DIMENSIONAMENTO DE FUNDAÇÃO PROFUNDA - TUBULÃO ESCAVADO A CÉU ABERTO

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UNIVERSIDADE FUMEC
DISCIPLINA: FUNDAÇÕES
PROFº. ANDERSON GERVÁSIO
DIMENSIONAMENTO DE FUNDAÇÕES 
PROFUNDAS
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DIMENSIONAMENTO DE
TUBULÕES ESCAVADO À CÉU ABERTO
Uso de revestimento quando necessário 
ou em aterros* 
(*obrigatoriamente)
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➢ Definição: (NBR 6122/2019)
✓ Elemento de fundação profunda em que, pelo menos na etapa fnal da escavação do terreno, faz-se 
necessário o trabalho manual em profundidade para executar o alargamento de base ou pelo menos para a 
limpeza do fundo da escavação, uma vez que neste tipo de fundação as cargas são resistidas 
preponderantemente pela ponta. (NBR6122/2019)
✓ Podem ser teóricos, quando o cálculo é feito de acordo com teoria desenvolvida dentro da mecânica 
dos solos, ou semiempíricos, quando são usadas correlações com ensaios in situ. 
✓ Na análise das parcelas de resistência de ponta e atrito lateral, é necessário levar em conta a técnica 
executiva e as peculiaridades de cada tipo de estaca ou tubulão. 
✓ Em tubulões, quando o atrito lateral for considerado, deve ser desprezado um comprimento de fuste 
igual ao diâmetro da base, imediatamente acima do início do alargamento.
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✓ O fuste pode ser escavado manualmente por poceiros ou através de perfuratrizes até a profundidade prevista em 
projeto. Quando escavado a mão, o prumo e a forma do fuste devem ser conferidos durante a escavação.
✓ A base pode ser escavada manual ou mecanicamente. Quando mecanicamente, é obrigatória a descida de poceiro para 
remoção do solo solto que o equipamento não consegue retirar. 
✓ Antes da concretagem, o material de apoio das bases deve ser inspecionado por profssional habilitado, que confrma in 
loco a capacidade suporte do material, autorizando a concretagem.
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✓ ESCAVAÇÃO DO FUSTE E ABERTURA DE BASE (NBR 6122/2019)
✓ Diâmetro do fuste mínimo de 80cm, podendo ser 70cm se houver um projeto geotécnico com acompanhamento 
geotécnico e ART (NR18 item 6);
✓ Uso obrigatório de revestimentos do fuste em aterros e quando necessário por fatores de instabilização (NR 18 
item 6);
✓ Tipo de fundação executado em solos com presença de propriedades coesivas;
✓ Altura máxima da base deve ser de 180cm, já incluindo o Rodapé que é de 20cm;
✓ Concreto C25 ou C40, dependendo da classe de agressividade;
✓ Tensão de compressão simples atuante abaixo da qual não é necessário armar (exceto ligação com bloco de 
coroamento) igual a 5,0MPa. 
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✓ COLOCAÇÃO DA ARMADURA (NBR 6122/2019)
✓ 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 30 cm × 30 cm.
✓ Armação mínima de 3,0m (incluindo ancoragem no bloco de coroamento) e área de aço de 0,4% em relação a área 
transversal do fuste; ATENTAR QUANDO PARA QUANDO ATUAR ESFORÇOS HORIZONTAIS E MOMENTOS, BEM COMO 
SITUAÇÕES EM QUA SE FAZ NECESSÁRIO O ESTUDO DE ANCORAGEM EM TERRENOS DEVIDO A ANÁLISE DE 
ESTABILIDADE DE TALUDES!!! TEM QUE VERIFICAR OS CÁLCULOS!!!!
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✓ CONCRETAGEM (NBR 6122/2019)
✓ A concretagem do tubulão deve ser feita imediatamente após a conclusão de sua escavação.
✓ O concreto deve atender ao disposto na Tabela 4 quanto à classe de agressividade I, II, III e IV e observar as seguintes 
