Processo Executivo da execução das estacas de dreno vertical de areia ou estacas brita

1. GENERALIDADES 

Os drenos verticais de areia, também chamados de estacas de areia, tem por objetivo primordial acelerar, a curto prazo, o adensamento da camada de solo compresível, a fim de aumentar a respectiva resistência ao cisalhamento.

 O serviço ora especificado se constitui num dos processos usuais aplicados na consolidação das fundações dos aterros. As operações que integram os serviços compreendem as seguintes atividades: 

• fornecimento e transporte da areia até o local da obra;

 • cravação do tubo (camisa) e remoção do solo escavado, do interior; 

• aplicação da areia e retirada do tubo (camisa), em operações concomitantes. Os dispositivos instalados nas camadas subjacentes dos pavimentos de cortes ou aterros tem a finalidade de liberar parte da água retida, aliviando as tensões e propiciando a preservação do pavimento.

 2. NORMAS E DOCUMENTOS DE REFERÊNCIA 

2.1 ABNT NBR 7362:2005 Sistemas enterrados para condução de esgotos 

2.2 DNIT 016:2004 Drenos sub-superficiais – Especificação de Serviço 

2.3 Manual de Drenagem Rodoviária DNIT 2010 3. MATERIAIS A camada drenante de areia, deverá ser constituída de areia grossa, altamente permeável, limpa, isenta de substâncias nocivas, como torrões de argila, matéria orgânica, etc. 

Não havendo indicação de projeto, a areia poderá ter a seguinte composição granulométrica: 

4. EQUIPAMENTOS

Prevê-se a utilização do bate-estacas de gravidade, com pilão e amostrador e, quando necessário, do

caminhão tanque e compressor de ar para jatos d'água.

5. EXECUÇÃO

Na execução dos serviços serão observadas as recomendações explicitadas em seqüência, às quais não corresponderão pagamentos específicos; os custos estarão, pois, diluídos nos respectivos preços unitários contratuais:

a) os drenos verticais de areia deverão ter o diâmetro, o posicionamento e a profundidade indicados no projeto;

b) durante a operação de cravação, deverá ser observada, atentamente, a verticalidade da camisa;

c) a remoção do material do interior da camisa deverá ser executada simultaneamente com a cravação da mesma e, preferencialmente, através da aplicação de jatos d água;

d) quando da cravação da camisa e ao se aproximar da cota inferior da camada de solo compreensível, deverá ser detectado, atentamente, o momento em que ocorrer a maior resistência do terreno à penetração da camisa, quando então será interrompida a operação, procedida a retirada e o exame visual do solo removido;

e) constatada a transposição da camada de solo compressível, será procedida a aplicação das camadas de areia e, concomitantemente, será retirada a camisa;

f) havendo dúvida, quanto às características favoráveis ou não, relativo a camada de terreno atingida, a FISCALIZAÇÃO poderá autorizar o prosseguimento da cravação da camisa até que fique assegurada a boa qualidade do terreno encontrado;

g) a colocação da primeira camada de areia somente deverá, ocorrer, a critério da FISCALIZAÇÃO, após a completa remoção do solo compressível do interior da camisa;

h) a espessura da primeira camada de areia a ser aplicada no interior do tubo deverá ser compatível com a capacidade do equipamento a ser empregado na retirada da camisa;

i) não havendo indicação no projeto e a critério da FISCALIZAÇÃO, poderá ser adotado o seguinte procedimento durante as operações concomitantes de aplicação de areia e retirada da  camisa;

• colocação da primeira camada de areia, variando de 1,0 m a 2,0 m, de espessura;

• desencravar a camisa até a altura correspondente a metade da espessura da primeira camada de areia;

• colocação da segunda camada de areia, na mesma espessura da primeira camada;

• desencravar a camisa até a altura correspondente a metade da espessura da segunda camada de areia colocada;

• colocação da terceira camada de areia, na mesma espessura da anterior;

• assim, sucessivamente, até o preenchimento total do furo com a areia e retirada da camisa.

j) considerando as facilidades executivas disponíveis, as camadas de areia subsequentes a primeira, poderão ter espessuras aumentadas à medida em que se aproximarem do topo do dreno;

l) cuidados especiais serão tomados no sentido de que todas as operações se realizem sem que haja a contaminação da areia. 

6.CONTROLE

6.1 Dos materiais:

6.1.1 Materiais filtrante e drenante: devem ser efetuadas análises granulométricas dos agregados empregados, à razão de um ensaio, no mínimo, para cada 1.000m de dreno executado. As condições de compactação são controladas visualmente.

