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1 ANA PATRÍCIA BEZERRA DOS SANTOS - UP18222973 FERNANDA BORGES P LOPES – UP18225980 GRAZIELLE GOMES DOS SANTOS - UP18224063 JESSICA SANTOS BAIAO - UP18122551 REJANE DOS SANTOS TOLEDO – UP18224720 THAIS DA SILVA ALVES - UP18115047 GRUPO III DRENAGEM SUPERFICIAL Trabalho apresentado à disciplina de Hidráulica e Hidrologia Aplicada do Curso de Engenharia Civil da Universidade Paulista, apresentado como requisito parcial para obtenção de nota semestral Profª Jessica Pinange Marques 2 GOIÂNIA – 2020 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ......................................................................................................... 4 2 VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE ..................................................................... 4 2.1 VALETAS DE PROTEÇÃO DE CORTE (VPC) ................................................. 5 4.2 OBJETIVOS ....................................................................................................... 5 3 VALETA DE PROTEÇÃO DE ATERRO ................................................................... 6 3.1 OBJETIVOS ....................................................................................................... 7 3.2 CONDIÇÕES GERAIS ....................................................................................... 8 3.3 CONDIÇÕES ESPECÍFICAS ............................................................................ 8 3.4 NOTAS .............................................................................................................. 9 4 SARJETAS DE CORTE ......................................................................................... 10 4.1 SEÇÃO TRANSVERSAL TRIANGULAR ......................................................... 10 4.2 SEÇÃO TRAPEZOIDAL E RETANGULAR ...................................................... 11 5 VALETAS DE CANTEIRO CENTRAL .................................................................... 12 5.1 OBJETIVO E CARACTERÍSTICAS ................................................................. 12 6 SARJETAS DE ATERRO ....................................................................................... 15 7 DESCIDAS DE ÁGUA ............................................................................................ 17 8 SAÍDAS DE ÁGUA ................................................................................................. 19 8.1 GREIDE EM RAMPA ....................................................................................... 20 8.2 CURVA VERTICAL CÔNCAVA (PONTO BAIXO) ........................................... 20 9 CAIXAS COLETORAS ........................................................................................... 21 10 BUEIROS DE GREIDE......................................................................................... 21 10.1 ELEMENTOS DO BUEIRO DE GREIDE ....................................................... 22 11 DISSIPADORES DE ENERGIA ........................................................................... 23 11.1 BACIA DE DISSIPAÇÃO ............................................................................... 24 11.2 DISSIPADORES DE JATO ............................................................................ 24 11.3 DEGRAUS ..................................................................................................... 24 11.4 RAMPAS DENTADAS ................................................................................... 25 11.5 BLOCOS DE IMPACTO ................................................................................. 26 12 ESCALONAMENTO DE TALUDES ..................................................................... 26 13 CORTA RIOS ....................................................................................................... 27 14 DRENAGEM DE ALÍVIO DE MURO DE ARRIMO ............................................... 28 15 ELEMENTOS GEOMÉTRICOS PARA SEÇÕES CIRCULARES ......................... 30 3 16 BIBLIOGRAFIA .................................................................................................... 32 4 1 INTRODUÇÃO O sistema de drenagem de superfície é projetado para captação ou interceptação, remove água precipitada em estradas e áreas próximas, drene da superfície. Deve remover ou conduzir água da superfície, onde saia da estrada ou chegue a um local adequado com drenagem segura, evita o acumulo na estrada. Esse sistema é projetado para fornecer estabilidade ao terreno, onde constitui a infraestrutura e livrar de erosões de terrenos marginais. Figura 1 – Construção de sistema de drenagem superficial. 