Tubulões a Céu Aberto: Fundações Profundas

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Tubulões a céu aberto
Tubulão a céu aberto é um elemento estrutural de fundação constituído concretando-se um poço aberto no terreno, geralmente dotado de uma base alargada. O tubulão a céu aberto trata-se de uma fundação profunda, escavada manual ou mecanicamente, em que, pelo menos na sua etapa final, há descida de pessoal para alargamento da base ou limpeza do fundo quando não há base.
Este tipo de fundação é empregado acima do lençol freático, ou mesmo abaixo dele, nos casos em que o solo se mantenha estável sem risco de desmoronamento. No caso de existir apenas carga vertical, o tubulão a céu aberto não é armado, colocando-se apenas uma ferragem de topo para ligação com o bloco de coroamento ou de capeamento.
Execução de um tubulão a céu aberto.
Segundo a NBR 6122, um tubulão é um elemento de fundação profunda, cilíndrico, em que pelo menos na sua etapa final, há descida de operário para a conferência das dimensões da base. Pode ser executado a céu aberto ou sob ar comprimido e ter ou não base alargada.
Os tubulões a céu aberto podem ser executados com ou sem revestimento, podendo este ser de aço ou de concreto. O fuste do tubulão normalmente é de seção circular, adotando-se 70 cm de diâmetro mínimo para permitir a entrada e saída de operários. Já a projeção da base poderá ser circular ou em forma de falsa elipse.
Características gerais
O fuste pode ser escavado manualmente ou mecanicamente. A base é escavada manualmente.
O diâmetro mínimo do fuste é de 70 cm.
Ângulo de 60° é suficiente para que não tenha necessidade de colocação de armadura na base.
Os tubulões somente recebem esforços verticais.
Executado acima do lençol freático ou NA ou abaixo caso não haja risco de desmoronamento.
Executado em solos coesivos.
Fases de execução de tubulão a céu aberto
Escavação manual ou mecânica do fuste: O fuste pode ser escavado manualmente por poceiros ou através de perfuratrizes até a profundidade prevista em projeto. Quando escavado à mão, o prumo e a forma do fuste devem ser conferidos durante a escavação. Caso ocorram irregularidades na instalação do sistema, especialmente desalinhamento do fuste e dificuldade de abertura e concretagem da base, é preciso corrigir imediatamente, pois o tubulão não pode ficar muito tempo aberto para não sofrer alívio de tensões e perda de resistência do solo.
Alargamento da base e limpeza: Se for necessário o alargamento da base, a descida de um operário para o serviço é imprescindível. Por mais arriscado que seja esta prática, ainda não foi desenvolvido equipamento com preço acessível para realizar o alargamento da base. Deve-se realizar todos os procedimentos de segurança e a utilização de epi’s designados para esta operação. Depois de executado o alargamento da base de acordo com as dimensões previstas em projeto, deve-se realizar a limpeza da base, retirando terras soltas e impurezas do solo.
Conferência da base pelo engenheiro ou responsável da obra: Após o término do alargamento e limpeza da base pelo operário, o engenheiro ou responsável da obra deve descer no poço para verificação do serviço. Deve-se conferir as dimensões da base e o angulo formado entre o fuste e a base. É comum nos canteiros de obra a prática da confiança do engenheiro em seus operários. Porém, vale ressaltar que o engenheiro é a pessoa que possui conhecimento técnico na obra capaz de decidir se o serviço foi bem executado ou não.
Colocação de armadura: A armadura do fuste deve ser colocada tomando-se o cuidado de não permitir que, nesta operação torrões de solo sejam derrubados para dentro do tubulão. Quando a armadura penetrar na base, ela deve ser projetada de modo a permitir a concretagem adequada da base, devendo existir aberturas na armadura de pelo menos de 30 x 30 cm.
Concretagem: A concretagem do tubulão deve ser feita imediatamente após a conclusão de sua escavação. Em casos excepcionais, nos quais a concretagem não tenha sido feita imediatamente após o término do alargamento e sua inspeção, nova inspeção deve ser feita, removendo-se o material solto ou eventual camada amolecida pela exposição ao tempo ou por água de infiltração. A concretagem é feita com concreto simplesmente lançado da superfície. Não é necessário o uso de vibrador. Por esta razão o concreto deve ter plasticidade suficiente para assegurar a ocupação do todo o volume da base. Alguns engenheiros, porém, recomendam o uso de vibrador e que a bomba de concreto alcance o fundo do tubulão. A escolha ficará por conta do responsável da obra.
Elementos do tubulão a céu aberto
Cabeça: Segmento inicial do tubulão, encarregado da redistribuição das tensões existentes na base do pilar. Seu dimensionamento se compara ao de um bloco sobre uma estaca. A cabeça pode ser substituída por um bloco sobre o topo do fuste (bloco de transição).
