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ESTUDO DE VIABILIDADE NA ESCOLHA DE FUNDAÇÃO DO
TIPO ESTACA HÉLICE-CONTÍNUA OU ESTACA PRÉ-MOLDADA
DE CONCRETO EM EDIFICAÇÃO MULTIFAMILIAR.
Alexsandro do A. Tomé de Souza 1 - UNITOLEDO
Axl Davidson Sousa Moreira 1 – UNITOLEDO
Carlos Adriano Rufino da Silva2 – UNITOLEDO
Resumo
O presente trabalho faz um estudo de caso de um bloco em um condomínio residencial
multifamiliar em Birigui, SP, para o qual foi adotada a execução de fundação em estacas
tipo hélice contínua. Baseando-se nas investigações geotécnicas do local, optou-se por
redimensionar a fundação adotando uma solução alternativa em estacas pré-moldadas de
concreto para uma amostra de 1 prédio. Na análise econômica da situação real de fundação
por estaca hélice contínua verificou-se que a empresa contratada praticou valores
extraordinários a cerca de 70% abaixo do mercado, levando a necessidade da elaboração de
uma cotação de preços comerciais usualmente praticados, para uma comparação realista
entre os custos pertinentes a cada tipo de fundação.
Palavras-chave: Fundações, hélice contínua, estaca pré-moldado.
1 INTRODUÇÃO
Este trabalho trata do estudo de caso aplicado a um condomínio residencial de
apartamentos localizado na cidade de Birigui, SP, para o qual se optou pela estaca tipo
hélice contínua como solução de fundação. Porém, partindo da análise das cargas da
estrutura, somada aos dados das investigações geotécnicas do terreno e a tecnologia local
disponível para execução de fundações, será realizado um estudo comparativo com a
adoção de estacas pré-moldadas de concreto como solução alternativa de fundação.
A escolha da alternativa adequada é conduzida pelas características das obras, em
1 Graduando em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Toledo Araçatuba
(2017). [email protected]
1 Graduando em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Toledo Araçatuba
(2017). [email protected] 2 Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, UNESP –
Ilha Solteira (2009). [email protected]
2
especial as cargas atuantes e as condições de subsolo. Hachich et al (1998) afirma que é
indispensável um estudo cuidadoso de cada caso, no qual a escolha do tipo de fundação
mais adequada deve-se basear em menor custo e menor prazo de execução.
1.1 Objetivo
Realizar um estudo comparativo da viabilidade técnica e econômica de execução
entre estaca tipo hélice contínua e estaca pré-moldada de concreto, para verificar qual
solução se apresenta como a alternativa técnica e econômica, mais viável.
2 FUNDAÇÕES
2.1 O estudo de fundações
Fundação é a parte de uma estrutura que tem a função de transmitir todas as cargas
recebidas para o terreno onde está sendo empregada. Toda fundação se compõe
primeiramente de dois estudos distintos: Cálculo das cargas atuantes sobre ela; estudo do
terreno onde será feita a execução.
A partir desses dois princípios, inicia-se a análise de qual tipo de fundação poderá
ser empregada sobre um determinado solo. A escolha da fundação deve levar em conta a
capacidade de carga do elemento de fundação, de modo que as cargas da estrutura sejam
resistidas pelo solo e o elemento estrutural, sem que ambos sofram ruptura, bem como, as
deformações do solo que ocorrerem nas camadas subjacentes à cota de apoio da fundação
têm de ser compatíveis com as deformações da estrutura. Após a consideração dos aspectos
técnicos e econômicos pertinentes ao projeto de fundações seguem-se ás fases de
detalhamento e dimensionamento, estudando-se a fundação como um elemento estrutural
(CAPUTO, 2012).
3 ESTACA TIPO HÉLICE-CONTÍNUA
3.1 Breve Histórico
Este tipo de estaca surgiu na década de 50, nos Estados Unidos. Os equipamentos
eram constituídos por guindastes de torre acoplada, dotados de mesa perfuradora que
executavam estacas com diâmetros de 27,5 cm, 30 cm e 40 cm. No início da década de 70,
esse sistema, foi introduzido na Alemanha, de onde se espalhou para o resto da Europa e
Japão. Segundo Velloso e Lopes (2010), o sistema passou a ser utilizado no Brasil a partir
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da década de 80.
