Tietê Plaza Shopping Drenagem De Subsolo Em Condições Críticas (Tietê Plaza Shopping - Underground Drainage In Critical Condition) NOME DOS AUTORES Engº Ivan Marassatto Masiero; Engº Luciano Romero Martinelli; Engº Alexandre Marcos Texeira; Instituição: Maccaferri do Brasil LTDA Av. José Benassi, 2.601 - CEP 13201-970, Jundiaí SP / Tel.: 55 11 4525-5000 Fax: 55 11 4599-4275 E-mail: ivan@maccaferri.com.br; luciano.martinelli@maccaferri.com.br Local da obra: São Paulo SP Brasil Duração: Fevereiro de 2013 Agosto de 2013 Geossintéticos utilizados: MacDrain FP 2L 20.1, MacDrain TD 20.1e MacTex N 40.2 Geotubos utilizados: MacPipe de 110 mm e MacPipe de 170 mm RESUMO Apresentamos neste os registros e desenvolvimento de solução para drenagem de sub-solo propostos e executados na obra Tietê Plaza Shopping com 36.060 m² de área distribuídas em três pavimentos e três sub-solos localizados em Pirituba, Zona Oeste da cidade de São Paulo, Brasil. O projeto atendeu a necessidade de apresentar um sistema de drenagem que suportasse as condições críticas de volume d água associados às condições também críticas de solo local. Além de atender as vazões necessárias ao projeto, o sistema também deveria respeitar as condições de deformação exigidas pelo pavimento de concreto posteriormente executado no empreendimento. No documento serão apresentadas os principais componentes deste desenvolvimento, bem como as vantagens técnicas e econômicas, a redução de mão de obra e sustentabilidade da solução. Foram utilizados os seguintes materiais: Colchão Drenante: 24.900 m² Trincheiras Drenantes: 500 m² Tubulação Drenante: 2.650 m Período de Execução: 60 dias ABSTRACT We present here the records and solution development for proposed drainage sub-soil and the work performed Tietê Plaza Mall with 36,060 m² distributed on three floors and three sub-soils located in Pirituba, West Zone of São Paulo, Brazil. The project has met the need to provide a drainage system that supports the critical conditions of water volume associated conditions also critical of local soil. In addition to meeting the required flow to the project, the system should also fulfill the conditions required by the deformation of concrete pavement later executed in the venture. The document will be presented the main components of this development, as well as the technical and economic advantages, reduction of manpower and sustainability of the solution. The following materials were used: Mattress Draining: 24.900 m² Draining Trenches: 500 m² Pipe Draining: 2.650 m Implementation Period: 60 days Página 1
2 1. INTRODUÇÃO O projeto em questão contempla a drenagem de todo o terceiro subsolo (figura 1), este local foi projetado para ser o estacionamento de veículos dos clientes do Shopping. Figura 1: Projeto de drenagem do 3º subsolo do Tietê Plaza Shopping. A condição executiva do local era desafiadora, pois o solo apresentava material orgânico em demasia, locais com solo de aterro com considerável quantidade de RCD (resto de construção e demolição), três nascentes e afloramento do lençol freático acima do terceiro subsolo variando de 2,18 a 0,07 m, que também culminou com um período de chuvas, agravando a condição já exposta. A empresa de engenharia responsável pela execução da drenagem, no processo de prospecção da solução estudou duas soluções com foco na melhor solução técnica e que apresentasse também o melhor custo, levando em consideração toda a cadeia (material x mão de obra x sustentabilidade). A primeira solução analisada foi o dreno francês (ou cego), que consiste em valetas revestidas com mantas geotêxtis preenchidas com material granular (pedra britada, cascalho ou pedregulho), que funciona com galeria filtrante, em conjunto com um colchão drenante com 70 cm de altura em toda a extensão do empreendimento, esta solução apresentou um consumo excessivo de rachão e difícil execução, com consumo considerável de BGS, material cada vez mais escasso