2 VALETA DE PROTEÇÃO DE CORTE Dispositivos localizados nas cristas de cortes ou pés de aterro, consequentemente afastados das faixas de tráfego, com a mesma finalidade das sarjetas, mas que por escoarem maiores deflúvios ou em razão de suas características construtivas têm em geral a forma trapezoidal ou retangular. 5 Figura 2 2.1 VALETAS DE PROTEÇÃO DE CORTE (VPC) Também denominada de Valeta de Coroamento, em dispositivo destinado a interceptar e conduzir as águas precipitadas sobre as áreas adjacentes e que escoam a montante dos cortes, visando impedir que estas atinjam o corpo estrada. Figura 3 4.2 OBJETIVOS As valetas de proteção têm como objetivo interceptar as águas que escorrem pelo terreno natural, impedindo-as de atingir o talude de corte. As valetas de proteção serão construídas em todos os trechos em corte onde o escoamento superficial proveniente dos terrenos adjacentes possa atingir o talude, comprometendo a estabilidade do corpo estradal. Deverão ser localizadas proximamente paralelas às cristas dos cortes, a uma distancia entre 2,0 a 3,0 metros. 6 O material resultante da escavação deve ser colocado entre a valeta e a crista do corte e apiloado manualmente. As valetas de proteção de cortes, podem ser trapezoidais, retangulares ou triangulares. As valetas com a forma trapezoidal são as mais recomendadas por apresentar maior eficiência hidráulica. Por motivo de facilidade de execução, a seção a ser adotada nos cortes em rocha deve ser retangular. É importante executar as valetas de proteção de corte antes da execução de hidrossemeadura, para evitar retrabalho e gastos desnecessários com este serviço ambiental. Figura 4 3 VALETA DE PROTEÇÃO DE ATERRO As valetas de proteção de aterros interceptam as águas que escoam nas partes superiores dos aterros, impedindo-as de atingir o pé do talude de aterro, evitando a erosão do solo, além de conter as águas provenientes das sarjetas e valetas de corte, conduzindo-as para algum dispositivo de transposição de talvegues. 7 Figura 5 Figura 6 3.1 OBJETIVOS As valetas de proteção têm como objetivo interceptar as águas que escorrem pelo terreno, impedindo-as de atingir o pé do talude de aterro. Além disso, têm a finalidade de receber as águas das sarjetas e valetas de corte, conduzindo-as com segurança ao dispositivo de transposição de talvegues. As valetas de proteção de aterro deverão ser localizadas, aproximadamente paralelas ao pé do talude de aterro, a uma distância entre 2,0 a 3,0 metros. O material resultante da escavação deve ser colocado entre a valeta e o pé do talude de aterro, apiloado manualmente com o objetivo de suavizar a interseção das superfícies do talude e do terreno natural. As seções adotadas pode ser trapezoidais ou retangulares. Cuidado especial deve ser tomado na fixação da área de contribuição quando a valeta tiver como objetivo, além de proteção do 8 talude de aterro, a captação das águas provenientes das sarjetas e valetas de proteção de corte. Figura7 3.2 CONDIÇÕES GERAIS As valetas especificadas referem-se a cortes, aterros e ao terreno natural, marginal a área afetada pela construção, que por ação da erosão poderão ter sua estabilidade comprometida. Os dispositivos abrangidos por essa norma serão construídos de acordo com as dimensões, localização, confecção e acabamento determinados no projeto. Na ausência do projeto específico deverão ser utilizados os dispositivos padronizados que constam do Álbum de projetos-tipo de dispositivos de drenagem do DNER. 3.3 CONDIÇÕES ESPECÍFICAS • Materiais: Todo material utilizado na execução deverá satisfazer aos requisitos impostos pelas normas vigentes da ABNT e do DNIT. • Concreto de Cimento: O concreto quando utilizado nos dispositivos que 9 especificam este tipo de revestimento deverá ser dosado racionalmente e experimentalmente, para uma resistência característica de 15MPa. O concreto utilizado deverá ser preparado de acordo com o prescrito na norma NBR 6118/80, além de atender ao que dispõem as especificações do DNER. • Revestimento Vegetal: Quando recomendado o revestimento vegetal, poderão ser adotadas as alternativas de plantio de grama em leivas ou mudas, utilizando