Avaliação ComparativaAvaliação ComparativaAvaliação ComparativaAvaliação ComparativaAvaliação Comparativa
de Desempenho entrede Desempenho entrede Desempenho entrede Desempenho entrede Desempenho entre
TUBOS RÍGIDOSTUBOS RÍGIDOSTUBOS RÍGIDOSTUBOS RÍGIDOSTUBOS RÍGIDOS
e Flexíveise Flexíveise Flexíveise Flexíveise Flexíveis
para Utilização empara Utilização empara Utilização empara Utilização empara Utilização em
Obras de DrenagemObras de DrenagemObras de DrenagemObras de DrenagemObras de Drenagem
de Águas Pluviaisde Águas Pluviaisde Águas Pluviaisde Águas Pluviaisde Águas Pluviais
VERSÃO 1 - 2003
ÍNDICE
1. OBJETIVO --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
2. HISTÓRICO-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
2.1 ABTC - Associação Brasileira dos Fabricantes de Tubos de Concreto ----------------------------------------------------- 4
3. PRINCÍPIOS BÁSICOS ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
3.1 Definições: Tubos Rígidos e Flexíveis ------------------------------------------------------------------------------------------------ 53.2 Carga de Terra -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
3.3 Capacidade de Carga ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
4. DIMENSIONAMENTO HIDRÁULICO ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 6
4.1 Cálculo dos Diâmetros das Tubulações ---------------------------------------------------------------------------------------------- 84.1.1 Declividade ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
4.1.2 Raio Hidráulico e Área Molhada ------------------------------------------------------------------------------------------------ 9
4.1.3 Coeficiente de Manning ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9
4.1.4 Cálculo do Recobrimento da Tubulação ----------------------------------------------------------------------------------- 10
5. DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 105.1 Cargas de Terra ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11
5.1.1 Situação de Vala ou Trincheira ------------------------------------------------------------------------------------------------ 11
5.1.2 Situação de Aterro ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 145.2 Cargas Móveis ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 15
5.3 Carga Total ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20
5.4 Dimensionamento do Tubo ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21
6. MONTAGEM DA PLANILHA COMPARATIVA DE CUSTOS -------------------------------------------------------------------------- 25
6.1 Cálculo das Quantidades dos Serviços --------------------------------------------------------------------------------------------- 256.1.1 Escavação ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25
6.1.2 Escoramento ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27
6.1.3 Assentamento ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27
6.1.4 Lastro de brita ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 276.1.5 Envoltória de areia ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 28
6.1.6 Bota-Fora ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 28
6.1.7 Reaterro das Valas ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29
6.2 Planilha Comparativa de Custos ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 306.2.1 Planilha 1 � Tubos de Concreto ----------------------------------------------------------------------------------------------- 30
6.2.2 Planilha 2 � Tubos em PVC (Rib-Loc) -------------------------------------------------------------------------------------- 31
6.2.3 Resumo Comparativo ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35
8. AGRADECIMENTOS ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35
1. OBJETIVO
Este trabalho apresenta, de forma clara e
objetiva, as principais características de aplicação
dos tubos rígidos (concreto) a serem utilizados
em drenagem de águas pluviais, comparando o
desempenho dos mesmos em relação aos tubos
flexíveis (PVC), para mesma aplicação.
Posteriormente faz-se um estudo comparativo
dos custos de execução de uma obra de
drenagem de águas pluviais utilizando-se os dois
sistemas (tubos de concreto x PVC),
apresentando as vantagens dos tubos de
concreto em relação aos tubos flexíveis.
Este trabalho não foi elaborado com intuito de
servir como roteiro para dimensionamento de
uma rede.
Tal projeto requer a participação de um
profissional habilitado.
AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHOAVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHOAVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHOAVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHOAVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
ENTRE TUBOS RÍGIDOS E FLEXÍVEISENTRE TUBOS RÍGIDOS E FLEXÍVEISENTRE TUBOS RÍGIDOS E FLEXÍVEISENTRE TUBOS RÍGIDOS E FLEXÍVEISENTRE TUBOS RÍGIDOS E FLEXÍVEIS
PARA UTILIZAÇÃO EM OBRAS DEPARA UTILIZAÇÃO EM OBRAS DEPARA UTILIZAÇÃO EM OBRAS DEPARA UTILIZAÇÃO EM OBRAS DEPARA UTILIZAÇÃO EM OBRAS DE
DRENAGEM DE ÁGUAS PLUVIAISDRENAGEM DE ÁGUAS PLUVIAISDRENAGEM DE ÁGUAS PLUVIAISDRENAGEM DE ÁGUAS PLUVIAISDRENAGEM DE ÁGUAS PLUVIAIS
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 4 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
2. HISTÓRICO
Atualmente os tubos deconcreto são produzidos,sem armadura ou arma-dos, para utilização princi-palmente em obras de dre-nagem de águas pluviaise sistemas de esgoto sa-nitário.Ao longo do tempo têmsurgido produtos alternati-
vos, entretanto não conseguem atender a todas as ca-racterísticas e vantagens dos tubos de concreto.Os tubos de concreto se apresentam como um produtode qualidade consolidada com relação à sua durabili-dade, resistência mecânica, facilidade de execução,manutenção e disponibilidade de fornecimento dentrodas exigências de mercado.Estes aspectos podem ser comprovados em literaturasobre o assunto, verificando-se que, desde a antigui-dade, o concreto foi o primeiro substituto natural da pe-dra e que, muitas obras executadas no início do séculopassado encontram-se emoperação até hoje com de-sempenho adequado.Por outro lado, desde 1950,são produzidos tubos de con-creto com juntas elásticas,propiciando aos usuários aexecução de obras com jun-tas estanques, impedindo in-filtrações e contaminação dolençol freático.Atualmente os fabricantes nacionais dispõem de má-quinas modernas e flexíveis, capazes de produzir osmais variados diâmetros com controle total da qualida-de do produto final.Devido as fábricas de tubos de concreto situarem-sepróximas do local das obras, em geral as mesmas sãoresponsáveis pelo desenvolvimento local através da ge-ração de empregos e arrecadação de impostos.
Aliado às vantagensanteriores, relativasaos tubos de concre-to, cabe ressaltar
que, o concreto é um material totalmente reciclável, nãotóxico e não contaminante do meio ambiente, adequan-do-se desta maneira a todas as exigências do pontode vista ambiental e propiciando uma melhor qualida-de de vida.
2.1. ABTCAssociação Brasileira dosFabricantes de Tubos de Concreto
O setor de tubos possui representação através da As-sociação Brasileira dos Fabricantes de Tubos de Con-creto (ABTC), www.abtc.com.br, entidade que reúne anível nacional as principais e mais importantes empre-sas fabricantes de tubos e aduelas de concreto desti-nados à captação de águas pluviais, esgoto sanitário eefluentes industriais. Participam, também, fabricantesde equipamentos, fornecedores de insumos, projetis-tas e representantes de órgãos consumidores, com oobjetivo de oferecer ao mercado soluções em tubos deconcreto de qualidade.A entidade presta assessoria a fabricantes, projetistas,construtoras, prefeituras municipais e órgãos de sane-amento e abastecimento, seja nos processos que en-volvem a fabricação de tubos de concreto, elaboraçãode projetos, especificação ou no controle tecnológicode obras, oferecendo treinamento de inspetores, quantoàs etapas de recebimento do material na obra,amostragem e ensaios relativos às normas brasileiras.Atualmente, a entidade está apoiando o programa doSelo de Qualidade para Tubos de Concreto, patrocina-do pela Associação Brasileira deCimento Portland (ABCP), quetem como objetivo, servir de fer-ramenta nas licitações de comprae execução de obras de drena-gem e esgoto visando garantir aobtenção de um produto com du-rabilidade e resistência dentrodas especificações das normasbrasileiras vigentes.
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○5AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
3 . PRINCÍPIOS BÁSICOS
3.1.Definições:Tubos Rígidos e Flexíveis
Tubos rígidosSão aqueles que, quando submetidos à compressãodiametral, podem sofrer deformações de até 0,1% nodiâmetro, medidas no sentido de aplicação da carga,sem que apresentem fissuras prejudiciais.Exemplo: tubos de concreto simples e armado, mani-lhas de barro etc.
Tubos flexíveisSão aqueles que quando submetidos à compressãodiametral, podem sofrer deformações superiores a 3%no diâmetro, medidas no sentido da aplicação da car-ga, sem que apresentem fissuras prejudiciais.Exemplo: tubos de aço, tubos de PVC etc.
3.2. Carga de Terra
É resultante do peso do prisma de solo situado direta-mente acima da tubulação. A Figura 3.1, representatubos em condições de aterro, sendo identificado: o pris-ma de solo 1, situado diretamente acima da tubulação,os prismas laterais adjacentes 2 e 3, o solo de envolvi-mento lateral (regiões pontilhadas, nas laterais da tu-bulação) e o leito (região pontilhada, abaixo do tubo).Esta figura é importante para passar o conceito de fun-cionamento dos tubos rígidos e flexíveis, e deixar claroas diferenças quanto ao dimensionamento de ambos.No caso de tubos rígidos, o solo de envolvimento late-ral é menos rígido que o tubo, sofrendo recalque devi-do ao peso do aterro. Observa-se que os prismas late-
rais adjacentes tendem a descer, puxando consigo, poratrito, o prisma 1 (solo acima do tubo). Para esta situa-ção a carga de terra sobre o tubo rígido será maiorpela contribuição do solo adjacente.No caso de tubos flexíveis, o tubo é geralmente me-nos rígido que o solo de envolvimento lateral (com adevida compactação). Sob ação do peso de solo (pris-ma 1), o tubo flexível tende a se deformar em maiorgrau que o solo de envolvimento lateral. Este, por açãoda força de atrito ajudará o tubo a resistir à carga deterra.Pelo que foi descrito, nota-se a importância do solo deenvolvimento lateral para os tubos flexíveis. Quantomais rígido for o solo (a rigidez dependerá do tipo desolo e grau de compactação), menor será a deforma-ção e, por conseqüência, os esforços sobre a tubula-ção.Na condição de vala, o comportamento é semelhante,mas a carga é menor devido às forças de atrito nasparedes da vala.
3.3. Capacidade de Carga
Os tubos flexí-veis derivam suacapacidade decarga da suaprópria flexibili-dade. Sob a car-ga de solo, otubo tende aovalizar, acarre-tando uma dimi-nuição do diâme-tro vertical e um aumento do diâmetro horizontal.
Isto provoca uma reação do solo de envolvi-mento lateral, que impede maiores deforma-ções conforme mostra a Figura 3.2.
FIGURA 3.1 Carga sobre tubos enterrados
FIGURA 3.2 Reação do solo deenvolvimento lateral
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 6 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
No teste de carga de pratos paralelos (tubos flexíveis)ou no de três cutelos (tubos rígidos), um tubo rígido irásuportar uma carga bem maior do que um tubo flexível.O teste dos três cutelos é uma medida aproximada dareal carga a que o tubo rígido poderá suportar quandoenterrado. Para tubos flexíveis, o teste de pratos para-
lelos, representa ape-nas uma pequenaparcela da capacida-de de carga, pois aparcela maior éfornecida pelo solo deenvolvimento lateral.Como, na prática, nor-malmente não são to-mados os cuidadosrecomendados comrelação ao confi-namento dos tu-
bos flexíveis, visando a garantia de resistência aosesforços aos quais o tubo estará submetido, por-que estes dependem principalmente do solo de en-volvimento lateral e não somente da sua própriaresistência, fica demonstrada a fragilidade da so-lução tubos flexíveis em relação aos tubos rígidos.
Resumindo o exposto anteriormente temos:Os tubos flexíveis, devido à sua própria flexibilida-de, resistem a cargas menores e precisam contarcom o apoio do solo de envolvimento lateral parasuportá-las.Os tubos rígidos suportam cargas maiores e não pre-cisam de ajuda do solo lateral de envolvimento. Suacapacidade de carga depende apenas da resistênciado próprio tubo.