3.2 Definição
A norma brasileira de fundações (NBR 6122/2010) define estaca hélice contínua
monitorada como estaca de concreto moldada in loco, executada mediante a introdução,
por rotação, de um trado helicoidal contínuo no terreno e injeção de concreto pela própria
haste central do trado simultaneamente com a sua retirada, sendo que a armadura é
introduzida após a concretagem da estaca.
3.3 Vantagens e Desvantagens
As estacas hélice contínua apresentam (HACHICH, 1996):
Alta produtividade, diminuindo substancialmente o cronograma da obra com
utilização de apenas uma equipe de trabalho;
O processo de execução não provoca distúrbios e vibrações típicos dos
equipamentos geralmente utilizados para estacas cravadas, além da percussão não causar
descompressão do solo;
Podem perfurar solos com SPT (Standard Renetation Test) acima de 50 e a
perfuração não gera detritos poluídos por lama bentonítica, eliminando os inconvenientes
relacionados à disposição final do material resultante da escavação.
Segundo Hachich (1996) e Almeida Neto (2002), as principais desvantagens deste
tipo de estaca são:
As áreas de trabalho devem ser planas e de fácil movimentação, devido ao porte
dos equipamentos, assim como o solo deve ter capacidade de suportar o peso dos
equipamentos;
Devido a sua alta produtividade e do alto volume de concreto demandado durante a
execução das estacas, é necessária a presença de uma central de concreto nas proximidades
do local da obra;
Necessidade de um equipamento para a limpeza do material gerado durante a
escavação, a exemplo de uma pá-carregadeira;
Necessidade de uma quantidade mínima de estacas para compensar o custo,
normalmente elevado, de mobilização dos equipamentos.
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3.4 Fases de execução
A execução desse tipo de fundação
é constituída por três fases, são elas:
perfuração, concretagem e colocação da
armação.
Figura 1 – Sequencia executiva
Fonte: Fundações - Teoria e prática, 1998.
3.4.1 Perfuração
Segundo a NBR 6122 (ABNT, 2010), o equipamento de perfuração deve ser
posicionado e nivelado, assegurando a centralização e verticalidade da estaca (salvo em
caso de estaca inclinada). Aconselha-se também a verificação do diâmetro do trado, para
certificar que as premissas de projeto estão sendo seguidas.
O controle de execução é comumente realizado por um equipamento conhecido
como Taracord CE, de origem francesa, um dos mais utilizados no Brasil e no mundo. O
aparelho é composto por sensores acoplados a máquina, que coletam dados como a
profundidade na ponta do trado, a velocidade de rotação, o torque, a inclinação da torre, a
pressão e o volume do concreto; e por um mostrador digital que registra tais dados e gera
um relatório da perfuração. A figura abaixo mostra um exemplo de relatório elaborado pelo
software.
Figura 2 - Aplicação do software
Fonte: Fundesp, 2003
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3.4.2 Concretagem
O concreto é injetado sob pressão positiva. A pressão positiva objetiva garantir a
continuidade e a integridade do fuste da estaca e, para isto, é necessária a observação de
dois aspectos executivos fundamentais nesta fase. O primeiro é garantir que a ponta do
trado, durante a perfuração, tenha atingido um solo que permita a formação da bucha, para
que o concreto injetado se mantenha abaixo da ponta da estaca, evitando que o mesmo
retorne pela interface solo-trado. O segundo aspecto é o controle da velocidade de retirada
do trado, de forma que sempre haja um sobre consumo de concreto (ALMEIDA NETO,
2002)
3.4.3 Colocação da armação
A armação deve ser em forma de “gaiola”, feitas de barras grossas, com estribo
helicoidal soldado nas barras longitudinais e a extremidade inferior levemente afunilada,
para facilitar e evitar sua deformação. (ANTUNES E TAROZZO, 1998).
Quando comprometidas a esforços de compressão, as estacas não necessitam seguir
o critério de armação da NBR 6122, ficando a critério do projetista a escolha da armação e
do tipo de ligação com o bloco, em geral, levam uma armação no topo de 2 m de
comprimento.
4 ESTACA PRÉ-MOLDADA DE CONCRETO
4.1 Definição
Estaca constituída de segmentos de concreto pré-moldado ou pré-fabricado e
introduzida no terreno por golpes de martelo de gravidade, de explosão, hidráulico ou
martelo vibratório. Para fins exclusivamente geotécnicos não há distinção entre estacas
pré-moldadas e pré-fabricadas, e para os efeitos desta Norma elas serão denominadas pré-
moldadas. (NBR 6122, 2010, p. 3).