6.1.2 Selo: as características do material argiloso utilizado como selo, quando previsto, são avaliadas em bases tácteis e visuais. Não podem ser utilizados, nesta função, materiais arenosos, materiais pedregulhosos permeáveis e não coesivos ou materiais argilosos expansivos.

6.1.3 Tubos: são formadas amostras dos tubos empregados à razão de cinco tubos por quilômetro de dreno. As características externas destes tubos são apreciadas visualmente. Devem ser ainda executados os ensaios, para cada tubo da amostra, previamente à execução do dreno.

7.3.5 Geotêxtil: as características do geotêxtil são apreciadas em bases visuais e através de testes expeditos de campo destinados a avaliar sua resistência à tração. O geotêxtil fornecido deve ter suas características atestadas por certificado expedido pelo fabricante.

6.2 Da Execução

6.2.1 O controle geométrico da execução dos drenos, no que diz respeito ao alinhamento e à profundidade é feito por meio de levantamentos topográficos, auxiliados por gabaritos para execução das canalizações e acessórios.

7. CRITÉRIOS DE MEDIÇÃO E PAGAMENTO

Os serviços são aceitos e passíveis de medição desde que atendam simultaneamente às exigências de material e de execução, estabelecidas nesta especificação.

Os serviços serão medidos por metro (m) de estaca executada confome o projeto.

Os serviços recebidos e medidos da forma descrita será pago conforme os respectivos preços unitários contratuais, nos quais estão inclusos: o fornecimento de materiais necessários a execução dos serviços, eventuais perdas por manuseio, transporte até o local de execução, ensaios

tecnológicos; cravação da camisa; mão de obra com encargos sociais, epi´s, todos as ferramentas e equipamentos necessários à perfeita execução; BDI.

8. CONSIDERAÇÕES ESPECIAIS DE SEGURANÇA E MEIO AMBIENTE

Todas as atividades necessárias para o desenvolvimento dos serviços deverão ser realizadas em conformidade com a política, objetivos, metas e requisitos dos documentos, de modo a buscar a melhoria do desempenho pessoal, a prevenção de acidentes e incidentes, a prevenção da poluição e a melhoria do desempenho em relação à Saúde e Segurança do Trabalho.

9. ANEXOS/FORMULÁRIOS

Controle de revisões

Cravação de Geodrenos em Santa Catarina 

É um método utilizado para estabilização de aterros, principalmente para consolidação de sua fundação.

• Este método visa aumentar em curto prazo o adensamento da camada mole, a sua 

resistência ao cisalhamento e melhoria da capacidade de suporte, través de drenos 

verticais.

• Este drenos são constituídos de tubos com diâmetro entre 20 a 60cm, com 

distância entre os drenos dez vezes o valor do diâmetro.

ETAPAS:

1. Cravejamento de tubos (drenos) até atingir a camada de bom suporte;

2. Remoção do material interno dos drenos com jatos d’água;

3. Enchimento dos drenos c/ material filtrante, com alto teor de permeabilidade;

4. Construção de camada drenante no topo dos drenos;

5. Execução do aterro sobre a camada filtrante, fazendo com que a pressão da 

sobrecarga do aterro faça a água da camada mole percolar até o dreno vertical, 

atingindo a base do aterro e saindo pela camada drenante;

6. O adensamento da camada mole é acelerado por meio da perda de água, 

redução do volume de vazios e aumento da resistência de cisalhamento.

Metodologia para aplicação dos Drenos Verticais de Areia

Durante situação de esgotamento direto de água, necessário analisar a possibilidade de ocorrência da " ruptura de fundo " de escavação devido à subpressão atuando, de baixo para cima, na camada impermeável. Este fenômeno ocorrerá quando a supressão for igual ou maior que a pressão efetiva do solo dentro da escavação. O combate a este fenômeno é feito, normalmente, executando-se drenos de areia, conhecidos como drenos de alívio que atravessam a camada impermeável. Esses drenos devem ser executados antes de completar a escavação e se possível antes de ser iniciada.

Os drenos verticais de alívio mais usuais são confeccionados através de perfurações circulares de tubos drenantes, com o conteúdo lavado por jatos d’agua, com diâmetro, de aproximadamente, 30cm, preenchidos com areia ou brita.

Qualquer que seja o material constituinte do dreno, o mesmo deverá ter permeabilidade igual ou maior do que a camada permeável por onde se processo o fluxo.

