DRENAGEM SUBTERRÂNEA OU PROFUNDA

Drenagem Subterrnea: acessar o assuntoDrenagem Profunda - drenos profundos; espinha-de-peixe;colcho (camada) drenante; drenos horizontaisprofundos (drenos sub-horizontais ou de penetrao);valetes laterais, drenos verticais de areia. (ESTAPGINA)Drenagem Profunda - bacos e tabelas

DRENAGEM SUBTERRNEA OU PROFUNDA

Consideraes iniciais:

A gua proveniente das chuvas, toma caminhos diferentes: uma parte se infiltra no solo,podendo formar lenis subterrneos, outra permanece sobre a superfcie do solo (da qualuma frao evapora). Estes destinos no so dicotmicos, havendo variaes de condiesque tornam os solos mais ou menos permeveis, e sendo tais condies funo de clima,topografia, natureza do solo. A gua subterrnea pode prejudicar a estrutura das estradas,devendo ser eliminada ou reduzida por rebaixamento dos lenis freticos, que devem sermantidos pelo menos uma profundidade de 1,5 a 2 metros do subleito das rodovias,dependendo do tipo de solo da rea considerada.

Os dispositivos de drenagem subterrnea mais comuns so os

Drenos profundos;

Drenos espinha-de-peixe;

Colcho (camada) drenante;

Drenos horizontais profundos (drenos sub-horizontais ou de penetrao);

Valetes laterais;

Drenos verticais de areia.

A necessidade de construo do sistema de drenagem profunda deve basear-se eminvestigaes de campo que compreendero:

Conhecimento da topografia da rea;

Observaes geolgicas e pedolgicas, com obteno de amostras por sondagens trado, percusso, rotativa e, em certos casos, por abertura de poos p e picareta;

Conhecimento da pluviometria da regio, por recursos oferecidos pela hidrologia.

Essas investigaes de campo devero constar do projeto e ter suas datas confrontadas como regime de chuvas da regio, para verificao da poca de execuo, se chuvosa ou no.

DRENOS PROFUNDOS

20/11/2009 DRENAGEM SUBTERRNEA OU PROF

ufjf.br/06d_dren_prof01.htm 1/21

So drenos subterrneos que se caracterizam por sua maior profundidade em relao aogreide de terraplanagem, tendo como objetivo rebaixar (e/ou interceptar) o lenol fretico,impedindo que este atinja o corpo da estrada.

So instalados preferencialmente em profundidades entre 1,5 e 2,0 m , em cortes, nosterrenos planos que apresentem lenol fretico prximo ao subleito e em reas eventualmentesaturadas prximas ao p de taludes, principalmente nos casos em que forem encontradascamadas permeveis intercaladas com impermeveis, mesmo que sem a presena de guapor ocasio da pesquisa do lenol fretico.

Classificao dos drenos profundos:

Quanto funo:

Interceptantes quando destinados a interceptar as guas que se infiltram pelas reasadjacentes rodovia;

De rebaixamento de lenol quando se destinam a rebaixar o lenol subterrneoexistente no terreno natural.

Quanto disposio:

Longitudinais quando ocupam posio aproximadamente paralela ao eixo da estrada.

Transversais quando cortam o eixo, segundo um ngulo geralmente entre 45 e 90.

Quanto ao preenchimento da cava:

Drenos cegos (ou franceses) quando preenchida a cava com material drenantedesprovido de tubo, tendo em geral pequena vazo;

Com tubo quando alem de material drenante, ou drenante e filtrante, contem um tubo,que pode ser poroso ou furado. Os tubos podem ser de cermica, concreto,fibrocimento, PVC ou metlicos.

Quanto granulometria:

Contnuos quando o material de enchimento da cava tem granulometria nica;

Descontnuos quando a cava contm materiais(drenante e filtrante) de granulometriasdiferentes.



Quanto permeabilidade da camada superior:

Selados quando a parte superior dos drenos contiver uma camada de materialimpermevel, denominada selo, para impedir a entrada de guas superficiais;

Abertos quando no providos de selo, permitindo interconexo entre camadaspermeveis e a entrada de guas pela sua parte superior.

MATERIAIS:

Diferenciam-se de acordo com suas funes:

Filtrantes: areia, agregados britados, geotextil, etc.

Drenantes: britas, cascalho grosso lavado, etc.

Condutores: tubos de concreto (poroso ou perfurado), tubos cermicos (perfurados),fibrocimento, materiais plsticos (corrugado, flexvel perfurado, ranhurado), metlicos.

Abertura de vala Tubo drenantesada de dreno longitudinalprofundo, com geotextil.