características:  
✓ a) para o C25, abatimento entre 100 mm e 160 mm S 100, diâmetro de agregado de 9,5 mm a 25 mm e teor de 
exsudação inferior a 4 %; 
✓ b) para o C40, abatimento entre 100 mm e 160 mm S 100, diâmetro de agregado de 9,5 mm a 25 mm e teor de 
exsudação inferior a 4 %. C.10.2 
✓ Recomendações para dosagem destes concretos:  (NBR 6122/2019)
✓ a) para o C25, consumo mínimo de cimento de 280 kg/m3 e fator a/c ≤ 0,6;  
✓ b) para o C40, consumo mínimo de cimento de 360 kg/m3 e fator a/c ≤ 0,45.
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✓ NORMAS REGULAMENTADORAS ENVOLVIDAS PARA A EXECUÇÃO:
✓ Os serviços de execução de tubulões são regulamentados e fiscalizados pelo Ministério do Trabalho e Emprego (MTE) através 
das seguintes normas regulamentadoras :
NR-18 Condições e Meio Ambiente de Trabalho na Construção Civil
NR-33 Segurança e Saúde nos Trabalhos em Espaços Confinados
NR-35 Trabalho em Altura
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✓ EQUPAMENTOS MÍNIMOS NECESSÁRIOS
✓ SARILHO COM TRAVA DUPLA, COM RODAÉ E PLATAFORMA DE APOIO EM 50CM ALÉM DA BORDA DA ESCAVAÇÃO.
✓ BARRACA TRANSLUCIDA COM PROTEÇÃO UVA E UVB;
✓ TRIPÉ DE RESGATE,
✓ CINTO DE SEGURANÇA, TRAVA QUEDA
✓ ILUMINAÇÃO FRIA;
✓ SISTEMA DE AERAÇÃO DA ESCAVAÇÃO (AERAÇÃO LIMPA, ISENTA DE ÓLEO OU OUTRO RESÍDUO);
✓ EPIs
✓ CURSOS ATUALIZADOS: NR18, NR35 E NR33
10
➢ USO DE REVESTIMENTOS QUANDO NECESSÁRIO OU EM ATERROS OBRIGATORIAMENTE
✓ ATENTAR PARA AS MUDANÇAS QUE VIRÃO EM 2021 A PARTIR DA NOVA NR 18 (FEVEREIRO/2020), QUE
ENTRARÁ EM VIGOR EM FEV/2021 NO QUE SE REFERE AS ATIVIDADES DE EXECUÇÃO DE TUBULÕES
ESCAVADOS A CÉU ABERTO, COMO: DIÂMETRO MÍNIMO DO FUSTE DE 90CM; OBRIGATORIAMENTE
REVESTIDO EM QUELQUER SITUAÇÃO, LIMITADO A 15,0M DE PROFUNDIDADE, ETC.
Escavação de fuste revestida (quando necessário) Local susceptível a desmoronamento de fustes
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TUBULÕES ESCAVADOS 
A CÉU ABERTO
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PROCEDIMENTOS IRREGULARES
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PROCEDIMENTOS IRREGULARES
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PROCEDIMENTOS IRREGULARES
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ESTABILIDADE DAS ESCAVAÇÕES
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REBAIXAMENTO DE NÍVEL FREÁTICO
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ESTABILIDADE DAS ESCAVAÇÕES
INTERFERÊNCIA (CISTERNA)
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ESTABILIDADE DAS ESCAVAÇÕES
INTERFERÊNCIA (BLOCOS DE ROCHA)
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TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
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Escavação do furo primário Furo primário apresentando surgência freática
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
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Instalação do revestimento inicial Revestimento e prolongamento já realizados
TUBULÕES A AR COMPRIMIDO
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Instalação da campânula Campânula instalada
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➢ Assim como já visto no dimensionamento de sapatas, o projeto de uma
estrutura de fundações passa, essencialmente, pela realização de duas etapas
de dimensionamento:
Dimensionamento geométrico que consiste na estimativa preliminar das
dimensões geométricas da peça através de formulações simplificadas e de
geralmente, média precisão:
s
Base
Base
SPT
s
ppP
Acmkgf
FS
N