Drenos Fibroquímicos

Com a modernização dos equipamentos de fundação para otimizar e mecanizar ainda mais os processos, aumentando a produtividade, foi utilizado para substituição dos drenos verticais de areia o dreno vertical fibroquímicos, onde é possível a eliminação rápida da água do solo, ocasionando uma grande redução do tempo necessário ao adensamento de terrenos compressíveis.

Na prática os drenos verticais são utilizados em terrenos argilosos moles e pouco permeáveis, permitindo também o aumento da resistência ao cisalhamento e, por conseguinte, da capacidade de suporte.

O emprego dos drenos faz com que a maior parte do recalque ocorra antes da execução da obra, trazendo substancial economia nos custos de manutenção, como por exemplo no renivelamento e reconstrução de pavimentos, galerias, linhas férreas, rodovias, etc.

O processo de consolidação começa quando o terreno, sendo comprimido, filtra a água contida entre os poros das partículas sólidas, reduzindo seu volume.

A consolidação é tanto mais lenta quanto menos permeável é o terreno.

A instalação dos drenos verticais reduz sensivelmente o percurso que a água deve fazer para sair da área comprimida e chegar numa região permeável sem pressões, ou seja, nas colunas dos drenos.

Com o uso de drenos, o fluxo de água no interior da argila é predominantemente horizontal, enquanto no processo de adensamento normal o fluxo é vertical.

O coeficiente de permeabilidade horizontal é substancialmente superior ao coeficiente de permeabilidade vertical, especialmente no caso de argilas moles sedimentares, conferindo ao uso de drenos, uma significativa vantagem adicional.

A execução de um dreno vertical consiste basicamente na introdução no terreno de um material com elevado coeficiente de permeabilidade e capacidade de resistir aos esforços de cravação e aos movimentos da camada argilosa provocados pelo adensamento e execução de aterros. Deste modo, os drenos pré-fabricados estão substituindo com vantagens os drenos de areia que, apesar de possuírem boa permeabilidade, apresentam muito pouca resistência aos movimentos da camada argilosa.

O dreno é posicionado no interior da haste metálica vazada sendo conectado a uma âncora que, além de evitar a penetração de solo no interior da haste, garante a fixação do dreno no terreno no final da cravação, ou seja, impede que o dreno se solte na ponta da haste ou que volte a subir durante a retirada da haste metálica.

DRENOS FIBROQUÍMICOS UTILIZADOS

 EM PARAMENTO FRONTAL

1) Metodologia

1.1) Drenagem

A prática usual recomenda sempre a execução de serviços de drenagem profunda e de superfície. Para drenagem profunda usa-se o DHP - Dreno Subhorizontal Profundo. Os drenos de superfície são os drenos de paramento e as canaletas.

1.2) Dreno subhorizontal profundo

São elementos que captam as águas distantes da face do talude antes que nela aflorem. Ao captá-las, eles as conduzem ao paramento e as despejam nas canaletas.

Os drenos subhorizontais profundos, DHPs, resultam da instalação de tubos plásticos drenantes de 1¼" a 2", em perfurações no solo, de 2½ a 4".

Os tubos são perfurados e recobertos por manta geotêxtil ou por tela de nylon. São drenos lineares embutidos no maciço, cujos comprimentos se situam, normalmente, entre 6 e 18 m.

1.3) Dreno de paramento

São peças destinadas a promover um adequado fluxo às águas que chegam ao paramento vindas do talude.

Para os drenos de paramento, ou aqueles atrás e adjacentes ao revestimento de concreto, tem-se o dreno linear contínuo e o barbaça.

O dreno tipo barbaça é o resultado da escavação de uma cavidade com cerca de 20 x20 x 20 cm, preenchida com material arenoso, tendo como saída tubo de PVC drenante, partindo do seu interior para fora do revestimento com inclinação descendente. Trata-se de uma drenagem pontual.

O dreno linear contínuo é resultado da instalação, numa escavação, de calha plástica drenante revestida por manta geotêxtil ou por dreno fibroquímico.

Ele estende-se ao longo da direção vertical da crista até o pé do talude, aflora na canaleta de pé e é considerado um dreno linear.

Trata-se de uma opção eficiente, recomendável para projetos.

1.4) Dreno de superfície

As canaletas de crista e pé, bem como as de descida d'água, são moldadas no local e revestidas por concreto projetado e deve ser analisado, a cada caso, o eventual efeito erosivo no despejo, causado por esta forma de captação e condução das águas.

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