Fuste: É dimensionado como um pilar de concreto simples, submetido à compressão simples. Se existir momento fletor na base do pilar, este deve ser considerado no dimensionamento do fuste.
Base: Segmento inferior do tubulão que transfere a carga para o solo. Pode ser alargada ou não.
 Tubulões a ar comprimido
Os tubulões a ar comprimido são fundações profundas, escavadas de forma manual ou mecanizada, quando se pretende executar tubulões abaixo do nível de água.
Se caracteriza pelo uso de revestimento de aço ou de concreto para auxiliar na escavação do fuste. Neste tipo de tubulão podemos encontrar base alargada ou não, necessitando de pessoal para descida para executar o alargamento da base ou limpeza do fundo quando não há base.
Essas fundações requerem grande cuidado e atenção pelos trabalhos serem executado sob ar comprimido e deve atender aos requisitos da legislação trabalhista contidos na NR 18.
Para que qualquer serviço seja realizado sob pressões superiores a 0,15 MPa algumas medidas devem ser tomadas como: disponibilização de equipe de socorro médico a disposição da equipe de obra, câmara de descompressão, compressores e reservatórios de ar comprimido de reserva e equipamentos para injeção de ar nas camisas de concreto ou aço para satisfazer as condições para o trabalho humano.
Execução de tubulões a ar comprimido
Escavação: Para os tubulões a ar comprimido, deve-se concretar o revestimento de concreto ou aprumado o revestimento metálico diretamente sobre a superfície do terreno, tomando cuidados com o prumo e alinhamento da camisa. A escavação preliminar deve ter dimensões maiores do que o diâmetro do revestimento. Os próximos segmentos do revestimento metálico ou de concreto devem ser soldados ou concretados a medida que a escavação manual do poço vai sendo realizada. Deve-se tomar cuidado para a introdução dos revestimentos de concreto pois estes só devem ser colocados depois que o concreto atingir a resistência suficiente para suportar a escavação.
 	Ao atingir o nível d’água deve-se realizar a instalação da campânula de ar comprimido no topo da camisa para permitir a execução dos trabalhos a seco. Se a camisa for de concreto, aplicar a pressão de ar comprimido somente quando o concreto atingir a resistência especificada em projeto. Importante: Deve-se evitar a aplicação de pressão excessiva para eliminar água acumulada no tubulão.
Escavação e execução de um tubulão a ar comprimido.
Patologia das Fundações 
As fundações são elementos estruturais responsáveis por transferir os esforços provenientes da edificação ao solo. Tem como função suportar todas as cargas oriundas do edifício e transmiti-las a uma camada resistente do solo.
O bom ou mau comportamento das fundações em longo prazo é influenciado pela concepção do projeto, implantação da fundação e sua manutenção, as fundações são projetadas com base nos conhecimentos da topografia da área, dos dados geológicos – geotécnicos e das informações sobre a estrutura a construir e sobre as construções vizinhas. O erro na obtenção ou na análise destes dados poderá causar patologias ou mau desempenho nas fundações.
As patologias das fundações podem ter origem em qualquer etapa da vida útilde uma fundação e podem ser causadas por um conjunto de fatores.
 	Recalque diferencial, conhecido também como assentamento, é o termo utilizado por engenheiros e arquitetos para descrever o fenômeno que acontece quando uma construção sofre um rebaixamento causado pelo espessamento do solo em que foi erguida.
Essa diferença de nível, ou seja, uma parte da estrutura fica mais rebaixada que outra, resulta em esforços estruturais inesperados e, nos casos mais acentuados, pode levar toda a obra à ruína.
Pode-se afirmar que a principal razão do surgimento de rachaduras e trincas nas paredes e estruturas das edificações é o recalque diferencial.
Recalque e recalque diferencial
Quando uma parte da edificação se desprende e afunda no sentido vertical, por causa do adensamento da fundação, ela sofre recalque. No entanto, quando parte dos elementos que compõem a base da edificação se move e outros permanecem em seus lugares, há o recalque diferencial.
Há, ainda, o recalque por distorção, em que a edificação se modifica sem prejuízos porque os recalques não são diferenciais. Um exemplo deste tipo de recalque é a Catedral do México.
O recalque diferencial mais famoso do mundo
O exemplo de edificação com recalque diferencial mais famoso do mundo é a Torre de Pisa. A estrutura, entretanto, permanece erguida por causa das constantes estratégias de geotécnicos.
Dentre as intervenções destes especialistas para manter a estrutura em pé, está o reforço da fundação da Torre.
Aqui n Brasil, o recalque diferencial pode ser observado nos edifícios que compõem a orla da cidade de Santos.