4. DIMENSIONAMENTO
HIDRÁULICO
No projeto hidráulico são tomadas as decisões neces-sárias à garantia do bom desempenho funcional docondutor, com a definição de suas características geo-métricas (secção de vazão, locação em planta e corteetc.), medidas de proteção contra a erosão, entupimen-tos, riscos de inundação etc., levando-se em conta asações hidráulicas capazes de agir sobre a estrutura.Ao se fazer o projeto hidráulico de drenagem de umadeterminada área, normalmente nos defrontamos comproblemas de projeto de galerias para transpor interfe-rências, como por exemplo riachos, além da necessi-dade de projetar o conduto para esgotamento de áre-as. Evidentemente temos que, em primeiro lugar,dimensionar o tubo do ponto de vista hidráulico, ou seja,para a maior vazão que escoará pelo tubo.O estudo sobre como este dimensionamento é feito,pode ser obtido facilmente nos livros técnicos de dre-nagem urbana e hidráulica, onde será observado queo dimensionamento hidráulico, pode ser feito conside-rando-se os tubos operando a seção plena, variandoaté meia-seção.
Para facilitar o entendimento do exposto anteriormen-te, faremos como exemplo um exercício, para uma ba-cia de contribuição de 40.000 m2 , referente a drena-gem de uma área terraplenada a ser pavimentada, ondeserá instalada uma fábrica, conforme segue:
Ensaio de Compressão diametral emtubo (três cutelos)
Portanto:A capacidade de carga dos tubos flexíveis não pode seranalisada considerando-se apenas o tubo isoladamente,
mas o sistema tubo�solo. Novamente, verifica-se aimportância do solo de envolvimento lateral.
Quanto mais rígido (compactado) for o solo, melhor será acapacidade de carga do tubo flexível.
Os tubos rígidos por não se deformarem, não precisamutilizar o solo de envolvimento lateral para resistirem aosesforços, e sua capacidade de carga dependerá apenas da
resistência do próprio tubo.
Figura 4.1 Configuração da área do exemplo, vista em planta
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○7AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Dados:� Área de uma indústria totalmente pavimentada;� Terreno plano;� Rede: inicia na seção A até seção E;� Condição de vala;� Solo Argiloso (γ = 22.000 N/m3);� Base Comum;� Escoramento por pontaleteamento;
Para o cálculo das vazões, nos casos de obras de ga-lerias de águas pluviais, normalmente pode ser utiliza-do o método racional, o método racional modificado,ou outros métodos (por exemplo: hidrograma unitário)em função da área da bacia de contribuição, conformetabela a seguir:
Obs.: 1 ha (hectare) = 10 000 m2
Portanto para o exemplo dado, a vazãoserá calculada pelo método racional,porque este método, pode ser aplicadocom relativa segurança para áreas até50 ha (500.000 m2).Para maiores detalhes sobre os concei-tos hidráulicos adotados neste trabalho,relativo a galerias de águas pluviais, po-dem ser consultadas as seguintes biblio-grafias:
� Engenharia de Drenagem SuperficialCETESBPaulo Sampaio Wilken - 1978;
� Drenagem UrbanaABRH - Associação Brasileira de Recursos HídricosCarlos E.M. Tucci, Rubem L.A. Laina Porto, Mario T.de Barros - UFRS - 1995;
� Drenagem Urbana - Manual de ProjetoCETESB/1986;
� Manual de HidráulicaEd. Edgard BlücherAzevedo Netto - 2000
No exemplo, foi considerado o escoamento à seçãoplena e os cálculos resultam em velocidades menoresque aquelas obtidas com vazões de projeto, implican-do em tempos de percurso maiores e conseqüentemen-te reduzindo a intensidade de precipitação utilizada noprojeto. Portanto, uma vez que o método racional ten-de a superestimar as vazões de projeto, o procedimen-to adotado pode ajudar a diminuir os erros introduzidospelo método.
MÉTODO RACIONAL:
onde,
Q = Vazão;
C = Coeficiente de deflúvio;
A = área da bacia;i = intensidade de precipitação
Para o coeficiente (C) de deflúvio temos:
Q = C.i.A
Para o cálculo da intensidade de precipitação (i), pode-se recorrer a vários métodos de cálculos, conforme ve-rificado na bibliografia citada anteriormente.Normalmente, os valores de i (intensidade de precipi-tação) estão em torno de 0,025 a 0,040 l/s/m2.Para o exemplo, será adotado i = 0,035 l/s/m2 ou 126mm/h e considerado a área de 40.000 m2, (0,4 km2)totalmente pavimentada. Portanto a vazão referente aárea total será:Q= 1,0 x 0,035 x 40.000 = 1400 l/s ou 1,4 m3 /s
Área da bacia (B) Método hidrológico
B < 50 ha (hectares) Método Racional
50 ha < B < 500 ha Método Racional Modificado
B > 500 ha Outros Métodos (por ex.: Hidrograma Unitário)
Características da bacia Coeficiente de deflúvio (%)
Superfícies impermeáveis 90 � 100Terreno estéril montanhoso 80 � 90Terreno estéril ondulado 60 � 80Terreno estéril plano 50 � 70Prado, Campinas, terreno ondulado 40 � 65Matas decíduas, folhagem caduca 35 � 60Matas coníferas, folhagem permanentes 25 � 50Pomares 15 � 40Terrenos cultivados em zonas altas 15 � 40Terrenos cultivados em vales 10 � 30
Tabela 4.1
Tabela 4.2
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 8 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Considerando-se as contribuições em cada seção, con-forme figura 4.1, teremos:
4.1.Cálculo dos Diâmetrosdas Tubulações
Utilizando-se todas as considerações apresentadas ante-riormente no item 4 e as vazões em cada trecho de 200 mda área a ser drenada, no exemplo dado, conforme Figu-ra 4.1, podemos calcular os diâmetros dos tubos utilizan-do-se a fórmula de Manning, conforme segue:
Sendo:Q = Vazão calculada em cada seção (m3/s);A = Área Molhada (m2) ;Rh = Raio hidráulico (m)I = Declividade da tubulação (% ou m/m);n = coeficiente de Manning
4.1.1. Declividade
A declividade do coletor pode ser considerada entre0,5 a 4,0% visando compatibilizar esse valor com oslimites de velocidade mínima e máxima recomendáveis.No nosso caso, a área de contribuição é conformadapor um retângulo com dimensões de 50 x 800 metros(vide Figura 4.1), em um terreno plano, para o qual ado-taremos 0,5% de declividade.Essa declividade garante o menor volume de escava-ção, de maneira a minimizar os custos de execução daobra. Recomenda-se sempre, tirar vantagem dadeclividade natural do terreno na execução das obras,objetivando trabalhar com as declividades que trarão omenor custo de escavação.Como a declividade mínima está vinculada ao conceitode velocidade mínima teremos naturalmente preserva-da a auto limpeza do coletor com relação à sedimenta-ção de material (como por exemplo areia).
QUESTIONAMENTOUma velocidade de escoamento muito elevada podecausar desgaste por abrasão nas paredes internas dotubo de concreto?O limite de 5,0 m/s é um valor estabelecido pela práti-ca, não tendo sido verificado experimentalmente(Lysne). Estudos realizados pela Sucepar (Superinten-dência do Controle da Erosão Urbana, ligada a Secre-taria do Estado do Governo do Estado do Paraná), noano de 1984, em várias cidades do Estado do Paraná,demonstraram que várias galerias de águas pluviaisfuncionando com velocidades de até 12 m/s, tiveramerosão do concreto dos tubos insignificante, sendo que,os tubos eram muito mais afetados pelo ataque quími-co, oriundo do esgoto lançado nas galerias. Tal estudoconcluiu que a velocidade máxima poderia ser elevadasem problemas para 7 m/s. Lysne pesquisou a erosãoem coletor de esgoto utilizando tubos de PVC e con-creto e chegou a conclusão que o desgaste diminui como aumento da velocidade, independente do material datubulação. Isto se deve ao fato de que o aumento daturbulência, devido ao aumento da velocidade, tende areduzir o contato entre a superfície do tubo e o mate-rial abrasivo.
Obs.: Para maiores detalhes consultar:Estudo das velocidades Máximas e Mínimas em Tubu-lações de ConcretoSucepar � Superintendência do Controle da Erosão noParanáGoverno do Estado do Paraná - Curitiba - 1984
Q = A x (Rh2/3 x I1/2)n
Tabela 4.3
Trecho Área de Contribuição (m2) Fórmula Racional Teremos as vazões(l/s)
A-B 10000 350
Q = C.i.AB-C 20000 700
C-D 30000 1050
D-E 40000 1400
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○9AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
4.1.2. Raio Hidráulico e Área Molhada
Neste exemplo o raio hidráulico e a área molhadacorrespondem ao tubo funcionando à seção plena, con-forme consideração feita no início do item 4. Caso sejaconveniente em qualquer situação real de projeto, po-derão ser utilizados outros valores diferentes para aárea molhada (0,5 D; 0,75 D), e calculados os valorescorrespondentes ao raio hidráulico.
4.1.3. Coeficiente de Manning
Para os cálculos foram adotados os conceitos e tabe-las apresentados anteriormente, declividade de 0,5%na rede e coeficiente de Manning n = 0,010 para PVCe n = 0,012 para o concreto.Independente desta diferença de 20% no coefici-ente de Manning entre os tubos de PVC e concre-to, nem sempre é possível a mudança de diâme-tro dos tubos de PVC para menor, em função dosdiâmetros disponíveis comercialmente não aten-derem ao calculado. Por outro lado esta conside-ração referente ao coeficiente de Manning, ado-tada neste estudo, visa colocar os tubos de con-creto numa situação mais desfavorável que ostubos de PVC, independente de na prática estesvalores não corresponderem à realidade.Como já previsto na norma brasileira, para cálculo deredes de esgotos sanitários, o coeficiente de Manningdeve ser adotado como n = 0,013, independente domaterial, porque as singularidades (poços de visitas,bueiros, bocas de lobo, estruturas de transição etc.),são as mesmas em qualquer situação e a sedimenta-ção de material acontece de forma semelhante emambos os tipos de tubulações.Entretanto, como para este estudo de caso o objetivoé demonstrar as vantagens oferecidas pelos tubos deconcreto, continuaremos a adotar diâmetros distintospara os dois materiais, de maneira a possibilitar adian-te uma avaliação dos custos de execução da obra, paraos dois casos.
Obs.: Para maiores esclarecimentos consultar:História da Pesquisa dos Valores do Coeficiente deManning - ACPA - American Concrete Pipe AssociationTradução ABTC/2003.Disponível para download no site www.abtc.com.br.
Considerando-se a vazão calculada anteriormente,declividade e coeficientes de Manning adotados(I = 0,5%, n = 0,012 - Concreto e n = 0,010 - PVC), eutilizando-se a fórmula de Manning, teremos os seguin-tes diâmetros:
Q = A/n x (Rh2/3 x I1/2 )
Tipo de Tubo Coeficiente de Manning
Concreto 0,012
PVC 0,010
QUESTIONAMENTODevido a adoção do valor do coeficiente de rugosidadepara tubos de PVC, menor que o de tubos de concre-to, é possível se valer de seções de tubos menorespara a solução em PVC em relação ao concreto?Em primeiro lugar é importante salientar que as singu-laridades (PV´s, ligações, interligações, Tês etc.), sãoas mesmas, independente do material da tubulação, eafetam de forma significativa o valor da perda de carga.Portanto, na prática, os valores se igualam e não sejustifica usar valores menores para o PVC em funçãode estudos de laboratório que não correspondem a re-alidade prática, por melhor que sejam conduzidos.Outro fato importante de se observar é que a probabili-dade de sedimentação existirá para qualquer tipo dematerial da tubulação e independe do coeficiente derugosidade do material, igualando a rugosidade paraos dois materiais ao longo do tempo.Dimensionar uma tubulação com coeficiente derugosidade menor que outra, num primeiro momento,pode parecer vantagem, porque se diminui o diâmetrodo coletor, entretanto, deve-se salientar, que aumentamos riscos das tubulações não suportarem as vazões e
Trecho Ø Tubo de concreto(mm)
Ø Tubo PVC(mm) Vazão (l/s)
A - B 350 600 600
B - C 700 700 700
C - D 1050 900 800
D - E 1400 1000 900
Tabela 4.5
Tabela 4.4
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 10 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
transbordarem, trazendo risco a veículos, pedestres e,principalmente, de contaminação das pessoas.Por outro lado, não existem nos cálculos a precisão dosvalores utilizados que permitam o requinte decorrer riscos de diminuição de diâmetro, uma vezque o risco de transbordamentos tende a aumen-tar e o coletor perder sua principal função de co-leta e transporte das águas de forma segura.