4.2 Breve histórico
No século XIX, com o advento da revolução industrial, criou-se uma demanda por
estruturas pesadas e econômicas, o que tornou o custo da fundação um item de extrema
importância, obrigando engenheiros a se empenhar no desenvolvimento de métodos para
especificar a quantidade necessária de elementos para suportar uma determinada
edificação. Os esforços para obter informações com um gasto mínimo de dinheiro e
trabalho levou a especulações teóricas, de onde originou-se uma impressionante coleção de
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fórmulas. Entretanto, não demorou muito para perceberem que as fórmulas tinham
deficiências inerentes, o que tornou o teste de carga em estacas, o método cada vez mais
usual para a determinação da carga admissível.
Muitas fundações projetadas por esse modelo apresentaram resultados satisfatórios,
mas, comumente, também ocorriam dimensionamentos excessivos e inesperados. E enfim,
idealizou-se que a capacidade de suporte de uma estaca isolada era apenas uma parte da
informação necessária para um projeto de fundações, que precisava ser complementada
com o estudo das tensões provocadas no solo pela fundação, bem como a estimativa da
cota de assentamento em função dessas tensões, o que exigia o emprego de conhecimentos
fundamentais da mecânica dos solos. (TERZAGHI, 1996).
4.3 Vantagens e desvantagens
Dentre as vantagens na utilização das estacas pré-moldadas de concreto, podemos citar:
Um maior controle de qualidade durante a fabricação da estaca;
O material da estaca pode ser inspecionado antes da cravação;
O procedimento de construção não é afetado pelo lençol freático;
O diâmetro e comprimentos são precisos;
Podem ser cravadas em grandes comprimentos;
Menor geração de resíduos em obras, em comparação com as escavadas.
A grande vantagem das estacas pré-moldadas sobre as moldadas no terreno está na
boa qualidade do concreto que se pode obter e no fato de que os agentes agressivos,
eventualmente encontrados no solo, nenhumas ações terão na pega e cura do concreto.
Outra vantagem é a segurança que oferecem na passagem através de camadas muito moles,
onde a concretagem in loco pode apresentar problemas. (VELLOSO E LOPES, 2002, p.21)
As desvantagens são:
Dificuldade de cravação em solos compactos;
Vibrações e ruídos em excesso, gerando transtornos para vizinhança;
Podem sofrer danos durante a cravação;
Sobra ou quebras que geram perdas significativas;
Limitação de pé-direito em função da elevada altura do equipamento de cravação;
Possíveis dificuldades de transporte dentro da obra.
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Conforme averígua-se nos estudos realizados por Velloso e Lopes (2002): Como
desvantagem principal das estacas pré-moldadas pode ser apontada a dificuldade de
adaptação às variações do terreno. Se a profundidade em que se encontra a camada
resistente não for relativamente constante e se a previsão de comprimento não for feita
cuidadosamente, ter-se-á que enfrentar o problema do corte ou emenda de estacas com
sérios prejuízos para a economia da obra.
4.4 Execução
As estacas são classificadas quanto à forma de execução em concreto vibrado,
concreto centrifugado e extrusão.
Recomenda-se o texto de Hachich et al (1998) para detalhamento da execução de
cada tipo apresentado acima.
Quanto à armadura, classificam-se em concreto armado e concreto protendido. A
definição de ambos os tipos citados pode ser encontrada na NBR 6118/2010, a norma
brasileira que trata dos procedimentos para execução de estruturas de concreto.
4.5 Transporte e içamento.
O içamento das estacas para a cravação é executado pelo próprio bate-estaca por
meio de um cabo de aço, dando-se uma laçada bem apertada a uma distância de 3/L da
extremidade que deverá ser a superior; exige-se uma atenção especial nessa fase do
processo para evitar o choque da estaca com as demais, ou com os objetos no entorno ou
com o próprio equipamento de cravação.
Figura 4.1 - Levantamento pelos quintos Figura 4.2 - Levantamento pelo terço
Fonte: Fundações - Teoria e prática, 1998. Fonte: Fundações - Teoria e prática, 1998.
4.6 Cravação
O processo cravação das estacas pré-moldadas pode se dar por prensagem, vibração
ou percussão, as especificações de cada método podem ser encontradas em Hachich
(1998).
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As tensões que ocorrem na cabeça da estaca são diretamente proporcionais à altura
da queda do martelo, por esse motivo trabalha-se com alturas pequenas, em geral, menores
que 1 metro, a fim de evitar o esmagamento da cabeça da estaca. A norma brasileira de
fundações, NBR 6122/2010, recomenda que o peso do martelo seja de no mínimo 70% do
peso total da estaca, e pelo menos 20kN.