RECOMENDAES GERAIS PARA O PROJETO:

O dreno longitudinal profundo no dever terminar em coletores de guas pluviais ou corpo debueiros, admitindo-se sua chegada a caixas coletoras e a dispositivos especiais, tais comomuros de testa e outros;

Devero ter no incio e com espaamento mximo de 200 m caixas de inspeo e limpeza;

No sero projetados drenos profundos com declividade inferior a 1 %;

A indicao de drenos profundos dever ser orientada por estudos geolgico-geotcnicos,levando em considerao a ocorrncia de gua constatada pela execuo de sondagens e/ounatureza e disposio de horizontes que possam causar a eventual formao de lenol; nocaso de rodovias j implantadas, esse estudo ter maior confiabilidade por sondagensefetuadas ao p de taludes, devendo as sondagens atingir pelo menos 1,5 m abaixo do greidede terraplanagem, sendo a inspeo dos furos efetuada na ocasio de sua abertura e cercade 24 horas depois. No caso de drenos de rebaixamento de lenol fretico, o nvel destedever ser verificado 24 horas aps a construo do dispositivo de drenagem .

Localizao:

Sero projetados drenos profundos nos locais onde haja necessidade de interceptare/ou rebaixar o lenol fretico:



Nos cortes em solo, quando indicados pelos estudos do lenol fretico;

Nos cortes, 1,5 m do p dos taludes, para evitar futuros problemas de instabilidade;

Nos cortes em rocha, obrigatoriamente;

Em qualquer local onde as camadas superiores de terraplanagem no puderem serdrenadas livremente;

Ao longo do p de aterros, onde possa haver aumento da umidade do terreno natural porinfiltraes de vazamento de coletores de guas pluviais ou distribuio de gua potvel( em geral na proximidade de zona urbana);

Sob os aterros onde a montante se apresente gua minando que no possa sertransposta por bueiros;

Onde, mesmo que no se tenha encontrado gua livre at 1,5 m, seja detectada umacamada permevel sobreposta outra impermevel;

Junto ao p de muros de arrimo de taludes muito midos, alm da drenagem comumatravs de barbacs.

Posio:

Devem ser executados distncia mnima de 1,50 m do p dos taludes de corte, mas isto nose aplica a cortes em rocha, quando no h distncia mnima.

Sua profundidade mdia nos cortes varia geralmente entre 1,5 e 2,0 m. Quando o pavimentotiver camada permevel, o dreno dever ser aberto, com extremidade superior coincidindocom a superior daquela camada.

A locao do dreno junto ao p do talude pode acarretar o deslizamento do volume "A" durantea execuo da obra.

Os tubos com furos voltados para baixo (mais comuns nos rebaixamentos de lenol) , devem



Os tubos com furos voltados para baixo (mais comuns nos rebaixamentos de lenol) , devemser assentes sobre 5 cm de material filtrante.

Os tubos com furos voltados para cima so mais comuns nos casos de interceptao de fluxod'gua: a vala deve ser preenchida de material impermevel at a altura dos furos.

O estudo do tipo de tubo, poroso ou furado, bem como do tipo de dreno, contnuo oudescontnuo, dever ser feito de acordo com a granulometria do solo onde ser executado.

O material filtrante poder ser areia ou material sinttico, escolhido aps a anlise tcnica eeconmica.

Os drenos devem terminar : ou em caixas coletoras ou em muros de testa, cujos projetos-tiposo apresentados no "lbum de Projetos-Tipo e Padres de Apresentao" do "Manual deServios de Consultoria para Estudos e Projetos Rodovirios" do DNER.

Elementos constituintes dos drenos profundos:

Vala:

Dever ser aberta de jusante para montante para no acumular gua;

Declividade aproximadamente igual do greide da rodovia, com gradiente 1 %;

Largura do fundo da vala: dimetro interno do tubo mais 20 cm, mnimo 50 cm.;

Largura da parte superior da vala: largura do fundo mais 10 cm.

Material de enchimento (drenante e/ou filtrante):A funo do material filtrante (envelope) permitir o escoamento da gua sem carrear finos,evitando a colmatao (contaminao) do dreno.

A funo do material drenante a captao e conduo das guas a serem drenadas: deveapresentar granulometria adequada ao volume escoado.

Pode ser naturaL, britado ou sinttico, satisfazendo um dos seguintes conjuntos de critrios:

PRIMEIRO CONJUNTO DE CRITRIOS: ( devido Terzaghi)



(o ndice S refere-se ao solo a drenar, e F ao material filtrante)

Condies de permeabilidade:

d(15 % F) >= 5d (15 % S) e o material filtrante poder ter no mximo 5% passando napeneira 200.

(o dimetro correspondente porcentagem de 15% do material do filtro dever ser maior ouigual a cinco vezes o dimetro correspondente porcentagem de 15% do solo a ser drenado)

Condies de no-entupimento do material filtrante:

d(15% F) 5 d (85% S ) ;

d ( 15% F ) 40 d (15 % S) ;

d ( 50 % F ) 25 d (50 % S ).

