13) DHP - DRENO HORIZONTAL PROFUNDO E BARBACÃS
A drenagem de águas subterrâneas é um fator importante no projeto de contenção.
As águas subterrâneas e do lençol freático com recargas ou não podem ter efeitos negativos na contenção sobrecarregando o peso no tardoz das contenções e danificado e comprometendo esforçoes maiores na estrutura que deverá prever estes esforços inclusive se a drenagem não funcionar sendo o conservadorismo levado ao extremo visando a preservação do patrimônio e das vidas humanas.
Portanto, é importante controlar as águas subterrâneas usando sistemas de drenagem através de barbacãs e drenos horizontais profundos.
Os sistemas de drenagem preveem a coleta, desvio e descarga de águas subterrâneas.
Diferentes métodos e elementos podem ser usados para isso.
Aqui estão alguns métodos de drenagem comuns:
1. Drenagem Horizontal Sub-horizontal: É a captação de água subterrânea através de tubulações de drenagem localizadas na base do escoramento ou reaterro e sua remoção pelo sistema de drenagem.
2. Dreno Horizontal Sub-Vertical: É a captação de água subterrânea através de tubulações de drenagem localizadas na base do escoramento ou reaterro e sua remoção pelo sistema de drenagem
3. Drenos de paramento: É a coleta e descarga de águas subterrâneas em níveis de elevação utilizando elementos de drenagem vertical (por exemplo, tubos de drenagem ou materiais de drenagem geotêxtil) localizados atrás ou ao redor do escoramento.
4. Drenos longitudinais Profundos: É a captação de água subterrânea através de canais de drenagem abertos ou fechados ao redor do abastecimento e seu direcionamento para o sistema de drenagem local ou em local adequado.
A drenagem de águas subterrâneas aumenta a estabilidade da Contenção e reduz a pressão hidrostática que danifica a estrutura devido ao acréscimo de peso provocado pelo preenchimento da água no vasio do solo.
Ao mesmo tempo, problemas como possível erosão e acúmulo de lodo são evitados graças ao sistema de drenagem.
Ao projetar qualquer tipo de contenção lembre de Terzaghi pelo menos 1 barbacã para 1 m2 de paramento de face de contenção, é importante determinar o nível de água subterrânea, avaliar os requisitos de drenagem e selecionar métodos de drenagem apropriados.
Graças a isso, as estruturas podem ser seguras, duráveis e ter uma longa vida útil.
Dreno Horizontal Profundo e Barbacãs
Introdução: Falhas na drenagem do solo são os grandes vilões da estabilidade de taludes ou muros de contenção. O Dreno Horizontal Profundo, ou DHP, tem por finalidade drenar a água do solo a fim de minimizar a carga que o solo exerce sobre o talude ou muro de contenção.
Autor: Luiz Antonio Naresi Júnior, eng. civil com enfase em saneamento e Geotecnia.
Aplicação de Dreno Horizontal Profundo (DHP) em furo
Detalhe do Dreno Horizontal Profundo captando as águas de diversos
níveis de surgência inclusive parte do lenços freático e água de precipitação.
Aplicação: O Dreno Horizontal Profundo, ou DHP, é uma técnica recomendada para solos com grande concentração de água ou muros de contenção que foram edificados abaixo do nível de afloramento da água.
Execução: A técnica é relativamente simples, sendo que a perfuração do solo é o processo mais complexo. Recomenda-se a perfuração do solo à 10 graus de inclinação a fim de facilitar o escoamento, geralmente furos de 1” superior ao diâmetro do dreno. O dreno consiste em um tubo de PVC com perfurações e envolto em tela bidin ou similar montado antes da sua instalação à perfuração no solo. A profundidade dos drenos depende de estudos de sondagem do solo.
DHP - DRENO HORIZONTAL PROFUNDO
A importância dos DHP's no solo grampeado.
O dreno horizontal profundo, é um dispositivo constituído por tubos ranhurados ou perfurados, revestidos com manta geotêxtil, geossintética ou tela de nylon, que quando instalados em perfurações sub-horizontais captam e conduzem para fora a água contida no interior de maciços.