4.7 Emenda de estacas
A emenda dos elementos, quando necessário, pode ser feita soldando-se luvas ou
anéis metálicos ou por luva de encaixe. De qualquer modo, a região de emenda deve ser
executada para resistir a todas as solicitações que nelas ocorram durante a cravação e a
utilização da estaca.
Figura 4.3 - Emenda por anel metálico
Fonte: Fundações - Teoria e prática, 1998.
4.8 Arrasamento da estaca
O topo da estaca deve ser preparado para receber o bloco de coroamento, a
qualidade desse trecho e a ligação com o bloco é de extrema importância, por ser nessa
região onde se verifica os maiores esforços da estaca. O “arrasamento da estaca” deve ser
feito por ponteiros ou talhadeiras com cortes horizontais que preservem o concreto e
armadura no trecho necessário para ligação.
5 INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Para a obtenção de amostras ou utilização de algum outro processo para a
identificação e classificação dos solos, exige-se a execução de ensaios “in situ”. As
determinações das propriedades do solo em princípio podem ser determinadas através de
ensaios de laboratório e campo. Entretanto, na prática, há predominância quase total dos
ensaios “in situ”, ficando a investigação laboratorial restrita a alguns poucos casos
especiais em solos coesivos. Entre os ensaios de campo existentes em todo o mundo,
alguns se destacam mais, como exemplos, temos alguns desses ensaios abaixo:
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O “Standard Penetration Test” – SPT;
O “Standard Penetration Test” complementado com medidas de torque – SPT-T;
Ensaio de penetração de cone – CPT;
O ensaio de palheta – “Vane taste”;
Os ensaios de carregamento de placa – provas de cargas;
Os ensaios geofísicos, em particular o ensaio de “Cross-Hole”.
O SPT é o ensaio mais executado na maioria dos países, inclusive no Brasil. Porém,
nos últimos anos, a tendência é substituí-lo pelo SPT-T, que é mais completo e
praticamente de mesmo custo.
5.1 Sondagem de Simples Reconhecimento à Percussão (SPT)
A sondagem a percussão é um reconhecimento simples geotécnico de campo, que é
capaz de amostrar o subsolo de um determinado terreno. Quando associado ao ensaio de
percussão SPT, é capaz de medir a resistência do solo ao longo de sua profundidade
perfurada. Uma sondagem é utilizada quando se pretende conhecer três fatores importantes
em um determinado solo: O tipo de solo atravessado, através de uma amostra deformada
retirada a cada metro perfurado; o índice de resistência a penetração (N) oferecida pelo
solo á cravação do amostrador padrão a cada metro perfurado e a posição do nível ou
níveis d’água, quando encontrado durante sua perfuração;
De acordo com Hachich (1998), na década de oitenta foi apresentado um
documento intitulado “International Reference Test Procedure”, que trata, em linhas gerais,
do procedimento recomendado 'para execução do ensaio SPT (Standard Penetration Test).
No Brasil, este ensaio é normalizado pela associação brasileira de normas técnicas, através
da norma brasileira NBR 6484/1980 – Execução de sondagem de simples reconhecimento
dos solos.
O processo consiste basicamente da cravação de um amostrador padrão no solo,
através da queda livre de um peso de 65 kg (que leva o nome de martelo), caindo de uma
altura já determinada de 75 cm. O amostrador padrão tem suas características especificadas
na NBR 6484/2001.
Para execução de uma sondagem é preciso que se determine, em planta, na área que
será investigada, a posição de cada ponto a ser sondado. Em caso de uma edificação, é
aconselhável que se disponha as sondagens em posições próximas aos limites de projeção,
e nos pontos onde houver a maior concentração de cargas. Em áreas extensas, para estudos
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de viabilidade, as distâncias entre as sondagens variam de 50 a 100 metros. Da definição de
projeto, esta campanha de sondagem deve ser completada por furos menos distantes. Em
qualquer caso deve-se evitar a locação de pontos alinhados entre si, de forma a permitir
uma interpretação em diversos pontos de corte. Deve-se evitar também apenas um único
furo de sondagem. São muito comuns as variações de resistências e tipo de solo em áreas
não necessariamente grandes. Na elaboração do projeto convêm considerar a interpretação
das resistências à penetração de forma estática, assim, anomalias locais terão sua
importância minimizada.
