Viabilidade técnica entre tubulão a céu aberto e estacas

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COMPARAÇÃO DA VIABILIDADE TÉCNICA ENTRE 
TUBULÃO A CÉU ABERTO E ESTACAS
Autores: 
Joyce de Melo Dias Galvão
Klaus Ardila Merege
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Orientador: 
Fernando Carlos Bandarrinha Monteiro
Resumo
O presente trabalho trata da abordagem de três estudos de caso, sob a ótica da análise comparativa de 
custo-benefício entre dois diferentes tipos de fundação: tubulão a céu aberto e estacas. Levando em consideração a 
influência do tipo de solo e suas cargas, bem como as do edifício a ser construído, buscou-se observar as vantagens e 
desvantagens que cada fundação apresenta, em aspecto de viabilidade técnica e econômica, e também o impacto que 
as singularidades que cada construção tem sobre o orçamento final do projeto estrutural. As informações puderam ser 
compiladas e comparadas ao longo do processo de estudo, de acordo com os resultados obtidos pelos autores 
referenciados, e ainda, sob conclusão própria. Observou-se então que a afirmativa de que determinada fundação é 
superior à outra não pode, de forma alguma, ser generalizada, tendo ambas demonstrado aspectos vantajosos e 
desvantajosos de acordo com as características do estudo desenvolvido. Por fim, os resultados passaram por processo 
de atualização monetária referente ao período no qual foram publicados e os dias atuais, com o intuito de melhor 
comparar os resultados obtidos.
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Introdução
A estrutura de um edifício, segundo Albierto e Cintra, é a união de dois subsistemas (fundações X solo) sujeito à 
ações externas. De acordo com essa premissa, a correta escolha das fundações leva em consideração diversos fatores 
que vão além das características do edifício em si e suas cargas atuantes. Exemplos de tais fatores podem ser listados 
como o tipo de solo e seus estrados, sua carga resistente, presença ou não de rochas, matacões ou lençóis freáticos, 
etc.
Assim, o processo de escolha das fundações adequadas começa com a realização de sondagem do solo, 
comumente SPT (Standard Penetration Test), a fim de diagnosticar as características do terreno a ser construído. Em 
seguida, é preciso parametrizar a seleção das estruturas de acordo com as normas regulamentadoras vigentes, 
especialmente a NBR 6122/2019, sua atualização mais recente, que estabelece padrões claros e precisos dos 
protocolos gerais para engenheiros civis, ou equivalente. Dentre as escolhas possíveis, mantendo-se em fundações 
profundas, podemos destacas as mais difundidas: estacas e tubulões, e suas subdivisões, tais como estacas Strauss, 
Franki, pré-moldadas ou in loco, escavadas ou cravadas, etc., e tubulões a ar comprimido ou a céu aberto, de base 
simples ou intermediária. Cada tipo apresenta vantagens e desvantagens sobre as outras, quanto à viabilidade técnica e 
econômica, a depender das anteriormente mencionadas características do solo, bem como área total, cargas e altura do 
projeto a ser executado.
Mesmo que respeitando as variáveis individuais, como as citadas acima, de cada tipo de empreendimento, bem 
como suas localidades, é importante destacar as diferenças gerais entre dois tipos de fundações profundas e suas 
características técnicas e econômicas: tubulões a céu aberto e estacas. É preciso efetuar a análise de custo-benefício, 
pois não necessariamente a escolha mais barata é a mais vantajosa, sendo que a inadequada escolha das estruturas 
pode acarretar graves consequências, como em casos levantados por Sessa (2017). Ainda segundo Corrêa (2010), as 
patologias dessa natureza são dificilmente solucionáveis, pois geralmente são percebidas tardiamente.
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Objetivo
O objetivo geral deste trabalho foi realizar um levantamento bibliográfico, observando estudos de diferentes casos, 
que utilizaram tubulões a céu aberto simples, estacas do tipo Strauss, Franki e estacas pré-moldadas de concreto 
escavadas, em solos majoritariamente de argila siltosa, equivalendo tanto quanto possível a influência dessa variável no 
comportamento das fundações. Podemos apontar como objetivos específicos determinar seis parâmetros, extraídos dos 
trabalhos levantados, sendo eles: tipo de solo, carga, orçamento, vantagens e desvantagens; e comparar 
custo-benefício das fundações para cada empreendimento.