Normalmente, o DHP é instalado com inclinação de 5 a 10 graus com a horizontal, em perfurações com diâmetros que variam de 2 a 4 polegadas e montados com tubos PVC ou metálicos de diâmetro entre 1 ½ e 3 polegadas.
As profundidades dos DHP s podem variar de 30,00 a 60,00 dependendo da presença da linha de surgencia dos lençóis freáticos
Quem derruba o Muro é a água da chuva. É por isso que os desastres ocorrem sempre em períodos de chuva intensa.
Á água da chuva infiltra no terreno e vai caminhando (chama-se percolação) na forma de lençol freático. Isso acontece em diversos níveis em função das camadas geológicas do terreno. Quando a água encontra o muro, ela pára e fica empossada exercendo uma pressão muito grande sobre o muro tentando derrubá-lo. Geralmente ela consegue isso:
Para evitar este tipo de desastre, os muros de Contenção e os Muros de Arrimo devem ser dimensionados levando-se em consideração a força hidrostática das água empossada ou desviar o fluxo das águas evitando que a água chegue até o muro.
Isso se consegue por meio de uma Rede de Drenagem.
A Rede de Drenagem é um conjunto de tubos enfiados no maciço do talude a grande profundidade, de até 20 metros. Esses Drenos nada mais são que tubos com furos que captam (fala-se drenam) as águas do lençol freático. Desse modo, o terreno fica livre da água e o muro não recebe mais a pressão hidrostática da água.
Chamam-se Drenos DHP, isto é, Dreno Horizontal Profundo.
Inicialmente é feito um furo com trado ou outro instrumento manual ou motorizado. Usar o trado de 10 centímetros. Construir uma guia com cavaletes de madeira para direcionar a penetração do trado que deve formar um furo com 2 porcento de inclinação.
Ir emendando a haste do trado até atingir a profundidade desejada.
O comprimento vai depender da altura do talude e do tipo de solo mas, em geral, o comprimento do tubo de drenagem é de 1,5 vezes a altura do talude. Para ter segurança, é bom checar esse número com um profissional do ramos, isto é, um Geotécnico.
O dreno mesmo é um tubo de PVC rígido de 5 cm de diâmetro sobre o qual fazemos furos de 8 mm de diâmetro a cada 5 cm. Isto é feito ao longo de todo o tubo, exceto num trecho inicial onde vai ser feito o sêlo.
Feito os furos, envolve-se o tubo em uma tela de nylon com gramatura de 60 fios. Isso é feito para garantir que não vai ocorrer penetração de terra para dentro do tubo.
Esse conjunto é introduzido com cuidado para dentro do buraco aberto.
Feito isso, confeccionar um selo de solo-cimento para vedar a entrada do furo e não deixar sair água por fora do tubo de drenagem. Socar bem o solo-cimento para que o tubo de drenagem fique bem firme no furo.
A SIMPLICIDADE DO BARBACÃ
Junto ao Muro, a drenagem é feita com um Dreno Barbacã que é basicamente feito da mesma maneira que o Dreno DHP com a diferença de envolver o conjunto com uma Manta Geotextil ou tela do tipo mosquiteiro não sendo profundo e apenas drenando o paramento frontal ou determinada estrutura de contenção, também de grande importância para evitar o sobre peso da coluna hidráulica atrás das estruturas evitando a sobre carga da contenção. Devem ser com determinada rotina limpos e monitorados a fim de garantir a sua eficiência.
Qualquer estrutura de concreto armado seja para execução de cortinas atirantadas ou sologrampeado deve ter barbacãs, as obras deste tipo são feitas em trechos seja apra as cortinas atirantadas ou para o solo grampeado, então a aparencia de vasamentos visiveis nos concretos onde aparecem surgência de água as juntas apresentam vasamento de contato sendo impossível uma perfeita vedação a nível de construção após a entrega da obra. O concreto é impermeável, porém a junta de construção que é um processo inerente a execução destas estruturas sempre apresenta algum problema que não seria culpa do construtor, uma junta não é impermeável não tendo como vedar a mesma sem tratamentos adicionais que podem minimizar a surgencia de água nos locais desta junta.