6 SEGURANÇA NAS FUNDAÇÕES
“Uma estrutura é considerada segura quando puder suportar as ações que vierem a
solicitá-la durante a sua vida útil sem ser impedida, quer permanente, quer
temporariamente, de desempenhar as funções para as quais foi concebida.” (HACHICH,
1998)
Qualquer condição cuja ocorrência conduza a estrutura à interrupção parcial ou
total do desempenho de suas funções caracteriza o chamado “estado-limite”.
A NBR 6122:2010 especifica que para análise da segurança as situações de projeto
devem ser verificadas quanto ao estado-limite último (ELU) e de serviço (ELS),
considerando as ações e suas combinações, bem como outras solicitações com substancial
probabilidade de ocorrência. Além disso, a norma atenta para a sensibilidade das estruturas
ás deformações da fundação, e quando da ocorrência de estruturas sensíveis a recalques
deve-se considerar a interação solo-estrutura na fase de análise do projeto.
6.1 Ações nas Fundações
De acordo com a norma brasileira de fundações, as principais ações atuantes nas
fundações são: ações provenientes da superestrutura, ações decorrentes do terreno, ações
decorrentes da água superficial e subterrânea, ações excepcionais, peso próprio das
fundações, alívio de cargas devido a vigas alavanca, atrito negativo.
6.2 Estado-Limite Último
A NBR 6122:2010 associa o estado-limite último ao colapso parcial ou total da
obra, e o caracteriza através dos seguintes mecanismos: perda de estabilidade global,
ruptura por esgotamento da capacidade de carga do terreno, ruptura por deslizamento
(fundações superficiais), ruptura estrutural em decorrência de movimentos da fundação,
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arrancamento ou insuficiência de resistência por tração, ruptura do terreno decorrente de
carregamentos transversais, ruptura estrutural (estaca ou tubulão) por compressão, flexão,
flambagem ou cisalhamento.
A grandeza fundamental para o projeto de fundações profundas é a carga
admissível (método dos valores admissíveis) ou carga resistente de projeto (método de
valores de projeto). Essas tensões devem obedecer simultaneamente ao ELU e ELS, para
cada elemento isolado de fundação e para o conjunto.
6.3 Estado-Limite de Serviço
A norma brasileira de fundações associa o estado-limite de serviço a ocorrência de
deformações excessivas, fissuras etc. que comprometam o uso da edificação. Os limites de
serviço a serem considerados são: recalques excessivos, levantamentos excessivos
decorrentes, por exemplo, de expansão do solo ou outras causas, vibrações inaceitáveis.
7 METODOLOGIA
A metodologia deste trabalho propõe uma análise da empregabilidade das
fundações por estacas tipo hélice contínua e pré-moldada de concreto em função das
características da obra em estudo, e elabora um estudo de pré-viabilidade econômica de
ambas. Para tanto, a metodologia divide-se em três etapas, sendo fundamentada por uma
ampla revisão bibliográfica, constituída por livros, artigos técnicos, monografias e revistas
técnicas.
8 ESTUDO DE CASO
O condomínio residencial multifamiliar em estudo no presente trabalho é um
empreendimento de grande porte, constituído por 31 prédios com 4 pavimentos, e 16
apartamentos; resultando em 496 apartamentos de aproximadamente 44m² cada. O terreno
conta com uma área de 27.728,35m² e com uma área construída de 25.171,32m².
Os resultados processados baseiam-se em amostragem. Adotou-se 4 dos 31 blocos
para aplicação da metodologia, os blocos 15 e 16 e blocos 17 e 18.
Devido às proporções da obra, as sondagens dividem-se em regiões representativas,
ou seja, cada sondagem tem sua área de influência. Os blocos 15 e 16 pertencem à área de
abrangência do perfil de sondagem SP-07, enquanto que os blocos 17 e 18 pertencem ao
perfil SP-10. As sondagens encontram-se no (Anexo II).
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Figura 8.1 - Planta Chave do Empreendimento
Fonte: MRV Engenharia.
9 RESULTADOS
9.1 Monitoramento da Hélice Contínua
A empresa responsável pelo empreendimento adotou como solução para fundação
as estacas tipo hélice contínua. O serviço foi executado por uma perfuratriz hidráulica,
modelo SR-55, da marca Soilmec, um produto nacional. De acordo com os dados
fornecidos pela empresa a máquina tem motor com potência de 200 KW, torque máximo
de 161 kNm, profundidade máxima de perfuração 24 m, diâmetro máximo do trado 1000
mm.
