Manual Geossinteticos Engepol

MANUAL DE GEOSSINTÉTICOS

4a

Edição

Grupo Nortène

Elaborado pelo Departamento Técnico

Engepol Geossintéticos Ltda / Nortene Plásticos Ltda

Laboratório com certificação GAI-LAP GSI “Geosynthetic Institute”

Nortene Plásticos Ltda

Av. Dr. Dib Sauaia Neto, 4628 – Alphaville - 06455-050 – Barueri – SP – Brasil Tel: +5511.4166.3036 Fax: +5511.4166-3039

MANUAL DE GEOSSINTÉTICOS

Este manual tem a finalidade de divulgar e introduzir os principais tópicos relativos a utilização de geossintéticos e de alguns produtos sintéticos em obras de geotecnia e proteção ao meio ambiente. É composto por treze capítulos, que tratam de forma resumida as propriedades e aplicações dos seguintes produtos:

• Reservatórios de Geomembrana de PEAD

• Reservatórios de Geomembrana de PE Linear

• Fabricação de Reservatórios de Geomembrana

• Instalação de Reservatórios de Geomembrana

• Drenagem com Geonets e Geocompostos

• Geocomposto NORDREN

• Geotêxtil ENGETEX

• Geogrelha ENGEFORT

• Dreno Vertical TECDREN

• ENGETUBO

• Obras Especiais Revestidas com Geomembranas de PEAD

• Geocomposto Bentonítico

• Geocélula ENGECEL

Informações mais detalhadas sobre a aplicação e a especificação de cada um dos geossintéticos ou produtos sintéticos aqui tratados podem ser encontradas na literatura técnica sobre o tema ou por contato com o departamento técnico Norténe / Engepol.

ÍNDICE

Capítulo Título Página 1 Reservatórios de Geomembrana de PEAD 3 2 Reservatórios de Geomembrana de PE Linear 8 3 Fabricação de Reservatórios de Geomembrana 12 4 Instalação de Reservatórios de Geomembrana 20 5 Drenagem com Geonets e Geocompostos 29 6 Geocomposto NORDREN 36 7 Geotêxtil ENGETEX 46 8 Geogrelha ENGEFORT 52 9 Dreno Vertical TECDREN 59 10 ENGETUBO 65 11 Obras Especiais Revestidas com Reservatórios Geomembranas de

PEAD 71

12 Geocomposto Bentonítico 75 13 Geocélulas 79

Manual de Geossintéticos – Nortène /Engepol 8

CAPÍTULO 2 – RESERVATÓRIO DE GEOMEMBRANA POLIMANTA DE PE LINEAR

1 Características do reservatório de geomembrana POLIMANTA® PE Linear ENGEPOL 1.1 Introdução Em algumas aplicações, é desejável ou necessário que o reservatório de geomembrana tenha maior flexibilidade, como em obras onde são previstos recalques diferenciais, deformações de subsidência do material de apoio do reservatório de geomembrana, coberturas de aterros sanitários e de valas de resíduos industriais. Nestes casos o reservatório de geomembrana de PE linear atende plenamente a este quesito. Os reservatórios de Geomembranas de PE linear são muito flexíveis, com maior alongamento na ruptura que os reservatórios de geomembranas de PEAD e, portanto, maior capacidade de manter sua integridade sob assentamento diferencial, observando que as característica mecânicas do PE linear são muito próximas do PEAD. O reservatório de geomembrana POLIMANTA® PE Linear tem coeficiente de dilatação linear menor do que o reservatório de geomembrana POLIMANTA® de PEAD, o que significa menor enrugamento da geomembrana, quando exposta ao calor do sol durante a instalação, sendo um item importante em determinadas condições de meio ambiente. 1.1.1 Reservatório de geomembrana POLIMANTA® PE linear com textura Alto Relevo (AR) É possível fabricar o reservatório de geomembrana POLIMANTA® PE linear também na versão com textura de Alto Relevo, proporcionando conjuntamente ótima flexibilidade e maior atrito na interface com o solo, concreto ou argamassa. O reservatório de geomembrana POLIMANTA® PE linear com textura em alto relevo, pode ser texturizada em uma ou nas duas faces. Seu processo de fabricação é único, ou seja, a textura é gravada durante a fabricação da geomembrana, pelo processo de extrusão com matriz plana (flat die). A textura em alto relevo produzido por matriz plana é padrão e uniforme, o que garante maior uniformidade de atrito de interface, dando maior confiabilidade do projeto. 1.2 Matéria Prima O reservatório de geomembrana é fabricado com resina de polietileno linear – PEBDL (Polietileno Linear de Baixa Densidade), devido a sua estrutura molecular, este reservatório de geomembrana apresenta além da flexibilidade, ótimos alongamentos uniaxiais e multiaxiais, resistência mecânica próxima ao do PEAD e boa resistência química. São adicionados a resina o negro de fumo, termoestabilizantes e antioxidantes que garantem resistência aos raios ultravioleta e resistência às intempéries. Na formulação do reservatório de geomembrana de PE linear não entram plastificantes e outros aditivos que tendem a emigrar com o tempo tornando os materiais frágeis e quebradiços. 1.3 Resistência Química Devido à estrutura química, o polietileno é inerte frente à maioria dos produtos químicos comuns.


Sendo assim, os reservatórios de geomembranas de PE linear apresentam uma boa resistência química, sendo a melhor resistência química entre os reservatórios de geomembranas flexíveis feitas de outros materiais como, por exemplo, PVC. 1.4 Durabilidade A vida útil de reservatórios de geomembranas varia significativamente com base em suas condições de exposição. Por exemplo, a previsão da vida útil de reservatórios de geomembranas poliméricas expostas às condições atmosféricas é influenciada principalmente pela radiação solar (UV). Para reservatórios de geomembranas não expostas, os principais aspectos relacionados aos mecanismos de degradação são: ataques químicos e solicitações mecânicas. Altas temperaturas e oxidação afetam a durabilidade dos reservatórios de geomembranas tanto em condições expostas quanto não expostas. Para evitar a degradação e garantir sua durabilidade, mesmo em condições expostas, o reservatório de geomembrana de PE linear é devidamente aditivado com negro de fumo, estabilizantes contra luz e antioxidantes. No contexto internacional a análise de envelhecimento acelerado vem sendo estudada há algum tempo. Vários autores estimam a vida útil de reservatório de geomembranas PEAD na ordem de centenas de anos. Testes de envelhecimento acelerado em condições expostas realizados em laboratório indicaram que a vida útil do reservatório de geomembrana de PE linear pode ser semelhante a do PEAD. Estudos realizados sugerem que, embora o PE linear perca seus antioxidantes mais rápido do que PEAD, o PE linear envelhece mais lentamente do que o PEAD após o esgotamendo dos antioxidantes (Islam et al. 2011). 2. Principais Aplicações do reservatório de geomembrana POLIMANTA PE Linear

• Aterros sanitários e valas de resíduos industriais(cobertura)

• Biodigestores

• Lagoas de água potável

• Canais e reservatórios para irrigação

• Túneis

• Aqüicultura 2.1 Comparativo entre as propriedades do PE Linear e do PVC


Geomembrana de PVCPOLIMANTA® PE Linear Métodos de EnsaioPropriedades

Espessura

ASTM D 5199

mm 1.0** 1.0*

Densidade

ASTM D 792

g/cm³ 0.936** 1.2 - 1.4

Resistência à Tração

ASTM D 638

Mpa 32** 17*

Resistênsia à Rasgo

ASTM 1004

N 130** 50*

Resistência ao Puncionamento

ASTM D 4833

N 442** 266*

Resistência UV ─ Exelente Baixa

Intervalo de Temperatura

Admissível °C (- 40 a +60) (-10 a +40)

Método de Soldagem ─ Extrusão / Fusão Solda Química/Fusão

* Valores médios extraídos da tabela 13-6, página 353 do manual brasileiro de geossintéticos, 2004. ** Valores médios extraídos do laudo 02A/2004, referente aos ensaios realizados no laboratório de geossintéticos da Escola de Engenharia de São

Carlos - USP 3. Vantagens do reservatório de geomembrana POLIMANTA® PE Linear

• Maior flexibilidade

• Menor enrugamento durante a instalação

• Excelente resistência mecânica e química

• Excelente resistência aos raios ultravioleta

• Excelente soldabilidade

• Melhor assentamento, especialmente em contornos mais complexos

• Facilita manuseio durante a instalação. 4. Cobertura de Aterros Sanitários e de Valas de Resíduos Industriais A flexibilidade é um fator importante nos materiais que compõe a cobertura de aterros e valas, pois segundo Koerner (2005), pesquisas realizadas, num período de 20 anos, apontaram que as deformações de subsidência podem variar entre 5 a 30%. O objetivo do uso do reservatório de geomembrana de PE Linear usada na cobertura de aterros é minimizar as infiltrações, após esgotar-se a capacidade de armazenamento do local. Regra geral o projeto de cobertura é específico para cada obra, devido as peculiaridades locais e tipo de resíduo armazenado. O sistema de revestimento da cobertura de aterros é usualmente composto por cinco camadas: coleta de gases gerados, barreira impermeabilizante, camada drenante, camada de proteção ou de solo de cobertura e camada superficial, constituída de solo vegetal. A figura abaixo mostra esta seqüência de camadas, GRI 2003, sendo que na parte (a) as camadas são em solo e agregados naturais e na parte (b) as alternativas em geossintéticos.


Seções Transversais de Coberturas de Aterros (From Koerner and Daniel, 1997)

Referências Bibliográficas Geosynthetic Research Institute – GRI (2003) “The Questionable Strategy of Soil- Only Landfill Covers” – Geosynthetic Fabrics Report, March, Volume 21, n.2. Koerner, George R. Narejo, Dhani. Geosynthetic Research Institute – GRI (2005) “Direct Shear Database of Geosynthetic-to-Geosynthetic and Geosynthetic-to-Soil Interfaces” - GRI Report #30, June. Koerner R.M. (2005). “Designing with Geosynthetics” - Fifth Edition. Prentice Hall, N.J. Islam, M. Zahirul. Gross, Beth A. Rowe, R. Kerry. (2011). Degradation of Exposed LLDPE and HDPE Geomembranes: A Review. Geo-Frontiers 2011 © ASCE 2011

Manual de Geossintéticos – Nortène / Engepol 12

CAPÍTULO 3 – PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE

RESERVATÓRIO DE GEOMEMBRANA DE PE 1. Generalidades Os reservatórios de geomembrana de PEAD (Polietileno de Alta Densidade) e de PE Linear (PELBD – Polietileno Linear de Baixa Densidade) podem ser fabricados pelo processo de extrusão através de equipamento de matriz plana ou de matriz circular (balão). Os reservatórios de geomembrana fabricados pelo Grupo Nortène atendem a requisitos estabelecidos pelo GSI – Geosynthetic Institute. Entretanto, os diferentes processos de fabricação resultam em algumas características distintas. Este capítulo apresenta os processos de fabricação de reservatórios de geomembrana denominados extrusão por matriz plana e matriz balão, apontando as peculiaridades de cada um dos processos e as principais características dos produtos fabricados. 2 Descritivo do processo de fabricação de reservatórios de geomembranas pela extrusão por matriz balão Inicialmente, o polietileno granulado é introduzido através de um funil na extrusora, onde é plastificado, homogeinezado e bombeado para a matriz. Logo após a massa fundida passa por uma matriz de forma anelar, que possui uma ferramenta central chamada mandril, para separar o fluxo desta forma (Silvio Manrich, 2005). O plástico sai da matriz formando um tubo, o qual é suspenso e movimentado pelo puxador primário, localizado na parte superior da máquina. Ar sob pressão é insuflado na parte interna do tubo, formando um balão. O material sai do puxador primário em forma de tubo dobrado, sendo desdobrado através de corte em uma das paredes. Na descida do material um dispositivo abre o tubo, o qual é direcionado ao puxador secundário. Finalmente, a bobina passa por um processo de corte no comprimento pré-estabelecido. A Figura 1 mostra esquematicamente o processo de fabricação da geomembrana através do processo de matriz balão.

Figura 1. Linha de Extrusão com matriz balão ou anelar.


3. Características do reservatório de geomembrana fabricada pelo processo de matriz balão Apresentam-se, a seguir, as peculiaridades do reservatório de geomembrana fabricada pelo processo

matriz balão: 3.1 Aspectos gerais Vincos e dobras O processo de matriz balão leva à formação de duas dobras, resultando dois vincos contínuos e permanentes no reservatório de geomembrana ao longo de todo o seu comprimento. Podem também ser facilitadores do início de danos no reservatório de geomembrana a longo prazo, por serem um ponto de tensionamento criado durante a fabricação.

Controle Espessura A matriz é anelar e tem uma ferramenta central, chamada mandril para separar o fluxo nessa forma. A espessura é regulada pela abertura da fenda e pela velocidade do puxador. Devido ao processo de fabricação circular, a geomembrana de Matriz Balão apresenta variação de espessura em torno de 10%.

3.2 Geomembrana Lisa Aspecto da Superfície O reservatório de geomembrana fabricada pelo processo matriz balão apresenta superfície opaca e

presença de riscos.

Uniformidade do Processo Estudos realizados internamente apontam maior variação das propriedades mecânicas no processo de matriz balão, medida através do desvio padrão. A variação é em média o 35% maior no processo de matriz balão em relação a matriz plana.


3.3 Reservatório de Geomembrana Texturizada Textura A textura não tem uniformidade de altura e formato. Também não tem padrão de distribuição ao longo da largura e comprimento do reservatório de geomembrana.

Atrito de interface A variabilidade da textura tanto através da bobina, assim como de bobina para bobina resulta em diferentes resistências ao atrito ao longo da obra. 4.Descritivo do processo de fabricação de reservatório de geomembranas pela extrusão por matriz plana A Figura 2 mostra o processo de fabricação denominado “matriz plana”. Este processo usa uma matriz plana, onde o polímero é extrudado através dois lábios horizontais resultando em um reservatório de geomembrana com espessura rigorosamente controlada (Koerner, 2005). Na seqüência, o reservatório de geomembrana passa pelos rolos da calandra, os quais têm a função de resfriar e dar polimento à superfície do material. O reservatório de geomembrana passa pelo leito de resfriamento e entra então no puxador. Após atingir o comprimento pré-fixado, o reservatório de geomembrana é cortada automaticamente pela máquina de corte.

Figura 2. Linha de Extrusão com Matriz Plana.


5. Peculiaridades do reservatório de geomembrana fabricado pelo processo Matriz Plana Apresentam-se, a seguir, as peculiaridades do reservatório de geomembrana fabricada pelo processo

matriz plana: 5.1 Aspectos Gerais Vincos e Dobras O processo matriz plana resulta em reservatórios de geomembrana sem vincos ou dobras, pois ela é produzida já em sua largura final. Controle de Espessura O processo de fabricação de matriz plana resulta em variações de espessura na ordem de 5%, ou seja , menores do que o processo de fabricação de matriz balão. Isto se deve ao tipo de regulagem de espessura, que é regulada através dos lábios da matriz, individualmente ponto a ponto. É possível regular a abertura em intervalos de aproximadamente 120mm, totalizado 50 pontos de controle ao longo da largura do reservatório de geomembrana.


