As fundações ancoradas em rocha, praticadas em linhas de transmissão, são soluções rápidas e eficazes quando bem elaboradas e controladas, mas muitas vezes deixam grande dúvida quanto a resistência da interface da calda de cimento e a rocha, principalmente aquelas que são utilizadas diretamente ligadas nos estais das torres estaiadas, trabalhando de forma individual, sendo submetidas a tração ao longo de sua vida útil. Fato é que a ausência de uma normativa, para este tipo de solução de fundação para linhas de transmissão, tem promovido grandes debates entre os consultores, empresas de fundação, construtoras e transmissoras. Alguns problemas de falhas, nos últimos anos, também promoveram um maior rigor nas definições de projetos deste tipo de fundação, assim como os procedimentos de execução da perfuração, injeção, ensaio e uma melhor escolha do tipo do tipo da haste, podendo esta ser monobarra (maciça) ou autoinjetável (tubular).
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Dentre as alternativas de fundação para os locais com presença de materiais geológico-geotécnicos resistentes, as ancoragens em rocha destacam-se pela utilização de equipamentos com logística simples, podendo chegar em locais remotos e de difícil acesso. Exigem uma análise prévia bastante eficaz para a confiabilidade e segurança do projeto. A prática convencional, deste tipo de fundação, quanto a definição da qualidade do material perfurado durante as execuções, está associada com a correlação do tempo de perfuração, sendo que a caracterização está associada há um tempo menor de perfuração em rocha branda e um tempo maior de perfuração em rocha sã. Tal prática deve ser executada por profissional experiente e qualificado, pois uma análise errada poderia gerar uma possível falha e colapso da fundação. Não é comum utilizar, neste mercado, em escala investigativa, as sondagens rotativas, no qual poderiam transmitir maiores informações das propriedades geotécnicas para a calibração da concepção do projeto executivo. Investigações do tipo SPT são de comum utilização, porém limitam-se a certos tipos de materiais menos resistentes à penetração a percussão não possibilitando identificar o tipo de material presente naquela profundidade de interação da fundação. Rochas, como definição, são materiais formados da junção ou de uma associação natural de dois ou mais minerais. Seus grãos constituintes são bem definidos, mas sua força de ligação varia, resultando em rochas duras ou rochas brandas. Ter a definição do grau de alteração de uma rocha, ou seja, definir a qualidade deste material sem a realização de ensaios em laboratório é algo empírico e exige muita experiência de campo.
Uma obra linear, ou seja, quilômetros de extensão, requer maiores investigações e definições bem elaboradas dos procedimentos para execução dos trabalhos de perfuração e injeção, assim como um acompanhamento técnico durante toda a operação.
As ancoragens em rocha, para linhas de transmissão, são empregadas em torres estaiadas e torres autoportantes compostas por um ou mais elementos de aço protegidos contra corrosão, capazes de suportar esforços e transmiti-los a rocha. Quando utilizadas nas fundações do estais, das torres estaiadas, usualmente trabalham de forma individual, transmitindo esforços de tração. Neste caso, obrigatoriamente, as hastes devem receber proteção contra corrosão, pois ficarão expostas as intempéries, principalmente na zona de afloramento e ligação a estrutura. Na utilização para os mastros destas mesmas estruturas, trabalham em grupos de ancoragens consolidadas por um bloco, transmitindo esforços de compressão. Já para as torres autoportantes, devido a característica construtiva deste tipo de estrutura, transmitem a rocha esforços de tração e compressão, dependendo da ação do vento na torre. Neste caso as ancoragens trabalham em grupos, sendo distribuídas nos blocos de cada pé da torre. A Figura 2 ilustra um exemplo típico dos elementos da ancoragem em rocha.
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A Figura 4 ilustra os principais equipamentos para a execução das perfurações, composto por perfuratriz com rotator pneumático (martelo de fundo) e unidade de ar comprimido.
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| FIGURA 4 – Equipamento utilizado |
As principais variáveis para a escolha dos equipamentos são o diâmetro de perfuração, material a ser soprado do furo, profundidade e inclinação. O tipo de bits e ferramenta de perfuração, também é fundamental para obter a correta geometria e homogeneidade do furo. Ainda compõe os equipamentos de execução o sistema de injeção, sendo bomba elétrica, agitador e misturador para a mistura do cimento com a água. O fator água cimento que melhor atende aos projetos e execuções está na proporção de 0,5.
Um ponto bastante abordado no mercado é quanto as vantagens e desvantagens do uso da haste do tipo monobarras (maciças) ou haste do tipo autoinjetavel (tubular). A técnica de injeção de preenchimento pelo orifício central da haste tubular garante um melhor preenchimento do furo, uma vez que a haste esteja posicionada na profundidade de projeto e centralizada na cavidade do furo. A pressão de injeção deve permitir que a calda de cimento desça pela haste e envolva o furo do terreno até o seu transbordo, garantindo total cobertura e interface com a rocha ou transição de solo-rocha. São também mais leves que as hastes maciças, facilitando assim o manuseio em campo. Hastes monobarras maciças também são utilizadas e permitem boa eficácia atentando-se para os detalhes de preenchimento do furo, no qual deve ser utilizado um elemento rígido para condução da nata de cimento do fundo da cava para cima, de forma ascendente, até o seu transbordo.
Um sistema muito eficiente, com produtos de ótima qualidade , tudo muito bem explicado.
Excelente conteúdo Daniel! A escolha entre haste maciça ou tubular é exclusivamente comercial, ou existe diferença de procedimento/técnica?
Danie, mesmo ancorado em rocha é possível a utilização de hastes maciças. Gostaria que comentasse a respeito dessa possibilidade, que muitas vezes apresenta teorias contra e a favor.
Caro Marcelo Starling e Felipe Lima. Excelente pergunta!
As hastes maciças, quando utilizadas, faz-se necessário a utilização de tubos rígidos quanto ao preenchimento do furo, ou seja, deve-se garantir que este meio de condução da calda de cimento toque o fundo da cava, sendo um preenchimento de forma ascendente até o transbordo, conduzindo possíveis materiais soltos para fora do furo. Importante observar a coloração e fluidez da calda, pois pode haver transições de solo – rocha e nível d´água que podem influenciar neste processo. Em síntese, a calda de transbordo deve sair limpa.
Quanto as hastes tubulares, estas são excelentes para a garantia do preenchimento ascendente, uma vez que o meio de condução da calda até o fundo da cava é realizado pelo orifício central da haste, utilizando uma simples adaptação no topo deste elemento. Não comum em linhas de transmissão, mas usual em outras aplicações, as hastes tubulares também podem ser utilizadas como próprio meio de perfuração, utilizando-se de uma broca em sua extremidade de contato com o material geotécnico, com orifícios que permitem a injeção de uma calda fator água cimento de aproximadamente 0,8, durante a perfuração e ao atingir a profundidade desejada utilizar a calda com fator água/cimento de projeto, em muitos casos 0,5 e sempre ascendente.
Ambas as hastes devem transmitir os esforços a tração de forma que à interação dos três elementos, haste – calda de cimento – material geotécnico, atenda aos requisitos de projeto. Portanto, é possível a utilização de ambos os materiais, mas atentando-se as particularidades de cada processo em virtude do design. Noto uma vasta linha de produtos, no catálogo INCO, que suprem as necessidades de cargas individuais tanto para barras maciças quanto para barras tubulares.