O Rebaixamento do Lençol Freático é uma técnica muito empregada na construção de prédios com subsolos.
Todo terreno possui um lençol de água no seu sub-solo e essa água atrapalha a escavação do terreno pois causa a formação de lama o que dificulta a concretagem das fundações do prédio que será construído.
Para ficar livre da água, instala-se bombas muito potentes que, funcionando 24 horas por dia, retiram a água do sub-solo, deixando o terreno "quase seco" facilitando, assim, o trabalho de escavação e concretagem.
No local da obra, o problema fica resolvido, mas na vizinhança pode ocorrer problemas. Depois de alguns dias, o nível d'água fica mais baixo em toda aquela região. Dependendo da porosidade do terreno, o rebaixamento pode atingir áreas bem distantes do local das obras afetando casas e prédios relativamente distantes. Já vistoriei casos de rebaixamento cujos efeitos danosos surgiram a mais de 300 metros do local do rebaixamento.
- Como fazer rebaixamento de lençol freático com ponteiras filtrantes
O rebaixamento de lençol freático é um procedimento necessário em obras cuja presença de água em seu subsolo impede ou compromete serviços, como fundação ou contenção. As sondagens geotécnicas, previamente efetuadas, indicam o método mais adequado de rebaixamento do lençol freático - a escolha é feita em função da geometria e profundidade da escavação, da permeabilidade e do tipo do aquífero.
Entre as técnicas mais comuns de rebaixamento de lençol de água está a que utiliza ponteiras filtrantes. O método emprega ponteiras cravadas ao longo do perímetro da área afetada, onde são instalados tubos coletores que captam a água por meio de um sistema composto de bomba de vácuo, cilindro receptor e bomba centrífuga. O sistema de ponteiras filtrantes, também conhecido como wellpoint, rebaixa o lençol a um nível inferior ao ponto mais profundo da escavação. Com isso, evita-se o colapso dos taludes durante a execução da obra.
- Exemplos de rebaixamento do nível d’água no Metro de São Paulo
Todos os métodos usuais de rebaixamento foram empregados na construção do Metro
de São Paulo. Os fatores básicos que influíram na escolha de um ou mais método de
rebaixamento foram basicamente os seguintes:
1 - para os solos areno-argilosos, normalmente intercalados com camadas argilosas,
empregam-se poços profundos a vácuo, em virtude da permeabilidade pequena desses
solos.
2 - para as camadas arenosas quase puras de granulação grossa, usaram-se poços profundos
gravitacionais, em função de a permeabilidade dessas areias variarem de 10-2 ou 10-3
cm/seg.
3 - para as camadas arenosas de espessura limitada e para todos os trechos de
escavação pouco profunda, utilizaram-se ponteiras filtrantes, isto é, para pequenas alturas
de rebaixamento.
4 - em vários locais onde apareciam camadas ou lentes de areia com pressão artesiana
(subpressão), foram executadas redes de dreno verticais de areia (poços de alívio), com
distância entre 5 a 10 m para cada poço.
Contudo, em algumas estações e em certos trechos de túnel, várias soluções foram
empregadas, como por exemplo:
a) túnel pelo método da couraça (“shield”)
Em virtude de uma camada argilosa na base do túnel e da existência de areias
argilosas acima dela e areias para abaixo, foram executados poços rasos a vácuo, para
drenarem as camadas superiores, e poços profundos gravitacionais, para aliviarem a a
subpressão das areias inferiores.
O rebaixamento de lençol freático é um procedimento necessário em obras cuja presença de água em seu subsolo impede ou compromete serviços, como fundação ou contenção. As sondagens geotécnicas, previamente efetuadas, indicam o método mais adequado de rebaixamento do lençol freático - a escolha é feita em função da geometria e profundidade da escavação, da permeabilidade e do tipo do aquífero.
