A dificuldade de seleção na escavação de fundações profundas geralmente não está no número da "profundidade máxima de escavação". Quanto mais profunda a vala ou o bloco de fundação sobre estacas, mais o equipamento precisa realizar, em espaço limitado, escavação vertical descendente, elevação com caçamba cheia, giro para alinhamento e descarga no caminhão de transporte, enfrentando ainda restrições do solo na borda da vala, da capacidade de suporte do caminho temporário e dos turnos contínuos. Selecionar a máquina apenas pela profundidade máxima facilita ignorar a interação entre altura de descarga, raio de giro e condições do solo.
Este artigo usa os dados verificados da SH500 (escavadeira de esteira de 50 toneladas, com peso operacional de 49600 kg) como referência para explicar como decompor os requisitos operacionais da escavação de fundações profundas, quais parâmetros correspondem a esses requisitos e quais condições ainda precisam ser verificadas em campo.
Primeiro decompor os objetivos operacionais: quatro pontos na escavação de fundações profundas
A construção de fundações profundas inclui diferentes etapas, como escavação de valas, movimentação de solo para blocos ou radiers e remoção de solo entre estacas. O que se relaciona diretamente com a seleção do equipamento pode ser resumido em quatro itens:
- Profundidade e verticalidade da escavação: capacidade de escavar até a cota de projeto dentro da estrutura de contenção e manter a precisão de escavação próxima à parede da vala.
- Içamento e descarga: após elevar a caçamba cheia do fundo da vala até a borda, capacidade de alinhar diretamente com a caçamba do caminhão de transporte, reduzindo o remanuseio.
- Giro e raio operacional: se há espaço de giro entre a posição do equipamento e a borda da vala, a área de solo acumulado e a via do caminhão de transporte.
- Terreno e operação contínua: capacidade de suporte do solo na borda da vala, pressão de contato das esteiras, continuidade dos turnos e planejamento de abastecimento.
Esses quatro itens não são uma lista paralela de parâmetros, mas têm uma ordem: a profundidade determina se o equipamento consegue cobrir a frente de trabalho, a altura de descarga determina se o solo pode ser carregado de uma só vez, e o raio e a capacidade de suporte determinam se o equipamento pode se posicionar com segurança e operar continuamente.
Profundidade e escavação vertical: o que mais observar além da profundidade máxima de escavação
Nos dados da SH500, a profundidade máxima de escavação é de 7800 mm e a profundidade máxima de escavação vertical é de 7086 mm. A diferença entre os dois valores está em que a profundidade de escavação vertical é menor que a profundidade máxima de escavação, indicando que, ao manter a escavação vertical descendente próxima à parede da vala, a profundidade efetivamente alcançável fica limitada pela postura do braço e da caçamba. Se a escavação de fundação profunda exigir retirada vertical de solo junto à estrutura de contenção, deve-se usar a profundidade de escavação vertical como referência, e não aplicar diretamente a profundidade máxima de escavação.
Ao mesmo tempo, a altura máxima de escavação de 10924 mm e o raio máximo de escavação de 12016 mm afetam a área de cobertura do equipamento na borda da vala. Quando a dimensão em planta da vala é grande, o equipamento pode precisar de múltiplas movimentações ou escavação por etapas, o que deve ser combinado com o arranjo em campo do caminho temporário na borda e da forma de contenção; os dados em si não substituem o planejamento do canteiro.
Altura de descarga e alinhamento com o caminhão de transporte
O solo da escavação de fundação profunda geralmente precisa ser elevado do fundo da vala até a borda e depois carregado para transporte externo. A altura máxima de descarga da SH500 é de 7615 mm. Esse valor corresponde à altura que a caçamba pode atingir na posição de descarga; se o alinhamento com o caminhão de transporte ocorre sem dificuldade depende também da altura da caçamba do caminhão, do desnível entre a posição do equipamento e o local de parada do veículo. Se o caminhão estiver estacionado no terreno da borda da vala e o equipamento na borda, a altura de descarga precisa cobrir a borda superior da caçamba e deixar margem operacional; se for adotado acúmulo temporário de solo na borda para posterior carregamento, deve-se avaliar separadamente a altura do monte e a coordenação com o equipamento de carregamento.
Os dados não apresentam conclusões de compatibilidade para diferentes modelos de caminhão de transporte; antes da compra, a altura da caçamba, a forma de estacionamento e o desnível da borda da vala devem ser incluídos nos itens de verificação.
