Rebaixamento de lençol freático

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1 Rebaixamento de lençol freático Profa. Andrea Sell Dyminski UFPR Necessidade do Controle da Água Subterrânea Interceptação da água percolada que emerge nos taludes e fundo de escavações Aumentar a estabilidade de taludes e evitar o carreamento de partículas do solo Reduzir a carga lateral em estruturas de escoramento Eliminar ou reduzir o emprego do ar comprimido na execução de túneis Melhorar as condições de escavação e reaterro Deixar praticamente inalteradas as condições de suporte do terreno subjacente ao aopio da estrutura a ser construída 1

2 Controle da água subterrânea Métodos: Interceptação e remoção da água subterrânea, através de BOMBEAMENTO: altera a posição do nível de água >> Rebaixamento de lençol Separação entre fluxo de água e escavação, usando uma barreira física (CUT-OFF): mantém as condições hidrológicas locais. Formas mais comuns: Estacas pranchas (metálicas ou de concreto) Diafragmas Cortinas de injeção de cimento Jet-grouting, Injeção de produtos químicos Congelamento (menos frequente) Métodos de Rebaixamento do Lençol Poços Superficiais, Valas e Trincheiras Drenantes: bombeamento direto com esgotamento de vala. É o mais simples de todos os sistemas de rebaixamento Coleta de água em valas abertas no fundo da escavação, ligadas a um ou vários poços, onde água é acumulada Vazão: Q = k. H. n f / n d Fonte: Alonso, 1999 Nesta figura: n f = 5 n d = 12 2

3 Bombeamento Direto Valeta e poço para captação da água do fundo da escavação Fonte: Alonso, 1999 Fonte: Alonso, 1999 Captação de água de drenos por trincheira drenante (que depois poderá ser bombeada) Observações Pode-se adotar uma disposição tipo espinha de peixe (por ex., preenchidas de material granular e revestidas de geossintéticos), conectada às valas adjacentes Observar se não ocorre carreamento de partículas do solo: a água de saída da bomba deve estar limpa! Desvantagens: Lentidão da drenagem dos taludes laterais Convivência com uma escavação freq. encharcada Ocupação de espaços importantes da obra No caso de escavações suportadas por cortinas impermeáveis, com gradiente hidr. de saída elevado, pode gerar perda da capacidade de suporte 3

4 Camada permeável de pequena espessura, sobre camada de baixa permeabilidade Fonte: Alonso, 1999 Grandes áreas de escavação e pequenas espessura de camada permeável Fonte: Alonso,

5 Fonte: Alonso, 1999 Rebaixamento com Ponteiras Filtrantes Instala-se um tubo coletor no perímetro da área de rebaixamento, no qual estão conectadas tomadas de água (tubos com ponteira filtrante ou telada) Em geral: Tubo coletor: 4 de diâmetro Espaçamento entre tomadas de água: aprox. 1m Tubos das tomadas de água: 1 ½ a 1 ½ 5

6 Esquema Geral de Instalação do Sistema de Ponteiras Detalhe de disposição das ponteiras Fonte: Alonso, 1999 Detalhe da ponteira Equipamentos Sistema de Ponteiras Filtrantes Detalhe de instalação dos equipamentos Fonte: 6

7 Rebaixamento com Poços Profundos com injetores Os poços atingem profundidades de até 30 m, com diâmetros de 20 a 30 cm e espaçamento de 4 a 10 m Em geral, empregam injetores (ou ejetores) Sistema em circuito semifechado, onde a água é injetada no solo através de um tubo e succionada novamente por uma bomba centrífuga, que leva para o exterior do maciço a água injetada e a água subterrânea Fonte: Poços profundos com bombas submersas de eixo vertical Empregadas em lençóis d'água muito profundos, com aqüíferos muito permeáveis No fundo do poço, é colocada uma bomba centrífuga, com diâmetro mínimo de 10 cm A bomba é acionada somente em estad submerso Fonte: 7

8 Fatores que influenciam a escolha do sistema de rebaixamento Tipo de Obra: Escavações rasas (rebaix. Até 5-6m do lençol): Sistema convencional de ponteiras filtrantes Obras maiores e espaços pequenos: poços profundos Condições de subsuperfície:a permeabilidade e a drenabilidade do terreno são muito importantes! Fatores que influenciam a escolha do sistema de rebaixamento (cont.) Altura do rebaixamento x quantidade de água a ser bombeada: quanto maior a altura de rebaixamento, mais potente deverá ser o sistema de captação Efeito do rebaixamento em estruturas adjacentes: diminuição de poro-pressão gera aumento da pressão efetiva e, portanto, gera recalques... 8

9 Fonte: Fatores que influenciam a escolha do sistema de rebaixamento (cont.) Natureza do aqüífero e fontes de percolação: condição artesiana, condição gravitacional, lençóis empoleirados ou suspensos, etc... 9

10 Referências Principais Alonso, U.R., Rebaixamento Temporário de Aquíferos, 1999 Grandis, I. e Mello,L.G.F.S. Rebaixamento e Drenagem, em Fundações Teoria e Prática, ed. W. Hachich e outros, Ed. PINI, go asp 10