espécies tipicas da regiao da obra , atendendo as especificações próprias. Poderá ser também feito o plantio por meio de hidrossemeadura, no caso de áreas maiores. • Execução: Valetas revestidas de concreto poderão ser moldadas “ in loco’’ ou pré-moldadas atendendo ao disposto no projeto ou em consequência de imposições construtivas. No caso de valetas de proteção, quando revestidas, serão executadas logo após a conclusão das operações de terraplanagem, precedendo a operação de plantio ou colocação de revestimento de taludes. Valetas de proteção de aterro ou de corte admite- se, opcionalmente , a associação de operações manual e mecânica, mediante emprego de lâmina de motoniveladora, pá carregadeira equipada com retroescavadeira ou valetadeira adequadamente dimensionada para o trabalho. Valetas não revestidas deverão ser utilizadas somente em locais em que assegure a sua eficiência e durabilidade, ou em caso de obras provisórias ou desvios temporários de tráfego. por esta razão o seu uso restringe-se às áreas onde se associam moderadas precipitações e materiais resistentes a erosão ou segmentos com moderadas declividade. Sua execução compreende as operações descritas nos casos das valetas revestida de concreto, acrescentando-se a obrigatoriedade da avaliação das suas características construtivas com a aplicação de gabaritos , de modo a se constatar que foram atendidas as dimensões, forma de seção transversal e a declividade longitudinal. 3.4 NOTAS • Sempre que possível, deve-se aproveitar o tempo chuvoso para verificar 10 se o sistema de drenagem superficial está funcionando corretamente; • Deve-se prever nos serviços a serem executados, em manutenção de rodovias, a limpeza dos componentes do sistema de drenagem superficial; • Deve ser dada especial atenção ao material removido de escavações para que não obstruem o sistema de drenagem superficial. 4 SARJETAS DE CORTE Esse dispositivo possui a função de captar as águas que se precipitam sobre a estrada e taludes e conduzi-las longitudinalmente ao longo da rodovia, até um ponto de transição entre corte e aterro, permitindo a saída lateral da água para o terreno natural ou para valetas de aterro, ou então, para a caixa coletora de um bueiro de greide. As sarjetas devem ser construídas em todos os cortes a margem dos acostamentos. Quanto à forma, podem ser adotadas seções triangulares, retangulares ou trapezoidais, como pode ser observado nas figuras a seguir. Figura 8 (Sarjeta com seção triangular (DNIT, 2006) 4.1 SEÇÃO TRANSVERSAL TRIANGULAR São canais, situados nas laterais das ruas, entre o leito viário e os passeios para pedestres, destinados a coletar as águas de escoamento superficial e transportá-las até às bocas coletoras. Limitadas verticalmente pela guia do passeio, têm seu leito em concreto ou no mesmo material de revestimento da pista de rolamento. Em vias públicas sem pavimentação é frequente a utilização de 11 paralelepípedos na confecção do leito das sarjetas, sendo neste caso, conhecidas como linhas d'água. Figura 9 Segundo o Manual de Drenagem (2006), os limites de valores da distância da borda do acostamento ao fundo da sarjeta, situam-se entre os valores de 1,0 a 2,0 metros, de acordo com a seção de vazão necessária. Caso a seção da vazão ainda for insuficiente, deverá então ser adotada seção tipo trapezoidal ou retangular. 4.2 SEÇÃO TRAPEZOIDAL E RETANGULAR São os canais construídos na superfície da terra ou montados com calhas pré fabricadas, destinadas à condução d´água de um modo geral (adução, drenagem, irrigação, etc). Figura 10 12 Figura 11(Transposição de segmentos de Sarjeta) 5 VALETAS DE CANTEIRO CENTRAL 5.1 OBJETIVO E CARACTERÍSTICAS Quando uma rodovia for projetada em pista dupla, isto é, onde as pistas são separadas por um canteiro central côncavo, torna-se necessário drená-lo superficialmente através de um dispositivo chamado de valeta do canteiro central. Esta valeta tem como objetivo captar as águas provenientes das pistas e do próprio canteiro central e conduzi-las longitudinalmente até serem captadas por caixas coletoras de bueiros de greide. O tipo de drenagem a ser executado num determinado canteiro central depende exclusivamente da sua geometria. Nas seções transversais que possuem canteiro central ampliado e sem nenhuma barreira, a drenagem adotada é mais simplificada. Nele as águas são coletadas e levadas longitudinalmente até a valeta do canteiro central, para serem captadas por caixas coletoras de bueiro de greide. 