Condies de no-entupimento do tubo:

d (85% F ) >= de (onde de = dimetro do furo do tubo)

Condies de coeficiente de uniformidade:

2 d 60 % F / d10 % F 20

onde d X % Y o dimetro correspondente X% passante de Y ( F ou S ).

(consultar grficos de anlise granulomtrica do filtro, e da anlise granulomtrica do solo)

SEGUNDO CONJUNTO DE CRITRIOS, com especificaes diferentes para solos com

muito material fino (mais de 35% passando na peneira de 0,075 mm) ou

pouco material fino ( menos de 35% de gros menores que este dimetro).

(Adotado nas " Especificaes gerais para obras rodovirias, DNER-ES-D 29-70)

Solos com mais de 35% passando na peneira 200 (0,075 mm): (MUITO MATERIALFINO)

Para envolvimento do tubo:

PENEIRAS% EM PESO PASSANDO

N mm

19 Mximo 85

3/8 9,5 Mnimo 60

10 2,0 Mnimo 15

40 0,42 Mximo 15

Para enchimento da vala de drenagem:




N mm% EM PESO PASSANDO

3/8 9,5 Mnimo 60

10 2,0 Mnimo 15

40 0,42 Mximo 15

Solos com menos de 35% passando na peneira 200 (0,075 mm): (POUCO MATERIALFINO)

Para envolvimento do tubo:


N mm

1 " 38 Mnimo 60

19 Mximo 85

3/8 9,5 Mnimo 15

10 2,0 Mximo 15

Para enchimento da vala de drenagem:


N mm

1 " 38 Mximo 60

3/8 9,5 Mnimo 15

10 2,0 Mximo 15

TERCEIRO CONJUNTO DE CRITRIOS:

(Adotado nas " Especificaes gerais para obras rodovirias, DNER-ES-D 29-70)

O material filtrante, quando utilizado tubo poroso, dever se enquadrar na seguinte faixagranulomtrica:


N mm

3/8 9,5 100

4 4,8 95 100

16 1,2 45 80

50 0,3 10 30

100 0,15 2 - 10

Cuidados na seleo do tipo de dreno:

1. Usar dreno CONTNUO FIGURA A (vala cheia apenas com material FILTRANTE)



quando:

1. material filtrante satisfizer os critrios anteriormente citados;

2. Puder ser assegurado, nos cortes em rocha, a no intruso de finos.

2. Usar dreno DESCONTNUO FIGURA B (material filtrante + material de proteoenvolvendo o tubo) se no preenchida a condio de no entupimento dos furos do tubo.

3. Usar dreno DESCONTNUO FIGURA C ( material drenante + material filtrante e furosvoltados para baixo ) quando

1. Houver excepcional quantidade de gua no corte;

2. o valor d15 , obtido na verificao da exigncia de permeabilidade, for maior que ovalor d15 da condio de no entupimento do material filtrante;

3. nos cortes em rocha quando houver a possibilidade de intruso de finos nomaterial drenante de enchimento.

4. Usar dreno DESCONTNUO FIGURA D (vala com material drenante protegido pormaterial filtrante em toda a altura da vala e furos voltados para cima, e colcho comargila compactada at a altura dos primeiros furos) , nos casos de terrenos altamenteporosos, ou em rocha com fendas amplas.

Selo:

Dever ter espessura entre 15 cm e 40 cm;

Ser constitudo de solo argiloso e devidamente compactado.

Tubo:

Material: concreto, argila recozida, fibrocimento, metlico ou plstico(rgido ou flexvelcorrugado);

Dimetro: fixado pelo clculo hidrulico, normalmente de 10 a 25 cm (5 a 20 cm no caso demateriais plsticos flexveis corrugados), e furos com abertura de 6 mm a 10 mm (ou ranhurasde 6 a 10 mm).posicionados conforme a finalidade drenante ou interceptante.

No caso de solos altamente porosos, ou rochas com grandes fendas, os furos so voltadospara cima, obrigando a construo ao enchimento da base da vala com material impermevelat a altura dos furos iniciais, conforme j mostrado.

No caso dos tubos ranhurados ou furados toda a volta, no h necessidade de orientar as



No caso dos tubos ranhurados ou furados toda a volta, no h necessidade de orientar asaberturas de entrada d'gua.

H casos em que, usando tubos, pode-se utilizar apenas o material drenante, para aumentar oraio hidrulico na interface solo envelope, direcionando o fluxo d'gua do solo para o tubo,com a funo de capitao ou envoltrio, pois aumentando o raio hidrulico do dreno diminui apossibilidade de arrastar finos com isso reduzindo a colmatao (efeito de aterramento ousedimentao nos pontos onde a velocidade da gua reduzida)..