Acabamento das bordas O processo matriz plana permite a colocação de fita especial para proteção de borda, assegurando que esta área esteja limpa para a execução da solda. Esta fita não deixa resíduos ao ser removida. A borda também é identificada a cada metro com o número da bobina, tipo, fabricante e comprimento. Isto garante a rastreabilidade da bobina mesmo após a perda de etiquetas de identificação e desbobinamento dos rolos.

5.2 Reservatório de Geomembrana Lisa Aspecto da Superfície O processo de fabricação, no qual se emprega uma calandra, resulta um reservatório de geomembrana com superfície plana, lisa e com alto brilho. Uniformidade do Processo Estudos realizados internamente apontam menor variação das propriedades no processo de matriz plana, medida através do desvio padrão.


Esta variação menor (em média 35%) se reflete em uma baixa variação de propriedades mecânicas de bobina para bobina.

5.3 Reservatório de Geomembrana Texturizada Textura O processo de gravação, feito por rolos texturizadores, em textura de qualidade uniforme e constante. O processo de fabricação não interfere na espessura do núcleo.

Atrito de interface Devido a textura ser uniforme e constante, reservatórios de geomembrana com textura AR proprocionam valores de atrito de interface constantes de bobina para bobina e através da largura da bobina. Acabamento das bordas A solda dos reservatórios de geomembrana configura o processo mais importante de toda a instalação e do qual dependerá a barreira como um todo (ABINT, 2004). O processo matriz plana permite a manutenção das bordas lisas durante a fabricação do reservatório de geomembrana texturizada. Esta borda lisa mantém uma maior área de contato entre os materiais, o que melhora a qualidade da solda.


6. Controle de qualidade

O controle de qualidade do reservatório de geomembrana POLIMANTA® Engepol é realizado segundo as recomendações do GRI (Geosynthetic Research Institute). A GM 13 é a recomendação usada no controle de qualidade de fabricação dos reservatórios de geomembranas lisas e texturizadas de PEAD (Polietileno de Alta Densidade), a qual estabelece especificações padrão com indicação dos tipos de ensaios para a determinação das propriedades dos reservatórios de geomembranas e a freqüência com que os ensaios deverão ser realizados durante a fabricação.

A GM 17 é a recomendação utilizada para reservatórios de geomembranas lisas e texturizadas de PE linear.

As especificações do GRI recomendam as propriedades físicas, mecânicas e químicas mínimas que o reservatório de geomembrana que está sendo fabricada deve possuir. 6.1. Verificação da Qualidade no Laboratório O laboratório da Engepol possui a certificação GAI-LAP do GSI – Geosynthetic Institute – USA. O programa credencia laboratórios de geossintéticos para a realização de ensaios de modo padronizado em relação à documentação, equipamentos e procedimentos de realização dos ensaios. A meta do programa GAI LAP é assegurar que todos os laboratórios estejam fazendo os ensaios de maneira apropriada, gerando resultados repetíveis e reprodutíveis, encontrando os “mesmos” números. Os laboratórios de ensaios em geossintéticos acreditados pelo GAI LAP possuem credibilidade internacional, comprovando que possuem equipamentos adequados e preparo para realizar testes de acordo com os mais rigorosos parâmetros técnicos. Adicionalmente, exige que os laboratórios possuam e mantenham suas documentações de ensaios atualizadas. Empresas que não possuem este tipo de certificação, mesmo utilizando as normas pertinentes de ensaios, ficam a mercê de procedimentos ou equipamentos inadequados por falta de conhecimento dos funcionários, sendo em muitos casos objeto de desvios nos resultados. Para quem adquire e instala os reservatórios de geomembrana, a certificação GAI LAP é a evidência que os ensaios dos materiais fornecidos, geralmente informados através de certificados de qualidade, foram realizados de forma apropriada, gerando resultados confiáveis.

O laboratório da Engepol participa do programa de GAI LAP desde 2004, sendo o primeiro laboratório brasileiro a ser acreditado junto ao programa. Referências Bibliográficas

Koerner, Robert - Design with Geosynthetics – Prentice Hall, Inc., 2005 ABINT (2004). “Manual Brasileiro de Geossintéticos” – Editora Edgard Blücher


Manrich, Sílvio. Processamento de Termoplásticos: rosca única, extrusão e matrizes, injeção e moldes.

Editora Artliber (São Paulo, Brasil, 2005)


CAPÍTULO 4 – INSTALAÇÃO DOS RESERVATÓRIOS DE GEOMEMBRANAS

POLIMANTA®

1. Introdução Sem uma instalação adequada todo o conceito do uso dos reservatórios de geomembrana como barreira

impermeabilizante se perde. Este capítulo tem por objetivo informar e recomendar os procedimentos a

serem adotados na instalação do reservatório de geomembrana POLIMANTA®, não se tratando, portanto

de critérios de projeto ou de especificação de instalação. Neste sentido, a IGSBR GM 01/03 – Instalação de

Geomembranas Termoplásticas em Obras Geotécnicas e de Saneamento Ambiental – Recomendações para

Projeto da IGS Brasil Associação Brasileira de Geossintéticos deverá ser tomada como referência, quanto

aos procedimentos corretos, que devem ser adotados na instalação.

2. Preparação das Superfícies que receberão o reservatório de geomembrana POLIMANTA® 2.1. Superfície de Apoio

• A superfície deverá ser preparada imediatamente antes da colocação do reservatório de

geomembrana, de acordo com o projeto executivo, para evitar a sua deterioração causada por

chuva, vento, perda de umidade e tráfego local.

• A superfície a ser revestida deverá estar lisa e livre de objetos pontiagudos, de pedras, de material

orgânico, madeira e quaisquer outros que possam danificar o reservatório de geomembrana.

• Quando o sistema de revestimento inclui argila compactada, a superfície desta camada não deverá

ter mudanças abruptas no seu nivelamento e nem conter materiais pontiagudos.

• Pedras com diâmetro maior que 9,52 mm não deverão ser permitidas nos últimos 15 cm do solo de

apoio do reservatório de geomembrana.

• Todas as superfícies deverão ser cuidadosamente inspecionadas imediatamente antes de serem

revestidas, para verificar se as recomendações acima foram seguidas.

2.2. Canaleta de Ancoragem

A canaleta de ancoragem deverá ser escavada imediatamente antes da colocação do reservatório de

geomembrana, para evitar danos ocasionados pela chuva, ressecamento com trincas e abatimento das suas

laterais.

A canaleta de ancoragem deverá ser escavada de acordo com as dimensões previstas no projeto, as quais

são calculadas em função da inclinação e altura do talude.

No caso de solos rijos e duros, a canaleta deverá ter as bordas levemente arredondadas, para evitar danos

no reservatório de geomembrana. Um geotêxtil não tecido agulhado de gramatura elevada, também

poderá ser utilizado sob o reservatório de geomembrana, como proteção, conforme recomendação da UNE

104424.

O reaterro da canaleta de ancoragem deverá ser executado cuidadosamente, para evitar danos no

reservatório de geomembrana.


Dimensões mínimas da canaleta de ancoragem (IGSBR GM 01/03)

Canaleta de ancoragem já escavada

3. Conexão do reservatório de geomembrana POLIMANTA® a Estruturas de Concreto A conexão com estruturas de concreto é realizada através do perfil de PEAD, “Engelock” fabricado pela

Engepol, o qual é colocado na forma antes da concretagem, para que fique solidarizado à estrutura. O

reservatório de geomembrana POLIMANTA® é soldada ao perfil através de solda por extrusão, figura

abaixo. Pode-se também, conectar o reservatório de geomembrana POLIMANTA® à estrutura por meio de

perfis metálicos fixados externamente através de parafusos, como mostram as figuras a seguir.

Fixação do reservatório de geomembrana POLIMANTA® em estruturas de concreto através do “Engelock”


Fixação reservatório de geomembrana POLIMANTA® em paredes de concreto através de perfis metálicos (IGSBR GM 01/03)

Fixação reservatório de geomembrana POLIMANTA® em base de concreto (IGSBR GM 01/03)

4. Interferências As interferências com tubos, caixas de entrada e saída e outras superfícies deverão ser executadas de

acordo com os detalhes do projeto. Nas figuras abaixo são mostrados exemplos de conexões de tubo com o

reservatório de geomembrana POLIMANTA®.

Exemplo de conexão de tubo com o reservatório de geomembrana POLIMANTA®(IGSBR GM 01/03)


Exemplo de conexão de tubo em parede com o reservatório de geomembrana POLIMANTA® (IGSBR GM 01/03)

Conexão de tubo com o reservatório de geomembrana POLIMANTA® na obra (IMPORTANTE COLOCAR ABRAÇADEIRA PARA

GARANTIR A ESTANQUEIDADE)

5. Colocação do reservatório de geomembrana POLIMANTA® Imediatamente antes da colocação do reservatório de geomembrana a superfície de apoio deverá estar

preparada de acordo com as recomendações do item 2.1.

5.1. Identificação dos painéis

Durante a colocação do reservatório de geomembrana deverão ser registrados o número, a localização e a

data de colocação de cada painel (um painel é uma bobina aberta), dados estes deverão constar do “as

built” elaborado diariamente pelo instalador.

5.2. Colocação dos painéis:


• Os painéis deverão ser colocados de acordo o seu número e posicionamento indicados na modulação do

projeto executivo, e a seqüência destes números deverá ser anotada na planilha de colocação do

reservatório de geomembrana POLIMANTA®.

• O reservatório de geomembrana deverá ser colocado verticalmente, no sentido da inclinação do talude.

• O reservatório de geomembrana deverá ser colocada de forma que fique com o mínimo possível de rugas

e ondulações, mas com folga mínima, para que não fique tensionada ao dilatar e contrair.

• O reservatório de geomembrana deverá ser ancorado temporariamente com sacos de areia ou terra,

pneus ou outro elemento que não cause danos a mesma, a fim de se obter sua boa conformação à

superfície, ao longo das bordas e cantos dos painéis antes da ancoragem, e para evitar o seu levantamento

pelo vento.

• Se for inevitável o tráfego de veículos sobre o reservatório de geomembrana após a sua colocação,

deverá haver uma boa proteção mecânica com geotêxtil, com um reservatório de geomembrana de

“sacrifício” ou com uma camada de solo, de forma que o veículo circule sobre a camada de proteção e não

cause danos ao reservatório de geomembrana.

Ancoragem “temporária” com sacos de terra

5.3. Exemplos de modulação dos painéis de reservatório de geomembrana em intersecção de taludes,

citados na IGSBR GM 01/03.

• Talude com comprimento > 15 m, no sentido do seu caimento, é considerado talude comprido.

• Talude pequeno: comprimento ≤ 15 m, no sentido do seu caimento.


6. Emendas 6.1. As soldas deverão ser feitas verticalmente na direção da inclinação do talude.

6.2. Nos cantos e locais de geometria irregular o número de soldas deverá ser minimizado.

6.3. Recomenda-se que não sejam realizadas soldas horizontais a uma distância inferior a 1,50 m do pé do

talude, no fundo, ou em áreas de grande concentração de tensões.


6.4. Os trespasses entre os painéis deverão ser de 10 cm nas soldas por termo-fusão e 7,5 cm nas soldas

por extrusão.

6.5. Os trespasses deverão estar secos e limpos imediatamente antes da realização das soldas.

6.6. Testes para verificação das soldas:

• Deverão ser realizados testes para verificação do equipamento de solda e do desempenho do soldador.

Esta verificação deverá ser feita no início de cada turno de trabalho (início do dia, meio do dia ou qualquer

hora em que o equipamento tenha permanecido desligado por um tempo tal, que tenha esfriado) para

cada equipamento de solda utilizado.

As soldas testes deverão ser realizadas sob as mesmas condições das soldas que serão executadas nos

painéis da geomembrana colocada.

• As amostras para os testes de verificação de soldas deverão ser de 1m de comprimento por 0,30 m de

largura, com a solda centrada ao longo do comprimento.

• Das amostras extraídas deverão ser retirados cinco corpos de prova com 2,5 cm de largura por 30 cm de

comprimento, para serem testados ao cisalhamento e ao descolamento no tensiômetro de obra ou

enviadas para um laboratório independente.

Estes corpos de prova não deverão romper na solda. Se um corpo de prova romper, os ensaios deverão ser

repetidos para mais cinco corpos de prova e, o soldador e equipamento somente deverão ser aprovados

quando todos os corpos de prova romperem fora da solda e de acordo com as recomendações e valores de

resistências estipulados na norma GM 19 (GRI).

• Em caso de “bocas de peixe” ou rugas nos trespasses das soldas, eles deverão ser cortados, de forma a

permitir um trespasse plano. Se houver irregularidades na continuidade do reservatório de geomembrana

e/ou trespasse inadequado, deverá ser colocado um “manchão” oval ou redondo do mesmo reservatório

de geomembrana, ficando este pelo menos 15 cm além dos limites da solda, em todas as direções.

7. Verificação das Soldas 7.1. Ensaios Não Destrutivos

Todas as soldas realizadas por termo-fusão deverão ser testadas ao longo do seu comprimento. Os ensaios

não destrutivos verificam a integridade das soldas utilizando os ensaios de pressão de ar para as soldas por

termo-fusão, o ensaio de vácuo para as soldas por extrusão e o spark test para as soldas por extrusão, que

devido à localização não possam ser testadas pelo ensaio de vácuo. Estes ensaios deverão ser realizados

concomitantemente aos serviços de solda.

O spark test pode ser usado também para a verificação da estanqueidade global do reservatório de

geomembrana instalada.


A descrição de todos os ensaios não destrutivos pode ser encontrada na IGSBR GM 01/03.

Ensaio não destrutivo de pressão de ar

7.2. Ensaios Destrutivos A finalidade destes ensaios é avaliar a resistência das soldas ensaiando corpos de prova obtidos a partir de

amostras de 2,5 cm de largura e 30 cm de comprimento, com a solda centrada ao longo do comprimento.

Os ensaios deverão ser realizados em cinco corpos de prova, no tensiômetro na obra ou em laboratório

independente. Os ensaios destrutivos devem ser em número mínimo possível, para preservar a integridade

da barreira que compõe o revestimento. A USEPA recomenda a retirada de amostras a cada 150 m de

comprimento de solda, o que pode ser seguido na falta de recomendação de projeto, no entanto é

recomendável que se corte a amostra no final da linha de solda. A GM 14 (GRI) fornece um método

estatístico para estabelecer um intervalo de retirada de amostras para ensaios destrutivos. Os ensaios

destrutivos deverão ser realizados de acordo com as recomendações da norma GM 19 (GRI), e deverão

atender duas propriedades básicas:

• Resistência ao Cisalhamento

• Descolamento

A descrição dos ensaios destrutivos pode ser encontrada na IGSBR GM 01/03.

8. Critério de Aceitação das Soldas 8.1. Os cinco corpos de prova dos ensaios destrutivos (ASTM D 6392) terão que ser aprovados, quanto à

localização da ruptura e à resistência da solda (GM 19).

8.2. Os corpos de prova não deverão romper na área soldada. A ruptura deverá ocorrer pelo rasgamento da

geomembrana: FTB, conforme esquemas mostrados na ASTM D 6392.