13 Figura 12 – BR - NE- Execução da valeta de canteiro central Geralmente, as seções transversais das valetas do canteiro central são de forma triangular e com as declividades das faces coincidindo com os taludes, como na figura 13. Figura 13 – Valeta de canteiro central (DENIT, 2010) A forma mais usual é a triangular, porém existem outras formas de seções (seção circular, meia cana, trapezoidal ou retangular). Essas formas podem ser 14 utilizadas quando houver insuficiência hidráulica das seções da forma triangular. Quando o dispositivo de drenagem superficial adotado constituir um obstáculo situado na área livre, ele deverá torná-lo traspassável como na seção da figura 14. Figura 14 – Sistema de drenagem de canteiro central fechado traspassável Nas seções transversais com barreiras centrais, adota-se os segmentos em tangente, aonde o caimento fica para o lado externo da pista de rolamento, assim as águas são conduzidas pelas sarjetas laterais, como na figura 15. Nas rodovias que possuem pista dupla separadas por barreiras centrais, é possível captar a água através de abertura na parte baixa das barreiras, assim sendo conduzidas por um canal central localizado entre as barreiras centrais opostas, como na figura 16. Salienta-se que neste tipo de seção transversal, é necessário atenção á limpeza e manutenção das captações de água, pois caso ocorra obstrução nas aberturas ou nas grelhas, resultará a formação de água nas pistas e favorecimento de aquaplanagem. Figura 16 – Drenagem – Autopista Maden Colon Panamá- seção com barreira central 15 6 SARJETAS DE ATERRO Esse dispositivo tem a função de conduzir as águas precipitadas sobre o pavimento até um local de deságue seguro, evitando desta forma a ocorrência de erosão na borda da via e/ou no talude do aterro. Geralmente esse dispositivo é construído em locais onde: a velocidade das águas que estão sobre a pista provoque erosão na mesma e em trechos onde, em conjunto com aterraplenagem, for mais econômica a utilização de sarjetas. Quanto a sua forma geométrica, ela pode adquirir as mesmas que são utilizadas nas sarjetas de corte, que são as seções triangulares, as retangulares e as trapezoidais; além disso, podem ser complementadas com mais dois tipos que são: meio-fio simples e meio-fio-sarjeta conjugados, como mostrados nas Figuras abaixo, respectivamente. Em relação ao material utilizado para a confecção das sarjetas, pode-se utilizar concreto cimento, concreto betuminoso, solo betume, solo cimento e solo. Figura 17 Segundo o Manual de Drenagem (2006), os limites de valores da distância da borda do acostamento ao fundo da sarjeta (L1), situam-se entre os valores de 1,0 a 2,0 metros, de acordo com a seção de vazão necessária. Caso a seção da vazão ainda for insuficiente, deverá então ser adotada seção tipo trapezoidal ou retangular. 16 Figura 18 - Sarjeta com seção trapezoidal (DNIT, 2006). Em relação ao material utilizado para sua confecção, pode vir a ser utilizado o concreto, alvenaria de tijolo, alvenaria de pedra argamassada, pedra arrumada ou revestimento vegetal. Figura 19 - Sarjeta do tipo meio-fio simples de concreto (Rodovia BR040, 2013). 17 7 DESCIDAS DE ÁGUA As descidas d'água tem como objetivo conduzir as águas captadas por outros dispositivos de drenagem, pelos taludes de corte e aterro, Tratando-se de cortes, as descidas d'água têm como objetivo principal conduzir as águas das valetas quando atingem seu comprimento crítico, ou de pequenos talvegues, desaguando numa caixa coletora ou na sarjeta de corte. No aterro, as descidas d'água conduzem as águas provenientes das sarjetas de aterro quando é atingido seu comprimento crítico, e, nos pontos baixos, através das saídas d'água, desaguando no terreno natural. As descidas d'água também atendem, no caso de cortes e aterros, às valetas de banquetas quando é atingido seu comprimento crítico e em pontos baixos. Não raramente, devido à necessidade de saída de bueiros elevados desaguando no talude do aterro, as descidas d'água são necessárias visando conduzir o fluxo pelo talude até o terreno natural. Posicionam-se sobre os taludes dos cortes e aterros seguindo as suas declividades e também na interseção do talude de aterro com o terreno natural nos pontos de passagem de corte aterro. Figura 20 As descidas d’água pode ser do tipo rápido ou em