Entre as técnicas mais comuns de rebaixamento de lençol de água está a que utiliza ponteiras filtrantes. O método emprega ponteiras cravadas ao longo do perímetro da área afetada, onde são instalados tubos coletores que captam a água por meio de um sistema composto de bomba de vácuo, cilindro receptor e bomba centrífuga. O sistema de ponteiras filtrantes, também conhecido como wellpoint, rebaixa o lençol a um nível inferior ao ponto mais profundo da escavação. Com isso, evita-se o colapso dos taludes durante a execução da obra.
- Exemplos de rebaixamento do nível d’água no Metro de São Paulo
Todos os métodos usuais de rebaixamento foram empregados na construção do Metro
de São Paulo. Os fatores básicos que influíram na escolha de um ou mais método de
rebaixamento foram basicamente os seguintes:
1 - para os solos areno-argilosos, normalmente intercalados com camadas argilosas,
empregam-se poços profundos a vácuo, em virtude da permeabilidade pequena desses
solos.
2 - para as camadas arenosas quase puras de granulação grossa, usaram-se poços profundos
gravitacionais, em função de a permeabilidade dessas areias variarem de 10-2 ou 10-3
cm/seg.
3 - para as camadas arenosas de espessura limitada e para todos os trechos de
escavação pouco profunda, utilizaram-se ponteiras filtrantes, isto é, para pequenas alturas
de rebaixamento.
4 - em vários locais onde apareciam camadas ou lentes de areia com pressão artesiana
(subpressão), foram executadas redes de dreno verticais de areia (poços de alívio), com
distância entre 5 a 10 m para cada poço.
Contudo, em algumas estações e em certos trechos de túnel, várias soluções foram
empregadas, como por exemplo:
a) túnel pelo método da couraça (“shield”)
Em virtude de uma camada argilosa na base do túnel e da existência de areias
argilosas acima dela e areias para abaixo, foram executados poços rasos a vácuo, para
drenarem as camadas superiores, e poços profundos gravitacionais, para aliviarem a a
subpressão das areias inferiores.
- Exemplo do Eficiência dos Métodos de Rebaixamento
A eficiência dos métodos de rebaixamento do nível d’água pode ser exemplificada pela
construção do Metro de São Paulo, que exigiu extensos e intensos trabalhos de rebaixamento.
Na figura a seguir estão assinaladas as curvas de abaixamento do nível d’água, na Estação
Conceição. Notar que cada curva corresponde a um período de bombeamento dos poços
profundos existentes. Notar que a curva final de rebaixamento ficou estabelecida abaixo do
nível da escavação.
No presente caso, o nível d’água situava-se a cerca de 5,50m de profundidade, e o
nível da escavação, a 15,50m.
Um outro dado importante, nos trabalhos de rebaixamento, é o controle da curva de
abaixamento do nível d’água, com o tempo.
- Drenagem por eletrosmose
O método de drenagem por eletrosmose baseia-se no seguinte princípio: a superfície
das partículas dos solos de granulação muito fina (argilas coloidais) possui uma carga
elétrica negativa, decorrendo então em torno das partículas, a formação de uma película de
água com predominância de íons com carga positiva. Se se colocarem dois eletrodos em um
solo saturado, após o estabelecimento de uma corrente elétrica entre ambos, a água contida
nos vazios do solo percolará no sentido do ânodo (pólo positivo) para o cátodo (pólo
negativo).
Esse princípio pode ser aplicado à drenagem dos solos, fazendo-se com que o cátodo
seja uma ponteira. A água que emigra através do solo, pelo efeito da diferença de potencial
entre os eletrodos, será coletada pela ponteira, daí sendo então esgotada por meio de uma
bomba hidráulica.
O processo de estabilização e de drenagem por eletrosmose tem sido pouco usado até o
momento, encontrando-se ainda em estágio experimental, mas parece apresentar interesse
futuro na drenagem de solos com permeabilidade inferior a 10-7 cm/seg. Se as ponteiras
(cátodos) forem distribuídas fora da escavação em sua periferia, a percolação de água dar-se á
em sentido contrário àquele do escorregamento dos taludes, de forma que, neste caso, as
forças de percolação são favoráveis à estabilidade, quer dos taludes, quer do fundo da
escavação.