Metodologia
Foram levantados na literatura estudos de casos que apresentavam critérios comparativos entre dois tipos de 
fundação, usando como instrumento de pesquisa buscador especializado em trabalhos acadêmicos, o Google 
Academics, que permitiu pesquisas focalizadas, evitando anúncios de empresas prestadoras de serviços.
Para efeito de comparação, os valores dos quadros desenvolvidos em Excel foram submetidos à atualização 
monetária, com a ajuda da Calculadora do Cidadão, do Banco Central do Brasil, de acordo com índice IGPM (Índice 
Geral de Preços do Mercado) da Fundação Getúlio Vargas, tendo como referência o mês de janeiro de 2021.
Desenvolvimento
1.0 -No buscador referido, foram utilizadas as palavras-chave: comparativo de fundações profundas; tubulão a céu 
aberto; estacas Strauss; estacas Franki; e estacas pré-moldadas de concreto. Dos trabalhos levantados, foram 
destacados os que atendiam aos critérios propostos para o estudo de caso, cujas informações foram dispostas em 
quadros no programa Excel do Pacote Office, Microsoft ®. 
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Desenvolvimento
1.1 -A monografia desenvolvida por Beilfuss (2012), abordou o comparativo de viabilidades técnicas entre tubulões a 
céu aberto e estacas em dois empreendimentos, um de quatro pavimentos e outro de seis, ambos no mesmo tipo de 
solo, porém com cargas variáveis devido à diferença na altura dos edifícios. O dimensionamento de tais projetos se deu 
segundo método Aoki e Velloso (1975), que corresponde a uma expressão que determina a carga total de ruptura (R) de 
uma fundação pela resistência de ponta (Rp) e lateral (Rl).
Já a monografia de Costa (2016) abordou o mesmo comparativo técnico, contudo, em um hotel que teve suas 
fundações construídas do tipo tubulão, buscando analisar as vantagens e desvantagens da utilização de estacas do tipo 
Strauss no mesmo projeto. Os dados obtidos junto à construtora foram comparados aos resultados aos quais se chegou 
segundo o dimensionamento de estacas padronizadas em Ø=32cm, com adoção de blocos de coroamento. O 
dimensionamento de seu projeto se deu pelos métodos de Aoki e Velloso (1975); Décourt Quaresma (1978), que 
apresentou o conceito de “Neq”, baseando a estimativa da carga total (K) exclusivamente em resultados obtidos através 
de sondagem SPT, em relação à resistência de ponta, e coeficientes β e α para correção da resistência lateral; e método 
de Bielas de Blévot e Frémy (1967), que trata sobre o dimensionamento de bielas e blocos de coroamento sobre 
diferentes números de estacas.
Por fim, o artigo desenvolvido por Félix e Braga (2017) e publicado no Congresso Interdisciplinar da Faculdade 
Evangélica de Goianésia, trata da comparação entre estacas escavadas e tubulões em um edifício de porte médio, 
observando os valores de cada uma. Os métodos de dimensionamento adotados foram baseados nos estudos de 
Décourt Quaresma (1978) e Terzaghi (1943), referente ao comportamento do solo em situação de ruptura, onde ocorre 
um deslocamento por punção e empuxos entre as denominadas áreas I, II e III. Sendo assim, sua teoria defende que o 
cálculo da carga total se dá através de uma fórmula que se divide em três partes e envolve informações sobre o solo 
(sessão c) adquirida em sondagem, sua cota de assentamento (sessão q) e informações acerca da própria fundação 
(sessão y).
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Desenvolvimento
1.2-Para definir os critérios utilizados, é preciso entender os fatores que mais influenciam na escolha correta das 
fundações. Dessa forma, pôde-se chegar à uma pequena lista de informações necessárias para a análise detalhada no 
item a seguir, sendo o primeiro fator decisivo o tipo de solo que o terreno apresenta. Naturalmente, muitas outras 
características do solo são imprescindíveis para a realização dos projetos de uma fundação,contudo, frente à limitação 
das informações contidas em cada trabalho, viu-se necessário apenas demonstrar a classificação conforme sua 
composição, sendo que o artigo de Félix e Braga sequer a expunha. Porém, é possível visualizar em seu texto que tal 
solo estudado detinha capacidade para suporte da carga atuante do projeto apresentado, que não ultrapassava 70tn, 
com presença de solo resistente na cota de 10m.