degraus. A escolha entre um e outro tipo será função da velocidade limite do escoamento para que não provoque erosão, das características geotécnicas dos taludes, do terreno natural, da necessidade da quebra de energia do fluxo d'água e dos dispositivos de amortecimento na saída. A análise técnica e econômica desse conjunto de fatores 18 levará o projetista à escolha de uma descida do tipo rápido ou em degraus. A descida d'água, por se localizar em um ponto bastante vulnerável na rodovia, principalmente nos aterros, requer que cuidados especiais sejam tomados para se evitar desníveis causados por caminhos preferenciais durante as chuvas intensas e consequentes erosões que podem levar ao colapso toda a estrutura. Assim, deve ser previsto o confinamento da descida no talude de aterro, devidamente nivelada e protegida com o revestimento indicado para os taludes. Alguns elementos de projeto. -Retangular, em calha tipo rápido ou em degraus; -Semicircular ou meia cana, de concreto ou metálica -Em tubos de concreto ou metálicos. Figura 21 É desaconselhável a seção de concreto em módulos, pois a ação dinâmica do fluxo pode acarretar o descalçamento e o desjuntamento dos módulos, o que rapidamente atingiria o talude, o erodindo 19 Descidas D’água As descidas d`água serão do tipo DAR-03 por terem que ser executadas em solos susceptíveis a erosão. Para o dimensionamento hidráulico das descidas d’água foram utilizadas as seguintes fórmulas empíricas: Q = 2,07 H1,6 × × L 0 9, sendo: Q = descarga de projeto a ser conduzida pela descida d’água, em m³/s; L = largura da descida, em m; H = altura do fluxo no interior da descida d’água, em m. A velocidade de escoamento no pé da descida d’água foi estabelecida através da equação da continuidade (Q = AV), sendo Q, a descarga de projeto a ser conduzida pela descida e A, a área molhada da seção da descida para a altura do fluxo no seu interior. O objetivo da determinação da velocidade no pé da descida d’água é o dimensionamento da bacia de amortecimento e da necessidade ou não do projeto de dissipadores de energia, função evidentemente da velocidade limite de erosão do material de que será constituída a descida. No caso da utilização de módulos, as peças deverão ser assentadas sobre berço previamente construídos. Quanto à execução, as descidas retangulares podem ser executadas no local com formas de madeira, em calha ou degraus. Figura 22 Figura 23 8 SAÍDAS DE ÁGUA As saídas d'água, nos meios rodoviários também denominados de entradas d'água, são dispositivos destinados a conduzir as águas coletadas pelas sarjetas de aterro lançando-as nas descidas d'agua. São, portanto, dispositivos de transição 20 entre as sarjetas de aterro e as descidas d'água. Localizam-se na borda da plataforma, junto aos acostamentos ou em alargamentos próprios para sua execução, nos pontos onde é atingido o comprimento crítico da sarjeta, nos pontos baixos das curvas verticais côncavas, junto às pontes, pontilhões e viadutos e, algumas vezes, nos pontos de passagem de corte para aterro. As saídas d`água devem ter uma seção tal que permita uma rápida captação das águas que escoam pela borda da plataforma conduzindo-as às descidas d'água. O rebaixamento gradativo da seção, é um método eficiente de captação. O rebaixamento da borda deve ser controlado com rigor, e considerado nas notas de serviço de pavimentação. Considerando sua localização, as saídas d'água devem ser projetadas obedecendo aos seguintes critérios: 8.1 GREIDE EM RAMPA Neste caso, o fluxo d'água se realiza num único sentido, como esquematicamente se Figura 23 8.2 CURVA VERTICAL CÔNCAVA (PONTO BAIXO) Neste caso o fluxo d'água se dá nos dois sentidos, convergindo para um 21 ponto baixo, como esquematicamente é mostrado Figura 25 Figura 24 Quanto ao revestimento, as saídas d’água pode ser de concreto com superfície lisa ou de chapas metálicas. As saídas d'água de concreto são executadas no local conjuntamente com as descidas d'água. As chapas metálicas são moldadas no canteiro de obra e fixadas no local, através de chumbadores. 9 CAIXAS COLETORAS Dispositivos construídos nas extremidades dos bueiros que captam e transferem os deflúvios para as canalizações construídas em nível inferior. Poços de inspeção são caixas destinadas à conexão de canalizações com alinhamento e declividades diferentes. Podem ser utilizados em segmentos longos de canalizações de modo a facilitar limpeza e manutenção. 