Dimensionamento dos drenos profundos - dois casos, um para drenos cegos e outro paradrenos com tubos:

Primeira fase:

Clculo da descarga de projeto

contribuio por metro linear em dreno de rebaixamento do lenol; ou

contribuio por metro linear em dreno interceptante

Determinao da seo de vazo;

Determinao do comprimento crtico;

Determinao do espaamento entre drenos longitudinais;

H dois objetivos tpicos para drenos longitudinais: rebaixamento do lenol fretico einterceptao de infiltraes de origem pluviomtrica. Ambas obrigam o clculo dadescarga de projeto.

A descarga de Projeto dever ser calculada em funo de:

Intensidade de chuva por metro quadrado;

Permeabilidade do solo;

Carga hidrulica efetiva ;

Condicionamentos impostos pela posio do lenol fretico.

Contribuio por metro linear em DRENO DE REBAIXAMENTO DE LENOL:



Considerando a contribuio de UM LADO do dreno e a extenso de 1 metro, temos pela leide Darcy,

Q = K . A . I

onde

Q = descarga no meio poroso;

K = coeficiente de permeabilidade;

A = rea da seo normal direo do fluxo;

H = altura mxima do lenol, em relao base do tubo;

X = distancia entre o tubo e o ponto de altura mxima do lenol;

I = gradiente hidrulico.

No ponto P( x,y ) na linha de limite do lenol fretico sendo rebaixado, considerada a largurade 1m,

A= Y . 1 e I = dy / dx .

Por Darcy, Q = K . y . dy / dx ou Q . dx = K . y . dy

Integrando: Q . x = K . y2 / 2 + C

Para x = 0 , y = d . Portanto , 0 = K . d2 / 2 + C ou C = - K . d2 / 2 . Ento,

Q . x = K . ( y 2 / 2 - d 2 / 2 )

Quando x = X , y = H . portanto Q = K ( H 2 - d 2 ) / 2 X

Supondo os valores de d muito inferiores aos de H, admite-se d = 0 para simplificar a frmulaanterior para

Q = K . H 2 / 2 X

Se houver contribuio dos dois lados do tubo, dobrar Q para cada metro de dreno.

Se o valor de K no puder ser determinado experimentalmente por ensaios, poder seravaliado pela expresso emprica de Hazen:

K = 100 (d10) 2



Onde d10 o dimetro efetivo expresso em metros,

ou ainda K pode ser avaliado pela tabela de coeficientes de permeabilidade, utilizvel quandose conhece o tipo de solo local.

Contribuio por metro linear em DRENO INTERCEPTANTE

Neste caso, preciso considerar a precipitao por metro quadrado na rea a drenar,multiplicado, em cada metro, pela distncia entre o dreno e os limites dessa rea. Para cadametro, ser calculada a contribuio, montando-se uma planilha de vazes. De posse dosvalores acumulados de Q, dimensiona-se a seo de vazo do dreno pela frmula de Scobey,por Hazen-Williams ou por Manning, cujos resultados so muito prximos. Havendopossibilidade de sangradouros, dimensionar o comprimento crtico para a seo; quando istono for possvel, o dreno pode atingir grandes dimenses.

Na prtica, no se leva em considerao a participao do material drenante no escoamentolongitudinal da gua drenada, em drenos dotados de tubos.

Frmulas de Scobey:

V = 0,269 . C . D 0,625 . I 0,5

Q = 0,2113 . C . D 2,625 . I 0,5

Frmulas de Hazen-Williams:

V = 0,355 . C . D 0,63 . I 0,54

Q = 0,2785 . C . D 2,63 . I 0,54

Onde, em ambas as frmulas,

V = velocidade de escoamento em m/s ;

C = coeficiente de rugosidade das paredes internas do tubo, em geral 132 (Scobey) ou 120(Hazen-Williams) para tubos de concreto bem acabado ou cermica;

D = dimetro interno em m;

I = declividade do dreno em m/m.

A vazo considerada em ambas as frmulas ser o dobro da descarga Q de projeto, para queo tubo trabalhe meia seo.

Muitos projetistas preferem a frmula de Manning, com C entre 0,015 e 0,016.

Drenos cegos

Nos drenos sem tubo, aplicveis nos segmentos da rodovia onde o volume das guas a drenar relativamente pequeno, o escoamento se d longitudinalmente, atravs do material drenanteque preenche a vala, seguindo a lei de Darcy:

Q = K . A . I

onde

Q = vazo do dreno, igual descarga de projeto em m3 / s ;

K = coeficiente de permeabilidade do material drenante em m / dia ;



K = coeficiente de permeabilidade do material drenante em m / dia ;

A = rea do dreno, normal ao deslocamento d'gua em m2 ;

I = gradiente hidrulico do dreno, aproximado pela declividade em m / m .

So dois os problemas mais comuns de dimensionamento:

PRIMEIRO: Conhecidos Q e I, e fixado o valor de A, calcular K (determinar a granulometriapara o material drenante);

K = Q / I A

SEGUNDO: Conhecidos Q e I, e tambm K, por ter sido fixado o material do dreno,dimensionar a rea da parte drenante do dreno, isto : sua base (b) e sua altura (h) .