8.3. Todos os ensaios não destrutivos terão que ter 100% de eficiência.

9. Controle de Qualidade da Instalação O instalador deverá comprovar a qualidade da instalação através da apresentação de planilhas e relatórios

com o registro de todos os serviços executados, inclusive os ensaios não destrutivos e destrutivos e o

também o “as built” da área instalada.

Todos os projetos que possuem responsabilidade de risco ambiental devem exigir, com rigor, o controle de

qualidade da empresa instaladora, conforme a IGSBR GM 01/03. Recomenda-se ainda a contratação de

uma empresa fiscalizadora especializada para acompanhar os serviços e o controle de qualidade da

instalação.

10. Verificação da Qualidade Assegurada da Instalação Na inspeção da qualidade (que é chamada de qualidade assegurada), todas as etapas da instalação deverão

ser verificadas concomitantemente a realização dos serviços. Deverão ser realizadas verificações na

superfície de apoio, colocação dos painéis do reservatório de geomembrana, ancoragens, interferências e


na execução e verificação das soldas, os quais deverão obedecer às especificações do projeto, as normas

pertinentes e as recomendações da IGSBR 01/03.

Os itens que deverão ser verificados são os seguintes:

1. Condições da superfície de apoio imediatamente antes da colocação do reservatório de geomembrana.

2. Colocação do reservatório de geomembrana com a respectiva identificação dos painéis.

3. Ancoragens temporárias.

4. As condições das canaletas de ancoragem, incluindo a colocação do reservatório de geomembrana na

canaleta.

5. Condições de operação e tipos dos equipamentos de solda que o instalador possui:

• Termo-fusão

• Extrusão

• Ar quente (somente como auxiliar na execução das soldas por extrusão)

6. Equipamentos de ensaios de Controle de Qualidade das soldas

• Pressão de ar

• Ensaio de vácuo

• Spark test

• Tensiômetro

7. Execução das soldas por termo-fusão.

8. Execução das soldas por extrusão.

9. Execução e verificação da estanqueidade dos reparos.

10. Execução das conexões com tubos e estruturas de concreto.

11. Metodologia usada no cruzamento de soldas.

12. “As built” com a modulação dos painéis instalados.

13. Planilhas

• Colocação do reservatório de geomembrana e identificação dos painéis

• Controle de soldas

• Ensaios não destrutivos e destrutivos

• Diário de obra.

11. Referências Bibliográficas 11.1. ASTM D 6392 (2008). “Standard Test Method for Determining the Integrity of Nonreinforced

Geomembrane Seams Using Thermo-Fusion Methods”.

11.3. Geosynthetic Research Institute – GRI (1998). “GRI Standard GM 14 – Selecting Variable Intervals for

taking Geomembrane Destructive Seam Samples” – PA – USA, Revision 2.

11.4. Geosynthetic Research Institute – GRI (2011). “GRI Test Method GM 19 – Seam Strength and Related

Properties of Thermally Bonded Polyolefin Geomembranes” – PA – USA, Revision 5.

11.5. IGSBR GM 01/03 (2003). “Instalação de Geomembranas Termoplásticas em Obras Geotécnicas e de

Saneamento Ambiental – Recomendações para Projeto” – IGS Brasil Associação Brasileira de

Geossintéticos.

11.6. UNE 104424:2000. “Materiales Sintéticos – Puesta em Obra – Sistema de Impermeabilización de

Túneles y Galerias com Láminas Termoplásticas Prefabricadas”– Norma Española.


CAPÍTULO 5 - DRENAGEM COM GEONETS E GEOCOMPOSTO

1. Introdução A distância cada vez maior entre os grandes centros urbanos e as jazidas de agregados naturais, a falta de áreas disponíveis para armazenamento de resíduos domiciliares e industriais e a facilidade e rapidez na execução da drenagem com geonets e geocompostos, fazem destes geossintéticos uma excelente alternativa para drenagem em uma infinidade de aplicações, em obras geotécnicas e de proteção ambiental. A geonet (ou georrede) foi usada pela primeira vez para drenar chorume em aterro sanitário, em 1984 nos Estados Unidos, desde então, o uso e a aceitação dos materiais geossintéticos para drenagem tem crescido com o passar dos anos. No Brasil, a utilização de geossintéticos na drenagem de líquidos e gases no Brasil iniciou também na década de 80. Até 1994 a geonet fazia parte da família das geogrelhas. A separação foi devido a sua função e não a sua configuração. As geonets são usadas para drenagem no seu plano, enquanto as geogrelhas são usadas para reforço. Apesar da separação, não se deve encarar a geonet como um geossintético sem resistência. Sua resistência mecânica é muito boa, principalmente a compressão, mas sua função é drenar. 2. Características dos Produtos Geonet A geonet, também chamada georrede, é constituída pela extrusão contínua de uma série de barras poliméricas paralelas interconectadas, formando ângulos agudos entre si. A malha resultante é relativamente aberta, com configuração de grelha, formando pequenos canais que conduzem fluídos de todos os tipos e também gases, no seu plano. Drenos de agregados naturais de brita ou de areia podem ser substituídos pela geonet, com vantagens de maior rapidez de execução do dreno e maior espaço para armazenamento dos resíduos, no caso de valas, pois sua espessura varia de 4 a 7 mm. Para se ter uma idéia do ganho de espaço, uma geonet de 5 mm de espessura pode substituir uma camada drenante de areia grossa de 30 cm. A geonet não deve ficar em contato direto com o solo ou com o resíduo, deve ser usada em forma de sanduíche com geotêxtil não-tecido, na forma de geocomposto, ou em contato com superfícies como o reservatório de geomembrana e o concreto, para que seus canais não sejam obstruídos. A matéria prima da geonet é o PEAD – polietileno de alta densidade, polímero que apresenta excelente resistência química. Possui também excelente resistência aos raios ultravioleta, devido à adição do negro de fumo a sua formulação.


Geocomposto Drenante Um geocomposto é constituído pela combinação de um ou mais geossintéticos, com a finalidade de aumentar o desempenho de cada um, quando usado isoladamente. O geocomposto drenante da Engepol consiste de uma geonet de PEAD aderida, por calor, ao geotêxtil não-tecido em uma ou nas duas faces. O geotêxtil não-tecido poderá ser termo-fixado ou não, de polipropileno ou de poliéster, dependendo da exigência do projeto, a qual geralmente é função do resíduo ou do efluente a ser armazenado e da vazão que será drenada. O geotêxtil não-tecido utilizado no geocomposto deve ter gramatura mínima de 200 gr/m2, a fim de minimizar a intrusão do geotêxtil nos canais da geonet. A geonet, por sua vez, pode ter a espessura de 4 ou de 7 mm, dependendo da vazão a ser drenada. Outras informações sobre o geocomposto encontram-se no capítulo 5.

3. Aplicações • Valas de resíduos: drenagem de líquidos e gases • Aterros sanitários: drenagem de chorume e gases • Coberturas de valas de resíduos: drenagem de líquidos e gases • Muros de arrimo ou cortinas de concreto: drenagem vertical • Muros de contenção com solo envelopado: drenagem da interface maciço x aterro • Drenagem sob o reservatório de geomembrana em lagoas de efluentes e valas de resíduos • Drenagem sob canais de irrigação • Drenagem sob gramados de campos e quadras esportivas • Drenagem sob a base de pavimentos rodoviários • Túneis • Proteção mecânica do reservatório de geomembrana em contato com os resíduos • Proteção mecânica do reservatório de geomembrana durante a colocação de solo ou de camada drenante • Regularização do solo de apoio do reservatório de geomembrana • Distribuição de carga sobre o reservatório de geomembrana


Dreno em Coberturas de Valas de Aterros Sanitários e de Resíduos Industriais

Dreno sob Ferrovias

Dreno em Túneis


4. Vantagens da utilização da Geonet e do Geocomposto Drenante • Menor tempo de execução da camada drenante • Maior capacidade de armazenamento da vala ou do aterro • Menor custo em relação aos agregados naturais • Permite a construção de taludes mais íngremes • Fácil instalação em qualquer condição ambiental, não exige mão de obra especializada e nem equipamentos especiais • Substitui materiais inertes locais • Elimina os filtros graduados resultando em redução de custos de material e de instalação • Alta transmissividade sob carregamento

5. Capacidade Drenante A capacidade drenante tanto da geonet (georrede), como do geocomposto é calculada por meio da transmissividade ou da vazão. É recomendável que a especificação seja em função da vazão, porque nem sempre o fluxo através da geonet é laminar. Richardson et al. (2002), recomendam que a capacidade drenante das geonets seja equivalente à permeabilidade da camada superior ao dreno. Transmissividade é definida como a quantidade de água que passa através de um corpo de prova em um intervalo de tempo sob uma carga normal e gradiente hidráulico específicos, onde o gradiente hidráulico e a superfície de contato da amostra são selecionados de maneira a simular condições mais próximas possíveis as de campo. A norma utilizada para esta avaliação é a ASTM D 4716, cuja amostra é colocada entre 2 superfícies onde são aplicadas as tensões normais e o gradiente hidráulico desejado. O esquema de realização do ensaio é apresentado na figura abaixo.

Fonte: ABINT(2004) pg. 41

6. Especificação Na especificação por função, as propriedades hidráulicas (vazão e transmissividade) são as mais relevantes. Podem ser consideradas ainda as propriedades de durabilidade, que são de fundamental importância para o bom comportamento da drenagem ao longo do tempo, e a capacidade filtrante do geotêxtil utilizado no geocomposto.


Segundo Koerner (2005), a EPA-USA, departamento que monitora drenos de aterros, recomenda que para: • Aterros sanitários e industriais a transmissividade da geonet deve ser:θ≥ 3 x 10-5 m2/s • Valas de resíduos:θ≥ 3 x 10-4 m2/s Para Koerner (2005) é necessário, na especificação por função, o cálculo de um fator de segurança adequado. Para os geocompostos e as geonets, servindo como meio drenante, o coeficiente de segurança é a razão entre o valor da vazão que passa pelo geocomposto ou pela geonet, obtida em ensaio de laboratório, e o valor da vazão exigida no projeto:

FS = Qensaio - R / Qprojeto

Onde: FS = fator de segurança em relação às condições de carregamento, nem sempre conhecidas, e às incertezas de projeto. Qensaio - R = vazão obtida em ensaio de laboratório Qprojeto = vazão de projeto Pode-se também definir o FS como a relação entre as transmissividades,θ:

FS = θ ensaio - R / θ projeto

No entanto, é recomendável utilizar a vazão ao invés da transmissividade, devido às condições de fluxo não laminar que ocorre tanto nas geonets, como nos geocompostos. Em relação aos valores de vazão e transmissividade obtidos nos ensaios de laboratório, estes geralmente não expressam o realismo das condições da obra e devem ser ajustados através de fatores de redução adequados. Assim sendo, o valor obtido no ensaio de laboratório deve ser reduzido, antes do seu uso no projeto:

Qensaio - R < Qensaio Qensaio - R = Qensaio [1 / FRIN . FRCR . FRCC . FRBC]

Ou se todos os fatores de redução forem considerados juntos:

Qensaio - R = Qensaio [1 / FRTotal] Onde: Qensaio = vazão determinada segundo a ASTM D 4716 ou ISO/DIS 12598. FRIN = fator de redução que leva em conta as deformações elásticas, ou intrusão, dos geossintéticos adjacentes nos canais da geonet. FRCR = fator de redução que leva em conta as deformações de creep da geonet e/ou dos geossintéticos adjacentes nos canais da geonet. FRCC = fator de redução que leva em conta a colmatação química e/ou precipitação de produtos químicos nos canais da geonet. FRBC = fator de redução que leva em conta a colmatação biológica nos canais da geonet. FRTotal = produto de todos os fatores de redução para as condições específicas da obra. A tabela abaixo, Koerner (2005), fornece os fatores de redução recomendados para alguns tipos de obras:


Fonte: Koerner(2005), pg 768

7. Instalação A geonet e o geocomposto são fornecidos em rolos de 2,08 metros de largura por 50 metros de comprimento, podendo também ser fornecidos com dimensões conforme a necessidade da obra. Sua colocação no local do dreno é simples e rápida, bastando desenrolar o rolo. Em valas de resíduos, a ancoragem é feita na canaleta, escavada em volta da vala, na crista do talude junto com o reservatório de geomembrana; em muros pode ser presa por grampos de aço ao muro de concreto ou, para pequenas alturas, simplesmente colocado à medida que sobe a cota do reaterro. Neste caso, usa-se o geocomposto de uma geonet com o geotêxtil não-tecido aderido na face oposta a de contato com o muro. No fundo das valas, uma bobina de geocomposto é unida a outra pelo trespasse das abas do geotêxtil das bordas da bobina, no entanto para evitar o risco de deslocamento relativo, na ocasião de espalhamento da camada superior, é recomendável fazer uma amarração entre os rolos estendidos com abraçadeiras plásticas ou com fio de polietileno, ou ainda pela emenda do geotêxtil das abas com ar quente. Nos taludes deve-se sempre fazer a amarração e a emenda do geotêxtil com ar quente. Referências Bibliográficas Koerner R.M. (2005). “Designing with Geosynthetics” - Fifth Edition. Prentice Hall, N.J. Richardson, G. N., Giroud, J. P. and Zhao, A. (2002). “Lateral drainage design update – Part 1” - Geotechnical Fabrics Report, January/February 2002. Sieracke, M. and Maxson, T. 2001.”Common sense design with geosynthetic dranaige material.” Geotechnical Fabrics Report, October/November 2001. ABINT (2004). “Manual Brasileiro de Geossintéticos” – Editora Edgard Blücher.

CAPÍTULO 6 – GEOCOMPOSTO PARA DRENAGEM NORDREN

1. Introdução O conceito básico do geocomposto é a combinação de funções dos diferentes geossintéticos, neste caso geonet e geotêxtil, de maneira a aumentar seu desempenho O geocomposto NORDREN® substitui camadas de drenos naturais de agregados, compostos de areia e brita, com vantagens de proporcionar maior capacidade de armazenamento dos resíduos e instalação fácil e rápida em valas de aterros sanitários, de resíduos industriais e outros tipos de obras de proteção ambiental. Além disto, reduz o impacto ambiental e devido a sua pequena espessura e a rapidez na execução do dreno, o seu uso resulta em uma alternativa econômica, quando nnaturais nas proximidades da obra. Os geocompostos para drenagem surgiram nos Estados Unidos no final da década de 80 e na Europa em meados da década de 70. O geocomposto NORDRENtendo desde então, sido utilizado em grandes aterros sanitários, mineradoras, canais, muros e cortinas de contenção Este capítulo trata das principais características do geocomposto para drenagem NORDREN®facilitar o entendimento do seu funcionamen 2. Características do geocomposto NORDREN® O geocomposto para drenagem é uma combinação de dois geossintéticos: a geonet, também chamada de georrede e o geotêxtil não-tecido, que pode ser termofixado ou não, aderido por calor em uma ou nas duas faces da geonet. O núcleo de geonet, composto por pequenos canais, é responsável pelo escoamento dos fluidos e o geotêxtil atua como filtro e separador, mantendo o O geocomposto é um produto ideal quando o projeto e/ou os materiais em contato com a geonet exigem um geotêxtil, pois a combinação dos dois geossintéticos proporciona o aumento da resistência ao deslizamento entre os geossintéticos, quando utilizado em taludes. O núcleo do NORDREN® é maciço com canais de fluxo bem definidosdreno, se houver pressão excessiva. Com é feito de PEAD, apresenta grande durabilidade.

