Impermeabilização de túnel com geomembrana de PVC

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1 RESUMO Para atender ao plano de recuperação da Estação da Luz (TM) no centro da cidade de São Paulo e visando facilitar o deslocaento dos usuários dos serviços de transporte de assa, a Copanhia Paulista de Trens Metropolitanos, TM, decidiu executar u projeto aplo na região que te coo pontos principais ua galeria de interligação entre a Estação da Luz (trens) e a Estação Luz do Metrô. O objetivo é facilitar o acesso aos usuários dos dois sisteas de transporte, por eio de u túnel (trecho LK) e construir u saguão subterrâneo sob a Estação da Luz (trecho LK). ALEXANDRE MATSUDA CARLOS EDUARDO PIRES DA FONSECA ROBERTO KAZUO HASHIMOTO ENGENHEIROS DA SANSUY S/A IND. DE PLÁSTICOS VICTOR EDUARDO PIMENTEL ENGENHEIRO DA OBER S/A IND. E COM. ROBERTO KOCHEN DIRETOR TÉCNICO DA GEOCOMPANY TECNOLOGIA, ENGE NHARIA & MEIO AMBIENTE; PROFESSOR DA ESCOLA POLITÉC NICA DA USP E DIRETOR DO DEPARTAMENTO DE ENGENHA RIA DE CONSTRUÇÕES CIVIS DO INSTITUTO DE ENGENHARIA O túnel LK está sendo construído por u consórcio constituído pelas epresas Augusto Velloso, Telar e Tejofran, co projeto da Figueiredo Ferraz/ Protran. U dos pontos principais desta obra é a sua ipereabilização, por eio da utilização de ua geoebrana de PVC co espessura de ilíetros, protegida por dois geotêxteis nãotecidos, u e cada face, envolvendo totalente o túnel. Esta solução é inédita no Brasil, apesar de bastante utilizada e outros países, principalente na Europa. DETALHES CONSTRUTIVOS GERAIS A galeria de interligação foi escavada no sistea cut and cover, até ua profundidade de aproxiadaente 0 etros, suportada por estacas cravadas no solo e ua parede interediária de blocos ou de concreto arado dependendo do trecho entre as estacas. A Caso de obra: execução da ipereabilização de túnel (trecho LK) co geoebrana de PVC, trabalho que faz parte das obras do Projeto Integração Centro e execução na cidade de São Paulo que irá fazer a interligação subterrânea da Estação da Luz (TM) co a Estação Luz do Metrô de São Paulo Ipereabilização de túnel co geoebrana de PVC ENGENHARIA/00 8

2 estrutura do túnel é constituída por ua parede de concreto arado co cerca de 60 centíetros de espessura, ua laje de teto e u piso tabé de concreto arado. Nas paredes a geoebrana de PVC é protegida por dois geotêxteis nãotecidos, u e cada face, e instalada entre a parede diafraga e a parede estrutural do túnel de 60 centíetros de espessura. No piso, a geoebrana está sendo instalada sobre ua base de concreto regularizado e posteriorente protegida por ua caada de argaassa de cerca de centíetros, para e seguida receber o concreto arado estrutural que vai copor o piso. No teto a geoebrana está sendo instalada sobre a laje do túnel, previaente regularizada, e, na seqüência, recebe ua caada de proteção ecânica de argaassa tabé de centíetros antes da vala ser reaterrada. (ver figura ) CARACTERÍSTICAS DOS GEOSSINTÉTICOS EMPREGADOS Fora epregados três tipos de geossintéticos nesta obra confore detalhado a seguir. ) Geoebrana de PVC Foi utilizada ua geoebrana de PVC (cloreto de polivinila) na espessura de ilíetros obtida pelo processo de calandrage, ulticaada, co forulação adequada para atender o eorial técnico do projeto baseado na nora suiça SIA 80, específica para obras enterradas, co alguas alterações solicitadas pelo fabricante da geoebrana e aprovadas pela TM. ) Geocoposto Obtido pelo acoplaento de ua geoebrana de PVC co espessura de ilíetros co u geotêxtil nãotecido de polipropileno de 00 g/² e ua das faces. (ver tabela ) A utilização do geocoposto foi ua das alterações solicitadas na especificação inicial para redução de ãodeobra, ua vez que o geotêxtil nãotecido externo não precisa ais ser fixado sobre a geoebrana porque já ve acoplado. O forneciento do geocoposto está sendo feito e painéis préconfeccionados e fábrica, nas diensões ais adequadas para cada local, e tabé e bobinas de.00 ilíetros, onde painéis aiores não podia ser aplicados por questão de TESTE ESPECIFICAÇÃO TM. Espessura.0 ±%. Alongaento na Ruptura a Tração A) Geoebrana B) Geocoposto. Dobraento a Baixa Teperatura. Deforação Após Ciclo Térico. Resistência das Eendas B) Solda Cunha de Prata 6. Índice de Proteção Contra o Incêndio. Mínio 00% (Não reforçado) Mínio 0% (Reforçado) Não roper até 0ºC. Menor que.0%, se bolhas A ruptura deve anifestarse externa à eendas, se fissura ne descolaento das duas peças unidas Autoextingüível e classe de incêndio V/ RESULTADOS =.0 6 =.07 =.0 7 =. =. 