A = Q / I K

Geralmente, os drenos cegos tem seo retangular: mais comum fixar a altura h e calcular b= A / h

Em ambos os problemas, mas principalmente ao fixar o material do dreno, obedecer scondies de Terzaghi , relativas relao entre as granulometrias do solo local e do materialdrenante e filtrante, caso necessria sua utilizao.

Determinao do comprimento crtico.

O comprimento crtico L pode ser encontrado por

L = Q / q ,

onde

l = comprimento crtico em m;

Q = vazo admissvel no dreno, em m3 / s ;

q = contribuio que a gua recebe, por metro linear, da gua drenada em m3 / s / m .

Determinao do espaamento entre DRENOS LONGITUDINAIS PROFUNDOS :

Ao constatar a necessidade de construo de drenos longitudinais profundos, verificar se preciso projetar UMA ou mais linhas de drenos, o que ser feito pelo clculo do espaamentoentre as linhas. O clculo do espaamento feito pela frmula

E = 2 . h .(K / q ) 0,5

onde

E = espaamento entre linhas de drenos, em m;

h = altura do lenol fretico em m;

K = coeficiente de permeabilidade do solo em m / s ;

q = contribuio (devida precipitao) por metro quadrado da rea de infiltrao em m3/s/m2

A quantidade de gua infiltrada dever ser igual a capacidade drenante dos tubos.



Chamando:

E = espaamento entre os drenos (m);

H= altura do lenol acima da linha dos drenos aps sua construo (m) ;

K = condutividade hidrulica do solo ( m / s) ;

q = contribuio de infiltrao por m2 sujeito precipitao ( m 3 / s / m2 ) .

I = gradiente hidrulico ( m / m ) ;

Da figura, calculamos:

Quantidade de gua infiltrada:

Sendo x o comprimento da faixa de 1 m de largura, Ai = 1 . x e a descarga proveniente dainfiltrao nesta faixa Q = q . Ai ou Q = q . x

Tratando-se de um meio poroso, por Darcy, Q = K . A . I ,

onde A a rea total da seo do dreno, normal ao deslocamento do fludo.

No ponto P(x,y) , o gradiente hidrulico I = - dy / dx

Como A = 1 . y, Q = -K . y . dy / dx

Como a gua infiltrada ser escoada pelo dreno, igualando as vazes

q . x = -K . y . dy / dx ou q . x . dx = - K . y . dy

integrando,

q . x 2 + K . y 2 = C

quando x = 0 , y = h ; logo C = K . h 2

ento q . x 2 + K . y 2 = K . h 2

dividindo ambos os membros por q, e em seguida por K.h2 / q , resulta:

x2 / [(k/q)h2] + [y2 /h 2 ] = 1 (A)

fazendo y = 0 , x = L , resultando desta ltima equao



L 2 = K . h 2 / q (B)

Substituindo B em A,

X2 / L 2 + y 2 / h2 = 1 , que a equao de uma elipse onde os semi-eixos so a metade dadistancia entre os drenos e a altura igual altura mxima do lenol fretico, situando-se nomeio da distncia entre os drenos.

Como E = L / 2 , substituindo em B fica

E2 / 4 = K . h2 / q

Donde, finalmente,

E = 2h [ K / q ] 0,5 ,

que o espaamento mximo permissvel. Isto permite usar qualquer nmero de linhas dedrenos, guardando entre si distancias menores que E.

Sobre drenos nos cortes em rocha:

Nos cortes em rocha, os drenos longitudinais so geralmente cegos, no sendo necessrioguardar a distncia de 1,5 m do p do talude. Em geral tem profundidade mxima de 0,60 ma partir do fundo do rebaixo, e seo retangular.

Quando ocorrer nos cortes a presena simultnea de solo e rocha, ser construdo no limiteentre eles, no segmento em rocha, um dreno cego, interligado por meio de caixas aosistema de drenos longitudinais, para captar e conduzir as guas que possam percolar aolongo da superfcie do trecho em rocha. Quando nesses cortes o segmento em solo situar-se montante, necessrio analisar a convenincia de reduzir a profundidade dos drenosem solos e/ou aprofundar os drenos em rocha a fim de estabelecer continuidade do fluxod'gua drenada.

DRENOS ESPINHA-DE-PEIXE

Objetivo e caractersticas:

So dispositivos destinados drenagem de grandes reas, pavimentadas ou no. Geralmentesem tubos, com pequena profundidade, so usados em srie, dispondo-se obliquamente umeixo longitudinal ( no caso, o eixo longitudinal da rodovia) ou rea a drenar

.

O desge pode ser livre ou em drenos longitudinais.