4.1.4.Cálculo do Recobrimentoda Tubulação
Calcula-se o recobrimento médio (H) do tubo, emcada trecho, estabelecendo-se um recobrimentomínimo inicial de 1,00 m para a seção A e declividadede 0,5%. Portanto tem-se:
Finalmente, após todos os cálculos e comparando-setubos de concreto e PVC temos:
Tabela 4.7 - Resumo
Trecho Ø Tubo deconcreto (mm)
Ø Tubo PVC(mm)
Profundidademédia da geratrizsuperior H (cm)
A - B 150 600 600
B - C 250 700 700
C - D 350 900 800
D - E 450 1000 900
Deve-se sempre ter, como re-gra básica, a construção darede pluvial a mais rasa pos-sível, pois com isso teremosuma obra com menores cus-tos em função de:
�Redução dos volumes deescavação, de reposição ecompactação de solo;
�Redução dos escoramentosde vala;
�Menor rebaixamento delençol freático.
Portanto, novamente observamos que, com este obje-tivo, deve-se procurar trabalhar com profundidades bai-xas e declividades menores nos coletores, entretanto,estas variáveis devem ser compatíveis com as exigên-cias de velocidade mínima e condição de projeto.
Trecho Ø Tubo deconcreto (mm)
Ø Tubo PVC(mm)
Vazões(l/s)
A - B 350 600 600
B - C 700 700 700
C - D 1050 900 800
D - E 1400 1000 900
Recobrimentomédio dos
Tubos H (m)
1,50
2,50
3,50
4,50
5. DIMENSIONAMENTO
ESTRUTURAL
O projeto estrutural de uma tubulação enterrada, devemerecer o mesmo cuidado de um projeto de estrutura,embora, pela particularidade de �ficar escondida�, àsvezes se dá menos atenção a obras desse tipo. Umagaleria de águas pluviais destruída pode resultar emproblemas sérios e consideravelmente onerosos, ain-da que possa não envolver diretamente acidentes fa-tais.
Por outro lado o êxito de uma obra não depende, ape-nas, da elaboração de um bom projeto, mas e, princi-palmente, da boa observância deste na fase da cons-trução. Um fato amplamente comprovado é que, to-dos os acidentes, de quaisquer proporções, verifica-dos em instalações de tubos, estão de alguma forma esistematicamente, relacionados com deficiências deexecução. A falta de sintonia entre o projeto e a cons-trução é tão habitual que enquanto não se tiver conve-nientemente encaminhada a solução do problema,numa avaliação global, pouco se poderá aproveitar daspotencialidades estruturais dos tubos.Durante a apresentação, a seguir, dos conceitos en-volvidos no cálculo estrutural de tubos de concreto, es-taremos calculando as cargas atuantes sobre as tubu-lações, para o exemplo dado conforme apresentadono item 4 e determinando a classe de resistência dastubulações utilizando-se a norma brasileira.Para o caso dos tubos flexíveis foram adotadas as re-comendações contidas no catálogo do fabricante dosmesmos.
Tabela 4.6
Figura 4.2
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○11AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
5.1. Cargas de Terra
Uma das contribuições mais marcantes da teoria deMARSTON � SPANGLER é a demonstração, porprincípios racionais de mecânica, que a carga deterra sobre uma canalização enterrada égrandemente afetada pelas condições de execuçãodesta e não, apenas, pela altura do terrapleno.A carga de terra pode ser calculada pelas fórmulasde MARSTON, e depende, principalmente, do tipode tubo (rígido ou flexível), tipo de solo, profundida-de, e tipo de instalação. Em razão da reconhecidainfluência das condições construtivas, as canaliza-ções enterradas podem ser classificadas em doistipos principais: valas ou trincheiras e aterros con-forme Figura 5.1.
Figura 5.1 Principais tipos de instalação para tubos enterrados
5.1.1. Situação de Vala ou Trincheira
As condições de vala são para execução em �cut andcover�, ou seja, quando o conduto é instalado numavala aberta em terreno natural e, posteriormente,reaterrada até o nível original.A carga de terra sobre um tubo na condição de valapode ser calculada pelas fórmulas de Marston:
Tubos rígidos: P = Cv . γγγγγ . B2
Tubos flexíveis: P = Cv . γγγγγ . B . D
Onde:P = carga sobre o tubo, por unidade de comprimento;Cv = coeficiente de carga para tubos instalados emvala, que depende do tipo de solo, da profundidade dainstalação (H) e da largura da vala (B), conforme Figu-ra 5.1 é dada pela Tabela 5.2 (pag. 12).
D = diâmetro externo do tubo;B = largura da vala, no nível da geratriz superior dotubo (conforme Figura 5.1).
Para o peso específico do solo de reaterro (γ), podemser usados os seguintes valores:
MaterialPeso específico
do solo (γ ) N/m3
Materiais granulares sem coesão 17.000 (mínimo)
Pedregulho e areia 19.000 (máximo)
Solo saturado 20.000 (máximo)
Argila 20.000 (máximo)
Argila saturada 22.000 (máximo)
A largura de vala segundo a NBR 12266/1992 � Pro-jeto e Execução de Valas para Assentamento deTubulação de Água, Esgoto ou Drenagem Urbana,é fixada em função do solo, profundidade, proces-so de execução, diâmetro do tubo e espaço neces-sário à execução das juntas. A referida norma apre-senta duas tabelas (uma para esgoto outra paraáguas pluviais), onde são sugeridas as larguras devalas usualmente adotadas no assentamento detubos com juntas ou emendas feitas na vala.
No caso dos tubos de PVC (RIB-LOC), verificou-se emconsulta ao manual técnico do fabricante, que a fórmulaindicada para largura de vala, resulta em valores meno-res das recomendadas pela norma supra citada.Em nosso estudo consideramos os valores recomen-dados pela NBR 12266, por tratar-se de texto elabora-do por profissionais que fabricam, consomem, ensai-am e especificam tais materiais e que serve de refe-rência para as principais entidades (prefeituras, órgãosresponsáveis pela drenagem, construtoras e outros), queprojetam e executam obras envolvendo o assentamentode tubulações de água, esgoto ou drenagem urbana.Tal decisão soma-se a outros aspectos:� Posicionamento do equipamento de compactação dosolo de reaterro nas laterais da vala;� Dimensão da envoltória de solo necessária para ga-rantia da estabilidade dos tubos flexíveis;� Mesmo tipo de escoramento para os dois sistemas;� Necessidade de operação de pessoal no interior davala;
Tabela 5.1
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 12 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Tabela 5.2 Valores de �Cv�
COLUNA A - Materiais granulares sem coesão (Kµµµµµ = 0,1924)COLUNA B - Areia e pedregulho (Kµµµµµ = 0,1650)COLUNA C - Solo saturado (Kµ µ µ µ µ = 0,1500)COLUNA D - Argila (Kµµµµµ = 0,1300)COLUNA E - Argila saturada (Kµµµµµ = 0,1100)Em função de λλλλλ = H/B e Kµµµµµ a Tabela fornece o valor do coeficiente Cv
λλλλλ A = 0,1924 B = 0,1650 C = 0,1500 D = 0,1300 E = 0,11000,10 0,098 0,098 0,099 0,099 0,0990,15 0,146 0,146 0,147 0,147 0,1480,20 0,192 0,194 0,194 0,195 0,1960,25 0,238 0,240 0,241 0,242 0,2430,30 0,283 0,286 0,287 0,289 0,2900,35 0,327 0,331 0,332 0,335 0,3370,40 0,371 0,375 0,377 0,380 0,3830,45 0,413 0,418 0,421 0,425 0,4280,50 0,455 0,461 0,464 0,469 0,4730,55 0,496 0,503 0,507 0,512 0,5180,60 0,536 0,544 0,549 0,556 0,5620,65 0,575 0,585 0,591 0,598 0,6060,70 0,614 0,625 0,631 0,640 0,6490,75 0,651 0,664 0,672 0,681 0,6910,80 0,689 0,703 0,711 0,722 0,7340,85 0,725 0,741 0,750 0,763 0,7750,90 0,761 0,779 0,789 0,802 0,8170,95 0,796 0,816 0,827 0,842 0,8571,00 0,830 0,852 0,864 0,881 0,8981,50 1,140 1,183 1,208 1,242 1,2782,00 1,395 1,464 1,504 1,560 1,6182,50 1,606 1,702 1,759 1,838 1,9233,00 1,780 1,904 1,978 2,083 2,1963,50 1,923 2,076 2,167 2,298 2,4414,00 2,041 2,221 2,329 2,487 2,6604,50 2,139 2,344 2,469 2,652 2,8565,00 2,219 2,448 2,590 2,798 3,0325,50 2,286 2,537 2,693 2,926 3,1906,00 2,340 2,612 2,782 3,038 3,3316,50 2,386 2,676 2,859 3,136 3,4587,00 2,423 2,730 2,925 3,223 3,5717,50 2,454 2,775 2,982 3,299 3,6738,00 2,479 2,814 3,031 3,366 3,7638,50 2,500 2,847 3,073 3,424 3,8459,00 2,517 2,875 3,109 3,476 3,9189,50 2,532 2,898 3,141 3,521 3,983
10,00 2,543 2,919 3,167 3,560 4,04215,00 2,591 3,009 3,296 3,768 4,37820,00 2,598 3,026 3,325 3,825 4,49025,00 2,599 3,030 3,331 3,840 4,52730,00 2,599 3,030 3,333 3,845 4,539
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○13AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Para o exemplo em análise, foi adotada uma situação devala, com escoramento em pontaletes, isto é, tábuas de0,027 m x 0,30 m, espaçadas de 1,35 m, travadas hori-zontalmente com estroncas de Ø 0,20 m, espaçadas ver-ticalmente de 1,00 m. Na situação descrita acima, emconsulta a NBR 12266, foi determinada a largura de valaB (m) e calculada a carga de terra conforme:
Figura 5.2 Ilustrativa de assentamento em vala e querepresenta a situação de cálculo.
TUBOS DE CONCRETOTrecho A-B: λ = H/B , como B = 1,15 m (da Tabela 2 - Largura da vala para obra de água - NBR 12266/92, Ø tubo 600 mme cota de corte até 2 m) e H = 1,5 m; tem-se:λ = H/B = 1,5/1,15 = 1,304da Tabela 5.1, obtêm-se Cv: λ = 1,304 ≈ 1,30 para solo argiloso saturado (kµ = 0,1100) situação �E� (Tabela 5.1) tira-se:Cv = 1,126P= Cv x γ x B2 = 1,126 x 22 000 x 1,152 = 32761 N/m ou 3276,1 kg/m ou 32,76 kN/mCálculo similar para as demais seções.