- Exemplo do Eficiência dos Métodos de Rebaixamento
A eficiência dos métodos de rebaixamento do nível d’água pode ser exemplificada pela
construção do Metro de São Paulo, que exigiu extensos e intensos trabalhos de rebaixamento.
Na figura a seguir estão assinaladas as curvas de abaixamento do nível d’água, na Estação
Conceição. Notar que cada curva corresponde a um período de bombeamento dos poços
profundos existentes. Notar que a curva final de rebaixamento ficou estabelecida abaixo do
nível da escavação.
No presente caso, o nível d’água situava-se a cerca de 5,50m de profundidade, e o
nível da escavação, a 15,50m.
Um outro dado importante, nos trabalhos de rebaixamento, é o controle da curva de
abaixamento do nível d’água, com o tempo.
- Drenagem por eletrosmose
O método de drenagem por eletrosmose baseia-se no seguinte princípio: a superfície
das partículas dos solos de granulação muito fina (argilas coloidais) possui uma carga
elétrica negativa, decorrendo então em torno das partículas, a formação de uma película de
água com predominância de íons com carga positiva. Se se colocarem dois eletrodos em um
solo saturado, após o estabelecimento de uma corrente elétrica entre ambos, a água contida
nos vazios do solo percolará no sentido do ânodo (pólo positivo) para o cátodo (pólo
negativo).
Esse princípio pode ser aplicado à drenagem dos solos, fazendo-se com que o cátodo
seja uma ponteira. A água que emigra através do solo, pelo efeito da diferença de potencial
entre os eletrodos, será coletada pela ponteira, daí sendo então esgotada por meio de uma
bomba hidráulica.
O processo de estabilização e de drenagem por eletrosmose tem sido pouco usado até o
momento, encontrando-se ainda em estágio experimental, mas parece apresentar interesse
futuro na drenagem de solos com permeabilidade inferior a 10-7 cm/seg. Se as ponteiras
(cátodos) forem distribuídas fora da escavação em sua periferia, a percolação de água dar-se á
em sentido contrário àquele do escorregamento dos taludes, de forma que, neste caso, as
forças de percolação são favoráveis à estabilidade, quer dos taludes, quer do fundo da
escavação.
- Outros fatores a serem considerados em um sistema de rebaixamento
Fornecimento de Energia Elétrica
Para qualquer sistema de rebaixamento, é indispensável prever, além da rede elétrica
normal, uma fonte de energia de emergência, a fim de impedir a ocorrência de acidentes, na
hipótese de uma interrupção no fornecimento de energia pela rede pública. A transferência de
uma fonte de alimentação para outra deverá ser possível a qualquer hora
Medidas e Observações dos resultados obtidos
É absolutamente necessário observar e registrar os seguintes resultados, ao se
executar um processo de rebaixamento:
• Determinações das vazões dos poços, através de hidrômetros.
• Determinações das curvas de depressão, através dos piezômetros e indicadores de
nível d’água.
• Medidas de recalques de edifícios e da superfície do terreno, através de pinos e
marcos.
- Aplicação do rebaixamento do nível d’água
O rebaixamento do nível d’água tem se tornado uma prática constante em obras de
Engenharia Civil. Assim por exemplo, os grandes edifícios em Santos e Rio de Janeiro
normalmente exigem rebaixamento do nível d’água. O método de ponteiras filtrantes é o mais
usual.
No setor de barragens, a de Ponte Nova no Rio Tietê, próximo a Mogi das Cruzes,
Estado de São Paulo, exigiu um rebaixamento através de poços profundos gravitacionais.
Dos 17 Km da primeira linha do Metro de São Paulo, cerca de 12 km exigiram
trabalhos de rebaixamento do nível d’água, através de poços profundos gravitacionais e a
vácuo, ponteiras filtrantes e drenos de areia de alívio.
A SABESP, que constrói várias linhas de interceptores de esgoto ao longo dos rios
Tietê e Pinheiros em São Paulo, utilizou ponteiras filtrantes para o rebaixamento do nível
d’água das valas e poços profundos gravitacionais, para a Estação Elevatória do bairro de
Pinheiros.
