Lençois Freaticos

UNIVERSIDADE DE FORTALEZA

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - CCT

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

REBAIXAMENTO DE LENÇOL FREÁTICO: métodos e impactos

Thalita Frutuoso Leal da Costa

Nitiani Melo Freire

Professora: Juliana Gomes Rabelo

Fortaleza – CE

Outubro de 2014

1 INTRODUÇÃO

Para a execução de qualquer obra de engenharia civil, é necessário o estudo da geologia local. Nesse contexto uma das análises fundamentais é a verificação do lençol freático.

De toda a água que cai na superfície, uma parte infiltra no terreno e o resto escoa pela superfície. A água que infiltra não fica parada, ela escoa, flui e forma uma rede de percolação até encontrar um barranco ou a beira de um rio onde a água aflora (sai) na forma de mina, também conhecida como “bica”. A trajetória do lençol freático varia muito em função do tipo de material que constitui o subsolo, em materiais bastante permeáveis como as areais e siltes a água flui com facilidade e em materiais impermeáveis ou semi-impermeáveis, a água não flui ou encontra dificuldades para fluir. Dessa forma, é fácil a compreensão de que as cidades litorâneas são as que impõem maior dificuldade pra construção civil nesse quesito.

A falta de planejamento para a investigação do subsolo com o intuito de obter informações e características do lençol freático pode causar problemas na execução da obra, ou até mesmo apresentar complicações após o término, causando prejuízos como o aumento de custos, prazo de entrega, dificultando a prevenção e correção de quaisquer problemas de estabilidade que possam vir a ocorrer.

Na construção de túneis, barragens, edifícios, redes hidráulicas e de esgotos, estradas, entre outras, geralmente são feitas escavações que atingem o nível freático, necessitando que antes do início da edificação seja feita tanto uma drenagem, como a realização de ensaios preliminares de rebaixamento do lençol freático. Os processos principais de rebaixamento são bombeamento direto, ponteiras filtrantes, poços profundos, drenagem por eletrosmose, drenos verticais de alívio, drenos horizontais profundos e galeria de drenagem.

2 DESENVOLVIMENTO

Atualmente, uma pratica importantíssima, porém, perigosa. Tem sido uma solução de engenharia na construção de estruturas verticais. Essa solução é o rebaixamento do lençol freático. Quando fazemos um buraco no chão, o mesmo vai ficar cheio de água até certo nível. Este é o nível do lençol freático do local. O rebaixamento do lençol se torna necessário quando desejamos executar uma obra de grande profundidade no terreno. Se o lençol freático for raso, a escavação vai ficar cheia de água e não será possível desenvolver qualquer tipo de trabalho. Então são instaladas bombas que funcionando 24 horas por dia, jogarão para fora toda a água que minar das paredes da escavação. Os principais processos de rebaixamento estão descritos a seguir.

2.1 O bombeamento direto ou esgotamento de vala

É o mais simples de todos os sistemas de rebaixamento de lençol freático, este método consiste em recalcar a água para fora da área de trabalho, conduzindo-a por meio de valetas executadas no fundo da escavação, e acumulada em um ou vários poços construídos abaixo da escavação ou área de trabalho. Quando a água acumulada atinge determinado volume, o recalque é executado por bombas. Essas bombas são dos mais diversos tipos e potências, sendo escolhidas conforme as necessidades da obra, normalmente de forma empírica. Esse método tem baixo custo e fácil construção, geralmente utilizados em obras de pequena duração.

2.2 Ponteiras filtrantes

As ponteiras filtrantes permitem executar o rebaixamento do nível do lençol freático de toda a área de trabalho. São frequentemente empregadas, podendo ser utilizadas em solos moles (solos de baixa consistência).

2.2.1 Ponteiras

As ponteiras são tubos de ferro galvanizado ou de PVC, com diâmetros entre 1 ¼” e 1 ½” e comprimento entre 0,30 a 1,00 metro, perfurados e envolvidos por tela de nylon com malha de 0,6 milímetros ou por geotêxtil, sendo que este segundo caso possui menor eficiência. Em rebaixamentos de pouca profundidade e em solos arenosos (sem a presença de siltes e argilas) é possível executar a ponteira sem tela ou geotêxtil, executando-se pequenas ranhuras de pequena espessura no tubo. Cada ponteira permite a retirada de uma vazão da ordem de 1 metro cúbico por hora, alcançando, em condições favoráveis, no máximo 2 metros cúbicos por hora.

2.2.2 Câmara de vácuo

Câmara de vácuo é um recipiente constituído por um cilindro ou prisma quadrangular, estanque, ligado a uma bomba de vácuo e ao tubo coletor por onde é extraída a água do solo por meio de sucção através das ponteiras. O recalque da água é executado por uma bomba centrífuga de recalque. A câmara de vácuo possui uma válvula de alívio ligada a uma bóia. Quando a água dentro da câmara atinge a bóia, esta é empurrada para cima acionando a válvula que permite a entrada de ar, diminuindo o vácuo e reduzindo a vazão de entrada de água. Com isto, o nível da água dentro da câmara diminui, fechando-se a válvula de alívio.

2.2.3 Bombas de vácuo

As bombas de vácuo são acopladas à câmara de vácuo ou a uma tubulação de descarga disposta ao longo das ponteiras no caso da não existência da câmara. Neste segundo caso é necessária uma boa vedação das conexões. A bomba retira o ar, reduzindo a pressão atmosférica no interior da tubulação ou da câmara, fazendo a sucção da água do solo por intermédio das ponteiras filtrantes e do coletor.

2.3 Poços profundos

Para superar as limitações de profundidade do sistema de ponteiras, foi desenvolvido o sistema de rebaixamento com poços