Tabela 5.3 Resumo: Tubos de Concreto
TUBOS DE PVCTrecho A-B: λ = H/B , como B = 1,15 m (da Tabela 2 � Largura da vala para obra de água � NBR 12266/92 � menos contrárioao catálogo do fabricante) e H = 1,5 mλ = 1,5/1,15 = 1,304da tabela Cv: λ = 1,304 ≈ 1,30 para solo argiloso saturado (kµ=0,1100) situação �E� tira-se:Cv = 1,126P= Cv x γ x B x D = 1,126 x 22 000 x 1,15 x 0,6 = 17.092,7 N/m ou 17,1 kN/m
Tabela 5.4 Resumo: Tubos de PVC
Trecho Ø do Tubo(mm)
Profundidade médiaH (m) B (m)
A-B 600 1,126
B-C 700 1,471
C-D 900 1,732
D-E 1000 2,003
λ = H/B CV Tipos de solo Carga de TerrakN/m
Argilasaturada
32,8
63,4
97,5
127,4
1,5
2,5
3,5
4,5
1,304
1,785
2,187
2,647
1,15
1,40
1,60
1,70
Trecho Ø do Tubo(mm)
Profundidade médiaH (m) B (m)
A-B 600 1,126
B-C 700 1,471
C-D 800 1,732
D-E 900 2,003
λ = H/B CV Tipos de solo Carga de TerrakN/m
Argilasaturada
17,1
31,7
45,7
63,5
1,5
2,5
3,5
4,5
1,304
1,785
2,187
2,647
1,15
1,40
1,50
1,60
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 14 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Analisando as duas expressões, para cálculo da cargade terra e os resultados no exemplo, comprovamosnovamente que a carga sobre um tubo rígido, nas mes-mas condições de instalação, é sempre superior à car-ga sobre um tubo flexível, já que B (da fórmula para ocálculo) é sempre maior que D.
QUESTIONAMENTOMas isso quer dizer que o tubo rígido é ruim?Não, os tubos rígidos suportam, nas condições usuaisde instalação, uma carga muito superior que os tubosflexíveis. Por outro lado, como os tubos rígidos depen-dem somente da sua própria resistência, diferentemen-te dos tubos flexíveis, que dependem do solo de envol-vimento lateral, teremos mesmo em situação de execu-ção desfavorável, segurança total adotando-se tubosrígidos e riscos de colapso adotando-se tubos flexíveis.
Para o cálculo de valas, sempre é importante a verifica-ção da largura de transição, para o caso da largura davala atingir um limite que necessita ser calculada comoa situação de aterro.
No presente estudo, não foi contemplada esta verifica-ção, em função dos objetivos do trabalho, contudo todoprojeto deverá ser verificado a largura de transição, eneste caso, pode-se fazer uso da literatura técnica:� Projetos Estruturais de Tubos Enterrados
Waldemar Zaidler � Pini � 1983;
5.1.2. Situação de Aterro
As condições de aterro ocorrem, basicamente, em doiscasos:� Quando a tubulação diretamente assentada sobre onível do terreno é, numa segunda etapa, aterrada;� Quando as valas apresentam tal largura que a cargasobre o tubo não é mais afetada pelo atrito enchimen-to-parede;O cálculo da carga em tubulações para tubos na condi-ção de aterro também pode ser feito usando-se a fór-mula de MARSTON, sendo que nesta situação o tuboestará sujeito à carga máxima, pois não haverá alíviode carga devido ao atrito nas paredes da vala.
Tubos rígidos e flexíveis P = CA . γγγγγ . D2
Onde:CA = coeficiente de carga para tubos instalados na con-dição de aterro, sendo função do tipo de solo, da pro-fundidade da instalação e do diâmetro do tubo, além
de outros fatores dependentes de deformações do soloe da tubulação. Para a determinação deste coeficientecalcula-se H / D, adota-se rsd x p , e em função do valorde Kµ tem-se o valor de CA. Para uma simplificação decálculo são apresentadas as tabelas 5.6 e 5.7 para ob-tenção dos valores de Ca em relação a H/D e rsd x p,para os casos extremos de Kµ = 0,1924, situação demateriais granulares sem coesão e para taxa derecalque positivos e Kµ = 0,1300, situação para solosargilosos com taxas de recalque negativos;D = diâmetro nominal do tubo;
γγγγγ = peso específico do solo de reaterro;
Kµµµµµ = coeficiente de atrito interno do solo de enchimento;
rsd = taxa de recalque (dado pela Tabela 5.5);p = taxa de projeção: distância da superfície do solonatural ao plano α dividido pelo diâmetro externo.
Figura 5.3 Taxa de projeção
rsd = coeficiente de recalque e saliência (vide Tabela5.5):
Tabela 5.5
Solo rsd
Rocha ou solo indeformável (+ 1,0)
Do tipo corrente (+ 0,5) a (+ 0,8)
Deformável (0,0) a (0,5)
Corrente-tubos com projeção negativa (- 0,3) a (- 0,5)
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○15AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Para melhor visualização exemplifica-se a seguir al-gumas aplicações de rsd:
1. Aterro, projeção positiva, considerando um solo co-mum, deformável, portanto rsd = 0,5
2. Aterro em projeção nula, caso em que as laterais dotubo são preenchidas com aterro bem compactado depreferência de material granular, até o nível da geratrizsuperior do tubo, rsd = 0.
3. Aterro com projeção negativa, caso em que se exe-cuta parte do aterro, abre-se uma vala, que é preenchi-da com material solto depois de instalada a tubulação,e, em seguida, prossegue-se com o aterro, rsd = (-0,5).
Vale lembrar que, na situação de aterro, o caso de tubosflexíveis é mais crítico que os tubos rígidos porque, nasituação de aterro a partir do plano denominado planode igual recalque (P.I.R), não ocorrem movimentos dosprismas interior e adjacente ao tubo. Portanto, não ocor-rendo estes movimentos, não poderá ser considerado oatrito (força cortante) entre os prismas para alívio de cargaatuando sobre a tubulação. Neste caso, os tubos rígidosse constituem em uma solução bem mais segura do queos tubos flexíveis, porque os mesmos só dependem dasua própria resistência e não do solo de envolvimentolateral como é o caso dos tubos flexíveis.A seguir é apresentado um exemplo de aplicação, dacondição de aterro:
TUBOS DE CONCRETOSupondo o trecho D-E em situação de aterro:Trecho D-EDi = 1000 mm → De = 1160 mmSolo argiloso - adotaremos a tabela do kµ = 0,1300;p = 0,70; rsd = +0,6 (solo do tipo corrente)altura H = 4,5 mH/D = 4,5/ 1,16 = 3,879; rsd x p = 0,42 ≈ 0,5 (a favor dasegurança)Da Tabela Ca = 2,20, γ = 22.000 N/m3
P = 2,20 x 22.000 x 1,162 = 65.127,0 N/m ou 65,1 kN/m
Para o trabalho em desenvolvimento (cálculo da dre-nagem de uma área industrial), foi considerado umasituação de vala, conforme item 5.1.1, que resultaránas planilhas de custo dos itens 6.2.1, 6.2.2 e 6.2.3.
5.2. Cargas Móveis
São resultantes do tráfego na superfície, sendo que apressão resultante no solo pode ser calculada atravésda integração de NEWMARK para a fórmula deBOUSSINESQ:
onde:qm = carga móvel distribuída;C = coeficiente de cargaf = fator de impacto
f = 1,5 para rodoviasf = 1,75 para ferrovias
p = carga distribuída na superfície sobre uma área a x b
qm = C . f . p
Figura 5.4
Figura 5.5
Figura 5.6
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 16 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Tabela 5.6 Valores de �Ca� para Kµµµµµ = 0,1924
H / D rsd x p = 00,10 1,01900 1,03849 1,03849 1,03849 1,038490,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600,650,700,750,800,850,900,951,001,502,002,503,003,504,004,505,005,506,006,507,007,508,008,509,009,50
10,0015,0020,0025,0030,00
rsd x p = 0,1 rsd x p = 0,3 rsd x p = 0,5 rsd x p = 0,75 rsd x p = 1,0 rsd x p = 2,01,03849 1,03849
1,05777 1,05777 1,05777 1,05777 1,05777 1,057771,02833
1,09640 1,09640 1,09640 1,09640 1,09640 1,096401,046661,11579 1,11579 1,11579 1,11579 1,11579 1,115791,055671,13522 1,13522 1,13522 1,13522 1,13522 1,135221,064591,15472 1,15472 1,15472 1,15472 1,15472 1,154721,073411,17428 1,17428 1,17428 1,17428 1,17428 1,174281,082141,19391 1,19391 1,19391 1,19391 1,19391 1,193911,090781,21363 1,21363 1,21363 1,21363 1,21363 1,213631,099341,23342 1,23342 1,23342 1,23342 1,23342 1,233421,107821,25331 1,25331 1,25331 1,25331 1,25331 1,253311,116221,27325 1,27330 1,27330 1,27330 1,27330 1,273301,124541,29212 1,29338 1,29338 1,29338 1,29338 1,293381,132791,30963 1,31358 1,31358 1,31358 1,31358 1,313581,140961,32601 1,33388 1,33388 1,33388 1,33388 1,333881,149071,34144 1,35430 1,35430 1,35430 1,35430 1,354301,157101,35606 1,37485 1,37485 1,37485 1,37485 1,374851,165071,36999 1,39552 1,39552 1,39552 1,39552 1,395521,172981,48540 1,58496 1,60981 1,61016 1,61016 1,610161,248831,57821 1,71969 1,78835 1,83004 1,84220 1,842231,319751,66007 1,82784 1,92348 2,00012 2,04854 2,095931,386661,73517 1,92146 2,03572 2,13624 2,20926 2,355181,450251,80548 2,00589 2,13400 2,25209 2,34309 2,565161,511011,87211 2,08389 2,22290 2,35464 2,45950 2,739671,563911,93577 2,15709 2,30502 2,44780 2,56378 2,890081,625471,99694 2,22652 2,38199 2,53400 2,65918 3,023241,679732,05595 2,29286 2,45488 2,61478 2,74778 3,143551,732272,11309 2,35661 2,52442 2,69123 2,83101 3,253951,783282,16855 2,41813 2,59117 2,76412 2,90987 3,356491,832882,22250 2,47772 2,65551 2,83400 2,98510 3,452671,881212,27508 2,53558 2,71776 2,90131 3,05726 3,543591,928352,32642 2,59191 2,77817 2,96639 3,12676 3,630081,974402,37660 2,64683 2,83693 3,02949 3,19396 3,712802,019442,42571 2,70049 2,89421 3,09083 3,25912 3,792252,063532,47384 2,75297 2,95013 3,15059 3,32245 3,868852,106752,52104 2,80437 3,00482 3,20892 3,38415 3,942942,149132,95237 3,27221 3,50017 3,73384 3,93581 4,589132,536293,33026 3,68091 3,93116 4,18802 4,41035 5,131892,874773,67155 4,04991 4,31983 4,59683 4,83658 5,614763,179743,98551 4,38950 4,67745 4,97273 5,22816 6,056453,45971
1,07707 1,07707 1,07707 1,07707 1,07707 1,077071,03755
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○17AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
H / D rsd x p = 00,10 0,10000 0,09871 0,09871 0,09871 0,098710,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600,650,700,750,800,850,900,951,001,502,002,503,003,504,004,505,005,506,006,507,007,508,008,509,009,5010,0015,0020,0025,0030,00
rsd x p = 0,1 rsd x p = 0,3 rsd x p = 0,5 rsd x p = 0,75 rsd x p = 1,0 rsd x p = 2,00,09871 0,09871
0,14711 0,14711 0,14711 0,14711 0,14711 0,147110,15000