Manual de Geossintéticos – Nortène / Engepol

GEOCOMPOSTO PARA DRENAGEM NORDREN

O conceito básico do geocomposto é a combinação de funções dos diferentes geossintéticos, neste caso aumentar seu desempenho.

substitui camadas de drenos naturais de agregados, compostos de areia e brita, com vantagens de proporcionar maior capacidade de armazenamento dos resíduos e instalação fácil

de aterros sanitários, de resíduos industriais e outros tipos de obras de proteção ambiental. Além disto, reduz o impacto ambiental e devido a sua pequena espessura e a rapidez na execução do dreno, o seu uso resulta em uma alternativa econômica, quando não há jazida de agregados

Os geocompostos para drenagem surgiram nos Estados Unidos no final da década de 80 e na Europa em meados da década de 70. O geocomposto NORDREN® foi introduzido no mercado brasileiro em 2001,

então, sido utilizado em grandes aterros sanitários, mineradoras, canais, muros e cortinas de

Este capítulo trata das principais características do geocomposto para drenagem NORDREN®facilitar o entendimento do seu funcionamento e da sua especificação.

eocomposto NORDREN®

O geocomposto para drenagem é uma combinação de dois geossintéticos: a geonet, também chamada de tecido, que pode ser termofixado ou não, aderido por calor em uma ou nas duas

faces da geonet. O núcleo de geonet, composto por pequenos canais, é responsável pelo escoamento dos fluidos e o geotêxtil atua como filtro e separador, mantendo o solo e os resíduos fora dos canais da geonet.

O geocomposto é um produto ideal quando o projeto e/ou os materiais em contato com a geonet exigem um geotêxtil, pois a combinação dos dois geossintéticos proporciona o aumento da resistência ao

ntre os geossintéticos, quando utilizado em taludes.

maciço com canais de fluxo bem definidos. Não há perigo de estrangulamento do . Com é feito de PEAD, apresenta grande durabilidade.

Nortène / Engepol 36

GEOCOMPOSTO PARA DRENAGEM NORDREN®

O conceito básico do geocomposto é a combinação de funções dos diferentes geossintéticos, neste caso

substitui camadas de drenos naturais de agregados, compostos de areia e brita, com vantagens de proporcionar maior capacidade de armazenamento dos resíduos e instalação fácil

de aterros sanitários, de resíduos industriais e outros tipos de obras de proteção ambiental. Além disto, reduz o impacto ambiental e devido a sua pequena espessura e a rapidez na

ão há jazida de agregados

Os geocompostos para drenagem surgiram nos Estados Unidos no final da década de 80 e na Europa em ® foi introduzido no mercado brasileiro em 2001,

então, sido utilizado em grandes aterros sanitários, mineradoras, canais, muros e cortinas de

Este capítulo trata das principais características do geocomposto para drenagem NORDREN®, visando

O geocomposto para drenagem é uma combinação de dois geossintéticos: a geonet, também chamada de tecido, que pode ser termofixado ou não, aderido por calor em uma ou nas duas

faces da geonet. O núcleo de geonet, composto por pequenos canais, é responsável pelo escoamento dos solo e os resíduos fora dos canais da geonet.

O geocomposto é um produto ideal quando o projeto e/ou os materiais em contato com a geonet exigem um geotêxtil, pois a combinação dos dois geossintéticos proporciona o aumento da resistência ao

Não há perigo de estrangulamento do


O geocomposto NORDREN® serve de colchão isolante entre a estrutura e o solo. Protege a impermeabilização contra danos mecânicos e amortece as vibrações provenientes do terreno em volta da estrutura. Nordren® é fabricado com os geotêxteis excedendo aproximadamente 10cm as bordas do núcleo de geonet, permitindo a sobreposição sem degraus e garantindo a continuidade do dreno. 3. Sistema Drenante Sistema drenante é um conjunto de elementos, que coleta e conduz fluidos em seu plano através da sua estrutura, sendo geralmente constituído pelo elemento que capta e conduz o fluido, por um filtro, que impede que as partículas do solo obstruam o elemento drenante, e por um sistema de coleta, que conduz o fluido drenado a um local adequado. No geocomposto NORDREN®, a geonet é o elemento drenante e o geotêxtil é o filtro. A associação destes dois geossintéticos otimiza a execução da drenagem. 4. Aplicações NORDREN® pode ser utilizado em uma grande variedade de aplicações com custo menor do que os sistemas drenantes com areia e brita. É importante observar que cada aplicação possui uma exigência específica quanto à vazão de escoamento, transmissividade, durabilidade, comportamento sob grandes carregamentos e resistência química, que são parâmetros críticos para o bom desempenho do dreno. Os problemas que usualmente ocorrem no caso de sistemas drenantes mal projetado ou mesmo omitidos são do tipo: • aumento do esforço horizontal (empuxo) atuante em muros de arrimo; • subpressão em lajes de piso de subsolos de edifícios, ocasionando infiltrações, trincas, podendo inclusive levantar a laje, dependendo da sua intensidade; • manchas em paredes ocasionadas pela umidade resultante da água represada; • carregamento de partículas de solo, provocando a retro-erosão progressiva, chamada de piping, que pode ocasionar a instabilidade de taludes. 4.1 Exemplos de aplicações Drenagem Vertical • Muros de arrimo • Cortinas de concreto de subsolos de edifícios e estruturas enterradas em geral Drenagem horizontal • Pátios e estacionamentos • Floreiras e jardineiras • Tanques • Pisos de concreto • Campos e quadras desportivos • Fundo de valas de resíduos, aterros sanitários, canais de irrigação Drenagem em planos inclinados • Trincheiras drenantes


• Valas de resíduos • Aterros sanitários • Coberturas de aterros sanitários e valas de resíduos • Muros de contenção com solo envelopado com geotêxtil ou geogrelha • Rodovias e ferrovias • Túneis Como proteção • Proteção mecânica do reservatório de geomembrana em contato com os resíduos • Proteção mecânica do reservatório de geomembrana durante a colocação de solo ou da camada drenante de agregados sobre a mesma • Regularização do solo de apoio do reservatório de geomembrana • Distribuição de carga sobre o reservatório de geomembrana 5. Tipos de geocomposto Nordren em função dos geossintéticos componentes

GEOCOMPOSTO NORDREN® DGC DGC DGC DGC DGC DGC DGC

Geossintéticos Componentes

4mm/ 130T

900/ 130T

1250/ 130T

1250/ 200T

4mm/ 200 900/ 200

1250/ 200

Geotêxtil não tecido agulhado e termofixado

nas 2 faces X X X X

Geotêxtil não tecido agulhado nas 2 faces

X X X

Nota: Outras gramaturas de geotêxtil podem ser utilizadas na fabricação do NORDREN®, sob consulta

NORDREN® é identificado pelo seguinte código: • DGC: geotêxtil nas duas faces. Decifrando os códigos: • Os algarismos antes da barra referem-se à espessura da geonet utilizada: 900/: geonet de 5 mm 1250/: geonet de 7 mm • Os algarismos após a barra referem-se ao tipo de geotêxtil e respectiva gramatura: /200: geotêxtil não-tecido agulhado de 200 g/m2 /200T : geotêxtil não-tecido agulhado e termo-fixado de 200 g/m2


Geocomposto NORDREN® Duplo: DGC 1250/200T 6. Apresentação, Embalagem, Manuseio e Armazenamento 6.1. Apresentação Nordren® é apresentado em 3 opções: • Bobinas com 1m de largura por 10m de comprimento • Bobinas de 2m de largura por 30m de comprimento • Bobinas de 2m de largura por 50m de comprimento • Outras dimensões de bobina poderão ser fornecidas conforme a necessidade da obra. • Linha normal de fabricação: NORDREN® com geotêxtil de gramaturas de 130 a 400 gr/m2. • Outras gramaturas do geotêxtil e espessuras da geonet, do núcleo do geocomposto, poderão ser fabricadas sob consulta. 6.2. Embalagem A embalagem das bobinas de Nordren® é um filme de polietileno preto, para proteção contra os raios UV. 6.3. Manuseio Nordren® é fácil de transportar e de manusear. Uma bobina de DGC 900/200 de 30m de comprimento tem diâmetro de 65 cm pesa em torno de 50 kg. 6.4. Armazenamento O armazenamento do Nordren® deve ser feito em pilhas de no máximo três bobinas e em local coberto. 7. Soluções com NORDREN® 7.1. Drenagem Vertical 7.1.1. Muros de Arrimo e Estruturas de Contenção O NORDREN® é instalado na vertical entre a estrutura e o solo, substituindo os drenos de areia convencionais, reduzindo a pressão de água atuante na estrutura e protegendo a impermeabilização. Nas figuras abaixo estão um muro de arrimo e um encontro de ponte, com dreno geocomposto NORDREN®.


7.1.2. Cortinas de Concreto de Subsolos de Edifícios e Estruturas Enterradas em Geral Para drenagem vertical de estruturas enterradas como subsolos de edifícios, túneis e cortinas de contenção, o geocomposto NORDREN® tem a vantagem de poder ser instalado até a profundidade de 50m. Nestes casos, o tipo SGC é mais indicado, instalado com a face da geonet junto à parede de concreto e a de Geotêxtil em contato com o solo. Observações: 1. Profundidade limite de aplicação para drenagem vertical: 50 m. 2. Dimensionamento do tipo de NORDREN® mais apropriado: deve ser em função da vazão máxima que passará pelo dreno, a qual é determinada em função da topografia, quantidade de precipitação (chuva), profundidade da instalação do dreno. As dúvidas deverão ser encaminhadas ao departamento técnico da Engepol. 7.2. Drenagem Horizontal com NORDREN® 7.2.1. Floreiras e Jardineiras Nordren® mantém o solo em condições de umidade propicias ao desenvolvimento da vegetação, pois elimina o excesso de água.


7.2.2. Campos Desportivos NORDREN®é uma solução econômica de drenagem em campos de esportes, porque pela sua pequena espessura há uma redução no volume de escavação e reaterro das valas de drenagem.


7.2.3. Estacionamentos, Pátios de Carga e Descarga e Laje de Subsolos A drenagem em áreas de estacionamentos, pátios de carga e descarga e laje de subsolos é necessária para evitar infiltrações, trincas e o destacamento do revestimento dos pisos devido a subpressão (pressão da água de baixo para cima). NORDREN®é a solução econômica para estes casos. Observações: 1. Profundidade limite de aplicação para drenagem horizontal: 23 m. 2. Dimensionamento do tipo de NORDREN® mais apropriado: deve ser em função da vazão máxima que passará pelo dreno, a qual é determinada em função da quantidade de precipitação (chuva), no caso de floreiras e campos desportivos, e também da profundidade da instalação do dreno no caso de lajes de subsolo.As dúvidas deverão ser encaminhadas ao departamento técnico. Nordren® substitui a brita das trincheiras drenantes tradicionais em sistemas viários, com excelente desempenho. Este dreno tem a função de proteger o pavimento da umidade proveniente das chuvas, assim como interceptar e desviar o fluxo da água subterrânea. A Engepol realizou uma comparação de custos entre drenos verticais de brita e drenos verticais com Nordren®, mostrando que o dreno com Nordren® é mais econômico.


7.2.3 Sistemas de detecção de vazamento Geocompostos drenantes são muito utilizados em sistemas de detecção de vazamentos entre as camadas primárias e secundárias do reservatório de geomembrana. A vantagem do geocomposto é sua baixa espessura alta condutividade hidráulica. Materiais naturais como areia podem ter uma pressão capilar relativamente alta, o que causa estocagem de líquido e uma taxa de transporte até o sistema de coleta. Um sistema de detecção de vazamento deve produzir uma quantidade mínima de líquido, e este líquido deve estar imediatamente no sistema de coleta, e não estocado na areia (GFR,2001). 8. Instalação do NORDREN® • A instalação do geocomposto Nordren® é fácil e rápida. As perdas de material são mínimas. • Mão-de-obra não especializada em número de duas pessoas é capaz de instalar 50m2/h em drenagem vertical. • Não há necessidade de uso de ferramentas especiais. Pode-se cortá-lo facilmente com estilete ou tesoura. • A sua flexibilidade permite sua adaptação em qualquer superfície. • A instalação do Nordren® em drenagem vertical é geralmente iniciada pela parte superior, descendo até a base. Sua fixação pode ser feita com pregos ou com cola. • Em caso de dúvidas consulte o departamento técnico da Engepol. 9. Dúvidas Freqüentes Para colocação do geocomposto é necessária mão de obra especializada e ferramentas especiais? Não. A colocação é simples e rápida, bastando desenrolar a bobina sobre a superfície. O geocomposto NORDREN® pode ser usado em dreno na base de aterro sanitário? Sim. Porque o núcleo de geonet de PEAD suporta a carga resultante da deposição do lixo até uma altura de aproximadamente 23 m, sofrendo pouca variação de sua capacidade drenante. Para alturas de lixo maiores, é recomendável usar uma camada drenante de brita sobre o geocomposto, para atender a drenagem necessária. Além disso, o geotêxtil utilizado pode ser de polipropileno, que é o mais adequado para este tipo de obra. NORDREN® pode ser colocado sob laje de concreto? Sim, porque é capaz de suportar a carga mantendo a capacidade drenante.


Quando se usa o NORDREN® não é preciso usar brita e tubo? A brita é dispensável, no entanto, dependendo da quantidade de água a ser drenada, às vezes é preciso usar o tubo. O NORDREN® pode substituir o MacDrain? Sim, em qualquer situação em que a capacidade drenante solicitada for igual. Há obras em que foi utilizado o NORDREN®? Sim, há várias obras onde a drenagem com materiais granulares foi substituída pelo NORDREN®. Para maiores informações consulte o departamento comercial. 10. Sobre o desempenho do NORDREN Qual é a deformação do Nordren quando submetido a carga? Quantos quilos o geocomposto NORDREN® agüenta? O valor da carga, que o geocomposto suporta é função da compressibilidade do núcleo, que é a geonet. Pelos resultados dos ensaios realizados no Laboratório de Geossintéticos da Escola de Engenharia de São Carlos – USP, o geocomposto NORDREN® DGC 1250/130T submetido a uma carga de 10 tf/m2 (100 kPa) na posição horizontal, que é a mais desfavorável, terá uma capacidade drenante de 270 l/h (7,50 x 10-2 l/s). O geocomposto pode entupir com o tempo? O geotêxtil atua como elemento filtrante retendo as partículas de solo, enquanto o fluído passa para o interior do geocomposto. Recomenda-se cuidado na instalação, para que o geotêxtil não tenha contato com lama, a qual poderá diminuir sua capacidade filtrante. O geocomposto NORDREN® impermeabiliza? Não. O geocomposto NORDREN® drena. No entanto, pode ser usado junto a um sistema de impermeabilização, para escoamento rápido da água, contribuindo para o melhor desempenho para impermeabilização. Referência Bibliográfica ABINT (2004). “Manual Brasileiro de Geossintéticos” – Editora Edgard Blücher. GFR Engineering Solutions. Common sense design with geosynthetic grainage material. Outubro/Novembro 2001. Volume 19, número 8.