8 =. =. 9 =. =. P =. Longitudinal C 0 = 6. =0. = 0. 9 =6. 0 =. Transversal =. 6 =7. 8 = 0. =96. =7. 8 Longitudinal = =9.88 = 0. 6 =00. =0. Transversal = 87. =8. = 96.6 =9. =88.7 Longitudinal (Frente) C C C (Avesso) C C C 6 Longitudinal =. 0 =. 0 =. 0 Transversal =+. =+. =+. Teperatura Abiente C C C Acondicionado a 0ºC C Teperatura Abiente C C C Acondicionado a 0ºC C Tepo de queia (s) =. =. =. =. =. Área Carbonizada () = 0 =6 = = =6 Tabela Características físicas do geocoposto MÉDIA MÉTODO OBSERVAÇÃO =.7 DIN 70 =8.7% SIA 80/ = 9.96% =99.98 SIA 80/ Distância inicial de 00 devido ao taanho da aostra ser insuficiente = 89.7 Satisfaz =.0% =+.% ASTM D 790* ASTM D0 ASTM D0 Satisfaz SIA 80/ Satisfaz SIA 80/ =.s California Fire Marshal (Sall scale paragraph 7.) P = C *Aparelho do ensaio de ipacto co adequação para dobraento. Corpos de prova co diensões x00 Distância entre garras 00 Distância entre garras 00 6 ENGENHARIA/00 8

3 Figura Seção esqueática do sistea de ipereabilização peso ou dificuldade de fixação. O processo de eenda e fábrica para obtenção dos painéis é a terofusão por eio de áquina de cunha quente. ) Geotêxtil O geotêxtil nãotecido é epregado no presente caso coo eleento de proteção da geoebrana de PVC, sendo eleento iprescindível para o bo funcionaento do sistea. A proteção da geoebrana na presente aplicação é bastante iportante no sentido de evitar eventuais danos ecânicos decorrentes do processo executivo dos túneis. Outro fator iportante que se deve ressaltar está ligado ao tipo de políero que copõe a estrutura do geotêxtil, devido ao fato do eso estar e contato direto co concreto. No presente caso o geotêxtil utilizado é coposto de fibras 00% polipropileno, políero altaente resistente aos fenôenos de reação do concreto durante o período de cura. O eprego do geotêxtil inadequado coloca e risco o desepenho do sistea de proteção, pois o eso pode sofrer degradação acelerada devido ao processo de hidrólise que ataca políeros coo o poliéster, por exeplo. Outros parâetros físicos e ecânicos fora respeitados, segundo especificação técnica do projetista. Os parâetros físicos e ecânicos do geotêxtil nãotecido epregado estão apresentados na tabela. Acessórios Fora epregados diversos acessórios para conferir aior confiabilidade a ipereabilização visto tratarse de obra de grande responsabilidade e anutenção onerosa. A seguir vaos descrever os principais acessórios que faze parte do processo de ipereabilização da obra. Juntas water stop São perfis de PVC soldados na geoebrana a cada 0 etros, visando segentar a ipereabilização e setores para confinar eventuais vazaentos e liitar a área a ser retrabalhada. Após a concretage da parede estrutural do túnel, estes perfis fica engastados no concreto por eio de suas aletas e fora ua barreira a passage da água. As juntas water stop são copostas por dois perfis de PVC co aletas de,0 centíetro para o engastaento no concreto. Os perfis são previaente soldados a ua faixa de geoebrana de PVC de igual coposição da geoebrana principal, espessura ilíetros e largura de 00 ilíetros. O copriento destas juntas é de, etros e a união seqüencial das esas é feita co solda por terofusão e aplicação de astique de PVC. (ver figura ) Canal para injeção Coo a instalação das juntas water stop, obedece o Físicas Mecânicas Propriedades Tabela Características físicas do geotêxtil critério de 00 ² de área confinada ou 0 etros lineares entre duas juntas, o que for enor, são instalados tubos de PVC de diâetro / transpassando as paredes de concreto e cada setor, para futura anutenção co injeção de vedante quando