0,24205 0,24205 0,24205 0,24205 0,24205 0,242050,250000,28860 0,28860 0,28860 0,28860 0,28860 0,288600,300000,33455 0,33455 0,33455 0,33455 0,33455 0,334550,350000,37990 0,37990 0,37990 0,37990 0,37990 0,379900,400000,42467 0,42467 0,42467 0,42467 0,42467 0,424670,450000,46886 0,46886 0,46886 0,46886 0,46886 0,468860,500000,51248 0,51248 0,51248 0,51248 0,51248 0,512480,550000,55554 0,55554 0,55554 0,55554 0,55554 0,555540,600000,59804 0,59804 0,59804 0,59804 0,59804 0,598040,650000,63999 0,63999 0,63999 0,63999 0,63999 0,639990,700000,68141 0,68141 0,68141 0,68141 0,68141 0,681410,750000,72228 0,72228 0,72228 0,72228 0,72228 0,722280,800000,76263 0,76263 0,76263 0,76263 0,76263 0,762630,850000,80245 0,80245 0,80245 0,80245 0,80245 0,802450,900000,84192 0,84177 0,84177 0,84177 0,84177 0,841770,950000,88136 0,88057 0,88057 0,88057 0,88057 0,880571,000001,27584 1,24209 1,24209 1,24209 1,24209 1,242091,500001,67032 1,57107 1,55954 1,55954 1,55954 1,559542,000002,06480 1,89868 1,84749 1,83829 1,83829 1,838292,500002,45928 2,22630 2,13390 2,08950 2,08305 2,083053,000002,85376 2,55391 2,42031 2,33857 2,30476 2,297983,500003,24824 2,88153 2,70673 2,58765 2,52515 2,486714,000003,64272 3,20914 2,99314 2,83673 2,74553 2,652434,500004,03720 3,53675 3,27955 3,08581 2,96592 2,800915,000004,43168 3,86437 3,56596 3,33488 3,18630 2,947535,500004,82616 4,19198 3,85238 3,58396 3,40669 3,094156,000005,22064 4,51960 4,13879 3,83304 3,62708 3,240776,500005,61512 4,84721 4,42520 4,08211 3,84746 3,387397,000006,00960 5,17482 4,71161 4,33119 4,06785 3,534017,500006,40407 5,50244 4,99803 4,58027 4,28823 3,680638,000006,79855 5,83005 5,28444 4,82934 4,50862 3,827258,500007,19303 6,15767 5,57085 5,07842 4,72900 3,974879,000007,58751 6,48528 5,85726 5,32750 4,94939 4,120499,500007,98199 6,81290 6,14368 5,57658 5,16978 4,2671210,000011,92679 10,08904 9,00780 8,06735 7,37364 5,7333215,000015,87158 13,36518 11,87193 10,55812 9,57749 7,1995320,000019,81638 16,64132 14,73605 13,04889 11,78135 8,66557425,000023,76117 19,91746 17,60018 15,53966 13,98521 10,1319530,0000
0,19489 0,19489 0,19489 0,19489 0,19489 0,194890,20000
Tabela 5.7 Valores de �Ca� para Kµµµµµ = 0,1300
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 18 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Da Figura 5.7 podemos entrar com os dados na Tabela abaixo (b/2H) e (a/2H),para calcular o coeficiente de carga C:
Tabela 5.8 Valores do coeficiente de carga C
b / 2H
a / 2H
0,02 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60 0,80 1,00 1,50 2,00 3,00 5,00
0,02
0,05
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,40
0,50
0,60
0,80
1,00
1,50
2,00
3,00
5,00
0,001 0,002 0,004 0,006 0,007 0,009 0,011 0,014 0,015 0,018 0,021 0,023 0,024 0,025 0,025 0,025
0,002 0,005 0,009 0,014 0,018 0,023 0,027 0,034 0,040 0,045 0,052 0,056 0,061 0,063 0,063 0,064
0,004 0,009 0,019 0,028 0,037 0,045 0,053 0,057 0,079 0,089 0,103 0,112 0,121 0,121 0,124 0,126
0,006 0,014 0,028 0,041 0,054 0,067 0,079 0,100 0,118 0,132 0,153 0,166 0,181 0,185 0,187 0,188
0,007 0,018 0,037 0,054 0,072 0,088 0,103 0,131 0,155 0,177 0,202 0,219 0,239 0,244 0,247 0,248
0,009 0,023 0,045 0,067 0,088 0,108 0,127 0,161 0,190 0,214 0,248 0,269 0,293 0,301 0,305 0,306
0,011 0,027 0,053 0,079 0,103 0,127 0,149 0,190 0,224 0,252 0,292 0,318 0,346 0,355 0,359 0,361
0,014 0,034 0,067 0,100 0,131 0,161 0,190 0,241 0,284 0,320 0,373 0,405 0,442 0,454 0,460 0,461
0,016 0,040 0,079 0,118 0,155 0,190 0,224 0,284 0,396 0,379 0,441 0,481 0,525 0,540 0,547 0,549
0,018 0,045 0,089 0,132 0,174 0,214 0,252 0,320 0,379 0,428 0,499 0,544 0,596 0,613 0,622 0,624
0,021 0,052 0,103 0,153 0,202 0,248 0,292 0,373 0,441 0,499 0,584 0,639 0,703 0,725 0,736 0,740
0,023 0,056 0,112 0,166 0,219 0,269 0,318 0,405 0,481 0,544 0,639 0,701 0,775 0,800 0,814 0,818
0,024 0,061 0,121 0,181 0,238 0,293 0,344 0,442 0,525 0,596 0,703 0,775 0,863 0,894 0,913 0,918
0,025 0,063 0,124 0,185 0,244 0,301 0,355 0,454 0,540 0,615 0,725 0,800 0,894 0,930 0,951 0,958
0,025 0,63 0,126 0,187 0,247 0,305 0,359 0,460 0,547 0,622 0,736 0,814 0,915 0,951 0,976 0,984
0,025 0,064 0,126 0,188 0,248 0,306 0,361 0,461 0,549 0,624 0,740 0,818 0,918 0,958 0,984 0,994
Figura 5.7
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○19AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Os gráficos da Figura 5.8, fornecem como exemplo,valores da pressão no solo resultante de cargas mó-veis para os trens tipo 12, 30, e 45 t, sendo considera-da a posição mais desfavorável do veículo em relaçãoao tubo e fator de impacto unitário (f = 1).Nota-se, que as pressões no solo devido a cargas mó-veis são elevadas apenas para pequenas profundida-des de instalação, diminuindo rapidamente à medidaque a profundidade aumenta.Por isso, para evitar deformações excessivas, recomen-da-se uma profundidade mínima de instalação, em fun-ção do material do tubo, quando houver cargas mó-veis. Caso isso não possa ser obedecido, deverão sertomados os cuidados necessários para proteger a tu-bulação, ou especificar esta sobrecarga para que o tubopossa ser produzido para suportar estas solicitações.Normalmente, adota-se profundidade mínima decobrimento de 1,00 m de forma a minimizar o efeito dacarga móvel sobre a tubulação.
Figura 5.8 Carga Móvel
A seguir é apresentada a Tabela que fornece a ação das cargas rodoviárias sobre os tubos,para um trem tipo de 45 t (toneladas).
Tabela 5.9 Cargas Rodoviárias Tipo 45 t
Os valores intermediários podem ser obtidos por interpolação.
H(m)
SOLICITAÇÕES DEVIDAS A CARGAS RODOVIÁRIAS - VEÍCULO TIPO 45 [(450 Kn) - Kn/m]
300 400 500 600 700 800 900 1000 1200 1500
1,00 10 12 14 16 18 20 23 25 28 33
1,50 7 9 10 12 13 15 17 18 21 24
2,00 6 7 8 9 10 12 13 14 16 19
3,00 4 5 5 6 7 8 9 10 11 13
4,00 3 3 4 5 5 6 7 7 8 9
5,00 2 3 3 4 4 5 6 6 7 9
6,00 2 2 3 4 4 5 6 6 7 8
7,00 0 0 3 4 4 5 6 6 7 8
8,00 0 0 0 4 4 5 6 6 7 8
9,00 0 0 0 0 0 5 6 6 7 8
10,00 0 0 0 0 0 0 0 6 7 8
Pa = 1 N/m2 = 10-5 kgf/cm2
DIÂMETROS (mm)
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 20 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Retomando o dimensionamento do exemplo apresen-tado, considerando apenas o efeito de cargas rodoviá-rias, têm-se:
Tabela 5.10 Concreto
Trecho Ø Tubo deconcreto (mm)
CargasmóveiskN/m
ProfundidadeH (m)
A - B 1,5 600 12,0
B - C 2,5 700 8,5
C - D 3,5 900 8,0
D - E 4,5 1000 6,5
Trecho Ø Tubo dePVC (mm)
CargasmóveiskN/m
ProfundidadeH (m)
A - B 1,5 600 12,0
B - C 2,5 700 8,5
C - D 3,5 800 7,0
D - E 4,5 900 6,5
Tabela 5.11 PVC
5.3 Carga Total
É a soma da carga de terra, da carga móvel e de ou-tras que porventura existam, tais como fundações etc.A figura 5.4 mostra como exemplo a composição dacarga móvel de um veículo tipo 30 toneladas com acarga de terra para um solo de médio peso específico(= 20.000 N / m3 ), considerando-se um fator de impac-to unitário.
Qtotal = Qterra + Qmóvel
Pelo gráfico da Figura 5.9 se observa que a carga total é elevada para pequenas profundidades,devido a influência da carga móvel. Passa depois por um valor mínimo, para uma profundidade de1,30 m, aproximadamente, para, em seguida, voltar a crescer sob a influência da carga de terra.
A carga total portanto, para o exemplo apresentado, será:
Tabela 5.12 Tubos de Concreto
Figura 5.9 Carga total
Trecho Ø do Tubo(mm)
ProfundidadeH (m)
Carga de terrakN/m
A-B 600 12,0
B-C 700 8,5
C-D 900 8,0
D-E 1000 6,5
Carga totalkN/m
44,8
71,9
105,5
133,9
1,5
2,5
3,5
4,5
32,8
63,4
97,5
127,4
Carga móvelkN/m
Pa = 1 N/m2 = 10-5 kgf/cm2
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○21AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
5.4. Dimensionamento do Tubo
O dimensionamento dos tubos rígidos pode ser simpli-ficado ao cálculo de um tubo capaz de resistir a umadeterminada carga num determinado ensaio de labora-tório. Este processo é conhecido como de Spangler eMarston, sendo largamente aceito e aplicado no casode tubos rígidos.Dentre os vários métodos de ensaio destinados à de-terminação da resistência de um tubo, os quatro maisconhecidos, são o de três cutelos, o de dois cutelos, odo colchão de areia e o de Minnesota, conforme apre-sentado na Figura 5.10:
Trecho Ø do Tubo(mm)
ProfundidadeH (m)
Carga de terrakN/m
A-B 600 12,0
B-C 700 8,5
C-D 800 7,0
D-E 900 6,5
Carga totalkN/m
29,1
40,2
52,7
70,0
1,5
2,5
3,5
4,5
17,1
31,7
45,7
63,5
Carga móvelkN/m
Tabela 5.13 PVC
Quer pela simplicidade e facilidade de realização, querpela exatidão e uniformidade dos resultados, o méto-do dos três cutelos é o mais largamente usado, inclu-sive no Brasil.
Como a capacidade de carga de uma tubulação enter-rada, não depende apenas da resistência do tubo, mastambém das condições de execução, e no caso dostubos de concreto das condições de apoio, que melho-ram a capacidade de carga, a relação entre a efetivaresistência do tubo instalado e a carga fornecida peloensaio de três cutelos, é dada em cada caso por umfator de equivalência (fe).
LEGENDA(a) - Ensaio de três cutelos(b) - Ensaio de dois cutelos
FIGURA 5.10 Métodos de ensaio de tubos
Portanto em função das condições de assentamento,tem-se os seguintes fatores de equivalência para tu-bos em valas, conforme Figuras 5.11, 5.12, 5.13 e 5.14.
a) bases condenáveis � em que os tubos são assentessem cuidados suficientes, não se tendo preparado osolo para que a parte inferior dos tubos repouse con-venientemente, e deixando de encher os vazios do seuredor, ao menos parcialmente, com material granular.
Fator de equivalência (fe) = 1,1
FIGURA 5.11 Bases condenáveis para tubos em valas
b) bases comuns � em que os tubos são colocados nofundo das valas, sobre fundação de terra conformadapara adaptar-se, perfeitamente, à parte inferior dos tu-bos, numa largura, no mínimo, igual a 0,5 D; sendo aparte restante envolvida, até uma altura de, pelo me-nos, 15 cm acima da geratriz superior dos mesmos,por material granular, colocado e socado a pá, de modoa preencher os vazios.