CAPÍTULO 7 - GEOTÊXTIL

1. Introdução Os geotêxteis são produtos geossintéticos usados em obras geotécnicas ou de proteção ambiental desempenhando uma ou mais funções durante sua vida útil. A maioria dos geotêxteis mundialmente tem como matéria-prima o polipropileno e o poliéster, no entanto podem ser encontrados, em menor escala, aqueles fabricados a partir do nylon e do polietileno. 2. Histórico As primeiras utilizações dos geotêxteis tecidos foram em 1950, em aplicações de controle de erosão como alternativa para filtros de solo granular (Koerner, 2005). Os geotêxteis não-tecidos foram introduzidos na França em 1960 em aplicações como estradas não pavimentadas e reforço de vias permanentes de ferrovias, com função de separação e / ou reforço. Além da França, a Holanda e a Inglaterra foram os precursores no uso dos geotêxteis não-tecido. Nos Estados Unidos a aplicação dos geotêxteis começou em 1970 e no Brasil em 1971. 3. Funções de Geotêxteis e seus mecanismos 3.1 Separação O geotêxtil atua como uma barreira separando as camadas de solo das de material granular. Como estes dois materiais têm diferentes diâmetros de partículas do geotêxtil, estas poderão se misturar em determinadas condições hidráulicas e de carregamento.

3.2 Reforço Como reforço o geotêxtil pode ser colocado sobre uma camada de solo mole, distribuindo as cargas aplicadas, melhorando a estabilidade e resistência de solo de fundação ou de aterro, e reduzindo o volume do aterro. Pode também ser disposto entre camadas de solo compactado,de espessuras definidas através de cálculo, que proporciona em aumento da resistência do maciço construídos.


3.3 Filtração O geotêxtil permite a passagem da água, retendo o solo; funciona como um filtro. Substitui os filtros tradicionais de transições granulométricas.

3.4 Drenagem É a função do geotêxtil de transportar líquidos e gases no seu plano.

3.5 Proteção O geotêxtil atua como proteção do reservatório de geomembrana e outros revestimentos contra desgastes e puncionamento, no caso de protuberâncias e de fendas / fissuras.

4. Polímeros


PET: O PET proporciona maior resistência a tração e menor deformação na ruptura do que os demais polímeros, sendo as menores resistências associadas ao PP. A maior resistência das fibras de PET deve-se às fortes ligações coesivas intermoleculares. PP: O PP apresenta propriedades mecânicas aceitáveis e inércia química. Os maiores problemas associados e este polímeros estão relacionados a oxidação e a fluência. A tabela 1 apresenta as principais características mecânicas dos polímeros utilizados na fabricação de geossintéticos.

Polímero Resistência a tração (MPa) Elongação na ruptura (%) Módulo de elasticidade (GPa)

PP 31 a 41 100 a 600 1,17 a 1,72

PET 48 a 72 50 a 300 2,76 a 4,14 Tabela 1– dados retirados do manual brasileiro de geossintéticos página 23

5. Aplicações

Separação

Entre reservatórios de geomembrana e camadas de drenagem Entre solos de fundação e muros rígidos ou flexíveis Entre camadas velhas e novas de asfalto Entre fundação e aterros para barragens Entre a fundação e camadas de solo encapsulado Sob campos de esportes, estacionamentos e similares Entre subleito e base em estradas pavimentadas e não pavimentadas

Reforço/Proteção

Prevenir perfuração do reservatório de geomembrana pelo solo. Prevenir perfuração do reservatório de geomembrana pelo material do aterro ou base rochosa. Sobre solos moles em rodovias não pavimentadas, ferrovias, aterros sanitários. Contenção lateral em ferrovias de lastro. Para enrolar solos em sistemas de encapsulamento com geotêxteis (geoformas tubulares). Construção de muros encapsulados com geotêxteis. Estabilização temporária de taludes. Reforço de juntas em pavimentos flexíveis. Criar mais estabilidade em taludes devido a resistência ao atrito na interface.

Filtração

Com geonets para prevenir intrusão de solo Substituindo os filtros de solos granulares Envolvendo tubo dreno perfurado Sob aterros que geral chorume Envolvendo núcleos moldados (ex. drenos verticais) Envolvendo colunas de areia em drenos de areia.

Drenagem

Como um dreno receptor de fluxo horizontal Como dreno atrás e na base de muros Como dreno de água e gases sob reservatórios de geomembranas Como dreno sob campos esportivos Para dissipar a água de infiltração do solo exposto ou superfícies rochosas

Fonte: Koerner(2005) pg 39


6. Mecanismos de degradação em geotêxteis 6.1 Exposição solar A luz solar é uma das mais importantes causas de degradação em polímeros, sendo o PP mais suscetível a este tipo de degradação. O mecanismo de degradação da maioria dos polímeros é de natureza fotoquímica, a absorção de luz ultravioleta pelo polímero fornece energia para a quebra das cadeias próximas a superfície exposta. Os radicais livres resultantes então reagem com oxigênio formando radicais peróxi que irão atacar outras moléculas de polímeros, ou mesmo outros pontos da mesma cadeia do polímero. Métodos de testes acelerados são utilizados para simular o efeito da luz solar em um ambiente controlado com uma fonte artificial de luz(lâmpadas). Os tempos de exposição são em média 500h. Antes de selecionar o geotêxtil apropriado para uma determinada aplicação, o nível de exposição que o material vai estar sujeito antes, durante e após a instalação deve ser considerado. O local e a duração da exposição podem afetar drasticamente o desempenho físico e mecânico do polímero. Uma maneira de minimizar a degradação sofrida pelos materiais poliméricos é adicionando aditivos (antioxidantes, estabilizadores de UV e pigmentos) em sua composição. Geotêxteis apropriadamente aditivados devem ser selecionados para atingir as condições de aplicação desejadas. 6.2. Temperatura A temperatura elevada aumenta a taxa de degradação e age em conjunto com outros mecanismos de degradação como luz solar, oxidação, hidrólise, química ou outras. Sendo assim, a principal função da sobreposição da temperatura-tempo nas técnicas de previsão de tempo de vida é testar amostras de laboratório nas temperaturas de 50oC a 100oC e extrapolar a degradação acelerada para condições de campo. A respeito do comportamento mecânico dos plásticos, altas e baixas temperaturas causam amolecimento e endurecimento respectivamente. Para geotêxteis, entretanto, nem altas nem baixas temperaturas são questões cruciais, exceto em situações ambientais extremas. 6.3 Degradação hidrolítica A hidrólise pode causar degradação tanto via reações externas ou internas nas fibras. Geotêxteis fabricados com poliéster são mais suscetíveis a hidrólise na presença de água, que é acelerada por condições alcalinas muitos elevadas (pH >10) ou muito baixas (pH<3). O poliéster também é suscetível a uma maior degradação na presença de solo tratado com cal, concreto ou cimento, que apresentam pH entre 10 e 13. Esta característica deve ser levada em consideração na escolha do geotêxtil, de acordo com a aplicação. Em caso de dúvida, pode ser realizada uma avaliação onde amostras de geotextil são incubadas em água com o pH desejado a 20oC e 50oC, por no mínimo 120 dias. São avaliadas mudanças na resistência e no alongamento das amostras. É importante realizar o mesmo procedimento com água destilada (pH=7) nas mesmas temperaturas, para se obter uma base comparativa. 6.4 Oxidação Todos os tipos de polímeros reagem com oxigênio causando degradação, porém as poliolefinas (PP) são mais suscetíveis a este fenômeno. Aditivos podem ser utilizados para estabilizar este mecanismo.


Sempre que um radical livre é criado, oxigênio pode criar uma degradação progressiva. O oxigênio combina com o radical livre formando um radical hidroperóxido. Este eventualmente reage com outra cadeia de polímero, criando um novo radical livre e causando a cisão da cadeia. Ensaios para avaliação deste mecanismo usam amostras incubadas onde o aquecimento é feito em forno com ventilação força e controlada. Dois tipos de procedimentos podem ser utilizados: aquecimento contínuo e cíclico. Os ensaios para avaliação podem ser definidos de acordo com a finalidade da aplicação. 6.5 Química De modo geral, geotêxteis de PP apresentam resistência química melhor que o PET. Geotêxteis de PP tem boa resistência a ácidos e bases fortes, e a maioria dos solventes. Geotêxteis de PET boa resistência a ácidos fracos, alcoóis e solventes orgânicos. A tabela a seguir apresenta aspectos da resistência química dos polímeros mais utilizados na fabricação dos geotêxteis. O conjunto dos geotêxteis atende muito bem as várias situações de agressividade química. Basta que estas condições sejam identificadas e se proceda à escolha adequada do polímero mais apropriada para cada tipo de aplicação. Resistência química dos principais polímeros utilizados na fabricação dos geotextêis

Polímero PET PP

Duração do carregamento C(1) L(2) C(1) L(2)

Ácidos Diluídos ++ + ++ ++

Ácidos concentrados o - ++ +

Álcalis diluídos ++ o ++ ++

Álcalis concentrados o - ++ ++

Sais(prine) ++ ++ ++ ++

Óleo mineral ++ ++ + o

Glicol ++ o ++ ++

Microorganismos ++ ++ ++ ++

Luz UV + o o -

Luz UV (estabilizada) ++ + ++ +

Calor a seco (acima de 100 oC) ++ ++ ++ +

Detergentes ++ ++ ++ ++

Grau de resistência: (-) não resistente; (o) moderada; (+) aceitável, (++) boa.

Essa avaliação da resistência é válida sob condições normais de temperaturas: (1), durante a execução; (2),

durante o uso.

Tabela 2– dados retirados do manual brasileiro de geossintéticos página 23

6.6 Biológica Para que microorganismos, como bactérias ou fungos degradem polímeros, os organismos devem unir-se as superfícies das fibras ou fios e usar o polímero como matéria-prima. Isto é altamente improvável. Todas as resinas utilizadas na fabricação de geossintéticos têm peso molecular elevado com poucas terminações de cadeia, necessárias para o processo de biodegradação ser iniciado. Ao invés da degradação biológica, a colmatação biológica é uma preocupação em função das características do líquido que permeia. Para líquidos com alto teor de microorganismos, exacerbada por alto teor de sólidos em suspensão, pode ocorrer a colmatação excessiva. 7. Instalação


Os geotêxteis devem ser colocados no sentido da máxima inclinação do talude. Sua união pode ser feita por costura, por calor ou por transpasse, sendo o tipo de união e a dimensão da sobreposição definida no projeto. O sentido correto da sobreposição do geotêxtil deve ser observado nos casos de lançamento e espalhamento do material de aterro, de enchimento de vala, escoamento da água (caso de trincheira drenante).

Referências Bibliográficas

Koerner, R.M. (2005) “Designing with Geosynthetics”- Fifth Edition. Prentice Hall.N.J

CTG – Comitê Técnico de Geossintéticos (2001). “ Curso Básico de Geotêxteis” – ABINT – Associação Brasileira de Industriais de Não Tecidos e Tecidos Técnicos.

Leech, A. D. Geotextiles long term durability – product design parameters. 9th International Conference on Geosynthetics, Brazil, 2010.

Valente,I.M. Carneiro,J.R. AlmeidaP.J. Lopes, M.L. Chemical studies about the durability of polypropylene geotextiles. 9th International Conference on Geosynthetics, Brazil, 2010.

BUENO, B. S., BENVENUTO, C. E VILAR, O. M., “Manual brasileiro de geossintéticos”. Coordenador José Vertermatti. Editora Edgar Blucher (São Paulo, Brasil, 2004)

Manual de Geossintéticos - Nortène / Engepol 52

CAPÍTULO 8 – GEOGRELHA - ENGEFORT®

1. Introdução As geogrelhas são usadas como elemento de reforço em obras geotécnicas e de proteção ambiental. A

característica principal das geogrelhas é a abertura da sua malha, que deve ser grande o suficiente para

permitir o entrosamento das partículas do solo ou do material granular em contato com a mesma,

proporcionando uma boa interação do conjunto.

Para que isto ocorra, tanto os fios, que formam os elementos transversais e longitudinais da geogrelha,

como os nós (cruzamento destes dois elementos), deverão ter a rigidez e a resistência à tração adequada

para haver o mecanismo de interação.

A abertura da malha permite também a drenagem vertical da camada de solo integrante do sistema de

reforço.

Mecanismo do intertravamento geogrelha x solo ou material granular

2. Histórico O desenvolvimento de materiais poliméricos de alto módulo de rigidez, quando submetidos à tração,

possibilitaram a utilização destes como reforço em vários materiais de construção, inclusive o solo.

As primeiras geogrelhas foram desenvolvidas na Inglaterra e trazidas para os Estados Unidos no início da

década de 80 (Koerner, 2005).

3. Tipos de Geogrelha Os fios, que formam os elementos longitudinais e transversais da malha da geogrelha, podem ser

fabricados a partir de diversas resinas e a forma como se interceptam varia, conforme o tipo da geogrelha.

As geogrelhas são denominadas unidirecionais, quando apresentam resistência à tração elevada em uma

das direções de fabricação (direção longitudinal ou transversal da bobina), e bidirecionais quando

apresentam resistência à tração elevada nas duas direções de fabricação. Em função do processo de

fabricação, as geogrelhas podem ser extrudadas, soldadas ou tecidas (ABINT, 2004).

Dentro deste contexto, os principais tipos de geogrelha disponíveis no mercado internacional são:

• Geogrelhas orientadas fabricadas pela extrusão de resinas de polietileno de alta densidade ou de

polipropileno; denominadas geogrelhas rígidas.

• Geogrelhas tecidas, cujos elementos resistentes são constituídos por vários fios, fabricados com resinas

de poliéster ou de fibra de vidro, os quais formam um feixe, que é revestido por PVC, látex ou betume;

denominadas geogrelhas flexíveis.

Dependendo do tipo de polímero e do processo de fabricação empregado, as geogrelhas terão

características e propriedades diferentes. O processo de fabricação pode ser pela união dos fios por ultra-

som ou por colagem, ou ainda pela união por costura, e o revestimento dos fios é a última etapa. Embora o


uso principal das geogrelhas seja para reforço, alguns tipos são utilizados em pavimentos asfálticos e

impermeabilização ou em separação e estabilização de solos. Geogrelhas também são usadas como

gabiões, e como elementos ancorados, inseridos entre geotêxteis e reservatórios de geomembrana, (S.

Guide, 2011).

4. Geogrelha Engefort® A geogrelha Engefort® possui alta resistência à tração e alto módulo de rigidez à tração, é fabricada com

polímeros que possuem baixa sensibilidade ao creep, poliéster de alta tenacidade ou fibra de vidro, e tem

abertura de malha entre 20 e 30 mm.