A Usina Nuclear de Andra dos Reis, situada em depósitos de areia e junto ao mar,
exigiu grandes trabalhos de rebaixamento , em função da grande área de escavação, da
presença de areias, e do nível d’água elevado. Empregou-se o método de poços profundos
gravitacionais.
Também o Metro do Rio de Janeiro tem empregado processos de rebaixamento
semelhantes aos utilizados em São Paulo.
Ainda no Rio de Janeiro, durante a construção do interceptor oceânico em
Copacabana, utilizaram-se conjuntamente poços rasos e ponteiras filtrantes, para a
construção do túnel de concreto nas areias daquela praia.
REFERENCIAS:
-Tópicos em Geotecnia e Obras de Terra - 2004 - Prof. M. Marangon - Rebaixamento do Lençol Freático
- Outros fatores a serem considerados em um sistema de rebaixamento
Fornecimento de Energia Elétrica
Para qualquer sistema de rebaixamento, é indispensável prever, além da rede elétrica
normal, uma fonte de energia de emergência, a fim de impedir a ocorrência de acidentes, na
hipótese de uma interrupção no fornecimento de energia pela rede pública. A transferência de
uma fonte de alimentação para outra deverá ser possível a qualquer hora
Medidas e Observações dos resultados obtidos
É absolutamente necessário observar e registrar os seguintes resultados, ao se
executar um processo de rebaixamento:
• Determinações das vazões dos poços, através de hidrômetros.
• Determinações das curvas de depressão, através dos piezômetros e indicadores de
nível d’água.
• Medidas de recalques de edifícios e da superfície do terreno, através de pinos e
marcos.
- Aplicação do rebaixamento do nível d’água
O rebaixamento do nível d’água tem se tornado uma prática constante em obras de
Engenharia Civil. Assim por exemplo, os grandes edifícios em Santos e Rio de Janeiro
normalmente exigem rebaixamento do nível d’água. O método de ponteiras filtrantes é o mais
usual.
No setor de barragens, a de Ponte Nova no Rio Tietê, próximo a Mogi das Cruzes,
Estado de São Paulo, exigiu um rebaixamento através de poços profundos gravitacionais.
Dos 17 Km da primeira linha do Metro de São Paulo, cerca de 12 km exigiram
trabalhos de rebaixamento do nível d’água, através de poços profundos gravitacionais e a
vácuo, ponteiras filtrantes e drenos de areia de alívio.
A SABESP, que constrói várias linhas de interceptores de esgoto ao longo dos rios
Tietê e Pinheiros em São Paulo, utilizou ponteiras filtrantes para o rebaixamento do nível
d’água das valas e poços profundos gravitacionais, para a Estação Elevatória do bairro de
Pinheiros.
A Usina Nuclear de Andra dos Reis, situada em depósitos de areia e junto ao mar,
exigiu grandes trabalhos de rebaixamento , em função da grande área de escavação, da
presença de areias, e do nível d’água elevado. Empregou-se o método de poços profundos
gravitacionais.
Também o Metro do Rio de Janeiro tem empregado processos de rebaixamento
semelhantes aos utilizados em São Paulo.
Ainda no Rio de Janeiro, durante a construção do interceptor oceânico em
Copacabana, utilizaram-se conjuntamente poços rasos e ponteiras filtrantes, para a
construção do túnel de concreto nas areias daquela praia.
REFERENCIAS:
-Tópicos em Geotecnia e Obras de Terra - 2004 - Prof. M. Marangon - Rebaixamento do Lençol Freático
Responsabilidades no rebaixamento do lençol freático Disponível em:<http://construcaomercado.pini.com.br>.Acesso em: 10 set. 2016.
Como fazer rebaixamento de lençol freático com ponteiras filtrantes Disponível em:<http://www.infraestruturaurbana.pini.com.br/>.Acesso em: 10 set. 2016.
Rebaixamento do Lençol Freático Disponível em:<http://www.infraestruturaurbana.pini.com.br/>.Acesso em: 10 set. 2016.