Fator de equivalência (fe) = 1,5
(c) - Ensaio do colchão de areia(b) - Ensaio de Minesota
FIGURA 5.12 Bases comuns para tubos em valas
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 22 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
c) bases de 1ª classe � em que os tubos são completa-mente enterrados em vala e cuidadosamente assentessobre materiais de granulação fina, propiciando umafundação, convenientemente conformada à parte infe-rior do tubo, numa largura de, pelo menos, 0,6 D. Asuperfície restante dos tubos é envolvida, inteiramen-te, até a altura mínima de 30 cm acima da sua geratrizsuperior, com materiais granulares colocados, de modoa preencher todo o espaço periférico. O material deenchimento deve ser bem apiloado, em camadas deespessura não superior a 15 cm.
Fator de equivalência (fe) = 1,9
FIGURA 5.13 Bases de 1ª classe para tubos em vala
d) bases de concreto � em que a face inferior dos tu-bos é assente num berço de concreto, com fck ≥ 14 MPae cuja espessura, sob o tubo, deve ser, no mínimo, 0,25D, e estendendo-se, verticalmente, até 0,25 D. Nestecaso, o fator de equivalência depende do tipo de exe-cução e da qualidade de compactação de enchimento.
Fator de equivalência (fe) = 2,25 (concreto simples)e 3,40 ( concreto armado )
FIGURA 5.14 Bases de concreto para tubos em vala
Como para o cálculo da classe do tubo a ser utilizado é necessário o uso do fator de equivalênciacorrespondente a situação de aplicação, adotaremos, no exemplo dado, uma base comum conforme a
Figura 5.12. Portanto, em função de todos os conceitos e variáveis envolvidas no projeto edimensionamento de tubos de concreto abordados até este ponto, e considerando-se a condição deassentamento, pode-se calcular a carga total atuante sobre a tubulação através da seguinte fórmula:
Q = (Q1 + Q2 + Qn) / fe
Onde:
Q = carga total atuante sobre a tubulaçãoQ1, Q2, Q3 e Qn = cargas atuantes na tubulação (terra, carga móvel e outras cargas),fe = fator de equivalência em função do tipo de assentamento da tubulação.
Trecho Ø do Tubo(mm)
ProfundidadeH (m)
Carga total(kN/m)
A-B 600 1,5
B-C 700 1,5
C-D 900 1,5
D-E 1000 1,5
Carga totalcorrigida (kN/m)
29,9
47,9
70,3
89,3
1,5
2,5
3,5
4,5
44,8
71,9
105,5
133,9
Fe
Após o cálculo do valor da carga total atuante sobre a tubulação, deverá ser escolhida a classe de resistência do tubo queatende ao valor calculado, conforme NBR 8890/2003 (Tubo de Concreto, de Seção Circular, para Águas Pluviais e EsgotosSanitários � Requisitos e Métodos de Ensaios).
Tabela 5.14
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○23AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Escolhida a classe do tubo que atende ao valor da carga total atuante sobre a tubulação, os tubos produzidos devem sersubmetidos ao ensaio de compressão diametral pelo método dos três cutelos, segundo metodologia descrita pela normasupra citada, para verificação do atendimento dos valores prescritos, sendo que:
Tubos de concreto simplesQ (carga total corrigida ou carga mínima de ruptura calculada) < Q ruptura (Norma)
Tubos de concreto armadoQ < Q trinca (carga de trinca) e 1,5 x Q < Q ruptura
Os valores das cargas de trinca e ruptura (Q trinca e Q ruptura) anteriormente descritas podem ser obtidos das Tabelas 5.15e 5.16 transcritas da NBR 8890/2003, para o caso de tubos de concreto simples e armados na aplicação em obras degalerias de águas pluviais e esgoto sanitário.
Tabela 5.15 Tubos de Concreto Simples
Nomenclatura: PS = Tubo de concreto simples para águas pluviais; ES = Tubo de concreto simples para esgoto sanitário;PA = Tubo de concreto armado para águas pluviais; EA = Tubo de concreto armado para esgoto sanitário;
Tabela 5.16 Tubos de Concreto Armado
DNÁgua pluvial
Carga mínina de ruptura (kN/m)
Classe PS1 PS2
Esgoto sanitário
Carga mínina de ruptura (kN/m)
ES200 16 24 36300 16 24 36400 16 24 36500 20 30 45600 24 36 54
Carga diametral de ruptura kN/m(1)
Qd 40 60 90
DN
Classe
Água pluvial Esgoto sanitárioCarga mín. trinca (kN/m) Carga mín. ruptura (kN/m) Carga mín. trinca (kN/m) Carga mín. ruptura (kN/m)PA1 PA2 PA3 PA4 PA1 PA2 PA3 PA4 EA2 EA3 EA4 EA2 EA3 EA412 18 27 36 18 27 41 54 18 27 36 27 41 5430016 24 36 48 24 36 54 72 24 36 48 36 54 7240020 30 45 60 30 45 68 90 30 45 60 45 68 9050024 36 54 72 36 54 81 108 36 54 72 54 81 10860028 42 63 84 42 63 95 126 42 63 84 63 95 12670032 48 72 96 48 72 108 144 48 72 96 72 108 14480036 54 81 108 54 81 122 162 54 81 108 81 122 16290040 60 90 120 60 90 135 180 60 90 120 90 135 180100044 66 99 132 66 99 149 198 66 99 132 99 149 198110048 72 108 144 72 108 162 216 72 108 144 108 162 216120060 90 135 180 90 135 203 270 90 135 180 135 203 270150070 105 158 210 105 158 237 315 105 158 210 158 237 315175080 120 180 240 120 180 270 360 120 180 240 180 270 3602000
Carga diametral de fissura / ruptura kN/m(1)
Qd 40 60 90 120 60 90 135 180 60 90 120 90 135 180(1) Carga diametral de fissura ou ruptura (Qd) é a relação entre a carga de trinca ou ruptura e o diâmetro nominal do tubo.(2) Para tubos simples com diâmetro igual ou menor que 400 mm, a carga mínima de ruptura é a correspondente a este valor.(3) Outras classes podem ser admitidas mediante acordo entre fabricante e comprador, devendo ser satisfeitas as condições estabelecidas nesta Normapara tubos de classe normal. Para tubos armados a carga de ruptura mínima deve corresponder a 1,5 da carga de fissura mínima.
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 24 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Voltando ao exemplo pode-se agora identificar qual aclasse de tubos que serão utilizados na obra.Das Tabelas 5.15 e 5.16 transcritas da norma NBR 8890/2003, na situação de condução de águas pluviais:Para o trecho A-B, tem-se um diâmetro calculado de600 mm e uma carga total corrigida (Q) de 29,9 kN/m,portanto na Tabela encontramos para carga de trinca otubo que mais se aproxima é o PA-2 (tubo de concretoarmado para águas pluviais) ou pela carga de rupturao que mais se aproxima é o PS-2 (tubo de concretosimples para águas pluviais). Analogamente o restanteda obra está assim identificado:
Trecho Ø do Tubo(mm)
Carga total(kN/m)
Carga totalcorrigida
(kN/m)A-B 600
B-C 700C-D 900D-E 1000
Classe de TuboIdentificada na
NormaPA-2 ou PS-2
PA-3PA-3PA-3
44,8
71,9105,5133,9
29,9
47,970,389,3
Percebe-se no próprio exemplo do trabalho em ques-tão, que para uma dada rede pode-se ter trechos comtubos de diferentes classes (trecho A-B classe PA-2, jáos trechos B-C até o D-E classe PA-3), em função doscarregamentos envolvidos (no caso aumento da cargatotal, principalmente da altura de aterro).Após a escolha do tubo que atenda às condições decarregamento, conforme apresentado na Tabela 5.17,os mesmos devem ser submetidos aos ensaios de trêscutelos para verificação do atendimento dos valoresmínimos prescritos em Norma para a referida classedo tubo escolhido.
De forma semelhante a que ocorre com as tubulaçõesem trincheira (Valas) e conforme indicações das Figu-ras 5.15, 5.16, 5.17 e 5.18, também as bases para tubosna condição de aterros salientes (projeção positiva)podem ser classificadas em:
a) condenáveis b) comunsc) 1ª classe d) concreto
O fator de equivalência neste caso, para tubos circula-res, é dado por:
onde:N = fator de instalação, função da distribuição da rea-ção vertical, ou seja, do tipo de fundação, e que podeser adotado como segue:
1 - bases condenáveis = 1,3102 - bases comuns = 0,8403 - bases de 1ª classe = 0,7074 - bases de concreto = 0,505Figura 5.15 Bases condenáveis para tubos em aterro
Figura 5.16 Bases comuns para tubos em aterro
Figura 5.17 Bases de 1ª classe para tubos em aterro
Figura 5.18 Bases de concreto para tubos em aterro
Fe =1,431n - xq
Tabela 5.17
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○25AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
x = parâmetro que depende da taxa de projeção p dotubo, conforme a Tabela 5.17:
q = relação entre a pressão lateral total e a carga verti-cal total, e que pode ser calculado pela expressão:
onde:p = taxa de projeção;k = coeficiente de Rankine, tomado igual a 0,33 noscasos correntes;Cc = coeficiente de Marston;H = altura do aterro, acima do topo do tubo;De = diâmetro externo do condutor.
Os fatores de equivalência para os tubos na condiçãode aterro (projeção negativa), para efeitos práticos e afavor da segurança, podem ser tomados iguais aos dotubos em vala na determinação dos quais, com exce-ção das bases de concreto, não são levados em contaos efeitos favoráveis da pressão lateral. Se, entretan-to, puderem ser antecipadas condições de execuçãofavoráveis, possibilitando qualidade de com-pactaçãocapaz de mobilizar os empuxos laterais, poder-se-á de-terminar os fatores de equivalência pelas equaçõesadotadas para tubos salientes (projeção positiva) eadotando-se k = 0,15.
Os fatores de equivalência para a situação de aterroforam apresentados neste trabalho somente como in-formação adicional, não tendo sido utilizada no exem-plo dado porque foi adotado a situação de vala.
p de concreto
Valores de x para bases
0 0,150 0
0,3 0,743 0,217
0,5 0,856 0,423
0,7 0,811 0,594
outras
0,9 0,678 0,655
1,0 0,638 0,638
Tabela 5.17 Valores de x
6. MONTAGEM DA PLANILHA
COMPARATIVA DE CUSTOS
6.1. Cálculo das Quantidades dos ServiçosOs valores das quantidades apresentadas na planilhacomparativa entre Tubos de Concreto e PVC foram obti-dos de acordo com os critérios apresentados a seguir:
6.1.1. Escavação
O cálculo do volume de escavação é dado por:
Volume escavado (Ve) = B x L x PSendo: B = largura da vala
L = comprimento da vala (será a mesma paraqualquer material)
P = profundidade média da valaPARA CONCRETO
B = já calculado no item 5.1;Dext = Diâmetro externo do tubo (pode ser obtido pelanorma de especificação do tubo � espessuras míni-mas das paredes);Dint = diâmetro interno (nominal);P = 0,20 + De + H, sendo 0,20 = espessura do lastrode brita;H = altura média acima da geratriz superior do tubo
Na maioria dos casos, quando se trata de terreno comcapacidade de suporte adequada, o lastro de brita podeser dispensado no assentamento de tubos rígidos.No caso de tubos flexíveis, para a mesma situação,não deve ser dispensado o uso do berço de areia.