As principais falhas são os erros de projeto onde a falta de barbacãs nas cortinas atirantadas ou solo grampeado são a principal causa de patologia desses casos.
O que poderia ser feito nestas estruturas seria a implantação de juntas do tipo Fugenband, que são Juntas de PVC feitas em perfis flexíveis utilizadas para selagem de juntas de construção e de dilatação no concreto em presença de pressão de água, estas resistem ao envelhecimento provocado pelos raios UV e possuem excelente resistência à diversos produtos químicos. São utilizadas principalmente em barragens, túneis, fundações, reservatórios, estações de tratamento de água ou esgoto, entre outros. Porém para execução de cortinas atirantadas e solo grampeado onde a aplicação de tela com aplicação de concreto projetado, estas juntas não são utilizadas em juntas de concretagem, porque senãoa armadura dessas estruturas ficam descontinuas e a cortina fica trabalhando como viga, sendo incompreensivel para essas estruturas.
Tramentos de junta podem ser tratados com produtos de injeção de calda de cimento, ou com bicos injetores com silicatos, estruturais, expansivos ou tratamento de espuma de poliuretano somado a gel de poliuretano, porém são tratamentos caríssimos não previstos nos escopos iniciais dos contratos devendo ser previstos em projetos e remunerados a parte.
A ausencia de barbacãs é um problema sério nestas estruturas, o Prof. Terzaghi nos seus estudos recomenda 1 barbacã a cada 2,25 m2 de áre contida, ou seja um quadrado de 1,50 m x 1,5 m temos de executar pelo menos 1 barbacã.
O barbacã acabaria nestes casos proximos a junta de construção absorvendo e conduzindo a água apra o exterior nestes locais evitando a infiltração da água nestas juntas de concretagem.
Explicação na obra de com é feito um dreno barbacã
Para saber se o Dreno está funcionando basta ver a boca de saída em dias de chuva. Se estiver escorrendo água pelo tubo de drenagem é por que o dreno está funcionando.
Anotar todos os dados de cada dreno pois no futuro esses dados poderão ser necessários.
NOTA IMPORTANTE:
Nas situações em que o Dreno tiver que ser confeccionado dentro ou por baixo de imóveis de terceiros, recomendamos celebrar um acordo com o terceiro orientando-o sobre os cuidados necessários e também de fazer uma Averbação no Cartório de Registro de Imóveis para que na Escritura do imóvel seja anotada a existência desse Dreno no subsolo do terreno.
Metodologia
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.
1.1) 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.
Abaixo um exemplo
Execução de uma fiada de geodrenos de grande diâmetro, em aterro de solo-enrocamento e intersectando o talude escavação de natureza rochosa, para alívio das pressões hidrostáticas.
Notar as peças de furação necessárias para o avanço nos diferentes materiais, bem como o revestimento do furo e a sequência dos trabalhos para evitar, quer o colapso do furo, quer o esmagamento do geodreno.
Os geodrenos começaram a efetuar a sua função drenante cerca de 4 horas após a sua instalação.