Outro fator abordado é a carga atuante, em tf, para cada pilar estrutural, porém não abordando variáveis mais 
complexas que o cálculo de dimensionamento faz necessárias, como entendimento aprofundado em tensões 
admissíveis e mecânica dos materiais por exemplo. Entretanto, tal informação retirada dos estudos de caso é importante 
para uma correta análise comparativa entre o custo-benefício de cada tipo de fundação, uma vez que a diferença na 
resistência de tubulões e estacas é bastante expressiva, influenciando na quantidade de unidades de fundação 
necessárias para suportar a carga individual dos pilares e demais esforços da edificação como um todo, além do próprio 
peso.
Em virtude de melhor visualização e correta análise comparativa, foram destacadas ainda os resultados obtidos por 
cada autor segundo vantagens e desvantagens provenientes de seus estudos. Pode-se observar durante o processo 
que os diferentes autores, embora tenham explorado seus resultados de forma distinta, chegaram a resultados bastante 
semelhantes quanto aos benefícios e carências das fundações comparadas. Neste ponto, não foram utilizados 
resultados próprios do presente estudo, apenas observação dos estudos de caso abordados.
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Desenvolvimento
1.3-A seguir, foram preenchidas nos quadros comparativos as informações referentes à orçamento e gastos com as 
diferentes fundações, distribuindo de forma clara os valores empregados tanto nas unidades, quanto na execução, real 
ou hipotética, geral das obras.
Por fim, uma vez que as informações que foram possíveis extrair foram compiladas, realizou-se o cálculo de 
atualização monetária segundo IGPM (FGV). Embora a engenharia civil conte com seus próprios índices de custo, como 
o CUB/m² e INCC, optou-se pela utilização do IGPM, em virtude de sua natureza generalizada e federal. Os índices 
especializados, como os anteriormente mencionados, são calculados de acordo com o estado onde se encontra, e cada 
região atua de acordo com seus próprios índices. Dessa forma, uma vez que os estudos de caso abordados são de 
estados diferentes, seria impossível realizar uma correta comparação de viabilidade econômica entre eles se não 
fossem submetidos aos mesmos percentuais de correção.
À luz das informações colhidas em quadro, e devidamente calculadas as correções, fez-se uma análise entre os 
custos apresentados em cada trabalho, bem como o benefício das diferentes fundações. Os resultados obtidos, 
devidamente expostos no próximo tópico, foram comparados entre si, a fim de identificar a real vantagem do uso de 
tubulões a céu aberto, quando possível.
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Resultados
As informações pertinentes do estudo foram distribuídas em quadros para facilitar a visualização dos resultados 
buscados, referentes à tubulões a céu aberto (quadro 1) e às estacas as quais foram comparados em cada trabalho 
(quadro 2).
● Quadro 1 – Parâmetros obtidos referentes a tubulões a céu aberto 
Quadro 2 – Parâmetros obtidos referentes a estacas 
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Assim, foi possível realizar uma comparação mais apropriada das seis variáveis adotadas: tipo de solo, carga por 
pilar (tf), quantidade de unidades de fundação, orçamento unitário e total da estrutura. Pudemos observar que a carga 
atuante das estruturas foi, em geral, equivalente, contudo, tubulões a céu aberto costumam apresentar maior 
resistência, sendo necessárias mais de uma estaca para suportar o peso de um único pilar, como foi possível concluir do 
trabalho de Costa.
Além disso, com exceção do projeto de quatro pavimentos de Beilfuss, que apresentou maior viabilidade econômica 
para estacas, devido à pouca carga do edifício, a vantagem orçamentária também se apresentou favorável aos tubulões. 
Isto se deve ao fato de que fundações realizadas com estacas geralmente empregam o uso de blocos de coroamento, 
que agregam ainda mais custos às fundações, podendo aumentar em até R$5.259,05 o preço final do projeto.
Analisando as vantagens e desvantagens de cada tipo, segundo os autores dos trabalhos (quadros 3 e 4), pôde-se 
observar que, segundo Beilfuss, a vantagem econômica dos tubulões a céu aberto cresce proporcionalmente à altura do 
edifício construído e, naturalmente, sua carga. Isso se deve ao fato de que tubulões apresentam maior resistência à 
compressão, o que garante que seja necessária a execução de um número menor de unidades em comparação às 
estacas. Dessa forma, em edifícios de cargas menores, a adoção desse tipo de fundação não se mostra vantajosa, pois 
o benefício adquirido não supera o custo de seu material e execução.