necessário. Perfis de aluínio Na interligação do túnel LK co a estrutura já existente da Estação Luz do Metrô, definiuse que a geoebrana de PVC devia ser fixada ecanicaente, para não se correr o risco de penetração de água por eio desta união que te coo eleento principal u perfil chato de aluínio de / por ilíetros de largura, fixado por parafusos à estrutura antiga. MÉTODO DE INSTALAÇÃO Piso Material As geoebranas de PVC, co espessura noinal de ilíetros, são fornecidas e rolos ou painéis présoldados de 0 etros de copriento por,0 etro ou,76 etros de largura, respectivaente, co geotêxtil de 00 g/² acoplado. A solda de fábrica co centíetros é feita por terofusão e testada confore plano de inspeção de qualidade de fabricação credenciado pela nora ISO 900. Instalação ) preparação das superfícies: o contrapiso deverá estar lipo, seco, isento de pontas de ferro, adeiras ou outros ateriais contundentes, os cantos e udanças de ângulos deverão estar arredondados e eiacana, raio aproxiado de 8 centíetros; ) caada aortecedora: sobre o contrapiso preparado nas condições acia é colocado o geotêxtil de 00 g/², co sobre Nora Graatura ABNT NBR 68 Espessura Noinal ABNT NBR 69 Resistência à Tração e Faixa Larga Resistência ao Rasgo Trapezoidal ABNT NBR 8 ASTM D T L Unidades Valores g/ 00, 6 kn/ 8 % >70 kn/ 7 % >70 T N 70 L N 800 Resistência ao Puncionaento ABNT NBR 9, 9 Resistência à Tração Tipo "Grab" ASTM D 6 Resistência ao Estouro ASTM D 786 T L N 600 % >60 N 0 % >60 Mpa, 9 ENGENHARIA/00 8 7

4 posição de 0 centíetros, o geotêxtil é fornecido e rolos de, x 00 de copriento, o geotêxtil sobe nas verticais cerca de 0 centíetros; ) geoebrana: a geoebrana de PVC co espessura noinal de ilíetros, e rolos ou painéis, é colocada sobre a caada aortecedora e soldadas entre painéis por eio de cunha de prata aquecida e áquina autoática de teperatura controlada a área de sobreposição e solda é de, centíetros de largura, a área de piso é de 0,0 etros e são utilizados três painéis présoldados de,76 etros, u rolo de,0 etro (abos co geotêxtil acoplado) e duas faixas de 0,0 etro nas laterais (se geotêxtil), totalizando 0,8 etros; ) teste de ar: todas as eendas feitas na obra são testadas co ar copriido para garantir a estanqueidade (pressão kg/c²), por eio de bico de ilíetros de diâetro, confore plano de inspeção de qualidade (caso seja detectada ua falha de eenda o trecho é novaente soldado co soprador de ar quente e o teste é refeito) neste trecho ainda é colocado u reforço de geoebrana de 0,8 ilíetro, soldado co ar quente; ) proteção ecânica: sobre o geocoposto é lançada ua caada de argaassa de ciento e areia co traço : e espessura de centíetros, onolítica (a proteção ecânica pára a 0 centíetros das laterais para peritir a posterior soldage da geoebrana das paredes co a do piso e após este procediento a proteção ecânica é copletada forando u rodapé de centíetros). Parede Material As geoebranas de PVC co espessura noinal de ilíetros são fornecidas e rolos de,0 Figura Seção esqueática locação de juntas etro de largura co geotêxtil de 00 g/² acoplado. Para atender a fora de aplicação que prevê a instalação de juntas waterstop na laje do piso e na laje de cobertura, serão utilizadas faixas de 0,80 etro de largura, se geotêxtil, nos extreos. O consuo de geoebrana e geotêxtil nas paredes é cerca de 0% a ais devido às irregularidades provocadas pelos pilares. Instalação ) preparação das superfícies: a superfície deve estar lipa, seca, isenta de pontas de ferro, adeiras ou outros ateriais contundentes para a geoebrana; ) caada aortecedora: o geotêxtil é fixado na parede de blocos de concreto, de fora a obterse a conforação das colunas e o forneciento do geotêxtil é feito e rolos de, x 00 de copriento; ) geoebrana: prieira faixa de 0,80 etro de largura é parafusada nas laterais de cada coluna, de fora a obterse a conforação das esas e o sistea de fixação utilizado é coposto por parafuso de aço zincado de 8 x 0, arruela de aço zincado de diâetro externo 0 ilíetros e bucha plástica nº 8 [esta fixação é feita no extreo da borda superior, as geoebranas