+
=

==
4
²)/(
2
Dimensionamento geotécnico que consiste na verificação do resultado de
interação entre o elemento de fundação e o perfil que o envolve (interação
“sapata-solo” ou “estaca-solo”):
• Tubulões “rasos” → procedimentos derivados de
sapatas;
• Tubulões“profundos” → procedimentos derivados de
estacas escavadas (ponderar
atrito);
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Dimensionamento geométrico:
1) É realizado inicialmente o pré-dimensionamento do fuste do tubulão, aplicando ao
concreto, os devidos fatores de segurança normativos:
σ 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 =
0,85 × 𝑓𝑐𝑘
𝛾𝑐 × 𝛾𝑓
(𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²)
𝛾𝑐 = 2,2 OU 3,3 para fck DE 40MPa
𝛾𝑓 = 1,4
2) Estima-se a área necessária do fuste e seu respectivo øfuste:
𝐴𝐹𝑢𝑠𝑡𝑒 =
𝑃 + 𝑝𝑝𝑏
σ 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜
=
𝜋 × 𝜑𝑓𝑢𝑠𝑡𝑒2
4
(𝑐𝑚)
𝜑𝑓𝑢𝑠𝑡𝑒 ≥ 70𝑐𝑚
𝑝𝑝𝑏 ≥ 5%
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Dimensionamento geométrico:
3) Indicação da tensão admissível do solo (σs) a partir dos ensaios disponíveis
(geralmente SPT), ponderando-se o tipo de solo:
𝜎𝑠 =
𝑁𝑆𝑃𝑇
𝐹𝑆
(𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²)
𝐴𝑟𝑒𝑖𝑎 → 𝐹𝑆 = 4 𝐴𝑟𝑔𝑖𝑙𝑎 → 𝐹𝑆 = 5
4) Estima-se a área da base:
)10/6122(%5
²)(
NBRnormappb
cm
ppbP
A
s
Base

+
=

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Dimensionamento geométrico:
5) Ciente da área da base, define-se a geometria da mesma e suas respectivas
dimensões:
Base circular:
Base em falsa elipse:
4
2base
ABase
 
=
5,2
4
2

+=
+

=
b
a
xba
xb
b
ABase

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Dimensionamento geométrico:
6) Indicação da altura mínima e rodapé:
Base circular:
Base em falsa elipse:
cmR
cmHB
fustea
HB
20
180
60tan
2
=


−
= 

cmR
cmHB
fustebase
HB
20
180
60tan
2
=


−
= 

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Dimensionamento geométrico:
7) Finalmente, indicação dos volumes das bases:
Base circular:
Base em falsa elipse:
( ) 
( ) ( )
 





