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1 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DRENAGEM O efeito direto (encharcamento) é o de maior intensidade, podendo ser eliminado ou bastante atenuado por um sistema eficaz de drenagem. 2 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL Seguem figuras que mostram algumas das soluções mais adotadas para drenagem superficial: 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL Seguem figuras que mostram algumas das soluções mais adotadas para drenagem superficial: 3 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DISPOSITIVOS DE DRENAGEM SUPERFICIAL Seguem figuras que mostram algumas das soluções mais adotadas para drenagem superficial: 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DHP’s – Drenos Horizontais Profundos DISPOSITIVOS DE DRENAGEM DO MACIÇO 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 Efeito da utilização de DHP’s: ANTES DEPOIS DISPOSITIVOS DE DRENAGEM DO MACIÇO 4 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 5 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 FATORES INTERVENIENTES 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DRENAGEM POR VALAS 6 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DRENAGEM POR POÇOS 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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. 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DRENAGEM POR PONTEIRAS FILTRANTES 7 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DRENAGEM POR PONTEIRAS FILTRANTES 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 DRENAGEM POR PONTEIRAS FILTRANTES 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 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). 16/06/2015Fundações e Obras de Terra - Aula 14 ELETROSMOSE
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