no meio ambiente. Diante deste cenário, buscou-se uma alternativa com reconhecida excelência técnica, de fácil execução que dispensasse o consumo excessivo de brita graduada e que apresentasse condições de suporte à carga aplicada. A alternativa encontrada foi a utilização de uma camada de 20 cm de rachão + 10 cm de bica corrida em conjunto com a aplicação de Geocompostos para o colchão drenante e trincheiras drenantes, apresentando uma redução de 60% do volume de brita, tempo de aluguel de máquinas e mão de obra executiva sem e a questão sustentável com a diminuição da utilização de um recurso natural cada vez mais escasso. 3. ENSAIOS DINÂMICOS PARA DETERMINAÇÃO DO CBR IN SITU No processo de avaliação do método por meio de Geocomposto, fez-se necessário a execução de alguns testes de carga, executados pela empresa de engenharia responsável pelo projeto. Pagina 2
3 3.1. Light Weight Deflectometer (LWD) O ensaio LWD (figura 2) é um sistema dinâmico de placa de carga para medir a capacidade de suporte da camada do subleito e infra-estrutura do pavimento, não necessita de nenhuma medida de referência e fornece alternativa simples, efetiva e de baixo custo em comparação com outros testes de placas de carga. Ideal para garantia e controle de qualidade, no subleito, na sub-base, na base e no pavimento flexível. 3.2. Localização dos Pontos de Ensaio Figura 2: Ensaio Light Weight Deflectometer (LWD). A localização dos pontos onde foram realizadas as medições se encontra na imagen abaixo (figura3). 3.3. Resultados Obtidos no LWD Figura 3: Localização das faixas de ensaio A partir dos dados angariados no levantamento calculou-se o valor do CBR (Índice de Suporte Califórnia) e do módulo de reação do subleito (k) de acordo com o guia da AASHTO e os modelos da PCA para dimensionamento de pavimentos. Foram analisadas três opções alterando as alturas das camadas de BGS, grade e geocomposto. Após esta análise, definiu-se que a melhor solução técnica seria a opção 03, aplicado 25 cm de Pagina 3
4 BGS em conjunto com o geocomposto para colchão drenante, posteriormente em algum locais optou-se por também acrescentar trincheiras drenantes com geocomposto adequado. Opção 1 Opção 2 Opção 3 - Adotada 4. SISTEMA PROPOSTO Figura 4: Colchão Drenante Figura 5: Trincheira Drenante O sistema proposto baseia-se na implantação sob o piso de concreto do geocomposto atuando como colchão drenante (figura 4 e 4.1) sobre uma camada de 10 cm de brita graduada simples com inclinações de 0,5% em direção as trincheiras drenantes (figura 5 e 5.1). Figura 5.1: Trincheira Drenante Pagina 4
5 Na região entre os eixos 13 e 20 e entre os eixos L e V foram indicadas trincheiras drenantes dispostas paralelamente entre 5,00 e 12,00 metros com base 0,20 m e altura variável sendo a mínima igual a 0,63 m e a máxima igual a 1,00 m e preenchidas por areia, geocomposto atuando como trincheira drenante e com geotubos perfurados com Ø de 110 mm e inclinação mínima de 0,5%. No final dessas trincheiras o sistema foi interligado aos poços de recalque por trincheiras semelhantes, porém, com geotubos perfurados com diâmetros maiores de Ø 170 mm também com inclinação de no mínimo de 0,5%. Nas demais regiões foram executadas valetas rasas com base de 0,20 m e também preenchidas com areia e com geotubos perfurados com diâmetros de 110 mm e inclinação mínima de 0,5% envelopados com geotêxtil não tecido de 200 gramas dispostos também em trincheiras paralelas equidistantes entre 3,00 m até 14,00 metros e interligadas aos poços de recalque por valetas semelhantes, porém, com geotubos perfurados de Ø 170 mm. 4.1 Dimensionamento Figura 4.1: Colchão Drenante 4.1.1 Vazão do Sistema Drenante das Trincheiras com geocomposto drenante. Dados iniciais: a) Diferença de cotas entre o lençol freático, antes da drenagem e o NA máximo nos drenos (m) =D b) Distância entre os drenos: L(m) c) Rebaixamento mínimo do nível freático (m) = d d) Coeficiente de permeabilidade do solo (m/s) = K e) Espessura (m) = ϵ f) Relação entre volume de água livre e volume de solo, usualmente da ordem de 0,01, podendo variar de 0,05 (areias) a 0,02 (argilas). Valores Adotados: L = 5,00 m a 13,00 m. D = 0,63 m a 1,00 m. d = 0,30 (adotado) K = 10-5 cm/s = 10-7 m/s. Pagina 5