Quadro 4 – Demonstrativo de vantagens e desvantagens de estacas segundo autores dos estudos de caso 
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Quadro 3 – Demonstrativo de vantagens e desvantagens de tubulões a céu aberto segundo autores dos 
estudos de caso 
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Sob a ótica de Costa, o custo mais baixo dos tubulões é uma vantagem, contudo, este apresenta maior risco à 
segurança dos operários em comparação às estacas do tipo Strauss. Como justificativa à essa afirmativa, foi exposto o 
fato de que para a abertura da base de tubulões, é necessário que um operário desça no interior do fuste e realize o 
trabalho manualmente. 
Contudo, atualmente o avanço tecnológico já vem resolvendo este problema. A empresa Persolo, de São José dos 
Campos, desenvolveu um maquinário denominado BTM, que realiza a abertura mecanizada da base do tubulão, 
dispensando a necessidade de arriscar a vida de operários neste processo. Por outro lado, tendo a empresa não 
respondido ao chamado do presente estudo, não foi possível realizar um orçamento de tal serviço, o que impossibilitou 
analisar o valor que esta vantagem agregaria ao custo final da obra.
Por fim, segundo Félix e Braga, que também concluiu que estacas se mostram desvantajosas em edifícios de maior 
carga, expressa que tal fato é de responsabilidade dos blocos de coroamento geralmente empregados nesse tipo de 
fundação, sendo que o resultado poderia ser influenciado uma vez que o próprio solo pudesse servir de fôrma para a 
realização dos blocos. Tal artigo defende ainda que a otimização do processo de construção dos blocos superaria a 
vantagem econômica apresentada pelos tubulões em seu estudo de caso, sendo de 10,7% e 3,37%, respectivamente.
Os resultados obtidos pelos autores dos estudos de caso apresentados corroboram a premissa de que cada projeto 
é único e deve ser analisado de tal forma, uma vez que as peculiaridades de cada projeto impactaram diretamente nas 
vantagens, desvantagens e viabilidades econômicas apresentadas em seus projetos. Embora os solos que foram 
possíveis identificar apresentassem certo grau de similaridade, as diferenças de altura, e consequentemente das cargas 
de cada projeto, resultaram em custos muito diferentes para as opções de fundação. Em uma das obras, a economia do 
uso de tubulão chegou a ser 81% mais caro, e em outra sua vantagem econômica foi de 3,37%.
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Considerações Finais
À luz do exposto, concluiu o presente estudo que a correta análise das variáveis é de extrema importância para a 
escolha adequada das fundações. Isto é, cada terreno e projeto apresenta singularidades que influenciarão diretamente 
no desempenho das fundações, sendo que a generalização de informações de qualquer natureza se mostra mais 
prejudicial que vantajosa. A responsabilidade técnica dos profissionais que elaboram projetos estruturais, engenheiros 
ou equivalentes, bom como dos trabalhadores que executarão a obra em si, vai além da longevidade e integridade da 
construção, envolvendo a vida e bem-estar dos futuros ocupantes do edifício. 
Destemodo, o despendimento de tempo e esforço para a otimização das fundações nunca é desvantajoso ou ainda 
desnecessário. É imprescindível que as todas as análises e interpretações de sondagens do solo sejam realizadas de 
forma adequada, a fim de adquirir todo o conhecimento possível acerca do solo, seus estratos e cargas resistentes. A 
escolha das fundações deve ser igualmente criteriosa, considerando acima de tudo os benefícios apresentados além do 
custo total. 
Tubulões a céu aberto, de forma geral, apresentam resistência maior com relação à cargas atuantes, e a vantagem 
da condução de tal carga muito abaixo do solo, em estrato resistente, para que sejam controlados futuros recalques. 
Contudo, nem todas as edificações apresentam a necessidade de tamanha resistência, uma vez que suas cargas 
atuantes sejam menores e o solo propício para suportá-la. Dessa forma, embora os tubulões apresentem inegáveis 
vantagens sobre as estacas, estas não se fazem, de forma alguma, inúteis, uma vez que atendem às necessidades de 
construções dentro de seus parâmetros.
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Fontes Consultadas
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