Tubulões: Fundamentos e Construção de Fundações Profundas

TUBULÃO FUNDAÇÕES POR TUBULÕES Os tubulões são elementos de fundação profunda executados a partir da concretagem de uma escavação revestida ou não aberta no terreno em que ocorre descida de operário pelo menos na sua fase final dividindose em dois tipos básicos os tubulões a céu aberto e os tubulões a ar comprimido TUBULÕES A CÉU ABERTO Os tubulões a céu aberto são elementos estruturais de fundação profunda construídos a partir da concretagem realizada em um poço aberto no terreno geralmente dotado de base alargada TUBULÕES A CÉU ABERTO Os tubulões a céu aberto são normalmente executados acima do nível dágua natural ou rebaixado ou em casos especiais em terrenos saturados onde seja possível bombear a água sem riscos de desmoronamento No caso do carregamento atuar apenas na direção vertical não há necessidade de se armar o tubulão sendo necessário neste caso apenas uma ferragem de topo para a ligação do mesmo com o bloco de coroamento Pérspective FUSTE H BASE 20 cm Corte Longitudinal NT Nível do terreno CA Cota de arrasamento Ferregem da topo CB Cota da base TUBULÕES A CÉU ABERTO O fuste do tubulão normalmente é de seção circular Adotase 70 cm como diâmetro mínimo para permitir a entrada e saída de operários porém a projeção da base poderá ser circular ou em forma de falsa elipse Neste último caso a relação ab deverá ser menor que 25 TUBULÕES A CÉU ABERTO O diâmetro da base do tubulão é calculado a partir da seguinte expressão na qual tanto o peso próprio do tubulão quanto o peso próprio são desprezados TUBULÕES A CÉU ABERTO O diâmetro do fuste é calculado de forma análoga a um pilar sob carga centrada cuja área de ferro seja nula TUBULÕES A CÉU ABERTO O valor do ângulo α pode ser obtido a partir da equação a seguir para o cálculo da altura dos blocos de fundação Entretanto para tubulões a céu aberto normalmente adotase α igual a 60 o que resulta na seguinte expressão para o cálculo da altura da base do tubulão TUBULÕES A CÉU ABERTO A NBR 61222010 recomenda que o valor de H deva ser no máximo igual a 20m a não ser que sejam tomados cuidados especiais para garantir a estabilidade do solo Largura do bloco TUBULÕES A AR COMPRIMIDO Os tubulões a ar comprimido com camisa de concreto ou de aço são utilizados quando se deseja executar tubulões em solos onde haja água e não seja possível o seu esgotamento devido ao perigo de desmoronamento das paredes da escavação Neste tipo de tubulão a pressão máxima de ar comprimido empregada é de 34 atm 340 kPa ou aproximadamente 34 mca razão pela qual estes tubulões têm sua profundidade limitada a aproximadamente 30 m abaixo do nível dágua É importante ressaltar que no caso de utilização de ar comprimido em qualquer etapa de execução dos tubulões devese observar que o equipamento deve permitir que se atendam rigorosamente os tempos de compressão e descompressão prescritos pela boa técnica e pela legislação vigente TUBULÕES A AR COMPRIMIDO Só se admite trabalhos sobre pressões superiores a 150 kPa quando as seguintes providências forem tomadas Equipe permanente de socorro médico à disposição da obra Câmara de descompressão equipada disponível na obra Compressores e reservatórios de ar comprimido de reserva Renovação de ar garantida sendo o ar injetado satisfatório para o trabalho humano Vista Geral para tubulões a ar comprimido com detalhes técnicos e seções Projetos e execução de tubulões incluindo maquinário e etapas do processo TUBULÕES A AR COMPRIMIDO Para os tubulões a ar comprimido com camisa de concreto o dimensionamento da área da base é feito segundo as mesmas recomendações apresentadas anteriormente para os tubulões executados a céu aberto Quando ao fuste o dimensionamento é feito semelhante a um pilar de concreto armado com carga centrada dispensandose a verificação da flambagem quando o tubulão for totalmente enterrado e colocandose toda a armadura necessária na camisa de concreto Quando isto não for possível a NBR 61222010 recomenda que deve ser acrescentada uma armadura no núcleo do fuste que deve ser montada de maneira suficientemente rígida para que não haja deformação durante o seu manuseio e instalação TUBULÕES A AR COMPRIMIDO O cálculo do fuste é então feito no estado limite de ruptura pela seguinte expressão TUBULÕES A AR COMPRIMIDO TUBULÕES A AR COMPRIMIDO Se a camisa for de aço a cravação da mesma é feita com auxílio de equipamentos e portanto a céu aberto conforme mostrado na figura sendo feitos apenas os serviços de abertura e concretagem da base sob ar comprimido analogamente ao tubulão com camisa de concreto Guindaste Benoto acoplado a guindaste para escavação do solo por dentro do tubo Detalhe da faca Altura de cravação para cada ciclo de manobra da braçadeira Equipamento que impõe ao tubo esforço vertical e movimento oscilatório no plano horizontal Braçadeira Macaco de fechamento Tubo de revestimento NA Faca a Vista geral CAPACIDADE DE CARGA DOS TUBULÕES Para a capacidade de carga dos tubulões é válida a mesma definição dada pela NBR 61222010 O cálculo da capacidade de carga dos tubulões normalmente é feito por um dos seguintes processos a Formulação clássica de Terzaghi analogamente ao que já foi exposto para o cálculo da capacidade de carga das sapatas uma vez que no dimensionamento dos tubulões só é levada em consideração a sua resistência de ponta CAPACIDADE DE CARGA DOS TUBULÕES b Com base em ensaios de laboratório como por exemplo no caso das argilas em que a tensão admissível pode ser adotada como CAPACIDADE DE CARGA DOS TUBULÕES c Com base no valor médio da resistência à penetração medida no ensaio SPT numa profundidade igual a duas vezes o diâmetro da base a partir da cota de assentamento do tubulão EXEMPLO Dimensionar a seguinte fundação Tubulão para uma carga P 6000 kN com concreto de 20 MPa e um solo com σadm 08 MPa na cota de apoio da base Projetar a fundação em tubulão para os pilares abaixo e calcular o volume de concreto que será consumido na execução Dados fck 20 MPa p 02 MPa cota assentamento da base 120 m Aço CA50 Volume do tronco de cone V πh3 R² r² Rr P1 7500 kN ρ 02 MPa fck 20 MPa 12 m SPT 24 Φb 4PπBS 4x7500πx008 34549 cm 30 cm 2 Adotando camisa de concreto de espessura 100 cm e φf 70 cm Af πd²4 π x 100²4 Af 9800 cm² Altura da base P1 2700 kN Pa 700 2 3500 kN