6 y = 0,03 adotado para siltes. => 4.1.2. Dimensionamento do Sistema = Ábaco de MacClelland => (valor de referência do Ábaco de Mac Clelland) 4.1.3. Geotubo Drenantes => 100/130 mm I=0,5% => 170/190 mm I=0,5% => Para: =0,8 e n=0.009 Portanto: Os drenos de 110 mm ou 170 mm conforme seu local de utilização em projeto, atendem a vazão de contribuição. 4.1.4. Capacidade de Vazão da Trincheira de Brita + Geotêxtil De acordo com a Lei de Darcy temos: A vazão que escoará pelo dreno, considerando uma drenagem vertical, por metro de trincheira, será: Por norma deve-se aplicar os fatores de redução de desempenho para o geotêxtil utilizado na drenagem: FR cr = 1,20 (fluência CREEP) FR cc = 1,30 (colmatação química) FR bc = 1,25 (colmatação biológica) Com isso obtem-se a vazão admissível (Qadm cv) do sistema: Pagina 6
7 4.1.5. Capacidade de Vazão do geocomposto para trincheira drenante h = 1 - altura da trincheira Ko = 0,40 empuxo no repouso 4.1.6. Trincheira drenante Para se obter a capacidade de vazão do geocomposto drenante é necessário determinar a tensão a que estará submetido. A favor da segurança, adota-se um valor aproximado do coeficiente de empuxo no repouso Ko = 0,40, obtendo assim a tensão horizontal efetiva. 4.1.7 Geocomposto trincheira drenante h = 1m (altura da trincheira) Tabela 1: Vazão do geocomposto trincheira (conforme ensaios disponibilizados pelo fabricante) Pela tabela acima, P = 7,2 Kpa Q = 2,84 l/s/ml 3 l/s/ml Pelas normas, temos que aplicar os seguintes fatores de redução para o geocomposto: FRCM = 1,05 (intrusão do solo) FRCC = 1,10 (colmatação química) FRCR = 1,20 (fluência CREEP) FRBC = 1,15 (colmatação biológica) Vazão Admissível do Sistema considerando geocomposto trincheira (tab.macdrain 2LTD) ( Portanto comparando a vazão de ambos sistemas: = 1,89/1,54 = 1,23 Neste momento, conclui-se que o geocomposto drenante apresenta capacidade de vazão de 23% maior que o sistema de drenagem convencional com brita e geotêxtil. 4.1.8. Drenagem Horizontal com o geocomposto drenante (um lado com geotêxtil permeável e outro com filme de polipropileno impermeável) Pagina 7
8 Piso considerado sobre o geocomposto drenante. ϵ = 0,20 m (piso de concreto 10 cm + brita graduada = 10 cm) Tensão Vertical = 0,20 x 2,5 = 5,00 Kpa, pela tabela 2. Tabela 2: Vazão MacDrain 2L FP Para i=0,01 m/m drenagem horizontal Extrapolada a tabela acima, a favor da segurança, toma-se a vazão Q=0,32 l/s x m para a tensão aplicada. FRUN = 1,10 (intrusão do solo) FRBC = 1,15 (colmatação biológica) FRCR = 1,20 (fluência CREEP) FRCC = 1,20 (colmatação química) 5. CONCLUSÃO A tecnologia de drenagem por meio de geocompostos drenantes, quando comparada com a drenagem convencional apresentou capacidade de vazão 23% superior, mesmo com a aplicação de todos os fatores de redução de desempenho previstos em normas. Com o uso do geocomposto e consequente redução da espessura da brita graduada (70 cm para 30 cm) abteve-se redução do consumo em aproximadamente 60%. A solução associada geocomposto brita atende as necessidades de suporte do piso de concreto com vantagens técnicas, econômicas e de sustentabilidade. A redução do tempo de execução apresentou impacto direto na redução dos custos de mão de obra executiva e aluguel de equipamentos. 6. REFERÊNCIAS Construção: Racional Engenharia Ltda. Cliente: CCP Cyrela Comercial Properties Relatório de Ensaios Dinâmicos para Determinação do CRB In Situ (Mix Design Tartuce Engenheiros Associados). Relatório de Avaliação de Drenagem Profunda Referência T-1640-1 - Rev.01 (Infraestrutura Engenharia Ltda). Detalhes Técnicos de Instalação (Acqua Ambiental Comércio e Serviço Ltda). Pagina 8