Geogrelha Engefort

5. Aplicações da Geogrelha – Engefort Engefort® pode ser utilizada como reforço em vários tipos de obras geotécnicas e de proteção ambiental:

• Bases de estradas rodoviárias e ferroviárias

• Recuperação de pavimentos

• Base de aterros reforçados construídos sobre solo mole

• Taludes reforçados

• Taludes de barragens de terra

• Recomposição de taludes que romperam

• Substituição de encostas convencionais por taludes de inclinação acentuada

• Base de aterro de capeamento de estacas de fundação

• Diques de expansão de aterros sanitários

• Reforço de fundação, visando melhorar a capacidade de carga sob sapatas

• Muros de solo reforçado

• Taludes de aterros sanitários

• Coberturas de valas de resíduos e de aterros sanitários

6. Exemplos de Aplicação da Geogrelha Engefort 6.1. Aterros ou Diques reforçados


6.2. Muros e Encontros de Ponte em Solo Reforçado

6.3. Base de Aterros Reforçados construídos sobre Solo Mole

6.4. Substituição de Encostas convencionais por Taludes de inclinação acentuada e até

Vertical


O uso de geogrelha como reforço permite transformar taludes com inclinação suave em:

Taludes íngremes

6.5. Taludes Reforçados Verticais ou Inclinados em degraus

6.6. Reforço de Fundação para melhorar a Capacidade de Carga sob Sapatas

6.7. Taludes e Coberturas de Valas de Resíduos e de Aterros Sanitários


6.8. Melhora de acesso à Obra em Solo Mole usando a Geogrelha

7. Especificação de Geogrelhas A escolha e a especificação da geogrelha é feita em função do tipo e das condições geotécnicas da obra e

da resistência à tração requerida para o caso em análise.

Na escolha da geogrelha deve-se levar em conta o tipo de polímero, o processo de fabricação e no mínimo

algumas propriedades, com os respectivos métodos de ensaio através dos quais estas são obtidas, como

por exemplo:

• Propriedades físicas:

- abertura da malha

- massa por unidade de área ou gramatura (g/m2) – ABNT NBR 12568 ou ASTM D 5261

• Propriedades mecânicas:

- resistência à tração (kN/m) – ASTM D 6637, ASTM D 4595 ou ABNT NBR 12824, onde são importantes as

informações sobre:

a) resistência à tração para 5% de deformação

b) resistência à tração na ruptura com o respectivo alongamento

c) módulo de rigidez à tração - resistência à fluência (kN/m) – ASTM D 5262 para 10.000 horas (1 ano e 2

meses) ou ASTM D 6992

• Propriedades de desempenho:

- resistência de inteface: arrancamento e cisalhamento direto –ASTM D 6706 e ASTM D 5321

- danos de instalação – ASTM D 5818

8. Projeto da Geogrelha: Considerações sobre a Resistência Admissível Um projeto de geogrelha por função deve estabelecer um fator de segurança global para a determinação

da resistência de admissível ou de projeto. A função principal da geogrelha sendo reforço, estes fatores de

segurança podem ser determinados da seguinte forma:

Sendo:

FSTotal = Tensaio / Tadm


Tensaio = resistência à tração obtida em ensaio de laboratório

Tadm = resistência à tração requerida no projeto

A resistência à tração obtida em ensaio de laboratório é geralmente a carga de ruptura, a qual deve ser

reduzida através de fatores de redução que levem em conta as condições de utilização da geogrelha.

Portanto, a resistência à tração requerida no projeto deverá ser encontrada usando, por exemplo, uma

equação do tipo da seguinte:

Tadm = Tensaio [1 / FRID . FRCR . FRCD . FRBD . FRINT]

FRID = fator de redução que leva em conta os danos de instalação.

FRCR = fator de redução para evitar deformações de creep durante a vida útil da obra.

FRCD = fator de redução que leva em a degradação química da geogrelha.

FRBD = fator de redução que leva em conta a degradação biológica da geogrelha.

FRINT = fator de redução que leva em conta a segurança das emendas da geogrelha.

FSTotal = produto de todos os fatores de redução para as condições específicas da obra.

Alguns destes fatores de redução devem ser 1,0 ou pouco acima de 1,0 e podem não ter importância em

alguns tipos de obra. Entretanto, outros fatores de redução, que levem em conta condições relevantes para

determinadas situações na obra, podem ser incluídos na determinação da resistência à tração de projeto.

Por exemplo, fatores de redução que levam em conta: degradação por raios UV, penetração de agregados

de maior granulometria, podem ser incluídos em condições específicas.

A tabela abaixo, GG4(b)(2005), fornece os fatores de redução recomendados para alguns tipos de obras. No

entanto, é importante analisar cada fator individualmente, em relação às condições de solicitação e local de

utilização da geogrelha.

Os fatores de redução apresentados, na tabela a seguir, são para geogrelhas flexíveis, ou seja, aquelas que

exibem uma rigidez à tração menor do que 1000 g/cm no ensaio ASTM D 1388, segundo a GG4(b).

Vale lembrar também, que são fatores parciais, que foram quantificados por pesquisas no GSI, e levam em

conta condições de longa duração, que não são normalmente consideradas nos ensaios de laboratório.

Fatores de redução parciais recomendados pela GG4(b)(2005), para Geogrelhas Flexíveis (termos definidos

abaixo da equação de Tadm)

9. Referências Bibliográficas

ABINT (2004). “Manual Brasileiro de Geossintéticos” – Editora Edgard Blücher.

GRI GG4 (b) (2005). “Determination of the Long-Term Design Strength of Flexible Geogrids” – Geosynthetic

Institute – USA.


Geosynthetics, IFAI Publication (2011). “Specifier’s Guide”. Acessado em: 25/10/2011, em:

http://geosyntheticsmagazine.com/specifiersguide

Koerner, R. M. (2005). “Designing with Geosynthetics” – Fifth Edition. Prentice Hall, N.J.


CAPÍTULO 9 – DRENO VERTICAL - TECDREN® 1. Introdução A construção sobre solos compressíveis é um desafio crescente para a engenharia. Duas condições devem ser atendidas para a construção em solos compressíveis: estabilidade, ou seja, deve-se evitar a ruptura das fundações e manutenção das deformações, tanto verticais (recalques), quanto horizontais (ABINT,2004). Os drenos verticais ou geodrenos são uma alternativa para melhorar as propriedades do solo, promovendo a redução dos recalques pós-construtivos, acelerando o aumento da resistência ao cisalhamento e da capacidade de carga devido ao adensamento. Os drenos verticais são denominados em inglês de “prefabricated vertical drains” (PVD) ou mais comumente de “wick drains”. O termo PVD (prefabricated vertical drains) não é o mais apropriado, pois este dreno pode ser utilizado em qualquer inclinação, e não só na vertical, sendo algumas vezes usado até na horizontal. Vários bilhões de metros lineares, deste tipo de dreno, já foram cravados no mundo inteiro e o projeto para a determinação do espaçamento, da capacidade de vazão necessária e da profundidade dos mesmos, assim como da sobrecarga adequada, para que o recalque ocorra no prazo previsto, exige bons conhecimentos de mecânica dos solos e de engenharia geotécnica. 2. Histórico Os drenos verticais começaram a ser usados no final dos anos 70 nos projetos geotécnicos e de construções industriais sobre solos compressíveis, os quais sempre requerem algum tipo de tratamento desta camada. Antes destes drenos, eram usadas soluções como a colocação de uma sobrecarga, alternativa que pode levar muitos anos para que ocorra o recalque total, ou o dreno vertical de areia mais uma sobrecarga. 3. Adensamento de Camadas Compressíveis usando Drenos Verticais Quando se projeta qualquer construção em uma área, na qual a sondagem de reconhecimento do subsolo indique a ocorrência de camada de solo compressível, é usual provocar o pré-adensamento desta camada, para evitar recalques diferenciais, que causam danos às estruturas construídas sobre os mesmos. Uma das técnicas de adensamento destes solos é a colocação de um pré-carregamento em conjunto com drenos verticais. Como os solos compressíveis são geralmente argilas saturadas ou argilas siltosas saturadas, com elevado teor de umidade e baixa permeabilidade, um pré-carregamento produz inicialmente um aumento da pressão intersticial, a qual é dissipada gradualmente, fazendo com que ocorra o recalque e o aumento correspondente das propriedades mecânicas do solo em questão. O tempo de adensamento em solos saturados de muito baixa permeabilidade varia diretamente com o comprimento e espaçamento do dispositivo de drenagem. O primeiro tipo de dreno vertical usado para esta finalidade foi o dreno de areia, pois como a areia tem um coeficiente de permeabilidade maior que o do solo a sua volta, o dreno torna-se um caminho de baixa energia potencial e a água da camada mole flui vertical e radialmente através dos drenos sob o gradiente hidráulico produzido pelo aterro de sobrecarga. Com isto, o comprimento do caminho de drenagem torna-se muito curto, o que ajuda a aumentar a velocidade do processo de drenagem e, conseqüentemente o adensamento da camada é acelerado, (Kirmani, 2004).


Durante vários anos os drenos verticais de areias mais sobrecarga foram considerados a solução com o melhor custo x benefício para o adensamento de solos compressíveis saturados. Estes drenos, que têm sido utilizados desde 1930, consistem em estacas de areia com diâmetro variando de 20 a 60 cm, espaçados de 1,5 a 6,0 m e comprimento atingindo a cota final da camada de solo mole, através dos quais a água é retirada desta camada. Após a execução dos drenos de areia, é colocada uma sobrecarga, sobre toda a área do terreno, a qual vai sendo aumentada para forçar a eliminação da água contida nos vazios do solo compressível.

Execução do Dreno Vertical de Areia Apesar de já terem sido instalados milhões de drenos verticais de areia em todo o mundo, há alguns

problemas na sua utilização, como: • Possibilidade de seccionamento do dreno durante sua execução. • Possibilidade do solo de fundação sofrer cisalhamento durante a colocação da sobrecarga, e devido ao

pequeno diâmetro do dreno de areia, este não contribuir com nenhuma resistência ao cisalhamento, o que limita a colocação dos incrementos da sobrecarga a valores muito pequenos.

• Possibilidade de não haver jazida de areia nas proximidades da obra. • Necessidade de que o aterro de sobrecarga tenha altura grande (às vezes da ordem de 10m ou mais), o

que demanda grande volume de material de empréstimo para sua execução. • Quando o adensamento é completado, às vezes há necessidade de remover parte da sobrecarga

colocada, por exigência de projeto, e esta operação é difícil, além do custo envolvido ser grande. 4. Dreno Vertical – Tecdren® O dreno vertical Tecdren® é usado como para acelerar a velocidade de recalque de construções executadas sobre solos moles, em substituição aos drenos verticais feitos de areia, podendo reduzir o tempo de ocorrência destes de anos para apenas alguns meses. É constituído por um núcleo de PEAD, com pequenos canais nas duas faces. O núcleo é envolvido em uma manta de geotêxtil não-tecido, o qual funciona como filtro separador que impede a penetração e colmatação dos canais por parte do solo argiloso. A água captada pelo dreno é conduzida através dos canais do núcleo até a superfície do terreno, sendo drenada pela camada drenante superior, colocada na superfície do terreno. O dreno vertical possui uma boa resistência à tração e quando são cravados com distâncias de 1 a 2 m, de centro a centro, eles oferecem um efeito de reforço considerável na camada (Koerner, 2005).


Dreno Vertical Tecdren 5. Aplicações do Dreno Vertical – Tecdren Tecdren® pode ser utilizado em vários tipos de obras geotécnicas e de proteção ambiental, em drenagem vertical, horizontal ou qualquer outra inclinação:

• Estradas rodoviárias e ferroviárias

• Recuperação de pavimentos

• Base de aterros reforçados

• Taludes reforçados

• Aceleração de recalques de camadas de solo compressível

• Obras de proteção contra erosão

• Drenagem e filtração do subsolo

• Impermeabilização

• Sistemas de drenagem

• Muros reforçados com geogrelha ou geotêxtil

• Coberturas de valas e aterros 6. Projeto e Dimensionamento dos Drenos Verticais Dois parâmetros são importantes no projeto de drenos verticais: o espaçamento entre eles e a capacidade de vazão. 6.1. Espaçamento A determinação do espaçamento do dreno vertical é feita em função do tempo requerido para o adensamento da camada mole. Geralmente é usado o tempo para que ocorra 90% do recalque (t90), mas podem ser considerados tempos diferentes deste também. Uma das formas de se calcular o espaçamento é fazendo uma analogia com um dreno de areia, no qual a largura do dreno vertical determina o diâmetro do dreno de areia equivalente. O cálculo é feito considerando-se o dreno vertical envolto em um circulo vazio, tendo como diâmetro a sua largura, o qual se supõe preenchido com areia usando uma porosidade estimada, para obter o diâmetro do dreno de areia equivalente, (Terzaghi & Peck, 1967). 6.2. Vazão A vazão que passa pelo dreno vertical é determinada através de ensaio de laboratório, conforme a norma ASTM D 4716. Segundo Koerner (2005), valores de vazão usualmente obtidos neste ensaio, para estes drenos com 100 mm de largura, quando submetidos a gradiente hidráulico de 1,0 e pressão de 200 kPa, variam de 4,2 x 10-2 a 8,3 x 10-2 l/s.m.


No projeto os valores da vazão obtidos em ensaios devem ser reduzidos através de coeficientes de redução, que levam em conta a intrusão do geotêxtil no núcleo, a deformação do núcleo por creep, a redução de filtração do geotêxtil por colmatação química e biológica e a possibilidade de que seja feita uma dobra no dreno devido a carga exercida pela sobrecarga ou por falha na cravação. Portanto, a vazão admissível (Qadm) será a vazão do ensaio (Qensaio) dividida pelo fator de redução (FR). Qadm = Qensaio [1 / FRIN . FRCR . FRCC . FRBC . FRKG] Ou, se todos os fatores de redução forem considerados juntos: Qadm = Qensaio [1 / FRTotal] Onde: Qensaio = vazão determinada segundo a ASTM D 4716. FRIN = fator de redução que leva em conta as deformações elásticas, ou intrusão, do geotêxtil no núcleo do dreno vertical. FRCR = fator de redução que leva em conta as deformações de creep do núcleo do dreno vertical. FRCC = fator de redução que leva em conta a colmatação química do geotêxtil e/ou precipitação de produtos químicos nos canais do dreno. FRBC = fator de redução que leva em conta a colmatação biológica do geotêxtil que envolve o núcleo do dreno vertical. FRKG = fator de redução que leva em conta possível dobra no dreno devido à carga exercida pela sobrecarga ou por falha na cravação. FRTotal = produto de todos os fatores de redução para as condições específicas da obra. A tabela abaixo, Koerner (2005), fornece os fatores de redução recomendados para alguns tipos de obras: Fatores de redução preliminares para a determinação da vazão admissível (Qadm) dos drenos verticais e geocompostos drenantes

7. Vantagens do Dreno Vertical – Tecdren A substituição do dreno vertical de areia pelos drenos verticais, tipo Tecdren®, deve-se a várias vantagens oferecidas por este último, tais como: • A resistência da camada de solo mole é significativamente aumentada pela cravação dos drenos verticais; no entanto, por ser um problema tridimensional é difícil quantificá-la. • Não há resistência ao escoamento da água, após sua entrada no dreno vertical. • A cravação do dreno ocasiona baixo efeito de amolgamento no solo mole, devido à pequena dimensão da haste de cravação. • A instalação do dreno vertical é simples, rápida e econômica.


