Fundação - ~tubulão teoria e cálculo métodos semi- empírico e estaca escavada, Notas de aula de Cálculo para Engenheiros

Baixe Fundação - ~tubulão teoria e cálculo métodos semi- empírico e estaca escavada e outras Notas de aula em PDF para Cálculo para Engenheiros, somente na Docsity!

Prof. Ms. Vitor Pires

vitor.pires@prof.uniso.br

Quanto à concretagem:

a) concretagem a seco: concreto lançado da superfície do terreno;

b) concretagem embaixo d’água: feita com auxílio de uma tromba ou tremonha.

Pode-se lançar mão do uso de ar comprimido para manter a água fora do interior do tubulão durante execução. Desta forma:

a) Tubulão a céu aberto: sem ar comprimido. Quando a execução do tubulão é feita acima do lençol freático, pode-se prescindir o suporte para as paredes (revestimentos).

b) Tubulão a ar comprimido: tubulão pneumático. É utilizado quando o tubulão atinge o lençol d’água, sendo necessário seu revestimento e o uso do ar comprimido.

Neste caso utiliza-se a campânula, equipamento que recebe o

ar comprimido com uma pressão que impede a entrada de água no interior do tubulão, e possui um cachimbo para descarga do material escavado. Na fase de concretagem, é montado um elemento entre a campânula e o revestimento do tubulão. Pode ser:

b.1) fuste escavado mecanicamente : emprega-se um

revestimento metálico que pode ou não ser recuperado. A escavação do fuste é feita por equipamento, mantendo a água no interior do tubulão. Atingida a profundidade, instala-se a campânula para alargamento da base.

b.2) fuste escavado manualmente : emprega-se um

revestimento metálico ou de concreto (moldado in loco). Em qualquer tipo de tubulão, seu diâmetro mínimo é de 80cm.

A espessura mínima da parede do tubulão com revestimento de concreto é de 20cm, salvo na câmara de trabalho em que ela pode ser reduzida para 10cm.

A norma NBR 6122 aborda os diferentes tipos de tubulões, bem como os cuidados a serem tomados nos trabalhos sob ar comprimido e no alargamento de base.

Considerando um tubulão, com fuste de diâmetro Df, cuja

base circular com diâmetro Db está assentada no maciço de solo à

profundidade h em relação à superfície. A aplicação de uma força

vertical de compressão P, no seu topo gera a mobilização de tensões

resistentes por atrito lateral ao longo do fuste e de tensões normais à base. Se não considerar o atrito lateral, teremos:

O aumento gradativo da carga P e da tensão s provocará a ruptura do maciço de solos sob a base do tubulão, por um mecanismo geralmente de puncionamento.

.^2

Db

P

s 

Assim teremos a mobilização da resistência máxima do maciço de solo, que denomina-se capacidade de carga do elemento de fundação por tubulão (sr).

No projeto de fundação por tubulão a céu aberto não se calcula a resistência por atrito lateral, supondo-se desprezível ou apenas suficiente para equilibrar o peso do tubulão. Essa parcela de resistência é nula nos tubulões pneumáticos com camisa de concreto armado, moldada in loco, em que, pelo processo executivo, o solo lateral fica praticamente descolado do fuste. Daí o fato de considerar as fundações por tubulões como sendo DIRETAS.

Para determinação da capacidade de carga em projeto de fundações por tubulões, é realizado a prova de carga em placa, assentada à cota de apoio de projeto das suas bases.

A tensão admissível em fundações por tubulões deve atender o estado-limite último e o estado-limite de serviço.

a) métodos teóricos: encontrar o valor médio de capacidade de carga para a obra, ou para cada região representativa, e em seguida aplicar o fator de segurança de 3,0.

Estes métodos não funcionam satisfatoriamente para fundações por tubulões como para todas as fundações profundas, por isso são pouco empregados.

r a

s

s 

c) tubulões como estacas escavadas: utilizar o método semiempírico das estacas escavadas para o cálculo da capacidade de carga, retendo apenas a parcela de resistência de ponta.

c.1) Aoki-Velloso :

qc e NSPT – resistência de ponta e índice de resistência; F 1 – fator de transformação (3,0 para estaca escavada); K – coeficiente do tipo de solo.

F 1

qC s r  1

. F

K NSPT s r 

3

r a

s s 

Coeficiente K (Aoki-Velloso):

• Areia 1, TIPO DE SOLO K (MPa)
• Areia siltosa 0,
• Areia silto argilosa 0,
• Areia argilosa 0,
• Areia argilo siltosa 0,
• Silte 0,
• Silte arenoso 0,
• Silte areno argiloso 0,
  • Silte argiloso 0, TIPO DE SOLO K (MPa)
  • Silte argilo arenoso 0,
  • Argila 0,
  • Argila arenosa 0,
  • Argila areno siltosa 0,
  • Argila siltosa 0,
  • Argila silto arenosa 0,

Fator de redução a e coeficiente do solo C:

TIPO DE SOLO (^) a Argilas 0, Solos intermediários 0, Areias 0,

TIPO DE SOLO C (KPa) Argila 120 Silte argiloso 200 Silte arenoso 250 Areia 400

Para o projeto de fundações por tubulões, também podem ser realizadas provas de carga em placa, cuja cota de apoio deve ser a mesma prevista para a base dos tubulões. A análise dos resultados desse ensaio para a determinação da tensão admissível é a mesma para fundações por sapatas, mas a dificuldade em ensaiar uma placa a vários metros de profundidade explica o fato de essa prova de carga ser raramente utilizada.