PARA PVCB = já calculado no item 5.1;Dext = Diâmetro externo do tubo (valor fornecido docatálogo do fabricante);P = 0,15 + Dext + H, sendo 0,15 = espessura do berçode areia;H = altura média acima da geratriz superior do tubo;
q = p.k Cc ( ) H
Dep2+
Figura 6.1
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 26 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Para a obra em exemplo têm-se:
Tubos de Concreto
Vol. Escavado = B x L x PTrecho A-B
Ø interno do tubo (calculado no item 4.1) = 600 mm - H (recobrimento) = 1,5 m - L = 200 mP = 0,20 (lastro de brita) + Dext. (pela tabela A.1 da NBR 8890/2003) + 1,5 m (recobrimento) = 0,20 + (0,6 + 0,06 + 0,06) + 1,5 = 2,42 m
B = 1,15 m
Vol. Escavado = 200 x 1,15 x 2,42 = 556,6 m3
Tabela 6.1 Resumo: Escavação para o Concreto
Tubos de PVC
Vol. Escavado = B x L x PTrecho A-B
Ø interno do tubo = 600 mm - H (recobrimento) = 1,5 m - L = 200mP = 0,15 (berço de areia) + Dext. (do catálogo do fabricante) + 1,5 m (recobrimento) = 0,15 + 0,634 + 1,5 = 2,389 m
B = 1,15 m
Vol. Escavado = 200 x 2,389 x 1,15 = 549,5 m3
Tabela 6.2 Resumo: Escavação para PVC
Trecho Ø Interno doTubo (mm)
Ø Externo doTubo (mm)
PProfundidade (m)
A-B 600 1,15
B-C 700 1,40
C-D 900 1,60
D-E 1000 1,70
Volume deescavação (m3)
556,6
988,4
1520,0
1992,4
720
832
1050
1160
2,42
3,53
4,75
5,86
BLargura da vala (m)
TOTAL VOLUME ESCAVADO 5057,4
Trecho Ø Interno doTubo (mm)
Ø Externo doTubo (mm)
PProfundidade (m)
A-B 600 1,15
B-C 700 1,40
C-D 800 1,50
D-E 900 1,60
Volume deescavação (m3)
525,30
948,9
1347,0
1788,8
634
739
839
939
2,29
3,39
4,49
5,59
BLargura da vala (m)
TOTAL VOLUME ESCAVADO 4.609,42
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○27AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
6.1.2. Escoramento
O escoramento da vala atenderá às peculiaridades deescavação, seja quanto à largura, profundidade, locali-zação do lençol freático e geologia da região.Quando se usar escoramento, este poderá ser empontaletes, descontínuo, contínuo ou especial. A NBR12266 � Projeto e Execução de Valas para Assenta-mento de Tubulação de Água, Esgoto ou DrenagemUrbana, descreve e ilustra cada um desses sistemas.
E = 2 x P x L
Sendo:
L = comprimento da vala (será a mesma para qualquermaterial)P = profundidade da vala2 x = duas laterais da vala
PARA CONCRETOP = 0,20 + Dext + H, sendo 0,20 = espessura do lastrode brita
Para a obra em exemplo teremos:
Trecho Valor da Metragemde Escoramento (m2)
E = 2 x P x L
A - B E = 2 x 2,42 x 200 968,0
B - C E = 2 x 3,53 x 200 1412,0
C - D E = 2 x 4,75 x 200 1900,0
D - E E = 2 x 5,86 x 200 2344,0
Total da Metragem de Escoramento 6624,0
Trecho Valor da Metragem
de Escoramento (m2)E = 2 x P x L
A - B E = 2 x 2,29 x 200 913,60
B - C E = 2 x 3,39 x 200 1355,6
C - D E = 2 x 4,49 x 200 1796,0
D - E E = 2 x 5,59 x 200 2236,0
Total da Metragem de Escoramento 6300,4
Tabela 6.4 Escoramento para os Tubos de PVC
Para a obra em exemplo, temos:
6.1.3. Assentamento
Comprimento efetivo do tubo instalado dentro das va-las = L
6.1.4. Lastro de brita
Envolvido na execução da rede em tubos de concreto.
Vol. Lastro = Espessura do lastro x B x L
Sendo:
Espessura do lastro = (0,20 m)B = largura da valaL = comprimento da vala
Tabela 6.3 Escoramento para os Tubos de Concreto
Tabela 6.5
Trecho Volume de lastro (m3)V = 0,20 x L x B
A - B V = 0,2 x 200 x 1,15 46,0
B - C V = 0,2 x 200 x 1,40 56,0
C - D V = 0,2 x 200 x 1,60 64,0
D - E V = 0,2 x 200 x 1,70 68,0
Total do Volume de Lastro de Brita 234,0
Figura 6.2
Figura 6.3
PARA PVCP = 0,15 + Dext + H, sendo 0,15 = espessura da basede areia
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 28 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
6.1.5 Envoltória de areia
Envolvido na execução da rede em tubos de PVC.
Envol. areia = {[(0,15 + 0,30 + Dext.) x B] x L � (3,1416 x Dext.2 / 4)} x L
Para a obra em exemplo, temos:Trecho A-B:Ø int = 600 mmØ ext = 634 mmB = 1,15L = 200Volume Envoltória = ( (0,15 + 0,3 + 0,634 ) x 1,15 x 200) - (3,1416 x 0,6342 / 4) x 200Volume Envoltória = 249,3 � 63,1 = 186,2 m3
O cálculo é análogo para as demais seções:
Tabela 6.6 Resumo Envoltória do PVC
6.1.6. Bota-Fora
Para a rede em concreto temos:
Volume Bota-Fora = Volume do tubo de concreto + Volume do lastro de brita
Trecho A-B:BF = (3,1416 x Dext2 / 4 x L) + (Espessura do Lastro de Brita x L x B)BF = (3,1416 x 0,722 / 4 x 200) + (0,20 x 200 x 1,15) = 127,4 m3
De maneira análoga para as demais seções temos para o concreto:
Trecho Ø Externo doTubo (mm)
BLargura da vala (m)
A-B 634 186,2
B-C 739 247,1
C-D 839 276,1
D-E 939 306,0
Volume da Envoltóriade Areia (m3)
1,15
1,40
1,50
1,60
63,1
85,8
110,6
138,5
Volume do Tubo(m3)
VOLUME TOTAL DA ENVOLTÓRIA DE AREIA (m3) 1015,4
Trecho Ø Externo doTubo (mm)
BLargura da Vala (m)
Volume deLastro de Brita (m3)
A-B 720 81,4
B-C 832 108,7
C-D 1050 173,2
D-E 1160 211,4
Volume doBota-Fora (m3)
127,4
164,7
237,2
279,4
1,15
1,40
1,60
1,70
46,0
56,0
64,0
68,0
Volume do Tubo(m3)
VOLUME TOTAL DO BOTA-FORA 808,7
Tabela 6.7
Figura 6.4
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○29AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
Para a rede em PVC temos:Volume Bota-Fora = Volume do tubo de PVC + Volume da envoltória de areia
O cálculo para as seções foi efetuado utilizando-se dos dados obtidos do item 6.1.5.
6.1.7. Reaterro das Valas
A � Para Concreto
R = Volume de escavação � (Vol. tubo + Vol. lastro de brita)
Trecho Ø Externo doTubo (mm)
Volume do Tubo(m3)
Volume da Envoltóriade Areia (m3)
A-B 634 249,3
B-C 739 332,9
C-D 839 386,7
D-E 939 444,5
63,1
85,8
110,6
138,5
186,2
247,1
276,1
306,0
Volume doBota-Fora (m3)
VOLUME TOTAL DO BOTA-FORA 1413,4
Tabela 6.9 Reaterro para Tubos de Concreto
Trecho Ø Externo doTubo (mm)
Volume deEscavação (m3)
Volume do Tubo(m3)
A-B 720 46,0
B-C 832 56,0
C-D 1050 64,0
D-E 1160 68,0
Volume deReaterro (m3)
429,2
823,3
1282,8
1713,0
556,6
988,4
1520,0
1992,4
81,4
108,7
173,2
211,4
Volume deLastro de Brita (m3)
VOLUME TOTAL DE REATERRO (m3) 4248,3
Tabela 6.8
Figura 6.5
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 30 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
A � Para PVC
R = Volume da escavação � (Vol. tubo + Vol. envoltória de areia)
6.2. Planilha Comparativa de Custos
6.2.1. PLANILHA 1 - TUBOS DE CONCRETO - Base Janeiro 2003
Trecho Ø Externo doTubo (mm)
Volume deEscavação (m3)
Volume da Envoltóriade Areia (m3)
A-B 634 63,1
B-C 739 85,8
C-D 839 110,6
D-E 939 138,5
Volume deReaterro (m3)
276,0
616,0
960,3
1344,3
525,3
948,9
1347,0
1788,8
186,2
247,1
276,1
306,0
Volume doTubo (m3)
VOLUME TOTAL DE REATERRO (m3) 3196,0
Tabela 6.10 Reaterro para a obra do exemplo temos (caso PVC)
Figura 6.6
Item OBRA / SERVIÇOExecução da galeria
PREÇOS (R$)Quantidade Unid.Unitário Total
1
Escavação mecânica de vala c/ prof. média< 4m (mat. 2ª categoria).Escavação mecânica de vala c/ prof. média> 4m (mat. 2ª categoria).
1545,0 m3 6,14 9.486,30
2 Remoção de terra além do 1º km a distânciamédia ida/volta 6 km (Bota-fora) 808,70 m3 5,76 4.658,11
3 Escoramento contínuo de madeira paracanalização de tubo 6624,00 m2 25,48 168.779,52
4 Lastro de brita - 20 cm 234,00 m3 45,04 10.539,36
5 Fornecimento, assentamento e rejuntamento detubo de concreto p/ águas pluviais Ø 60 cm - PA 2 200,00 ml 74,62 14.924,00
6 Fornecimento,assentamento e rejuntamento detubo de concreto p/ águas pluviais Ø 70 cm - PA 3 200,00 ml 104,23 20.846,00
7 Fornecimento,assentamento e rejuntamento detubo de concreto p/ águas pluviais Ø 90 cm - PA 3 200,00 ml 163,29 32.658,00
8 Fornecimento,assentamento e rejuntamento detubo de concreto p/ águas pluviais Ø 100 cm - PA 3 200,00 ml 171,14 34.228,00
9 Reaterro de vala 4248,30 m3 6,80 28.888,44
TOTAL 349.313,54
3512,4 m3 6,92 24.305,81
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○31AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
6.2.2. PLANILHA 2 - TUBOS EM PVC (Rib-Loc) - Base Janeiro 2003
Obs.: Nestas planilha não estão contemplados os gastos referentes a execução das singularidades (poços de visitas, bocas de lobo etc.), bem como oacabamento final da obra, sendo seus custos de mesma grandeza para as duas soluções.Os preços unitários foram levantados do mercado e da planilha de preços de obras de infra-estrutura da Prefeitura de São Paulo - base janeiro de 2003.
6.2.3 - RESUMO COMPARATIVO - Base Janeiro 2003
ItemOBRA / SERVIÇO PREÇOS R$
Concreto PVCExecução da galeria
1Escavação mecânica de vala c/ prof. média < 4m 9.486,30 9.051,59
2 Remoção de terra além do 1º km a distância média ida/volta 6 km 4.658,11 8.141,18
3 Escoramento contínuo de madeira para canalização de tubo 168.779,52 160.534,19
4 Lastro de brita - 20 cm 10.539,36 -
5 Fornecimento, assentamento e rejuntamento de tubo p/ águaspluviais 102.656,00 117.000,00
6 Reaterro de vala 28.888,44 21.732,80
7 Areia grossa, lavada e compactada - 55.197,14
TOTAIS 393.356,64349.313,54
Item OBRA / SERVIÇOExecução da galeria
PREÇOS (R$)Quantidade Unid.Unitário Total
1
Escavação mecânica de vala c/ prof. média< 4m (mat. 2ª categoria).Escavação mecânica de vala c/ prof. média> 4m (mat. 2ª categoria).