8. Instalação do Dreno Vertical – Tecdren As fotos a seguir ilustram a instalação do Tecdren® e a seqüência executiva é a seguinte:

Equipamento de Cravação do Dreno Vertical durante a cravação 8.1. O Tecdren® é colocado em um perfil de aço vazado, o qual é cravado no solo, até a camada que se quer adensar, na profundidade especificada no projeto. 8.2. Na ponta do perfil, o Tecdren® é dobrado ao redor de uma barra de aço ou outro tipo de base. 8.3. Quando a profundidade prevista da cravação é atingida, perfil é retirado deixando o Tecdren® dentro do solo.


8.4. O equipamento é então deslocado para o próximo ponto e o processo de cravação é repetido. 8.5. Na superfície do terreno, as pontas dos Tecdren® cravados são interconectadas por uma camada drenante de solo granular ou por um geocomposto drenante. 8.6. Geralmente o espaço entre estes drenos é de 1 a 2 m, dependendo do tempo requerido para que haja o recalque total do solo compressível, o qual é determinado pelo projeto. 8.7. O Tecdren® chega na obra em rolos, que são colocados no equipamento de cravação dentro de um aro metálico, de forma a facilitar o desenrolar do dreno, à medida que vai sendo cravado, como mostra a figura acima. 9. Referências Bibliográficas 9.1. Kirmani, S. M. H. (2004-2005). “Consolidation of Soil for Foundation by using Sand Drains” – IEP – SAC Journal, pp. 49- 54. 9.2. Koerner, R. M. (2005). “Designing with Geosynthetics” – Fifth Edition. Prentice Hall, N.J. 9.3. Terzaghi & Peck (1967). “Soil Mechanics in Engineering Practice” – John Wiley & Sons, N.Y.


CAPÍTULO 10 – ENGETUBO® 1. Generalidades Os tubos plásticos enterrados são os geossintéticos mais antigos que existem no mercado mundial, e seu uso reconhecidamente consolidado. O uso dos geotubos de PEAD apresenta uma série de vantagens como ótima resistência química, ao ataque de solos ou umidade. Como o PEAD não é condutor de eletricidade, é imune ao processo eletroquímico baseado corrosão que é induzido por eletrólitos como sais, ácidos e bases. Além disso, tubulação de PE não é vulnerável a ataques biológicos. Os geotubos são tubos fabricados a partir de materiais poliméricos e são classificados como flexíveis. No caso do Engetubo® da Engepol o polímero é o PEAD – polietileno de alta densidade. 2. Vantagens do Geotubo de PEAD Os geotubos de PEAD oferecem as seguintes vantagens em relação a outros materiais, como o ferro e o concreto: • Instalação mais rápida, reduzindo cerca de 30% o tempo de execução da obra. • As emendas são feitas fora da vala, o que permite que a largura da vala seja apenas o suficiente para

acomodar o tubo e o material de reaterro. • O PEAD não sofre ataque de produtos químicos encontrados na água, esgoto ou chorume. • O PEAD possui alta resistência mecânica, não quebra quando submetido a fortes impactos. • Pela baixa possibilidade de haver incrustação, conserva suas características hidráulicas, por longos anos,

sem qualquer modificação. Os demais materiais são suscetíveis a depósito no interior do tubo, o que com o passar do tempo diminui o diâmetro da tubulação.

• Os tubos de PEAD são leves, portanto são facilmente transportados para locais altos ou de difícil acesso. • As perdas do líquido transportado são mínimas, porque são soldados, havendo redução na utilização das

juntas. 3. Aplicações Geotubos de paredes lisas ou corrugadas, perfurados ou maciços, são usados para drenagem em uma grande variedade de aplicações na engenharia civil e na agricultura: • Estradas e ferrovias • Túneis • Muros de arrimo • Aeroportos • Campos e quadras esportivas • Estacionamentos • Drenagem de chorume em aterros sanitários • Drenagem de percolados em valas de resíduos • Drenagem superficial em coberturas de aterros • Coleta e remoção de gás em aterros sanitários • Dispersão de efluentes de esgotos • Valas de absorção • Linhas de transmissão de fluídos por gravidade • Linhas de transmissão sob pressão • Drenagem agrícola


Geotubo em Muro de Arrimo

Drenagem em Cobertura de Valas (Koerner,1999)

Trincheiras Drenantes com Geotubo


Tipos de Sistemas Drenantes em “Espinhas de Peixe” com Geotubo nas linhas com indicação de seta

Vista típica de drenagem de chorume em aterros sanitários com tubos perfurados (Koerner, 2005) Tanto os colchões drenantes, como os sistemas drenantes tipo “espinha de peixe” podem ser dimensionados usando ou não o geotubo perfurado, dependendo da vazão que terá que ser drenada. 4. Especificação dos Geotubos Geralmente os geotubos de polietileno são classificados em quatro classes, de acordo com faixas de densidade, Koerner (2005), sendo a mínima 0,925 e a máxima 0,955 g/cm3 de acordo com a classe de pressão a que serão submetidos. Assim sendo, quanto maior a densidade e menor o índice de fluidez, maior será o módulo de flexão, a resistência à tração no escoamento e a resistência hidrostática. 5. Designação dos Geotubos de PEAD Segundo a norma ABPE/E001-98, os tubos são designados pelo diâmetro externo nominal (DE) e pela pressão nominal (PN). O valor da pressão nominal (PN) corresponde a máxima pressão de operação (MPO)


a 25o C, para vida útil de 50 anos conduzindo água, A PN é expressa em bar, que equivale aproximadamente à pressão em mega pascal (MPa) multiplicada por 10. A pressão nominal do tubo também pode ser identificada pelo numero SDR (standard dimension ratio) ou RDE, que corresponde à relação entre o diâmetro externo nominal e a espessura nominal (e). SDR≈ DE / e A pressão nominal (PN) é calculada pela fórmula: PN = [2 . (σd . 10) . e] / (DE – e) sendo σd a tensão de dimensionamento. A relação entre a pressão nominal (PN) do tubo e o número SDR é: PN≈ (20. série) / (SDR – 1) 6. Dimensionamento Hidráulico O dimensionamento hidráulico do geotubo é feito determinando-se a vazão de escoamento em função da declividade média, definida no projeto da drenagem, na direção de assentamento do tubo. Para geotubos que trabalham parcial ou totalmente cheios, geralmente usa-se a equação de Manning obter a vazão desejada: V = 1/n . R0,66 . I0,5 e Q=A.V Onde: Q = vazão (m3/s) V = velocidade média do fluído no tubo (m/s) A = área da seção transversal do tubo (m2) n = coeficiente de rugosidade de Manning (tabela abaixo) R = raio hidráulico (m) = A/S S = perímetro da área molhada (m) I = declividade (m/m) Coeficientes de rugosidade de Manning, n, conforme Koerner,(2005).

Observação: A tabela não faz distinção entre os tipos de plástico e tubo com perfurações.


Seção Transversal considerada no Dimensionamento Hidráulico 7. Armazenamento dos Engetubos Quando em barras, o armazenamento dos engetubos deve ser sobre tábuas de madeira espaçadas de no máximo 20 cm e colocadas transversalmente ao sentido de colocação das barras. Para contenção lateral das barras, deve-se cravar caibros verticais a cada um metro, adjacente às tábuas das extremidades. A altura da pilha de geotubos deve ser de máximo 2 metros. Os engetubos em rolos devem ser armazenados em superfície limpa e isenta de objetos pontiagudos, pedras e pedaços de pau de possam danificar os tubos. Recomenda-se fazer pilhas de no máximo 6 rolos. Os engetubos devem ficar expostos ao sol por um período de no máximo 10 meses, podendo permanecer expostos por um tempo maior, desde que sejam fabricados para esta condição. 8. Instalação A preparação do berço, a emenda (solda), a colocação e o reaterro dos geotubos de polietileno são relativamente simples, em relação a tubos feitos com outros materiais, devido ao seu peso reduzido, grande comprimento e fácil soldagem. 8.1. Preparação do solo de apoio Os geotubos são geralmente assentados em trincheiras ou sobre um berço de solo. É recomendável que o solo de apoio tenha grau de compactação de 95% Proctor Normal, para minimizar a deformação do tubo durante a vida útil da obra. a) Trincheira O geotubo é colocado sobre um berço de solo na trincheira escavada, após o que se faz o reaterro.

Tubo assentado em Trincheira (Koerner, 2005) b) Geotubo em drenos de aterros sanitários Neste caso o geotubo é colocado sobre o reservatório de geomembrana, como parte do sistema de coleta de chorume.


Tubo inserido em Camada Drenante de Aterro Sanitário (Koerner, 2005) 8.2. Conexões Há três métodos para fazer a conexão de geotubos plásticos: • Soldagem de ponta É o método usado para a conexão dos tubos de transmissão de gás natural. Este tipo de soldagem é recomendado para tubos de parede espessa. • Conexão com luvas Usado para conexão de qualquer tipo de tubo. No caso do PEAD as luvas devem ser do mesmo polímero. • Rosca Os dois extremos de uma seção de tubo possuem rosca interna numa extremidade e externa na outra, para a conexão. Referências Bibliográficas ABPE/E001-98. “Tubos de Polietileno PE – Especificação” – Associação Brasileira de Tubos Poliolefínicos e Sistemas. Koerner R.M. (2005). “Designing with Geosynthetics” - Fifth Edition. Prentice Hall, N.J. Pierozan, R.S. (2004). “Redes de PEAD para Distribuição de Água” – Revista Engenharia – no 563/2004 – pp 58-61.


CAPÍTULO 11 – OBRAS ESPECIAIS REVESTIDAS COM RESERVATÓRIOS DE GEOMEMBRANA

Revestimento de Túneis e Galerias 1. Generalidades A construção de túneis é uma das áreas mais complexas da engenharia civil, devido a exigência do conhecimento geológico, geofísico e dos custos da escavação. O revestimento de túneis com reservatórios de geomembrana tem sido utilizado desde a década de 80, iniciando-se nos Estados Unidos e estendendo-se para a Europa e outros paises, e contribuiu para a melhoria da qualidade e durabilidade deste tipo de obra. A impermeabilização de túneis e galerias tem por objetivo assegurar a estanqueidade durante a vida útil da obra, protegendo o revestimento de concreto contra a agressividade das águas infiltradas, que podem danificá-lo ao longo do tempo. Os túneis não revestidos com reservatórios de geomembrana geralmente apresentam um alto custo de manutenção devido à lixiviação do concreto de revestimento e avarias de suas paredes de concreto, devido à ação da infiltração da água, UNE 104424. O método de escavação de túneis NATM (New Austrian Tunneling Method) é o que mais emprega revestimento com reservatório de geomembranas, segundo Koerner 1999, sendo este revestimento também aplicado em túneis executados a céu aberto (open cut). 2. Revestimento de Estruturas Subterrâneas Devido a grande sensibilidade a umidade, dos equipamentos eletrônicos, que monitoram as linhas metroviárias, às exigências crescentes dos usuários e visando minimizar os custos de manutenção, as obras subterrâneas têm sido projetadas e construídas, dando-se atenção especial à preservação da estanqueidade. Em obras subterrâneas, como o metrô de São Paulo, os métodos tradicionais para minimizar ou prevenir a infiltração de água, como injeções do maciço adjacente, revestimento em concreto de baixa permeabilidade, ou mesmo injeções dos mais diversos produtos, com a finalidade de vedação do revestimento do túnel, não tem produzido resultados esperados, Rocha, H. C., 2004. Tentativas, no inicio dos anos 60, de aplicação de uma camada impermeável entre as duas camadas de revestimento de concreto de um túnel, com membrana de mastique asfáltico e isolantes projetados com fibra de vidro reforçada, nunca obtiveram grande sucesso, Egger, 2004. Os reservatórios de geomembranas termoplásticas começaram a ser utilizadas na impermeabilização de túneis no inicio da década de 80, com a adoção do NATM na Europa (Suíça e Áustria) e nos Estados Unidos (metrô de Washington). O sucesso do uso dos reservatórios de geomembranas foi devido à redução dos custos operacionais e de manutenção, devido ao bom desempenho destes geossintéticos. 3. Métodos Executivos e Aplicações do Reservatório de Geomembrana em Túneis 3.1. Método NATM (New Austrian Tunneling Method) Método executivo subterrâneo, no qual a aplicação da geomembrana é feita após a escavação e o revestimento da superfície escavada com concreto projetado. Uma camada drenante é colocada entre o revestimento de concreto e a geomembrana. A camada mais externa é o revestimento estrutural.


3.2. Método de sustentação por aduelas Método construtivo subterrâneo, que emprega aduelas pré-fabricadas de concreto armado, para sustentação do maciço escavado. 3.3. Escavação a céu aberto de túneis e galerias (open cut) Método executivo utilizado em escavações em

geral. 3.4. Reparo de túneis Nos casos em que o pé direito permite o rebaixamento da abóbada, os túneis existentes podem ser

impermeabilizados de forma análoga a uma nova construção. 3.5. Aplicações especiais Galerias de pressão ou de descarga hidráulica e poços de ventilação. 4. Aplicação do Reservatório de Geomembrana em Revestimento de Túneis O reservatório de geomembrana usado para revestimento de túneis é a flexível, de polietileno linear (PEBDL), a qual pode receber aditivos para três níveis de resistência ao fogo: B1, B2 ou B3, sendo B1 o que oferece a maior resistência. Os reservatórios de geomembrana de polietileno linear possuem o alongamento na ruptura superior ao dos reservatórios de geomembranas de PEAD, absorvem deformações multiaxiais, além de apresentarem excelente resistência ao puncionamento. Seu controle de qualidade de fabricação segue as recomendações da GM 17 do GRI, Geosynthetic Research Institute. O revestimento impermeabilizante do túnel compreende o reservatório de geomembrana, que atua como elemento impermeável e o geotêxtil não-tecido como proteção, tanto anterior como posterior, a danos mecânicos e como elemento drenante. 5. Drenagem em Túneis A drenagem em túneis pode ser feita através do geotêxtil não-tecido ou através do geocomposto constituído por uma geonet (georrede) acoplada por calor ao geotêxtil em uma ou nas duas faces (ver capítulo 4 - Drenagem com Geonets e Geocompostos e capítulo 5 – Geocomposto NORDREN®). O geotêxtil, segundo a UNE 104424, desempenha a função principal de proteção, evitando a perfuração da geomembrana pelas arestas e pontos salientes da abóbada escavada e facilitando o deslizamento da mesma, quando solicitada por movimentações do maciço. Quanto à drenagem, o geotêxtil evita a formação de subpressão e dá escape ao ar, evitando a formação de bolhas. O geocomposto drenante é mais utilizado em túneis escavados a céu aberto, com grande quantidade de água de infiltração e risco de incrustações, casos que exigem grande transmissividade. Os geotêxteis utilizados em revestimentos de túneis devem ser de polímeros resistentes a soluções de alta alcalinidade (pH > 12). 6. Vantagens do Uso do Polietileno no Revestimento de Túneis • Não emite gases tóxicos durante sua combustão • Resina especial de baixa densidade linear, que garante a flexibilidade • Garante estanqueidade por longo prazo • Possui excelente resistência química às substâncias normalmente encontradas nos solos e / ou rochas

escavados • Sua flexibilidade é assegurada sem a necessidade de incorporação de plastificantes na fabricação do

reservatório de geomembrana, não sendo, portanto susceptível de migração de aditivos • Alta durabilidade e resistência ao intemperismo nas condições impostas por obras deste tipo • O processo de fabricação por extrusão é contínuo, produzindo um reservatório de geomembrana

monolítica.