+





+
+++






+

=
mbxmb
FbFbHB
Fb
HBx
VBase
2,02,0
4
26,0
2
6
2
22



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Tubulões em divisas:
Situação corriqueira que exige utilização de vigas alavanca (V.A.):
11
111
N
d
e
N
NNNNovo
=
+=
Obs.: este procedimento
é iterativo e deverá ser
realizado por tentativas.
Costuma-se fixar a=2xb
para favorecimento do
resultado final.
de
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✓ EXERCÍCIOS
1) Para o mapa de locação e carga de pilares abaixo, sabendo-se que a taxa do terreno é de 5,0 Kgf/cm² e o concreto 
utilizado deverá ser de 25,0 MPa, pede-se:
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✓ EXERCÍCIOS
1) Para o mapa de locação e carga de pilares abaixo, sabendo-se que a taxa do terreno é de 5,0 Kgf/cm² e o concreto 
utilizado deverá ser de 25,0 MPa, pede-se:
a) Dimensionar a fundação em tubulões para o pilar P1. Fazer o croqui da locação em planta.
𝑄 + 𝑃𝑝 = 180 𝑥 1,05 = 189,0 𝑡𝑓
∅𝑏 =
𝑄 𝑥 4
𝜋 𝑥 𝜎𝑠
=
189,0 𝑥 4
𝜋 𝑥 50
= 2,19𝑚 = 220𝑐𝑚
Como a distância do eixo do pilar a divisa é de 70cm e o raio da base circular do tubulão é de 110cm, não há como se 
executar a base circular sem invasão do terreno vizinho! Redimensionando a base com geometria em falsa-elípse, 
fazendo B = 140cm:
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𝜋 𝑥 𝐵2
4
+ 𝑋 𝑥 𝐵 =
𝑄
𝜎𝑠
, 𝑓𝑎𝑧𝑒𝑛𝑑𝑜 "𝑋"
𝑋 =
𝑄
𝜎𝑠
−
𝜋 𝑥 𝐵2
4
𝐵
𝑋 =
189,0
50
−
𝜋 𝑥 1,42
4
1,40
= 1,6004𝑚 = 165𝑐𝑚
Verificando a relação A/B para A = 140 + 165 = 305cm
A/B = 305/140 = 2,18 OK!
➢ FAZENDO “X”:
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σ 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 =
0,85 × 𝑓𝑐𝑘
𝛾𝑐 × 𝛾𝑓
(𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²)
𝛾𝑐 = 2,2 OU 3,3 para fck DE 40MPa
𝛾𝑓 = 1,4
σ 𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜 =
0,85 × 2500
2,2 × 1,4
= 689,93
𝑡𝑓
𝑚2
= 6,89 𝑀𝑃𝑎
Tensão máxima a qual não se faz necessário armar o fuste, exceto armadura de ligação com o bloco de coroamento = 5,0 MPa
∅𝑓𝑢𝑠𝑡𝑒 =
𝑄 𝑥 4
𝜋 𝑥 𝜎𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜
=
189 𝑥 4
𝜋 𝑥 500
= 0,6937 𝑚 = 70𝑐𝑚
➢ VERIFICAÇÃO DO FUSTE
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Adotar-se-á um diâmetro mínimo de 80cm (a obra não terá acompanhamento de especialista geotécnico - NR18).
➢ ALTURA DA BASE “HB”:
𝐻𝐵 = 𝑎 − ∅𝑓 𝑥
𝑡𝑎𝑛𝑔 60°
2
𝐻𝐵 = 305 − 80 𝑥
𝑡𝑎𝑛𝑔 60°
2
= 194,9𝑐𝑚 = 195𝑐𝑚
Como HB > 1,8m, redimensionaremos os diâmetros de fuste de forma que HB = 1,8m: 
180 = 305 − ∅𝑓 𝑥
𝑡𝑎𝑛𝑔 60°
2
∅𝑓 = 98𝑐𝑚 = 100𝑐𝑚
R = 20cm (NBR 6122) Verificando a armadura do fuste:
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σ 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 =
𝑄
𝜋 𝑥
∅𝑓2
4
σ 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 =
189
𝜋 𝑥
1002
4
= 240,06𝑡𝑓/𝑚2
➢ ARMADURA DO FUSTE:
Como a tensão de trabalho do concreto é inferior a 50kgf/cm², o tubulão não necessita de armação, somente deverá 
ser prevista uma armadura de espera com 3,0m de comprimento (armadura mínima).
Armadura mínima:
𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 0,4% 𝑥 𝐴𝑐 = 0,004 𝑥
𝜋 𝑥 1002
4
= 39,27 𝑐𝑚2 (20 barras de 16,0mm com 3,0m de comprimento)
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𝑏 =
𝑄𝑡𝑢𝑏
𝜎𝑠𝑥 1 +
𝜋
4
=
85,05
50 𝑥 1 +
𝜋
4
= 0,9761𝑚 = 97,61𝑐𝑚 = 100𝑐𝑚
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𝜋 𝑥 𝐵2
4
+ 𝑋 𝑥 𝐵 =
𝑄
𝜎𝑠
, 𝑓𝑎𝑧𝑒𝑛𝑑𝑜 "𝑋"
𝑋 =
𝑄
𝜎𝑠
−
𝜋 𝑥 𝐵2
4
𝐵
𝑋 =
91,45
50
−
𝜋 𝑥 12
4
1,0
= 1,043𝑚 = 105𝑐𝑚
➢ FAZENDO “X”:
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∅𝑓𝑢𝑠𝑡𝑒 =
𝑄 𝑥 4
𝜋 𝑥 𝜎𝑐á𝑙𝑐𝑢𝑙𝑜
=
91,45 𝑥 4
𝜋 𝑥 500
= 0,48 𝑚 = 50𝑐𝑚
Calculando o diâmetro do fuste:
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Verificando a armadura do fuste:
𝐴𝑠,𝑚𝑖𝑛 = 0,4% 𝑥 𝐴𝑐 = 0,004 𝑥
𝜋 𝑥 702
4
= 19,24 𝑐𝑚2
σ 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 =
91,45
𝜋 𝑥
702
4
= 237,76𝑡𝑓/𝑚2
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𝑁𝑡𝑢𝑏 =
𝑄
𝑁° 𝑑𝑒 𝑡𝑢𝑏𝑢𝑙õ𝑒𝑠
+
𝑀𝑥 ∗ 𝑒𝑦
σ 𝑒𝑦
2 =
Adotando Fórmula de Schiel:
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