Aula 14 - Drenagem e Rebaixamento do Lençol Freático

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Aula 14 – Drenagem e Rebaixamento do Lençol 
Freático
Prof. Paula Sant’Anna Moreira Pais
Paula.pais@prof.unibh.br
16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14
DRENAGEM
A influência da água é marcante na estabilidade de uma
estrutura de arrimo, basta dizer que o acúmulo de água, por
deficiência de drenagem, pode chegar a duplicar o empuxo
atuante.
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DRENAGEM
O efeito da água pode ser direto, resultante do acúmulo de
água junto ao tardoz interno do arrimo e do encharcamento do
terrapleno, ou indireto, produzindo uma redução da resistência
ao cisalhamento do maciço em decorrência do acréscimo das
pressões intersticiais.
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DRENAGEM
O efeito direto (encharcamento) é o de maior intensidade,
podendo ser eliminado ou bastante atenuado por um sistema
eficaz de drenagem.
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DRENAGEM
Todo cuidado, portanto, deve ser dispendido ao projeto do
sistema de drenagem para dar escoamento a precipitações
excepcionais (chuva muito fortes – alto volume pluviométrico) e
para que a escolha do material drenante seja feita de tal modo a
impedir qualquer possibilidade de colmatação.
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DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL
 As obras de drenagem superficial tem por finalidade a captação
e o direcionamento das águas do escoamento superficial.
 Para o seu dimensionamento deve ser realizado um estudo no
local sobre os índices pluviométricos, a área da bacia de
contribuição e as características dos materiais por onde
escoam as águas a serem drenadas.
 Assim como os dispositivos de drenagem internos, os de
drenagem superficial também são susceptíveis a entupimentos
e danos em sua estrutura, podendo-se tornar inoperantes ou
com deficiências. Por isso, é importante salientar que esses
sistemas devem ter uma programação de
manutenção e vistorias periódicas.
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DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL
Seguem figuras que mostram algumas das soluções mais
adotadas para drenagem superficial:
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DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL
Seguem figuras que mostram algumas das soluções mais
adotadas para drenagem superficial:
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DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL
Seguem figuras que mostram algumas das soluções mais
adotadas para drenagem superficial:
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DISPOSITIVOS DE DRENAGEM DO MACIÇO
 DHP’s – Drenos Horizontais Profundos: São perfurações
sub-horizontais (inclinação de 5º a 10º com a horizontal)
executadas no interior do maciço a ser drenado, que
penetram o aquífero e vão permitir a drenagem da água.
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 DHP’s – Drenos Horizontais Profundos
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM DO MACIÇO
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 Efeito da utilização de DHP’s:
ANTES
DEPOIS
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM DO MACIÇO
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 Barbacãs: são tubos de PVC colocados em posição sub-
horizontal com o fim de coletar águas subterrâneas dos
maciços situados à montante, rebaixando o nível do lençol
freático e diminuindo a pressão de água sobre a estrutura.
DISPOSITIVOS DE DRENAGEM DO MACIÇO
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REBAIXAMENTO DO LENÇOL FREÁTICO PARA ESCAVAÇÃO
 A construção de edifícios, barragens, túneis, etc.
normalmente requer escavações abaixo do lençol freático.
Tais escavações podem exigir tanto uma drenagem, como
um rebaixamento do lençol freático.
 Para o controle das águas do lençol freático requerido
pelas obras subterrâneas podem ser utilizados dois
critérios básicos, isoladamente ou em combinação:
 Isolar as águas por meio de paredes ou cortinas;
 Promover a sua drenagem através de sistema
de rebaixamento.
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OBJETIVOS DO REBAIXAMENTO
 Interceptar a percolação e rebaixar o lençol freático;
 Melhorar as condições de estabilidade de taludes, evitando
escorregamentos;
 Garantir que o solo no fundo da escavação mantenha sua
densidade e características de compactação;
 Reduzir a umidade de solos em áreas de empréstimo, para
garantir as suas condições de compactação no aterro;
 Reduzir os empuxos de terra sobre paredes de escoramento;
 Reduzir as pressões de ar comprimido quando esse
processo é utilizado na escavação de túneis,
fundações, etc.
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FATORES INTERVENIENTES
O tipo do sistema de rebaixamento necessário depende
principalmente dos seguintes fatores:
 Permeabilidade do solo;
 Profundidade de escavação;
 Posição natural do lençol freático;
 Importância da obra a ser executada;
 Duração do rebaixamento;
 Condições da obras e das suas fundações situadas próximas
ao rebaixamento.
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FATORES INTERVENIENTES
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MÉTODOS DE REBAIXAMENTO
Os principais processos de rebaixamento do lençol freático são:
a) Valas;
b) Poços profundos com bomba submersa;
c) Ponteiras filtrantes (“well-points”);
d) Eletrosmose.
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DRENAGEM POR VALAS – CAMPO DE APLICAÇÃO
Se o solo em que será executada a escavação for constituído
de material resistente e de baixa permeabilidade o controle das
águas do lençol freático pode ser realizado por meio de valas
abertas no fundo da escavação à medida que esta vai sendo
processada.
Não deve ser utilizado quando existir nas proximidades obras
que possam ser afetadas por problemas de instabilidade das
paredes de escavação, e quando o rebaixamento deve ser
mantido por um período prolongado, como será abordado mais
adiante.
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DRENAGEM POR VALAS
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DRENAGEM POR POÇOS – CAMPO DE APLICAÇÃO
O rebaixamento do nível d’água através de poços profundos é
executado por meio de uma série de perfurações equidistantes
de diâmetro de 300 a 600 mm.
Nas perfurações são colocados tubos de aço, constituídos de
trechos lisos e perfurados, nos horizontes permeáveis e abaixo
do nível d’água. Os tubos devem ser envolvido por uma tela de
nylon para impedir a entrada de partículas dentro do poço.
Nos tubos são colocadas bombas submersas centrífugas ou
injetoras com capacidade compatíveis com as condições
hidrogeológicas locais.
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DRENAGEM POR POÇOS
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DRENAGEM POR PONTEIRAS FILTRANTES – CAMPO DE APLICAÇÃO
O método por ponteiras filtrantes constitui de uma série de
tubos perfurados, cravados no solos, conectados na superfície
por um tubo longitudinal e um sistema de bomba a vácuo.
A instalação das ponteiras no solo é feita geralmente de jatos
de água através da própria ponteira.
As ponteiras filtrantes são colocadas ao longo de uma linha,
tendo um espaçamento de 1m a 3m, ligando-se todas as pontas
a um cano coletor comum. No final deste cano, instala-se um
conjunto motor-bomba a vácuo que promove a sucção da
região.
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DRENAGEM POR PONTEIRAS FILTRANTES
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DRENAGEM POR PONTEIRAS FILTRANTES
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DRENAGEM POR PONTEIRAS FILTRANTES
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ELETROSMOSE
Alguns solos siltosos e os solos argilosos, muito finos, não são
passíveis de drenagem eficiente, através de ponteiras filtrantes
ou poços profundos.
Para aumentar a eficiência aplica-se o métododa eletrosmose,
no qual, uma corrente contínua cria um gradiente adicional de
natureza elétrica que acelera o movimento da água contida nos
vazios do solo pela ponteira filtrante (Cátodo – carga negativa).
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ELETROSMOSE