1474,20 m3 6,14 9.051,59
2 Remoção de terra além do 1º km a distânciamédia ida/volta 6 km (Bota-fora) 1413,40 m3 5,76 8.141,18
3 Escoramento contínuo de madeira paracanalização de tubo 6300,40 m2 25,48 160.534,19
4Fornecimento e assentamento de tubo de PVCpara águas pluviais Ø 60 cm 200,00 m3 80,00 16.000,00
5 Fornecimento e assentamento de tubo de PVCpara águas pluviais Ø 70 cm 200,00 ml 135,00 27.000,00
6 Fornecimento e assentamento de tubo de PVCpara águas pluviais Ø 80 cm 200,00 ml 160,00 32.000,00
7 Fornecimento e assentamento de tubo de PVCpara águas pluviais Ø 90 cm 200,00 ml 210,00 42.000,00
8 Reaterro de vala 3196,00 ml 6,80 21.732,80
9 Areia grossa, lavada e compactada 1015,40 m3 54,36 55.197,14
TOTAL 393.356,64
3135,80 m3 6,92 21.699,74
Escavação mecânica de vala c/ prof. média > 4m 24.305,81 21.699,74
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 32 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
A seguir apresentamos as considerações com relaçãoà execução da obra e montagem das planilhas.
1) Custo
a) Nota-se que o valor do fornecimento, assentamentoe rejuntamento de tubos para a solução em concreto,do exemplo discutido, é mais cara que para soluçãoem PVC (item 5 da planilha resumo), contudo na horade comparar o valor total da obra (item 7 da planilha),obtemos uma economia de 12,6% a favor do concretoem relação ao PVC.b) A diferença de custo, entre as soluções rígida x fle-xível, da ordem de 12,6% no valor total da obra, foramobtidas para o exemplo do trabalho, adotando coefici-ente de Maninng diferentes para os materiais como co-mentado no item 4.1.3 deste trabalho. Portanto umavez utilizado o valor preconizado por norma, de igualgrandeza para os dois materiais, esta diferença tendea aumentar.
2) Equipamento
Valas até 4,0 m de profundidade, como no exemplo, osequipamentos de escavação a serem utilizados para aalternativa em PVC ou concreto são os mesmos. Sepor um lado as tubulações de PVC podem não neces-sitar do equipamento para a descida dos tubos na vala,isto não dispensa a necessidade do equipamento es-tar à disposição da obra (nas etapas de escavação ereaterro subseqüentes).De acordo com as normas de segurança (NR-18,SABESP), as valas abertas no dia devem serreaterradas antes do final do expediente de trabalho(diário), portanto a hipótese de se abrir extensos com-primentos para retirada do equipamento da obra e vol-ta no futuro para reaterro não deve ser considerado.Independente do fato acima, os custos de mobilização,transporte e desmobilização de equipamento caso seopte por retirar o equipamento da obra e voltar com omesmo posteriormente para o reaterro são altos, de-vem ser computados e, nesse caso, ficará demonstra-do que na maioria das situações esta alternativa podeser inviabilizada.
3) Velocidade da Obra
A produtividade de uma obra deve ser verificada deforma a considerar todas as etapas e não somente adescida da tubulação na vala. Considerando um tubo
rígido, comparado a um tubo flexível, e as etapas deescavação e escoramento iguais, veremos que o as-sentamento do tubo flexível mais o reaterro e mais aenvoltória, comparado ao assentamento do tubo rígidomais reaterro, praticamente não se diferenciam em tem-po. Se o PVC é leve para a descida na vala e o concre-to tem um peso maior, por outro lado, o concreto nãoprecisa de envoltória, que demanda de um tempo mui-to maior de execução.
4) Leveza
Nos casos de presença de lençol freático, os tubos rí-gidos, pelo seu maior peso, contam com uma vanta-gem em relação ao PVC em função do efeito deflutuação que necessita ser considerado no projeto ena execução em função do seu baixo peso e baixa es-pessura de parede, que deverá ser verificada em fun-ção dos esforços oriundos do lençol freático.
5) Altura de Reaterro
Para terrenos não consistentes ou aterros não contro-lados (módulo reativo ≤ 1,4 MPa) os tubos de PVC nãosão recomendados, porque o aterro não é suficientepara garantir o confinamento do tubo, o que não ocor-re com o concreto.Para altura de valas superiores a 7,5 m (em alguns ca-sos 4,5m), os tubos de PVC não são recomendados,havendo a necessidade de consulta prévia ao fabrican-te, já os tubos de concreto podem ser utilizados paraqualquer altura de solo, mesmo em aterro com mais de20 m de altura, como no caso de aterros sanitários,bastando ser projetado e dimensionado a suportar aselevadas cargas de solos, até porque os tubos de con-creto têm o recurso de se aumentar as armaduras ne-les empregados (ver item 5.1.2 deste trabalho).O emprego dos tubos de PVC ou outros flexíveis estãoindicados em geral, apenas para valas em corte, nosmanuais não se faz menção da situação onde o tubo éenvolto por um novo aterro, de onde concluímos que ocorreto seria a execução do aterro para posterior aber-tura das valas e colocação do tubo, porém sempre limi-tado a 7,5 m de aterro sobre a geratriz superior do tubo.A condição acima é sempre mais onerosa que a situa-ção de levarmos a execução do tubo juntamente com oaterro.No caso de altura mínima, o tubo flexível necessita deuma quantidade de terra na sua face superior, muitas
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○33AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
vezes impossibilitando alturas de reaterro menores que1,0 m, sob pena de gerar problemas estruturais.
6) Número de Juntas
Neste caso é necessária uma análise do processo deprodução dos tubos de PVC de grandes diâmetros. Abobina de perfis de PVC é conformada em forma deespiral na obra, em processo contínuo, formando seg-mentos de tubo de 6 m. Podemos então perceber quea junta não é a cada 6 m, mas sim, aproximadamente acada 30 cm (largura do perfil de PVC). Além disso, exis-tem sérias dúvidas com relação à durabilidade desseprocesso de colagem executado em campo, com poei-ra, sol e sem um controle industrial.Essa questão das juntas é, particularmente, crítica nocaso de condução de esgoto e líquidos nocivos ao meioambiente.
7) Garantia da Qualidade
No caso do tubo de PVC, a matéria prima é industrializa-da, mas não o processo de conformação do tubo. Nocaso de tubos de concreto o processo é industrializadopor completo. Além disso, em função da flexibilidade dostubos de PVC, a garantia da qualidade do sistema de-
TABELA ANOMALIAS
Na página seguinte é apresentada uma tabela das anomalias que os sistemas flexíveis podem apresentarsua causas, efeitos e resultado possível.
pende, principalmente, da qualidade do assentamentoe não da qualidade do material. Um tubo de PVC de boaqualidade não garante que não haverá problemas deovalização se a execução não for bem feita.
8) Manutenção
Os procedimentos usuais de manutenção são atravésde equipamentos que trabalham sob pressão ou suc-ção. Os tubos flexíveis apresentam um limite em rela-ção a pressões internas, podendo em alguns casos im-possibilitar a manutenção das redes.
9) Normalização
Os tubos de concreto apresentam normalização espe-cífica para sua fabricação e utilização, portanto o con-trole de suas características e performance é perfeita-mente determinado.Os sistemas de tubos flexíveis de PVC de grande diâ-metro não têm Norma Técnica Nacional. A base sãoalgumas Normas Internacionais que em alguns casosnão levam em conta características específicas de nos-sa construção.
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 34 AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
TABELA 6.11 - ANOMALIAS
TIPO DEFALHA
DEFINIÇÃO CAUSA DO PROBLEMA EFEITO RESULTADO POSSÍVEL
Ovalização Mudança no diâmetrodo tubo, vertical e/ouhorizontalmente.
Compactação não uniforme eineficiente do reaterro aoredor do tubo. Carga no tubo.Vala muito estreita.
Formação de tensões nãoprevistas na parede dotubo, gerando problemasde durabilidade. Reduçãoda capacidade hidráulica.
Ruptura do tubo. Reduçãode vida útil do sistema.Recalque do solo sobre otubo e do material deapoio.
Separaçãodas Juntas
Excesso de espaçono sistema de juntasdos tubos.
Instalação mal executada,solos deformáveis e recalquediferencial. Expansão e/oucontração térmica do tuboflexível.
Infiltração ou saída deágua do sistema comcarreamento do materialde suporte e envolvimentodo tubo.
Perda de material desuporte e envolvimento dotubo. Ruptura do tubo.Erosão da fundação dopavimento superficial,criação de fendas.
Aumento daRugosidade
Deformação daparede interna dotubo.
Pressão do solo externo aotubo. Parede do tubo fina.
A superfície interna daparede do tubo ficadescontínua ou ondulada.
Perda de eficiênciahidráulica. Fissuras elascamento da parede dotubo.
Fissuras eQuebras
Ocorrênciasdestrutivas que afetama performance do tubo.
Deficiência na fabricação dotubo, na qualidade da resinae na instalação.
Fragilização do tubo.Perda de eficiênciahidráulica.
Redução de capacidade decondução do fluído.Ruptura do tubo.
Perda deEstanqueidade
Movimento de saídaou entrada, de fluídoou sólido, do sistema.
Vedação incorreta da junta,má execução da ligação outubo fissurado/quebrado.Deformação diferencial dotubo flexível na junta.
Perda do material desuporte e envolvimento dotubo.
Ruptura do tubo, compotencial de danos/rupturaà estrutura do pavimento.
Deformação eFissuras
Ocorrênciasdestrutivas na parededo tubo, afetando aperformance domaterial.
O tubo não apresentacapacidade de suporte dacarga de trabalho.Compactação não uniforme domaterial de envolvimento dotubo. Baixa qualidade naresina utilizada na fabricaçãodo tubo. Aplicaçãoinadequada. Carga excessiva.
Perda de eficiênciahidráulica. Migração desolo e água. Ocorrência detensões não previstas naparede do tubo.
Redução da capacidadede condução do fluído.Redução da capacidadede suporte do tubo.Ruptura do tubo.
Perda deAlinhamentona Junta
Os trechos de tuboinstalados não estãono esquadro /alinhados, entre si.
Mudança de direção nasjuntas do tubo flexível duranteo processo de reaterro.
Migração do material desuporte.
Redução da capacidadede suporte do tubo.Ruptura do tubo, compotencial de danos/rupturaà estrutura do pavimento.
Lascamento Separação da lâminainterna do tubo daparede externacorrugada.
Deficiência no processo deprodução. Baixa qualidade daresina utilizada. Excesso decarga no tubo. Incapacidadedo tubo em suportar a cargade projeto.
Redução na eficiênciahidráulica. Presença detensões não previstas naparede do tubo.
Redução na capacidadede condução do fluído.Ruptura do tubo.
�Piscina� -Entupimento
Água represada sempossibilidade dedrenagem.
Movimento vertical do tuboflexível leve durante oprocesso de reaterro.
Redução da eficiênciahidráulica. Deflexãoexcessiva. Presença detensões não previstas naparede do tubo.
Redução da capacidadede condução do fluído.Ruptura do tubo.
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○35AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE DESEMPENHO
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS
A solução para condução de águas pluviais, em tubos de concreto, como se pode contemplar nas várias análisesrealizadas, ainda é a solução técnica e economicamente mais indicada para as obras de drenagem.É evidente que esta conclusão está diretamente associada à qualidade do produto eàs condições de sua instalação, o que deve ser sempre conseguido atendendo à boa técnica e, principalmente, ànormalização pertinente.As mesmas análises feitas para a drenagem de águas pluviais levantadas neste trabalho se aplicam para o esgotosanitário, ressalvadas suas particularidades.
8. AGRADECIMENTOS
Finalmente, agradecemos aos engenheiros Fernando José Relvas, professor responsável pela cadeira de ConcretoArmado da Fundação Armando Alvares Penteado - FAAP e Diretor da Exata Engenharia e Assessoria S/C Ltda ePedro Jorge Chama Neto, mestre em Engenharia Civil pelo Departamento de Engenharia e Construção Civil da EscolaPolitécnica da Universidade de São Paulo, professor de Saneamento Urbano da UNIP e engenheiro especialista daSuperintendência de Gestão de Empreendimentos de Sistemas Regionais da SABESP, que coordenaram odesenvolvimento técnico deste trabalho.
Av. Torres de Oliveira, 76A05347-902 - Jaguaré - São Paulo - SP
Tel.: (011) 3763-3637www.abtc.com.br
Qualquer sugestão ou abordagem técnica poderá ser encaminhada à:
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