10 BUEIROS DE GREIDE Os bueiros de greide são dispositivos destinados a conduzir para locais de deságue seguro as águas captadas pelas caixas coletoras Localizam-se nos seguintes pontos: – Nas extremidades dos comprimentos críticos das sarjetas de corte em seção mista ou quando, em seção de corte for possível o lançamento da água coletada através de janela de corte. Nas seções em corte, quando não for possível o aumento da capacidade da sarjeta ou a utilização 22 de abertura de janela no corte a jusante, projeta-se um bueiro de greide longitudinalmente à pista até o ponto de passagem de corte aterro. – Nos pés das descidas d'água dos cortes, recebendo as águas das valetas de proteção de corte e/ou valetas de banquetas, captadasatravés de caixas coletoras. Nos pontos de passagem de corte aterro, evitando-se que as águas provenientes das sarjetas de corte deságuem no terreno natural com possibilidade de erodi-lo. – Nas rodovias de pista dupla, conduzindo ao deságue as águas coletadas dos dispositivos de drenagem do canteiro central. 10.1 ELEMENTOS DO BUEIRO DE GREIDE – Caixas coletoras; Figura 26 – Corpo; Figura 27 23 Figura 28 -BOCA Figura 29 Figura 30 11 DISSIPADORES DE ENERGIA dispositivo que visa promover a redução da velocidade de escoamento nas estradas, saídas ou mesmo ao longo da própria canalização de modo a reduzir os riscos dos efeitos de erosão nos próprios dispositivos ou áreas adjacentes. A dissipação de energia visa a diminuição da velocidade do escoamento nas estruturas hidráulicas e nas saídas de energia de galerias de águas pluviais, principalmente na situação de chuvas intensas e enchentes, para que seja minimizada a ocorrência de desgaste ou erosão dos canais. Os tipos de maior aplicabilidade para drenagem urbana são: • Bacia de Dissipação (Ressalto Hidráulico); • Dissipadores de jato; • Degraus; • Rampas dentadas; • Blocos de impacto. 24 11.1 BACIA DE DISSIPAÇÃO As bacias de dissipação são estruturas que efetuam a dissipação de energia através do conceito de ressalto hidráulico. A água sai de uma estrutura, em regime supercrítico, passando a escoar, em seguida em regime subcrítico, fluvial. A transição entre os dois tipos de regime, com a correspondente redução da velocidade e dissipação de energia cinética, efetua-se do ressalto hidráulico, que ocorre na bacia de dissipação. Figura 31 11.2 DISSIPADORES DE JATO Consiste na execução na extremidade jusante da estrutura de condução de água, de uma cocha cilíndrica, que proteja um jato de água em direção ascendente. A dissipação de energia, devido à turbulência do jato, ao atrito e a incorporação de ar na massa líquida, permite a redução da velocidade de escoamento. O posicionamento do ponto de queda final do jato, afastado da estrutura, ajuda a evitar que se prejudiquem a estabilidade e a integridade do mesmo. Figura 32 11.3 DEGRAUS 25 As decidas d´água em degraus, denominadas também como escadas, são estruturas que dissipam a energia através do impacto do jato de água com a estrutura e, eventualmente, através da formação do ressalto hidráulico em cada degrau, quando o espaçamento entre cada desnível possibilita sua ocorrência. O dimensionamento das escadas é feito, em geral, de forma empírica, obedecendo projetos padronizados. Figura 33 11.4 RAMPAS DENTADAS O conceito hidráulico dessa solução consiste em colocar repetidas obstruções (blocos dissipadores), que são de uma altura nominal equivalente a profundidade crítica. Além da dissipação de energia proveniente da turbulência devida a estes blocos, outra parcela é dissipada através da rampa pela perda do momento associada á reorientação do escoamento. Os blocos dissipadores evitam a aceleração excessiva do escoamento durante a passagem para o nível inferior da calha. Figura 34 26 11.5 BLOCOS DE IMPACTO Nas saídas de tubulações que apresentam escoamentos velozes, a formação mais eficiente de dissipação de energia é com o uso de bacias de dissipação com enrocamento, ou de blocos de impacto. Embora o uso de bacia com enrocamento represente uma possibilidade atraente de solução, em situações de escoamento muito veloz apresenta limitações de dimensionamento. Para estes casos é recomendável o uso de blocos de impacto, são mais econômicos do que uso de blocos de enrocamento, dispensando maiores cuidados com manutenção. Este tipo de bacia é relativamente pequeno, o que produz uma alta eficiência de dissipação de energia. Figura 35 12 ESCALONAMENTO DE TALUDES Os taludes ou as escadas naturais são superfícies inclinadas de maciços terrosos, rochosos ou mistos (solo e rocha), originados de processos geológicos e geomorfológicos diversos. Podem apresentar modificações antrópicas, sendo os mais comuns: cortes, desmatamentos, e introdução de cargas, geralmente provenientes de construções. Popularmente, os taludes naturais são chamados de encostas, ou mesmos, barreiras. 