Localizao:

Os drenos espinha-de-peixe devero ser previstos para drenagem de:

Grandes reas pavimentadas;

Parques de estacionamento;

Praas de pedgio;

Cortes quando a soluo do dreno longitudinal for julgada insuficiente ou anti-econmicaface caracterstica peculiar do lenol e do terreno;

Sob aterros, quando o terreno natural apresentar lenol fretico muito alto ouimpermevel, ou presena de gua superficial prejudicial estabilidade do macio.

Quando o dreno espinha-de-peixe for julgado insuficiente para drenar toda a rea, emprega-secamada drenante.

Elementos de projeto e dimensionamento:

Sendo drenos de pouca profundidade, constitudos de trechos de drenos cegos, devem terseus elementos dimensionados pela lei de Darcy:

Q = K . A . I

onde:

Q = Estimativa da gua a escoar em cada segmento do dreno, em m3 / s;

K = condutividade hidrulica;

A = rea da seo de cada elemento (ramo) do dreno, em m2 ;

I = gradiente hidrulico (pode ser considerado igual declividade do dreno) (m/m) ;

O conhecimento da condutividade hidrulica K implica a fixao de uma granulometria quegaranta a no obstruo do dreno, isto , devem ser seguidos os mesmos CRITRIOS deseleo que para drenos cegos longitudinais.

COLCHO (CAMADA) DRENANTE



Ancoragem do colcho Vista geral da ancoragem

Colcho e geotextil Recobrimento

Colcho drenante ancorado sobre superfcie inclinada (rodovia MG353)

Com o mesmo objetivo que os drenos anteriores, situa-se pequena profundidade no leito, econstitui-se de uma ou mais camadas de material permevel, colocadas em toda a largura darea drenada. So adotados quando o volume a ser drenado for muito grande, no sendopossvel o uso de espinha-de-peixe.

So usadas:

Nos cortes em rocha;

Nos cortes onde o leno fretico estiver prximo (ou acima) do greide de terraplenagem;

Na base de aterros onde houver sinais de gua livre prxima do terreno natural;

Nos aterros sobre camadas impermeveis.

A remoo das guas drenadas poder ser feita:

Atravs de sadas em pontos (baixos) previamente calculados

Por coletores ou drenos longitudinais, se no existirem pontos baixos.

Conforme o solo da regio onde ser construdo, poder ser necessria uma camada filtranteque bloqueia a penetrao de finos na camada drenante propriamente dita.

Dimensionamento:



a. Determinar a quantidade de gua a escoar pela camada em faixas de um metro,

transversal rodovia (m3 / s / m);

b. Determinar o gradiente hidrulico da camada drenante (m/m);

c. Escolher uma granulometria com permeabilidade K conhecida ( devero ser atendidosos critrios de Terzaghi, do Bureau of Reclamation, do Soil Conservation Service e doComit Francs de Geotexteis e Geomembranas); procurar tabela 32

d. Empregando a frmula de Darcy ( Q= K . A . I , sendo A = 1 x h ), determinar a altura h dacamada drenante.

DRENOS HORIZONTAIS PROFUNDOS

Tambm chamados drenos sub-horizontais ou drenos de penetrao, so dispositivoscravados nos macios ou taludes dos cortes, com a finalidade de dren-los para reduzir apresso de lenis confinados. So aplicveis quando, nos macios em que o lenol freticose apresentar muito elevado, e por isso surgir risco de deslizamento, mostrarem maioreficincia que outros tipos de dreno.

So constitudos de tubos (metlicos ou de PVC) ocos, providos de ranhuras ou orifcios nasua parte superior, com inclinao prxima da horizontal, e camada filtrante envoltria, maisbucha, ancoramento e tmpo. Mais importante que o alvio da presso d'gua nos poros, amudana da direo do fluxo, que de praticamente horizontal, passa a ser quase vertical,orientando a fora de percolao para uma direo que contribui para o aumento daestabilidade do talude.

Em solos ou rochas permeveis (ou muito fraturadas), a vazo pode ser grande. Nos solosmenos permeveis, a vazo pode ser pequena ou nula, embora o alvio de presso exista:



menos permeveis, a vazo pode ser pequena ou nula, embora o alvio de presso exista:neste caso a vazo pode ser to pequena que a gua se evapore ao longo de seu percurso,mas com efeito positivo (aqui mensurvel apenas com a instalao de instrumentaoadequada). Algumas vezes, os drenos horizontais profundos so empregados apenas durantea construo, e depois abandonados.

Sada sifonada para regies com ocorrncia de algas.

Projeto:

O macio dever ser caracterizado geotecnicamente, por meio de sondagens adequadas,verificando-se em que caso se enquadra o material do talude:

a. Rochas ou solos heterogneos com relao permeabilidade;

b. Materiais essencialmente homogneos com relao permeabilidade;

c. Com escorregamentos ditos "relativamente impermeveis" cobrindo formaes maispermeveis e saturadas, com nvel piezomtrico elevado.

