estacas Metálicas Helicoidais a serem empregadas nas fundações das estruturas autoportantes de Linhas de Transmissão. Em todas as Torres será obrigatório o uso de torquímetro ou manômetro para que seja possível verificar a relação torque x pressão.
Os locais de trabalho deverão estar liberados junto aos proprietários e os acessos às estruturas concluídos. A área da estrutura deverá estar limpa de todo e qualquer tipo de material que possa vir a impedir a execução dos serviços.
O centro do bloco de coroamento das estacas e o seu plano de instalação na diagonal da Torre deverá estar materializado no campo.
Metodologia de instalação Generalidades
As estaca serão compostas de várias composições que serão instaladas no solo por rotação até atingir a Profundidade, o Torque e a Pressão Hidráulica Mínima especificados em projeto.
As estacas são basicamente compostos de uma Seção Guia com três a seis hélices helicoidais de diâmetros de 10" a 14", soldadas em tubo de 4" (101,60 mm) de diâmetro e conectados às extensões lisas, de tubos de mesmo diâmetro, cuja função é simplesmente encaminhar a seção guia até a profundidade necessária e suficiente.
Características principais dos componentes metálicos
Tubos: Seções Guia e Extensões: Tubos de 101,6 x 8,08 mm em aço ASTM A501, A53 GRB SCH80 ou VMB-300 COR.
Hélices: Chapa de aço ASTM A36 ou SAC 41 fornecida pela USIMINAS, com espessura de 12,7 ou 14,0 mm , diâmetro de 10", 12" e 14", passo 95 mm e furo central de 107,95 mm de diâmetro.
Luvas: Tubos de 127 x 11 mm em aço ASTM A501, A53 GRB SCH80 ou VMB-300 COR, com comprimento de 330 mm ou sistema ponta/bolsa, com os mesmos tipos de aço dos tubos acima descritos.
Proteção contra Corrosão em solos muito agressivos: Quando solicitado pelo Cliente ou em solos muito agressivos as extensões lisas poderão ser revestidas total ou parcialmente com tubos de PVC de 110 mm de diâmetro, parede de 3 mm, evitando-se dessa forma o contato metal - solo. Previamente à instalação do revestimento de PVC, as extensões lisas poderão ser pintadas com Neutrol (tinta asfáltica), formando uma película impermeável de grande aderência e de alta resistência química. Além disso, poderá ser aplicado um cordão de silicone em cada emenda para propiciar a devida vedação do tubo aço - PVC. No trecho das luvas o tubo de PVC será dividido em duas partes, sendo uma das partes instalada no local.
Parafusos: 03 parafusos por emenda de ¾" x 6,5" em aço SAE 1045.
Dados Técnicos:
Carga admissível das estacas > 450 kN.
Peso aproximado das estacas = 25,50 kgf x m.
Comprimentos previstos das extensões lisas = 1,0 ; 1,5 ; 2,0 ; 2,5 e 3,0 metros.
A ligação das estacas com a Torre será feita com bloco de coroamento de concreto armado, fck>=18 MPa. A concretagem das estacas e stubs será feita obrigatoriamente em uma única Etapa.
Instalação das estacas
As estacas serão instaladas de acordo com a profundidade , torque e pressão hidráulica mínima especificada em Projeto e indicada no Protocolo de Instalação elaborado para cada Estrutura conforme modelo anexo.
Os solos devem permitir a penetração adequada das estacas metálicas helicoidais ou seja, sem presença de rochas sã ou fraturada ou matacões com dimensões tais que impeçam ou desviem sua penetração.
De modo geral o projeto e os equipamentos comportam a execução de estacas em terrenos onde o número de golpes SPT seja <= 30.
O equipamento de instalação é composto basicamente de uma retroescavadeira ou caminhão com guindauto adaptados para receber um motor hidráulico a ser conectado ao sistema hidráulico da máquina.
Ferramentas de adaptação e indicador da pressão hidráulica (manômetro aferido) ou torque (torquímetro aferido), completam o conjunto de instalação. As condições de acessibilidade determinarão o equipamento de instalação mais adequado a ser utilizado.
Tarefas Preliminares
Previamente à instalação da estaca será escavada uma cava vertical situada do lado externo ao ponto de fincamento e a uma distância definida pelo angulo de inclinação da mesma com uma profundidade mínima de 50 cm . A cava tem o objetivo engastar e direcionar a seção guia no início das instalações. Todas as composições e acessórios a empregar em cada torre serão separados previamente e colocados ao lado do equipamento de instalação para assegurar o número e tipos de composições a serem empregadas.
Instalação e emenda de composições
Na instalação se introduzirá no solo, por rotação, a seção guia seguida das extensões lisas , sendo que a quantidade dessas extensões será aquela necessária para se atingir a profundidade, Torque e Pressão mínima especificada;
As seções guias e composições lisas de 1,0; 2,0; 2.5 e 3,0 ml de comprimento serão unidas entre si com 03 (três) parafusos ¾" x 6,5" em aço 1045 SAE;
O tubo de aço será instalado na profundidade indicada no projeto .Em caso de se atingir camadas de solos que impeçam a penetração completa da última extensão lisa , essa será cortada com serra ou maçarico de modo a atender a cota de arrasamento prevista no projeto;
A movimentação das composições e acessórios durante a instalação se efetuará de forma manual. A emenda das composições também se fará de forma manual com o auxílio de ferramentas.