Raio operacional e espaço de giro
A SH500 tem raio máximo de escavação de 12016 mm, raio máximo de escavação no solo de 11814 mm, raio de giro traseiro de 3655 mm e raio mínimo de giro frontal de 4825 mm. Ao redor de valas de fundação profunda costuma haver contenções, poços de rebaixamento, caminhos temporários e áreas de armazenamento de materiais; a área varrida pela traseira durante o giro do equipamento precisa ser previamente reservada. O raio de giro traseiro de 3655 mm corresponde a uma referência de distância mínima de segurança em um dos lados; o arranjo real também deve considerar a folga do contrapeso em relação ao solo, a largura da plataforma e os obstáculos no local.
Se a dimensão em planta da vala for pequena e o caminho na borda estreito, o raio operacional e o espaço de giro podem se tornar fatores limitantes antes da profundidade de escavação. Nesses casos, é necessário verificar com demarcação em campo, não apenas julgar pela tabela de parâmetros.
Capacidade de suporte do terreno e condições de operação contínua
O peso operacional da SH500 é de 49600 kg, e a pressão de contato com o solo indicada nos dados é de 81,9 MPa. A unidade e a ordem de grandeza desse valor precisam ser confirmadas junto ao fabricante ou à documentação técnica, e não é adequado convertê-lo e compará-lo diretamente com unidades comuns de pressão de contato; antes da compra, deve-se verificar sua definição e condições de teste. De qualquer forma, equipamentos de 50 toneladas, ao se deslocarem e operarem na borda da vala, impõem exigências ao caminho temporário, ao solo da borda e à carga sobre o topo da contenção, e as condições de suporte devem ser confirmadas pela área de geotecnia ou pelo plano de construção.
Em relação à operação contínua, a SH500 está equipada com tanque de combustível de 650 L, tanque hidráulico de 350 L e capacidade do sistema hidráulico de 406 L, velocidade de deslocamento de 3,2/5,3 km/h e capacidade de subida de 70% (35°). Esses dados podem ser usados para avaliar o abastecimento e a movimentação dentro do turno, mas o consumo real e o ciclo operacional são afetados por material, operação e condições de trabalho; os dados não apresentam conclusões sobre produtividade por turno ou consumo de combustível, e não se pode estimar economia de custos com base neles.
A que condições operacionais correspondem potência, hidráulica e força de escavação
A SH500 está equipada com motor Cummins QSM11, potência nominal de 250 kW/2000 rpm e cilindrada de 11 L; o sistema hidráulico é o sistema de sensoriamento de carga Linde, com vazão operacional máxima de 2×380+27 L/min. A força de escavação da caçamba é de 290 kN, a força de escavação do braço é de 236 kN e a capacidade da caçamba é de 2,2–2,5 m³. Para areia compacta, cascalho ou camadas de rocha alterada comuns em fundações profundas, a força de escavação e a vazão hidráulica influenciam a penetração no material e a resposta em movimentos combinados; porém, se o material pode ser escavado diretamente depende também da categoria geotécnica e da necessidade de britagem ou de coordenação com contenção; os dados não apresentam conclusões sobre aplicabilidade por tipo de solo.
Se a fundação profunda encontrar rocha dura ou estrutura de concreto que exija britagem, o martelo hidráulico é uma solução complementar; a compatibilidade entre máquina base e implemento deve ser verificada separadamente com base no peso operacional, vazão e pressão hidráulica, peso do implemento, dimensões de conexão e dados de tubulação, e este artigo não apresenta conclusão de adaptação.
Situações que exigem avaliação criteriosa
- Quando a profundidade da vala se aproxima ou excede a profundidade máxima de escavação vertical e se exige retirada vertical de solo junto à contenção, deve-se verificar em campo a postura do equipamento e a estratificação da escavação.
- Quando a caçamba do caminhão de transporte é alta ou o desnível da borda da vala é grande, é preciso calcular, conforme a forma real de estacionamento, se a altura máxima de descarga de 7615 mm é suficiente.
- Quando a capacidade de suporte do caminho temporário na borda da vala é insuficiente ou o topo da contenção não permite a aproximação de equipamentos pesados, o equipamento de 50 toneladas pode não ser adequado; deve-se ajustar a posição ou o plano de escavação por etapas.
- A unidade e a definição do valor de pressão de contato com o solo ainda não foram confirmadas e não podem ser usadas diretamente para cálculo de capacidade de suporte.
Condições recomendadas para fornecer antes da cotação
Ao comunicar-se com o fornecedor do equipamento, recomenda-se preparar: dimensões em planta e profundidade da vala, forma de contenção, descrição das principais camadas de solo, modelo do caminhão de transporte e altura da caçamba, condições do caminho na borda e de capacidade de suporte, turnos diários de trabalho e planejamento de abastecimento, e se há necessidade de implemento de britagem. Quanto mais específicas essas condições, mais fácil será verificar se os parâmetros de alcance operacional correspondem às restrições do local. A aplicabilidade do equipamento ainda deve ser confirmada com base na inspeção do local e no plano de construção.