TUBULÃO Hidráulica

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL
FACULDADE DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
Aline Seelig
Luciana Guaragna Souza
Porto Alegre, 02 de julho de 2002�
TUBULÃO
Este trabalho trata de uma revisão e reapresentação de material didático, sobre um assunto visto em aula e pesquisado em livros, TUBULÂO.
A execução de uma fundação em tubulão consiste na escavação manual ou mecânica, de um poço, até encontrar um solo com a tensão admissível prevista em projeto, e na abertura de uma base alargada neste terreno a fim de transmitir a carga do pilar através de uma pressão compatível com as características do terreno.
São os tipos de tubulões que se pode utilizar: tubulão a céu aberto e tubulão pneumático.
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sumário
INTRODUÇÃO									 04
1. Definição									 05
2. Tubulões a céu aberto							 06
3. Tubulões a ar comprimido						 08
4. Dimensionamento de fundação por tubulão			 09
4.1 Dimensionamento da Base						 10
4.2 Cálculo do Fuste do Tubulão						 11
4.3 Cálculo da Cabeça do Tubulão					 12
5. EXEMPLO APLICADO								 14
5.1 Apresentação do Problema						 14
5.2 Solução									 14
5.3 Detalhamento Final							 16
CONCLUSÃO									 17
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS						 18
ANEXOS										 19
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INTRODUÇÃO
Tubulão é um elemento de fundação profunda, cilíndrico ou retangular, executado com ou sem revestimento, manual ou mecanicamente, em que, pelo menos na sua etapa final de escavação, há descida de operário. Pode ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático), e ter ou não base alargada.
Tubulão a céu aberto é um poço executado acima do nível d’água, ou abaixo caso seja possível bombeá-la sem risco de desabamento. A carga é transmitida até o solo resistente através do fuste ou através de uma base alargada. Após a escavação e feita a limpeza ou esgotamento da água, procede-se a concretagem. Não há necessidade de utilização de vibrador, desde que o concreto tenha plasticidade adequada.
Para obras em que o terreno superior seja instável, ou dentro de lagos, rios etc, os tubulões podem ser revestidos com camisas de concreto ou de aço. Neste caso, pode ser adaptado ao tubulão equipamento pneumático de forma a permitir que os trabalhos sejam executados a seco, com pressão de ar comprimido.
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1. Definição
Elemento de fundação profunda, normalmente cilíndrico, em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de operário. Pode ser feito a céu aberto ou sob ar comprimido (pneumático) e ter ou não base alargada. Pode ser executado com ou sem revestimento, podendo este ser de aço ou de concreto. No caso de revestimento de aço (camisa metálica), este poderá ser perdido ou recuperado.
Os tubulões são fundações de grande diâmetro e elevada capacidade de carga, com seção circular e geralmente com base alargada.
A NBR 6122/96 recomenda que a base do tubulão deve ser dimensionada de modo a evitar alturas superiores a 2m.
1.1 Tipos de Tubulões:
São classificados de acordo com o processo construtivo:
	A céu aberto: escavados manualmente com ou sem escoramento lateral;
	Mecânicos: executados pela cravação de camisa metálica, escavando-se seu interior;
	Pneumáticos: escavados manualmente abaixo de nível freático com o auxílio da aplicação de uma contra-pressão.
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2. Tubulões a céu aberto
Os tubulões a céu aberto são elementos estruturais de fundações profundas, de grande porte, com seção circular, que apresentam, em geral, a base alargada e que são executados, como o nome sugere, a céu aberto.
São construídos, primeiramente:
(a) escavando-se, manual ou mecanicamente, um poço revestido ou não por uma camisa de concreto armado ou por camisa metálica;
(b) em seguida alarga-se a base preocupando-se com a posterior limpeza do fundo;
(c) posiciona-se a armação e;
(d) concreta-se o tubulão, com ou sem recuperação do revestimento. 
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O fuste, normalmente, é de seção circular, adotando-se 70 cm como diâmetro mínimo (para permitir a entrada e saída de operários). Esta dimensão deve também ser usada quando se perfura mecanicamente o fuste.
Ao contrário do fuste, a projeção da base do tubulão, poderá ser circular ou em forma de falsa elipse.
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3. Tubulões a ar comprimido
Pretendendo-se executar um tubulão num terreno onde haja muita água, o esgotamento da escavação, por meio de bombas, é difícil, além do que é inexeqüível a construção da base abaixo do nível d’água, devido ao perigo de desmoronamento do solo.
Estes obstáculos são vencidos com o uso do tubulão pneumático, o qual mantém a água afastada da câmara de trabalho por meio de ar comprimido.