No caso (a), a finalidade da drenagem interceptar o maior nmero possvel de veiospermeveis, ou atingir bolses permeveis. (caso de rochas sedimentares ou metamrficasfraturadas, como gnaisses bandeados, p. exemplo). necessrio levantar o sistema defraturamento e direes das fraturas, e interceptar o maior nmero possvel com o dreno. Podeser preciso dispor drenos "em leque", irradiando-os de um ou vrios locais.

No caso (b) utilizam-se bacos ( Kenney, 1977 ; Nonveiller, 1981) para uma primeiraestimativa do nmero, comprimento e espaamento dos drenos, de modo a atingir a reduodesejada das poro-presses. (ver anexo: bacos para drenos sub-horizontais).

No terceiro caso (c), o comprimento dos drenos deve ser tal que intercepte a camada saturadapermevel ao longo de um trecho de tubo perfurado com comprimento razovel. Deve serconsiderada a necessidade de usar trecho perfurado apenas nesta camada mais profunda,para no "irrigar" camadas mais superficiais com a gua que corra pelo tubo.

Recomendaes gerais para o dimensionamento:

Drenos longos mais espaados so mais eficientes quanto segurana de corrimento detaludes do que drenos curtos menos espaados;

Quanto mais suave o talude, maior o comprimento necessrio dos drenos;

Taludes argilosos e compressveis tambm se tornam mais estveis com o uso de drenos sub-horizontais, mas demoram tanto mais quanto maior for o coeficiente de adensamento (Cv) dosolo. Geralmente a confiana na estabilidade do talude surge aps um ms, no caso de solossiltosos ou arenosos(Cv entre 10-5 e 10-6 m2 / s) e seis meses para solos com Cv entre 10 6 e



siltosos ou arenosos(Cv entre 10 e 10 m / s) e seis meses para solos com Cv entre 10 e10 7 m2 /s . Nestes solos com Cv mais baixo necessrio um nmero maior de drenos longospara reduzir o tempo necessrio para a confiana na segurana do talude.

Os bacos de Kenney, 1977 e Nonveiller, 1981 so de aplicao restrita a taludes comdeclividade de 1:2 e 1:3 (V:H). Os espaamentos e comprimentos obtidos com eles so teiscomo previso inicial, mas devem ser ajustados em cada caso, de acordo com a geologialocal e a experincia do projetista.

Tubos de PVC rgido no devem apresentar fraturas, e podem ser usados at 40 m. Acimadisto, poder ser necessrio o uso de ferro galvanizado ou inoxidvel.

Execuo:

Dever ser executada com equipamento de perfurao rotativo e lavagem com gua,limpeza dos furos preferencialmente com ar comprimido principalmente no caso de solosmuito erodveis com a gua. Em solos so usados barriletes simples com coroa de vdia,em rocha barriletes simples ou duplos com coroa de diamante (quando se queremtestemunhos, desejveis para os furos iniciais ou para furos espaados ao longo dalinha de instalao, com o mesmo objetivo) . Quando no se quer testemunhos, pode serutilizada broca ou trpano.

Furo ser revestido (provisoriamente) enquanto perfurado, para evitar fechamento.

Dimetro de furo NX (~ 7,5 cm), drenos com dimetro 5 cm.

As vazes sero medidas da concluso at 24 horas ou at estabilizao, com leiturasespaadas de 10 minutos at uma hora e a partir da, de meia em meia hora, ou de horaem hora, definindo um grfico vazo x tempo. Este grfico ser til na atualizao oumodificao do plano inicial de drenos(fase de otimizao).

As ranhuras da ordem de 2 a 4 mm, espaadas a cada 2 cm, sero localizadas na partesuperior, exceto em taludes permanentemente saturados abaixo do nvel de instalaoda boca do dreno, quando podero ter perfuraes em toda a circunferncia.

Os ltimos 4 a 6 m prximos superfcie do terreno no tero ranhuras ou orifcios, e otubo dever projetar-se 20 a 30 cm para fora da superfcie acabada do terreno.

Os tubos sero protegidos por telas de nailon de malha fina, equivalentes peneira 60,ou mantas geotxteis. A extremidade enterrada dever ser tampada.

Ao colocar o tubo, retirar o revestimento provisrio usado durante a perfurao, e vedar oespao entre o solo e o dreno nas proximidade da sada livre, com argila e argamassade cimento ou outro material que garanta a fixao do tubo e evite percolao externa.Preferencialmente, fazer injeo de cimento ao longo do comprimento no perfurado,para evitar saturao superficial ou penetrao de razes vegetais pelos orifcios dodreno. Nas regies com ocorrncia de algas, utilizar sada sifonada, com "T" que permitao acesso para inspeo e lavagem, quando necessria.