de largura,0 etro colocadas acia da prieira faixa são erguidas por eio de talhas anuais e roldanas que perite o exato posicionaento de sobreposição de 0 centíetros à geoebrana anterior para soldage, a solda e ua faixa de no ínio centíetros é feita por eio de sopradores de ar quente e rolete de silicone de fora a obterse a perfeita união entre as geoebranas, após a execução da solda acia é feito u selaento co astique de PVC aplicado nas bordas (considerandose que o diâetro da arruela de fixação é de 0 ilíetros e a sobreposição é de 00 ilíetros, tereos ua área livre para solda de 80 ilíetros nestes pontos singulares)]; ) Teste de ar para verificação da estanqueidade: todas as eendas feitas na obra são testadas co ar copriido (pressão > kg/c²) por eio de bico de ilíetros de diâetro, confore plano de inspeção de qualidade (caso seja detectada falha, o trecho é novaente soldado co soprador de ar quente e o teste é refeito). Neste trecho ainda é colocado u reforço de geoebrana de 0,80 ilíetro soldado co ar quente. Juntas waterstop Locais de aplicação: a) étodo parede de blocos laterais, piso e texto; b) étodo concreto oldado piso e teto. Material As juntas waterstop são copostas por dois perfis de PVC co duas aletas cada co altura de, centíetro, co garras. Para peritir a fixação e aderência ao concreto, os perfis são previaente soldados a ua faixa de PVC de igual coposição da geoebrana, co espessura ilíetros e largura de 0 centíetros. O copriento destas juntas é de, etros e a união Serviços de ipereabilização de túnel co geoebrana de PVC na Estação da Luz (TM), cidade de São Paulo 8 ENGENHARIA/00 8

5 seqüencial das esas é feita co solda de ar quente e astique de PVC. Instalação ) parede de blocos: as juntas waterstop são instaladas por eio de solda de ar quente, confore segue: sentido longitudinal (quatro juntas, duas inferiores instaladas nas paredes esquerda e direita a aproxiadaente 60 centíetros acia do contrapiso e duas superiores a aproxiadaente 0 centíetros abaixo da superfície externa da laje de cobertura); sentido transversal (ua junta instalada a cada 0 ou etros, adequandoa e função dos pilares e do acesso à estação; a união das interseções entre as juntas recebe astique à base de PVC, de fora a garantir a perfeita estanqueidade nestes pontos). Poços e tubos de drenage Para estas áreas serão préconfeccionadas peças de geoebrana de PVC, de fora a revestilas totalente, se eendas feitas no local. Os sisteas de proteção deve obedecer ao projeto. Teste das eendas de capo As eendas de capo deverão ser efetuadas por equipaento de cunha de prata aquecida, co cordão de solda siples de largura ilíetros no piso/teto e soldage anual por eio de soprador de ar quente e rolete de pressão de borracha nas paredes, co cordão de solda de 0 ilíetros de largura. Todas as eendas de instalação na obra, deverão ser testadas se exceção ediante aplicação de ar copriido co pressão entre Kgf/c² a 6 Kgf/c², por eio de bico co diâetro de saída de ilíetros, perpendicularente ao copriento da solda. O jato de ar copriido deverá ser dirigido à interface da eenda. Neste tipo de teste eventuais falhas na solda são facilente detectadas pelo levantaento da aba da geoebrana co a pressão de ar e tabé pelo ruído que o ar provoca na área afetada. As áreas que exige reparos, deverão ser claraente identificadas co arcação adequada para devidas providências, confore procediento de reparo estabelecido. CONSIDERAÇÕES FINAIS A obra de ipereabilização das valas da rua Mauá e Pinacoteca (LK ) encontrase e fase final de execução (concretagen da laje de teto) e apresentando bons resultados, se apresentar infiltrações no interior da estrutura. Agradecientos À Copanhia Paulista de Trens Metropolitanos, TM, e ao Consórcio Augusto Velloso/Telar/Tejofran por autorizare a publicação destes resultados. REFERÊNCIAS. Nora adotada no projeto: Nora Suíça SIA 80 para obras enterradas.. Obra siilar na Europa: Ipereabilização da Estação Baixo Chiado do Metrô de Lisboa, Portugal. ENGENHARIA/00 8 9

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