METODOLOGIA DE EXECUÇÃO DE DRENO HORIZONTAL PROFUNDO PARA DRENAGEM DE TALUDES RODOVIÁRIOS OU FERROVIÁRIOS EMBUTINDO O DRENO NA TENTATIVA DE ACHAR O LENÇOL FREÁTICO E AS LINHAS DE SURGÊNCIA DE ÁGUA
Local da plataforma ferroviária para execução de dreno horizontal profundo
Revestimento HW dotado de sapata diamantada para permitir a execução do furo em enrocamento impedindo que o furo fecha para na sequencia introduzir o tubo de drenagem para captar a água do lençol freático
Perfuração integral com furo revestido para aplicação do DHP
Perfuração rotativa em diâmetro HW
Execução de Perfuração com grande perfuratriz Roto-Percussiva
Apos a conclusão da perfuração e introduzido o dreno de PVC perfurado e corrugado
Após a introdução do dreno horizontal profundo em PVC corrugado perfurado o revestimento HW e retirado garantindo a eficiência do dreno ao longo de todo seu trecho
APLICAÇÃO DE DRENO HORIZONTAL PROFUNDO NA BASE DE TALUDE
MEDIÇÃO DA VASÃO DOS DHP IMPLANTADOS
Nem todos os drenos Horizontais Profundos tem a mesma eficiência,uma forma de controle simples e medir a vasão deles ao londo da linha de surgencia para avaliar as vasões provenientes do maciço .
Como sabemos que Vazão pode ser definida como sendo a quantidade volumétrica ou mássica de um fluido que escoa através de uma seção de uma tubulação ou canal por unidade de tempo.
Vazão Volumétrica = É definida como sendo a quantidade em volume que escoa através de certa secção em um intervalo de tempo considerado.
Local da execução dos serviços
DRENO DE PARAMENTO
1.2) 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.
1.3) 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.
Reportagem - Estaca Raiz e Serviços Especiais DHP - (Dreno Horizontal Profundo)
1.4) DRENO DE PARAMENTO :
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.
Aplicação de Dreno de Paramento
Sistemas de Drenagem Vertical para obras de Solo Grampeado
Água em excesso dentro do solo grampeado podem enfraquecê-los, causando diversos problemas.
O manejo da água pluvial ou de superfícies freáticas dentro do solo grampeado é um dos aspectos mais importantes que influenciam o desempenho a longo prazo da estrutura .
A importância de um sistema de drenagem eficiente por trás das estruturas do solo grampeado e dentro de encostas é bastante conhecido, mas as vezes não é tomado como importante.
Drenos de material granular tradicional são instalados com frequência, tomando espaço desnecessários e sem a garantía da eficacia drenante.
A eficácia de todo dreno de paramento passa pela condução do lençol freático captando as linhas de surgência evitando que chegue à superfície da contenção funcionando como um barramento gerando sunpressão forsando a camada de concreto evitando a formação de tensões . A drenagem é fundamental para a redução do empuxo .
Associado portanto à drenagem frontal com o geodreno e barbacãs a cada metro quadrado, a instalação de drenos profundos do tipo DHP, vai captar a freática e conduzir e direcionar o lençol bem atrás do paramento de concreto, evitando a instabilidade do sistema.
Está drenagem de paramento tem se tornado eficiente, reduzindo a exposição do homem hora ao risco de acidente na aplicação da drenagem de paramento e aumentando a eficiência e a durabilidade de nossas obras.
MacDraim SC 2L da Maccaferri
O lado vermelho é onde vai ser lançado o concreto projetado
Perfuração de Drenos Horizontais Profundos para taludes.
A ideia da execuão do drenos e captar e rebaixar as linhas de surgência o mais baixo possíel melhorando o fator de segurança no talude mas não pode ou deve ser confundido como obra de contençao definitiva segun do Naresi.
Exemplo de perfil geológico geotécnico de material a ser perfurado para implantação de drenagem profunda com DHP
Exemplode execução de DHP - Dreno Horizontal Profundo com equipamento de perfuração dotado de esteiras de grande porte.
Quando um dreno horizontal profundo para de funcionar definitivamente, o que podemos fazer ?
QUANDO A PERFURAÇÃO DO TIRANTE É FEITA DIRETAMENTE SOBRE A SURGÊNCIA DE ÁGUA DO LENÇOL FREÁTICO
Como verificar se um dreno horizontal profundo pode estar obstruído, basta pegar um bambu com tamanho definido e tentar introduzir no orifício para poder avaliar o comprimento do dreno e fazer uma primeira avaliação no local
LAN - LUIZ ANTONIO NARESI
Especialista em Geotecnia e Fundação Pesada
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