27 Figura 36 Figura 37 13 CORTA RIOS Os corta rios são canais de desvio abertos com a finalidade de: • Evitar que um curso d´água existente interfira com a diretriz da rodovia, obrigando a construção d sucessivas obras de transposição de talvegues. • Afastar as águas que ao serpentear em torno da diretriz da estrada, coloquem em risco a estabilidade dos aterros. • Melhorar a diretriz da rodovia. 28 Figura 38 14 DRENAGEM DE ALÍVIO DE MURO DE ARRIMO Vamos falar brevemente sobre o que é o muro de arrimo. Muro de arrimo é um muro de contenção, usado em construções onde há desnível, ou em construções a baixo do nível natural do solo, tendo o papel muito importante de conter o solo, para não haver desmoronamentos. O muro de arrimo é calculado junto com o projeto de fundação da construção. Nele contém alvenaria, sendo na maioria das vezes, seu bloco de concreto normalmente nas medidas de 20x20x40 cm, e pilares de concreto. Podem ser feitos também com alvenaria de tijolos cerâmicos ou pedras. Figura 39 O muro de arrimo pode ser dividido em dois tipos principais, sendo por gravidade ou flexão. Muro de arrimo por gravidade é geralmente mais usado quando 29 o muro tem sua altura baixa ou média, ele controla o empuxo horizontal por meio do seu próprio peso. Já o muro de arrimo por flexão, costuma ser usado em alturas maiores, ele possui um formato em L, conseguindo assim ter mais resistência, é usado em construções mais profundas e tem um custo bem maior. Agora que já sabemos superficialmente o que é o muro, como é feito e sua utilidade, vamos falar sobre sua drenagem. Esse muro já suporta naturalmente uma grande carga sobre ele, sendo do solo. Porém, ainda temos que calcular um peso extra, pois toda construção deve ser avaliada inicialmente com um laudo de sondagem, neste estudo avaliamos a qualidade do solo, também conseguimos avaliar a quantidade de água que encontraremos quando formos escavar esse solo. Nesse momento o muro de arrimo é essencial para manter a construção em segurança. Não podendo jamais esquecer de calcular o peso do solo e o peso da água que podemos encontrar no lençol freático e nas chuvas. O muro de arrimo, com certeza irá ceder com toda essa carga, então para isso não ocorrer temos que construir um sistema de drenagem junto ao muro. Esse sistema é um sistema de escoamento, onde ele irá drenar toda a água que chegar até o muro e conduzir em segurança até um local específico fora do terreno. Essa drenagem e condução da água será feita através de drenos, onde poderão acompanhar o muro ou passar através dele, nesse processo é de extrema importante usar impermeabilizantes no muro e no sistema de drenagem, para que no escoamento dessa água, não ocorra nenhum vazamento, prejudicando assim a resistência e qualidade da obra e sua fundação. Além dos impermeabilizantes é utilizado brita entre os drenos e a terra, dessa forma diminui consideravelmente a possibilidade de passar terra pelo sistema e entupir os drenos. Sendo assim então colocado nesse sistema de drenagem um geocomposto drenante, os tubos de drenos corrugados e a manta geotêxtil. 30 Figura 40 Como já foi dito anteriormente, todo esse processo de construção e execução do muro de arrimo e de seu sistema de drenagem devem ser feitos por profissionais responsáveis e capacitados para tal, comseus cálculos específicos levando em consideração todas as necessidades do solo e da construção. Também é necessário um profissional em sua execução e acompanhamento, assim como uma excelente mão de obra. 15 ELEMENTOS GEOMÉTRICOS PARA SEÇÕES CIRCULARES Os elementos geométricos formam as características da seção transversal do canal, podem ser caracterizados pela geometria e altura da água. Esses elementos são o projeto hidráulico, que é essencial. Para peças simples e regulares, os componentes hidráulicos são representados e matematicamente relacionados uns com os outros de acordo com sua altura, e se há água no