A NBR 6122/96 recomenda que toda a armadura longitudinal necessária seja colocada, preferencialmente, na camisa. Caso não seja possível, deve ser acrescentada uma armadura no núcleo, a qual deve ser montada de maneira que seja suficientemente rígida, de modo a não se deformar durante o manuseio e a instalação.
O cálculo desta armadura é feito no estado limite de ruptura adotando-se (f=1,4, (c=1,5 (com revestimento), (c=1,6 (sem revestimento) , (s=1,15.
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4. Dimensionamento de fundação por tubulão
O dimensionamento de fundação por tubulões deve obedecer ao critério de que o centro de gravidade da área do fuste e da área da base do tubulão deve coincidir com o ponto de aplicação da carga do pilar. De uma forma geral, basta um tubulão para transferir a carga do pilar para o terreno de apoio.
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4.1 Dimensionamento da Base
Normalmente, a base do tubulão é dimensionada como um bloco de concreto simples, sem armadura.
Porém, quando em divisas, adotamos, quando for o caso, base em forma de “falsa elipse”, onde:
4.2 Cálculo do Fuste do Tubulão
Dimensionamos como um pilar simples, de acordo com a NBR 6118, com ou sem As, dispensando-se a verificação a flambagem, desde que totalmente enterrado.
Para o caso mais corrente, de um pilar/fuste não armado (As(0) temos:
	sabendo-se que (f=1,4, (=1,1 e que para tubulão sem revestimento temos: (c=1,6, fck(14Mpa.
	NBR 6122/96 ( para o cálculo de fck adotamos:
fck (
		25MPa ( pré-moldada
		35MPa ( pré-moldada / usina com controle
		18MPa ( revestimento perdido
		16MPa ( revestimento recuperado ou concretagem com tremonha/ caçamba.
		14MPa ( sem revestimento
		18MPa ( estacas tipo strauss
4.3 Cálculo da Cabeça do Tubulão
Segundo Langendonck, a maior tensão transversal de tração será:
Dispensando-se a armadura de fretagem, segundo CEB:
onde:		
Em caso contrário, isto é, quando (a e/ou (b>(t, teremos As fretagem determinada por:
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5. EXEMPLO APLICADO
5.1 Apresentação do Problema
Projetar um tubulão para o pilar abaixo, assente na cota -6,00m, sabendo que o solo permite escavação a céu aberto e que (s=0,2 MN/m2.
Dados:
d= 90cm
fck= 15Mpa
CA50A
N= 1000kN
a= 30cm
b= 70cm
5.2 Solução
Verificação do fuste:
 (com fck (14Mpa – NBR 6122)
 < 90cm OK!!!
Dimensionamento da base:
dimensionamento do bloco
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 ( utilizando-se o gráfico, (min(47°
Armadura de fretagem (lo=90cm):
Pilar: 
Fuste: 
Compressão:
(co,d < (cod,u OK!!!
Tração: direção // a
Como (ta > 
 ( necessitamos armadura de fretagem // a.
em 5 camadas ( 
( 6(6,3(
)
Tração: direção // b
Como (tb < 
 ( não necessitamos armadura de fretagem // b.
5.3 Detalhamento Final
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CONCLUSÃO
Com o desenvolvimento deste trabalho podemos verificar a importância de um correto dimensionamento dos tubulões, pois a falta de um critériorazoável neste sentido pode provocar acidentes. Sendo assim, soluções conservadoras são aconselhadas enquanto maior experiência não tiver sido acumulada. 
Verificamos que os tubulões são elementos estruturais de fundação profunda que diferenciam-se das estacas porque em pelo menos na sua etapa final há descida de operário para completar a geometria da escavação. Mas, assemelha-se aos blocos de concreto simples (fundação superficial), pois sua base é calculada do mesmo modo.
Lembramos ainda, que com o uso do tubulão pneumático, o qual mantém a água afastada da câmara de trabalho por meio de ar comprimido pode-se executar um tubulão num terreno onde haja muita água, pois o esgotamento da escavação, por meio de bombas, é difícil, além do que é inexeqüível a construção da base abaixo do nível d’água, devido ao perigo de desmoronamento do solo.
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Referências bibliográficas
Oliveira Filho, Ubirajara Marques
Fundações profundas: estudos. 3ª edição revisada e ampliada – D.C. Luzzato Ed., 1988.
Prof. Francisco Xavier P. da Rocha
Fundações 2ª parte – Escola Politécnica – PUCRS 1969.
Vários Autores – Vários Editores Técnicos
Fundações: Teoria e Prática – 2ª edição – Pini.
Páginas da Internet com visitas a obras de execução de fundações em tubulão.
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