Empregou-se na fundação da obra estacas com diâmetros de 30 e 40 cm. Para os
blocos tomados como amostra (15/16 e 17/18) foram executadas 40 estacas de 30 cm e 22
estacas de 40 cm, todas com profundidade prevista de 17 m.
Figura 9.1 - Perfuratriz Hidráulica Soilmec SR-55
Fonte: Própria, 2016.
O monitoramento eletrônico da hélice contínua fornece uma série de dados. A
ficha de controle de execução elaborada na metodologia da ênfase apenas em alguns dados,
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tais como a profundidade final, volume real, horário de início e término da perfuração e
concretagem, e a pressão de torque final, pertinente a cada estaca. As tabelas 5.1 e 5.2
mostram as fichas de verificação com os dados referentes a fundação dos blocos 15/16 e
17/18, respectivamente. (Anexo I) - Ficha de verificação de serviço, blocos 15/16 e
17/18. O gráfico 9.1 representa a comparação entre o tempo global de perfuração dos
blocos 15/16 e 17/18, bem como o tempo médio de execução. O gráfico 9.2 representa as
comparações entre o tempo médio de perfuração relacionado ao diâmetro de cada estaca.
Gráfico 9.1 - Tempo total (Hélice Contínua) Gráfico 9.2 - Tempo médio de execução por diâmetro
Tabela 9.1 – Ficha de Avaliação Técnica
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9.2 Dimensionamento da Fundação por Estacas
O dimensionamento da fundação por estacas de concreto pré-moldado empregou os
elementos fabricados pela Protendit, empresa pioneira do mercado de artefatos pré-
moldados de concreto no Brasil, e que possui fábrica em São José do Rio Preto, distante
cerca de 150 km da obra.
As sondagens SP-07 e SP-10 (Anexo II) serviram de base para determinação da
capacidade de carga do solo.
Tabela 9.2 - Capacidade de carga SP-07
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Tabela 9.3 - Capacidade de carga SP-10
9.3 Dimensionamento do número de estacas
(Anexo III) - Tabela - Dimensionamento do número de estacas.
Tabela 1 - Blocos 15/16
Tabela 2 - Blocos 17/18.
9.4 Estudo de pré-viabilidade econômica
Os quantitativos para o orçamento da hélice contínua (custo real) foram levantados
através dos dados das tabelas 1 e 2 (ANEXO I), e os valores praticados foram informados
pela empresa responsável do empreendimento; os dados da hélice (cotação) foram
informados por empresas especializadas em cada ramo envolvido no processo, e os dados
quantitativos baseiam-se em valores teóricos; para a estaca pré-moldada de concreto
(cotação) os dados foram retirados das tabelas 1 e 2 (ANEXO III), e os valores praticados
foram dados por empresa especializada em execução de fundação por elementos pré-
moldados, situada na região de Birigui-SP.
16
Tabela 9.5 - Custo Real Estaca Hélice Contínua (empresa contratada)
Tabela 9.6 - Estaca Pré-moldada de Concreto – Cotação
Tabela 9.7 - Orçamento da Estaca de Concreto Pré-moldado
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10 Discussão
No estudo de caso, as sondagens do local detectaram nível da água á
aproximadamente 10 metros de profundidade, e solo com boa capacidade de carga em
torno de 17 metros; a hélice contínua permitiu a execução das estacas abaixo do nível da
água até atingir o solo resistente, além disso, apresentaram alta versatilidade ao executar
estacas com diâmetros de 30 e 40 cm, e baixo nível de ruídos. As estacas de 30 cm
gastaram em média 10 minutos e 18 segundos para a perfuração e concretagem, enquanto
que as estacas de 40 cm apresentaram um tempo 23% maior, média de 12 minutos e 52
segundos.
O sistema da hélice apesar de todos os benefícios, também apresenta desvantagens
notáveis, e que geram custos adicionais não incluídos neste estudo. A necessidade de ter
um local plano para locomoção dos equipamentos demanda locação de máquinas pesadas
para adaptações na terraplanagem do terreno; no caso em estudo, os platôs foram
projetados em cota superior à da rua, requerendo a execução de rampas longas e
compactadas para permitir o acesso dos equipamentos; outro fator negativo é a geração de
grande volume de solo decorrente da perfuração, cuja remoção requer uma mini
carregadeira acompanhando a perfuratriz em tempo integral; além disso, é necessário
prover caminhões basculantes para bota-fora desse material, cujo transporte e descarte
devem ser controlados para assegurar o comprimento das normas ambientais vigentes.