Interrupções durante a instalação
As tarefas de instalação das estacas poderão ser completadas de forma contínua ou descontínua, com ou sem interrupções.
Redução de comprimento na ocorrência de rocha ou solos impenetráveis
No caso de ocorrência de rochas ou camadas de solo impenetrável que impossibilite atingir a profundidade prevista em projeto, o comprimento poderá ser reduzido desde que a profundidade e o torque e pressão mínima especificados em projeto sejam respeitados.
Tolerâncias de montagem e controle topográfico Torre com uma estaca por pé
As estacas estarão sempre contidos no plano vertical que passa pela diagonal da Estrutura;
A inclinação com respeito à horizontal será indicada no projeto. Obrigatoriamente, terá o mesmo angulo na diagonal, do montante da Estrutura;
Se admitirá um desvio angular máximo de 2º graus em qualquer direção com respeito à orientação indicada;
O máximo desvio horizontal admitido é de 5 cm medido sempre do lado externo ao ponto de fincamento da estaca.
O controle da direção de instalação do plano diagonal será feito com balizas de madeira e o ângulo das estacas com a vertical será verificado com gabarito angular.
Torre com duas ou mais estacas por pé
Os eixos dos blocos estarão sempre contidos nos plano verticais que passam pelas diagonais da Estrutura.
A inclinação com respeito à horizontal será indicada no projeto.
Se admitirá um desvio angular máximo de 3º graus em qualquer direção com respeito à orientação indicada;
O máximo desvio horizontal admitido é de 5 cm medido sempre do lado externo ao ponto de fincamento das estacas.
O controle da direção de instalação do plano diagonal será feito com balizas de madeira e o ângulo das estacas com a vertical será verificado.
Registro de Instalação
Durante a instalação de cada uma das estacas , serão anotados todos os dados requeridos no protocolo de instalação.
Equipamentos a empregar
Características mínimas requeridas para os equipamentos empregados na instalação das estacas: Pressão de Bomba Hidráulica: 2.800 psi, Vazão de Bomba Hidráulica : 40 gl/mim
O dimensionamento de uma fundação fica a cargo do engenheiro calculista responsável pela obra, é ele quem terá de fazer todo o trabalho de acordo com o relatório de sondagem do terreno em que a obra será executada.
Entretanto, caso você queira saber como funciona o dimensionamento da estaca helicoidal a título de curiosidade, é só dar uma lida no manual de dimensionamento fornecido pela Geotecnia e Engenharia. Logo de cara já alertamos que não se trata de uma leitura das mais fáceis, bem como o dimensionamento em si.
Fundação Estaca Helicoidal x Outras Fundações
Apesar de suas vantagens apresentadas acima, a estaca helicoidal é uma das estacas menos utilizadas na construção civil, tanto que em diversas grades curriculares ela não chega nem a ser abordada, sendo que a estaca hélice contínua acaba a substituindo.
Entretanto, é trabalho de um bom engenheiro conhecer todas as possibilidades que ele tem em mãos, para só então poder analisar cada uma separadamente e julgar qual é a melhor para sua obra em específico.
Estaca Helicoidal - INCOTEP
Desde o início de sua utilização no Brasil, as Estacas Helicoidais, se mostraram uma solução eficaz para as obras de linha de transmissão e vêm sendo adotadas em praticamente todas as linhas construídas nos últimos anos de Norte a Sul do país.
A Incotep é pioneira na fabricação de Estacas Helicoidais no Brasil, tendo iniciado sua atuação na fabricação no início dos anos 2000, e hoje possui um dos melhores parques fabris do país, com condições de atender sua obra com qualidade e no prazo desejado.
Nossas estacas são fabricadas a partir de tubos de aço carbono sem costura, garantindo maior qualidade e segurança para as fundações.
Cada obra é única, por isto nossas Estacas Helicoidais são projetadas individualmente, definindo conforme especificidades da obra, as características do tubo (diâmetro x espessura), das hélices (tamanho, formato, abertura, passo e espessura) e o comprimento de cada seção, garantindo assim, máxima performance da solução em seu projeto.
As principais vantagens são:
• Alta performance em solos fracos e com nível d’água elevado.
• Capacidade de absorção de cargas distintas com a mesma configuração.
• Possibilidade de configurações variadas.
• Correlação da capacidade de carga e o torque de instalação.
• Solução industrializada.
• Solução leve e de fácil transporte.
• Processo de instalação com equipamentos simples.
• Baixa utilização de mão de obra.
• Alta produtividade mesmo em situações adversas.
• Possibilidade de carregamento imediato.
• Simplificada conexão às estruturas.
• Não gera resíduos no canteiro.
• Baixo impacto ambiental.
Acessórios para Estaca Helicoidal
Focados na missão de levar soluções completas às obras de nossos parceiros, desenvolvemos uma linha de acessórios para Estacas Helicoidais, garantindo maior performance, qualidade e produtividade nas frentes de obra.
Conheça nossas linhas de acessórios:
imulação de Pilhas Helicoidais em PLAXIS:
Estacas helicoidais; um dos tipos de estacas profundas que suportam fundações para estruturas costeiras como membro de tensão e compressão, bem como usado como um membro de tensão lateral para apoiar as estruturas de colapsos.
Para saber mais sobre a PLAXIS visite: https://lnkd.in/gTd5X-E4
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PLAXIS 3D: https://lnkd.in/g-qMxgky
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