canal. No entanto, para partes mais complexas e desiguais, como canais naturais, não existe uma fórmula simples para conectá-los, porque são variáveis. Para serem feitos os cálculos usamos algumas variáveis, sendo elas: - Altura da água ou profundidade do escoamento, representado pela letra (h) - Área molhada, que é a área da secção transversal ocupada pela água, representado pelas letras (AM) - Coeficiente de rugosidade, que é fornecido em tabelas, sendo função da natureza das paredes, representado pela letra (n) - Perímetro molhado, que é o comprimento da linha de contato entre a água e 31 as paredes e o fundo do canal, representado pelas letras (PM) - Inclinação dos taludes, que é a projeção horizontal/projeção vertical, representado pela letra grega () - Raio hidráulico, que é o resultado da divisão da área molhada pelo perímetro molhado, representado pelas letras (Rh) Figura 41 elemento geométrico, num canal de seção trapezoidal. Também ocorre com grande frequência em drenagens pluviais urbanas, usarmos tubulações que operam com diversas lâminas. Isso ocorre, pois os diâmetros dessas tubulações de concreto disponíveis comercialmente, são entre: 300 mm e 1.500 mm, com as medidas a seguir: D = 300mm: Utilizada apenas em drenagem interna de pátios e estacionamentos. D = 400mm: Costuma ser o diâmetro mínimo aceito para drenagem urbana. Geralmente liga bocas de lobo á tubulações maiores. D = 500mm: Raramente encontrada, utilizada para ligar duas bocas de lobo. D = 600mm: Medida comumente utilizada para a ligação entre bocas de lobo. D = 800mm: Utilizada para coletar várias tubulações menores. D = 1000mm: Utilizada para conduzir drenagem de áreas de aproximadamente 10 a 15 ha. D = 1200mm e 1500mm: Utilizadas para conduzir a água drenada de áreas maiores que 15 há. Estes indicativos são utilizados como base para canais de drenagem, mas além dessas medidas devem ser considerados diversos outros fatores. Em canais de drenagem circulares o cálculo de vazão deverá ser adaptado. Abaixo estão as 32 fórmulas para se calcular as lâminas de trabalho das tubulações: h= l-r onde “l” = lâmina de água. α = 2 arccos(h/r) Área molhada:𝐴 = (𝜋𝑟 2 (360-α)/360)+(hrsen(α/2)) Perímetro molhado: P = 𝜋D(360- α)/360) Velocidade máxima: A velocidade máxima numa tubulação é atingida quando a lâmina “L” atinge 81% do diâmetro da tubulação: L = 0,81D Vazão máxima: A vazão máxima numa tubulação é atingida quando a lâmina “L” atinge 95% do diâmetro da tubulação: L = 0,95D Figura 42 16 BIBLIOGRAFIA https://www.ufjf.br/engenhariacivil/files/2012/10/TFC-Diego-Daibert-Final.pdf Manual de Drenagem (2006), http://www1.dnit.gov.br/anexo/Projetos/Projetos_edital0347_12-04_10.pdf http://www.aguasparana.pr.gov.br/arquivos/File/pddrenagem/volume6/mdu_versao0 1.pdf http://files.labtopope.webnode.com/200000266- c3ec5c4e59/Drenagem_Aula%2004.pdf epositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/bitstream/1/13346/1/projetodissipadorenergiaemiss ario.pdf https://old.eduqc.com.br/concursos/engenharia/obras-rodoviarias-drenagem/ http://geofoco.com.br/drenagem-de-muros-de-arrimo/ http://www.eng.uerj.br/~denise/pdf/muros.pdf https://www.ufjf.br/engenhariacivil/files/2012/10/TFC-Diego-Daibert-Final.pdf http://www1.dnit.gov.br/anexo/Projetos/Projetos_edital0347_12-04_10.pdf http://www.aguasparana.pr.gov.br/arquivos/File/pddrenagem/volume6/mdu_versao01.pdf http://www.aguasparana.pr.gov.br/arquivos/File/pddrenagem/volume6/mdu_versao01.pdf http://files.labtopope.webnode.com/200000266-c3ec5c4e59/Drenagem_Aula%2004.pdf http://files.labtopope.webnode.com/200000266-c3ec5c4e59/Drenagem_Aula%2004.pdf http://geofoco.com.br/drenagem-de-muros-de-arrimo/ 33 https://www.guiadaengenharia.com/canais-trapezoidal-circular/ http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/10139/material/ APOSTILA_ProjetoGeometrico_2010.pdf h ttp://www.doc.eb.mil.br/downloads/gte/Capitulo8-Drenagemsuperficial.pdf https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-ambiental/drenagem-das- rodovias https://www.guiadaengenharia.com/canais-trapezoidal-circular/ http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/10139/material/APOSTILA_ProjetoGeometrico_2010.pdf http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/10139/material/APOSTILA_ProjetoGeometrico_2010.pdf http://www.doc.eb.mil.br/downloads/gte/Capitulo8-Drenagemsuperficial.pdf
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