A dependência do fornecimento de concreto usinado torna-se uma desvantagem,
pois o ritmo de produção fica atrelado à capacidade de fornecimento da indústria de
concreto, entretanto, no empreendimento em estudo não houve episódios que provocassem
atrasos significativos no cronograma executivo da obra, no decorrer do processo foram
verificadas ocorrências esporádicas como quebra de caminhões e falta de energia na central
de concreto, todas passíveis de solução imediata e/ou em curto prazo.
O estudo de caso permitiu a identificação de desvantagens não citadas nas
bibliografias consultadas. Uma delas trata-se do estado de conservação e condições de uso
dos equipamentos. Defeitos mecânicos interferem na operação das máquinas, tendo como
consequência a suspensão dos serviços até o reparo, gerando atrasos na produção, e
prejuízo financeiro referente à perda e/ou descarte de material usinado (concreto),
ociosidade da mão de obra, inatividade de equipamentos locados, dentre outros. Uma
proposta para minimizar o problema é a exigência de laudos de revisão periódicos
atestando o estado de conservação e funcionamento dos equipamentos.
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O dimensionamento da fundação por estacas de concreto pré-moldado utilizando-se
o método de Décourt-Quaresma (1978) resultou em uma quantidade de elementos de
fundação equivalente ao projeto das estacas hélice executadas. As tabelas 10.5 e 10.7
mostram a quantidade de estacas por pontos de fundação; é interessante notar que apesar
das profundidades adotadas para as estacas de cada prédio ser diferente, o número de
elementos é igual para ambos, resultando em 54 pontos de fundação com uma estaca, e 4
pontos de fundação com duas. Ao analisar a tabela de cargas e a locação dos pontos de
fundação nota-se que a maior carga da edificação, de 51,5 Tf, incide sobre os pontos cujo
dimensionamento solicitou duas estacas.
O projeto de fundação do empreendimento especificou estacas tipo hélice com
comprimento de 17 metros; aplicando-se a versão de Décourt-Quaresma (1978) adaptada
para esse tipo de fundação, o qual adota um coeficiente de minoração de 0,3 para a parcela
da resistência de ponta; e sendo os diâmetros de 30 e 40 cm, obteve-se para o perfil SP-07,
carga admissível de 48,55 Tf e 67,84 Tf, respectivamente, enquanto que para o perfil de
sondagem SP-10, obtive-se 51,94 Tf e 73,11 Tf. Em contrapartida, a carga admissível e as
dimensões da seção dos elementos pré-moldados mantiveram vantagem sobre a Hélice.
De acordo com dados técnicos do fornecedor dos elementos pré-moldados de
concreto, as estacas de seção quadrada com aresta de 19,5 cm têm uma capacidade de
carga de 48 Tf. Portanto, como nenhuma das cargas admissíveis calculadas tem valor
superior, os elementos ficam assegurados contra a ruptura ou colapso do elemento
estrutural com boa margem de segurança.
Utilizando-se tais estacas, o perfil SP-07 apresentou carga admissível de 46,93 Tf
aos 17 metros de profundidade, e o SP-10 retornou o valor de 45,15 Tf com 16 metros.
Contudo, apesar das dimensões da seção dos elementos serem menores, a capacidade de
carga resultou em valores que atendem e favorecem a segurança da fundação.
O trabalhou limitou-se a utilização de apenas um método de cálculo para fundações
profundas a critério dos autores, entretanto, em casos práticos, uma comparação de
dimensionamentos por métodos diferentes pode trazer inúmeros benefícios á um projeto,
como racionalização de materiais, economia etc.
A realidade econômica constatada para a obra em estudo é restrita e individual; os
valores praticados não devem ser tomados como base ou referência para obras semelhantes
ou ordinárias, pois foram obtidos em função de condição especifica. Já os dados e
parâmetros técnicos identificados no estudo podem ser extrapolados para outros casos,
19
para fins de análise ou comparação.
O gráfico 10.1 representa os valores estimados para cada tipo de fundação.
Gráfico 10.1 - Análise de Custos das Fundações
Em condições de ampla concorrência de mercado, executar a fundação dos prédios
de amostragem pela hélice contínua custaria R$160.197,23, em torno de 62% mais caro
que o valor real praticado pela empresa; enquanto que os elementos pré-moldados
resultariam em R$140.740,67, valor 42% maior que o real.