Controle e manuteno

O controle compreende medies de vazo, altura de chuva e poro-presses.

Durante um perodo inicial no inferior a 10 dias, inspecionar diariamente o dreno,anotando as vazes. Se aps 10 dias algum dreno apresentar vazo superior a 1 l / s,construir outro dreno prximo, com entorno por volta de 3 metros. Durante o primeiro ano,inspees semanais, a partir da, semestrais, todas documentadas com data, nmero(identificao) do dreno e vazo. Prever limpeza e conservao, pelo menos uma vez acada dois anos, substituio dos inoperantes cada 4 anos.



A comprovao da eficincia de drenagem ser obtida a mdio e longo prazo pelaleitura de piezmetros, colocados em pontos estratgicos ao nvel dos drenos ou emcotas correspondentes aos lenis que se pretende rebaixar ou aliviar presses.

Devero ser feitos grficos relacionando cotas piezomtricas com altura de chuvas.Quando as presses subirem sem correspondente aumento de vazes, estar havendoperda de eficincia dos drenos (entupimento ou colmatao).

As inspees verificaro presena de vegetao no interior dos tubos, que dever serremovida. A impermeabilizao entre a parte cega do tubo e o terreno ser reforada ourefeita, se necessrio.

Havendo necessidade de limpeza, usar gua sob presso de 11000 a 21000 kpa nointerior dos drenos, com vazo mnima de 2 l por segundo. Se no houver melhora noalvio das poro-presses, executar novo dreno substituindo o inoperante.

A vazo obtida com um recipiente de volume conhecido e um cronometro.

A altura de chuva: posto hidrolgico a menos de 10 km ou instalar pluvimetro (melhorum pluvigrafo).

As poro-presses so obtidas com piezmetros tipo Casagrande, com bulbo poroso deareia de menor comprimento possvel ( 1 a 2 m). Devem ser instaladospreferencialmente antes da execuo dos drenos.

Com limpeza e manuteno constantes, vida til esperada de 40 anos ou mais.

VALETES LATERAIS

So valas abertas nos cortes junto plataforma, com a finalidade conjunta de substituir osdispositivos de drenagem subterrnea e superficial.

So mais recomendados em regies planas, quando trabalharo como sarjeta e drenoprofundo, simultaneamente.

Alguns autores recomendam que sejam limitados pelo acostamento e pelo talude de corte.Apesar da economia, podero ser perigosos para o trfego, a no ser que sejam executadoscom um alargamento substancial do acostamento.

O projeto de valeto lateral dever obedecer s diretrizes:

talude junto palataforma ser identico ao de aterro do trecho, e sua inclinao ser nomximo 1:1,5 ; do lado oposto, o mesmo do talude de corte;

A profundidade mnima ser de 1,5 m a partir do greide de terraplanagem;

Dever possuir revestimento vegetal em toda a sua superfcie;

No dever ser projetado se o greide da rodovia possibilitar eroso.



Ser indicado preferencialmente para o lado interno de trechos em curva.

Somente sero executados em trechos com escavao de materiais de 1 categoria.

Utilizao:

Nos locais onde o projeto de terraplanagem indicar alargamento dos cortes;

Nos cortes onde for necessrio construir drenos profundos, substituindo-os;

Nas regies de difcil aquisio de materiais para executar drenos profundos.

Aps estudo comparativo com dispositivos convencionais de drenagem subterrnea,apenas ser adotado se for soluo mais econmica.

Sua construo dever ser prevista como operao de rotina de terraplanagem. Aescolha da seo (triangular ou trapezoidal) ser compatvel com o trabalho dosequipamentos existentes.

DRENOS VERTICAIS DE AREIA, COM COLCHO DE AREIA

Objetivo: acelerar o adensamento do subleito

Como o adensamento um fenmeno lento, pode ser acelerado para encaixar-se ao tempoda construo, fazendo-se furos (sonda rotativa ou cravao de tubos drenantes), com ocontedo lavado por jatos dgua e preenchido com areia. Uma camada de areia(colcho) ou brita lanada sobre o topo dos drenos, para que a gua drenada possa sair,quando pressionada pelo aterro em execuo.

O dimensionamento dos drenos funo dos coeficientes de percolao da gua, jestudados. Os dimetros variam de 20 a 60 cm, com espaamento na ordem de grandeza dedez vezes o valor do dimetro (2 a 6 m).

Drenagem Subterrnea: acessar o assuntoDrenagem Profunda - drenos profundos; espinha-de-peixe;colcho (camada) drenante; drenos horizontaisprofundos (drenos sub-horizontais ou de penetrao);valetes laterais, drenos verticais de areia. (ESTAPGINA)

Drenagem Profunda - bacos e tabelas

ltima atualizao: Gil, 04/05/2008



DRENAGEM SUBTERRÂNEA OU PROFUNDA

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