11 Conclusão
A análise dos valores comerciais evidencia que a hélice resulta, no mínimo, 15%
mais onerosa que a estaca pré-moldada, entretanto, essa porcentagem pode chegar a 40%
de acordo com estudos similares realizados por outros autores como Reis (2011) e Ferreira
(2013).
Contudo, técnica e econômica são dependentes uma da outra em um estudo de
viabilidade, a compreensão da primeira fornece os dados para a segunda; todo o processo
requer riqueza de detalhes, os quais devem ser estudados cuidadosamente, pois a
ocorrência de falhas técnicas proporciona inúmeros riscos, das mais diversas naturezas,
além disso, a mediação de seus efeitos requerer investimentos que podem não estar
previstos na análise econômica.
Na obra em estudo, empregar a hélice contínua como alternativa de fundação foi
uma escolha adequada devida a exclusividade do contrato elaborado, que proporcionou
uma redução alarmante no cronograma financeiro. A obra atendeu a todos os critérios
técnicos para viabilizar o emprego do método, além disso, os benefícios obtidos nos
cronogramas executivos foram muito satisfatórios. A estaca de concreto pré-moldado
emprega técnica que seria absorvida pela obra sem complicações, e em condições de
valores reais de mercado se tornaria uma alternativa muito atrativa, por ser mais
econômico, e apesar do tempo de execução não ser tão enxuto quanto o da hélice, seria
possível atender o cronograma executivo estabelecido para o empreendimento.
20
12 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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concreto. Rio de Janeiro: ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas.
NBR 6122/2010: Projeto e execução de fundações (2010). Rio de Janeiro: ABNT - Associação
Brasileira de Normas Técnicas.
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ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas.
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de Janeiro: ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas.
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SPT. In: Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações, VI, RJ.
Ferreira, R. (outubro de 2013). Construção Mercado - Edição 147. Acesso em 20 de abril de 2016,
disponível em Construção Mercado: http://construcaomercado.pini.com.br/negocios-incorporacao-
construcao/147/perfil-metalico-x-helice-continua-x-estaca-pre-moldada-apos-298388-1.aspx
FUNDESP. Aplicação do software. Disponível em:
http://www.fundesp.com.br/2009/estacashelice_controle.html . Acesso em: 23 out. 2017.
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http://www.mrv.com.br/imoveis/apartamentos/saopaulo/birigui/jardimnossasenhoradefatima/parquebosquedo
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Reis, P. (junho de 2011). Estaca pré-moldada de concreto x estaca hélice contínua. Acesso em 31
de Março de 2016, disponível em Construção Mercado: http://construcaomercado.pini.com.br/negocios-
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Engenharia Civil: Unitoledo: Centro Universitário Toledo – Araçatuba.
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Oficina de Textos.
VELLOSO, Dirceu de Alencar; LOPES, Francisco de Resende. Fundações. Volume 2. São Paulo:
Oficina de Textos, 2002.
21
ANEXO I – Tabela 1 ( SP-07 ) - Ficha de verificação de serviço - Blocos 15/16.
22
ANEXO I – Tabela 2 ( SP-10 ) - Ficha de verificação de serviço - Blocos 17/18.
23
ANEXO II – PERFIS DE SONDAGEM SPT
24
ANEXO II – PERFIS DE SONDAGEM SPT
25
ANEXO III – Tabela 1 - Dimensionamento do número de estacas - Blocos 15/16
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ANEXO III – Tabela 2 - Dimensionamento do número de estacas - Blocos 17/18
27
ANEXO IV – PROPOSTA DE ESTACAS PRÉ-MOLDADA DE CONCRETO
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ANEXO IV – PROPOSTA DE CRAVAÇÃO DAS ESTACAS
ANEXO V – PROPOSTA DE EXECUÇÃO ESTACAS HÉLICE CONTÍNUA
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ANEXO VI – PROPOSTA DE AÇO E ARMAÇÃO PARA ESTACA HÉLICE
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ANEXO VII – PROPOSTA FORNECIMENTO DE CONCRETO USINADO PARA ESTACA HÉLICE
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ANEXO VIII – FOTOS DA EXECUÇÃO DAS ESTACAS TIPO HÉLICE
CONTÍNUA
Movimentação de máquinas no canteiro. Desperdício de concreto e geração de
resíduos.
Deformação do solo provocada pelo peso da perfuratriz e Operação simultânea da perfuratriz,
bomba estacionária, caminhão betoneira e mini carregadeira.
Geração de grande volume de solo decorrente da perfuração e Estaca armada e envelopada com
areia para evitar contaminação do concreto pelo solo residual de arenito local.