• As soldas são realizadas entre dois painéis idênticos, sem a necessidade de qualquer tipo de preparação 7. Combustão do Polietileno Quando queimado o polietileno emite o negro de fumo, produto não tóxico, vapor de água e dióxido de carbono; enquanto ss geomembranas de PVC produzem na combustão compostos clorados do ácido hidroclorídrico e o gás cloro, os quais são altamente tóxicos e agressivos, como a dioxina. 8. Inflamabilidade do Polietileno Quando especificada para uso que requer resistência ao fogo, o reservatório de geomembrana de polietileno pode ser fabricado com aditivos antichamas incorporados à matéria prima. Estes aditivos fornecem três níveis de resistência ao fogo: B1, B2 ou B3, sendo B1 o que oferece a maior resistência. 9. Etapas do Revestimento do Túnel com Reservatório de Geomembrana As etapas de execução do método de escavação de túneis NATM são as seguintes: • Escavação da rocha ou do solo • Revestimento da superfície escavada com concreto projetado • Colocação e fixação de um geotêxtil espesso, de pelo menos 400 gr/m2 • Conexão do geotêxtil com drenos dos dois lados na cota de fundo do túnel • Colocação e fixação do reservatório de geomembrana sobre o geotêxtil • Colocação do revestimento externo de concreto sobre o reservatório de geomembrana A figura abaixo mostra a seqüência de camadas usadas no revestimento de túneis com reservatórios de geomembrana.

Revestimento de Túneis com Geomembrana (From Koerner, 1999) Cortinas e Trincheiras de Contenção 1. Generalidades Os reservatórios de geomembrana colocadas verticalmente têm sido usadas no controle de percolação em barragens e em barreiras (“cutoff”) verticais nos trabalhos de remediação de solos contaminados. Este tipo de barreira pode ser colocado em várias posições e profundidades, de acordo com as circunstâncias da obra: próxima ou no pé do talude de montante da barragem; próxima ou no pé do talude de jusante da


barragem; verticalmente no interior da barragem desde a crista até o topo da fundação ou mesmo através da fundação; em forma de cortina ao redor da área a ser contida, como depósitos de resíduos perigosos, Koerner 1999. 2. Método Construtivo Depois de escavada a trincheira ou a cortina, os reservatórios de geomembrana já soldados são colocados no seu interior e em seguida é feito o reaterro, empurrando o reservatório de geomembrana para um dos lados da vala. Para valas de cortinas profundas, para evitar o desmoronamento das paredes usa-se preencher a vala com lama bentonítica. Cortinas de até um metro de largura por vinte metros de comprimento têm sido executadas por este método, conforme figura abaixo.

Reservatório de geomembrana em cortina para barrar a percolação de contaminantes do solo (From Koerner, 1999) Referências Bibliográficas 1. Egger, K.; Mergelsberg, W.; Sauer, G. (2004). “Achieving Dry Stations and Tunnels with Flexible Waterproofing Membranes” – 1o. Congresso Brasileiro de Túneis e Estruturas Subterrâneas – CBT – São Paulo. 2. Koerner R. M. (1999). “Designing with Geosynthetics” – Fourth Edition. Prentice Hall, N. J. 3. UNE 104424:2000. “Materiales Sintéticos – Puesta em Obra – Sistema de Impermeabilización de Túneles y Galerias com Láminas Termoplásticas Prefabricadas” – Norma Española. 4. Rocha, H. C.; Peixoto Silva, M. A. A; Ribeiro Neto, F.; Nunes, N. L. (2004). “Impermeabilização de Estruturas Subterrâneas” – Edição Metrô de São Paulo da Revista Engenharia – no. 564 – pp 168-174.


CAPÍTULO 12 – GEOCOMPOSTO BENTONÍTICO 1. Características Os geocompostos bentoníticos são barreiras hidráulicas que consistem de uma fina camada de bentonita sódica, envolvida por dois geotêxteis formando um único material. Quando hidratada sob confinamento, a bentonita expande-se formando uma camada de baixa permeabilidade, que funciona como proteção hidráulica similar a vários centímetros de argila compactada. A bentonita pode também ser aderida a reesrvatórios de geomembrana por adesivos químicos. Estes geocompostos são apresentados em bobinas com largura e comprimento em torno de 5 e 50 metros, respectivamente, e geralmente usados como alternativa em substituição a camada de argila compactada ou como camada complementar em sistemas compostos por vários geossintéticos e camada de argila compactada. O comportamento do GB, tanto no estado seco como no úmido, e também da argila compactada utilizada com função de barreira de baixa permeabilidade, deve ser tal, que após experimentar um ou mais ciclos de umedecimento e secagem sua permeabilidade mantenha-se inalterada. 2. Histórico O uso de geocompostos bentoníticos – GB – como geossintético utilizado para barreira hidráulica começou em 1988 nos Estados Unidos, quando foi usado pela primeira vez num aterro sanitário sob um reservatório de geomembrana. Na mesma época este geossintético começou a ser produzido na Alemanha (Koerner, 2005). Nos Estados Unidos a maior aplicação dos GB tem sido tanto em base como em cobertura de aterros sanitários e de resíduos industriais, geralmente sob um reservatório de geomembrana. 3. Tipos de Geocompostos Bentoníticos (GB) De acordo com a maneira como são fabricados, os GB podem ser reforçados ou não. Em taludes é recomendável o uso dos GB reforçados, que possuem maior resistência ao cisalhamento. Na figura a seguir são apresentados os tipos de GB disponíveis no mercado internacional.

(a) Argila Betonítica aderida por dois geotêxteis

(b) Argila Bentonítica aderida a uma Geomembrana de PEAD


(c) Argila Bentonítica agulhada entre dois geotêxteis

(d) Argila Bentonítica ponteada entre dois geotêxteis

Tipos de Geocompostos Bentoníticos disponíveis no Mercado Internacional (Koerner, 2005) 4. Aplicações Os Geocompostos Bentoníticos (GB) substituem com grandes vantagens a argila compactada em obras

como: • Aterros sanitários (revestimento da base e cobertura) • Valas de resíduos industriais • Proteção secundária em armazenamento de combustíveis • Reservatórios de água e lagoas ornamentais Embora os GB possam ser utilizados como revestimento único, tem sido mais freqüente o seu uso em sistemas compostos de revestimentos geossintéticos com reservatórios de geomembraas e geocompostos drenantes, tanto na base como na cobertura de aterros sanitários e vala de resíduos industriais. Num sistema composto, usualmente o GB é colocado sob o reservatório de geomembrana, substituindo a camada de argila compactada, como na figura abaixo. Nesta figura são ilustradas três alternativas de barreiras: a primeira somente camada de argila, a segunda sendo uma camada de argila e uma de reservatório de geomembrana e a terceira um GB e um reservatório de geomembrana.


(a) Barreira de Argila Compactada (b) Revestimento composto: Geomembrana e Argila Compactada

(c) Revestimento composto: Geomembrana e Geocomposto Bentonítico Alternativas de Composição de Barreiras Impermeabilizantes (Koerner, 2005) A redução de percolado infiltrado em obras executadas com a composição GM/GB em relação a uma única GM ou a composição GM/AC é significativa, segundo Koerner (2005). No caso de somente um reservatório de geomembrana (GM) sobre uma camada drenante, a ocorrência de furos direciona o percolado para o sistema drenante, e caso este não exista, contaminará o solo de apoio do reservatório de geomembrana. Na composição GM/AC é difícil distinguir se a água é resultante do adensamento da camada de argila ou se é proveniente de vazamento do percolado. 5. Vantagens do uso dos Geocompostos Bentoníticos em relação à Argila Compactada

GCL Argila compactada

Feito de bentonita, adesivos, geotêxteis e, ou reservatórios de geomembrana

Solos nativos ou mistura de solos com bentonita

Produto pré-manufaturado, e depois instalado em campo

Construída no campo

Espessuras de aproximadamente 6 mm, maior aproveitamento do espaço Interno

Espessuras de 300 a 900 mm, menor aproveitamento do espaço Interno

Permeabilidade de 10-10 a 10-12 Permeabilidade de 10-7 a 10-9

Relativamente simples e rápida Procedimentos complexos que exigem pessoal com habilidade e conhecimento.

Custo da instalação pouco variável Custo da instalação altamente variável e imprevisível.

Não é suscetível a trincamento As trincas alteram o grau de proteção da barreira, quando ocorrem recalques

São instalados secos, sem necessidade de adicionar água.

Água adicional deve ser adicionada durante a construção


6. Particularidades dos Geocompostos Bentoníticos (GB) Uma vez que a função principal dos geocompostos bentoníticos é de barreira hidráulica, sua hidratação e conseqüente expansão são parâmetros importantes e críticos para o seu bom desempenho. Os GB podem ter uma hidratação diferenciada dependendo da natureza do líquido em contato. Assim sendo, serão diferentemente hidratados quando em contato com água pura, águas servidas, chorume e não são hidratados quando em contato com derivados de petróleo, devendo neste caso ser pré-hidratados. 7. Propriedades Relevantes 7.1. Condutividade hidráulica De modo geral, a condutividade hidráulica do geocomposto bentonítico varia de 10-10 e 10-8 cm/s, para aqueles encapsulados em geotêxtil e de 10-12 cm/s para os aderidos a reservatório de geomembrana. Esta propriedade não apresenta diferenças significativas entre os geocompostos bentoníticos fabricados no mercado internacional, segundo dados experimentais. Ainda segundo pesquisas realizadas, nas emendas a condutividade não fica comprometida (ABINT, 2004). 7.2. Resistência ao cisalhamento A argila bentonítica, quando hidratada, apresenta baixa resistência ao cisalhamento. O reforço introduzido pelo agulhamento entre os geotêxteis das duas faces do GB, geralmente resolve este problema, no entanto a instalação e as condições da obra durante a sua vida útil, não devem alterar as condições do produto. A resistência de interface entre o GB e o material adjacente (geotêxtil ou geomembrana) também é um fator importante a ser considerado no projeto que especifica este geossintético. 7.3. Autocicatrização A excelente capacidade de expansão da bentonita sódica, que constitui o GB, faz com que nos locais de eventuais furos de pequeno tamanho, resultantes de danos de instalação haja uma autocicatrização, com conseqüente desaparecimento do dano. Também nos ciclos de secagem e umedecimento do GB, quando na secagem ocorrem trincas, devido à capacidade de autocicatrização deste geossintético há recuperação das propriedades hidráulicas, quando se dá nova hidratação, (ABINT, 2004). 8. Instalação O desempenho do GB depende também da qualidade de sua instalação. Cabe ao instalador seguir as orientações e as especificações do projeto e desenhos o mais fielmente possível. Como os reservatórios de geomembrana, os GB devem ser colocados no sentido da máxima inclinação do talude e a modulação dos painéis deve fazer parte do projeto executivo. As emendas dos GB são executadas por traspasse de no mínimo 15 cm, colocando-se bentonita em pó, na quantidade indicada pelo fabricante, entre as extremidades dos dois painéis a serem unidos. 9. Referências Bibliográficas 9.1. ABINT (2004). “Manual Brasileiro de Geossintéticos” – Editora Edgard Blücher – PP 335-379. 9.2. Boardman, B. T. and Daniel, D. E. (1996). “Hydraulic Conductivity of Desiccated Geosynthetic Clay Liners” J. Geotechnical Eng., ASCE, Vol. 122, No. 3, pp. 204- 208. 9.3. Koerner, R. M. (2005). “Designing with Geosynthetics” – Fifth Edition. Prentice Hall, N.J. 9.4. Othman, M. A., Bonaparte, R. and Gross, B. A. (1997). “Preliminary Results of Study of Composite Liner Field Performance” – J. Geotextiles and Geomembranes.

Manual de Geossintéticos

CAPÍTULO 1

1. Introdução A geocélula é constituída por tiras de polietileno de alta densidade (PEAD), soldadas entre si, que quando abertas formam células contíguas tridimensionais, semelhantes a uma colméia. Podem ser preenchidas com areia, brita, concreto ou solo, conforme a disponibilidad Como sua matéria prima da é o PEAD resistências química, mecânica e aos raios ultravioletas. A geocélula foi concebida originalmente com o objetivo de fazer dautilização pioneira se deu em estradas de acesso a praias e no deserto. Pode ser usada em várias aplicações como suporte de cargas na estabilização de pavimentos rodoviários e ferroviários, em estruturas de contenção de terra, permitindo a configuração de muros conforme as necessidades de cada aplicação e na prevenção e controle de erosão em taludes.

Geocélula fechada para estocagem e Geocélula aberta formando um painel para ser instalada(Koerner,2005) 4. Histórico A geocélula foi desenvolvida no final da década de 70 e começo dos anos 80 pelo U.S. Army Corps of Engineers para tornar possível o tráfego de tanques e caminhões de guerra pelo deserto e praias. A geocélula foi utilizada na primeira guerra do Go 5. Vantagens da utilização da Geocélula• Redução de 50% ou mais da espessura da camada de suporte estrutural, em estabilização de solos• Podem ser usados com enchimento estradas, mesmo sobre solos muito moles• Redução das rodeiras e custos de manutenção em pátios intermodais• Aumenta a rigidez da superestrutura ferroviária resultando maior estabilidade no alinhamento dos trilhos• Em subleitos de baixa resistência, os recalques diferenciais e totais do lastro ferroviário são significativamente reduzidos

Manual de Geossintéticos – Nortène / Engepol

CAPÍTULO 13 – GEOCÉLULAS

é constituída por tiras de polietileno de alta densidade (PEAD), soldadas entre si, que quando abertas formam células contíguas tridimensionais, semelhantes a uma colméia. Podem ser preenchidas com areia, brita, concreto ou solo, conforme a disponibilidade local e a finalidade da obra.

Como sua matéria prima da é o PEAD – polietileno de alta densidade – a geocélula possui excelente resistências química, mecânica e aos raios ultravioletas.

A geocélula foi concebida originalmente com o objetivo de fazer da areia um material de construção. Sua utilização pioneira se deu em estradas de acesso a praias e no deserto. Pode ser usada em várias aplicações como suporte de cargas na estabilização de pavimentos rodoviários e ferroviários, em estruturas de

e terra, permitindo a configuração de muros conforme as necessidades de cada aplicação e na prevenção e controle de erosão em taludes.

Geocélula fechada para estocagem e Geocélula aberta formando um painel para ser instalada

A geocélula foi desenvolvida no final da década de 70 e começo dos anos 80 pelo U.S. Army Corps of Engineers para tornar possível o tráfego de tanques e caminhões de guerra pelo deserto e praias. A geocélula foi utilizada na primeira guerra do Golfo, para facilitar o acesso das tropas pelo deserto.

5. Vantagens da utilização da Geocélula • Redução de 50% ou mais da espessura da camada de suporte estrutural, em estabilização de solos

Podem ser usados com enchimento agregados (areia e brita) de baixa qualidade na construção de estradas, mesmo sobre solos muito moles • Redução das rodeiras e custos de manutenção em pátios intermodais • Aumenta a rigidez da superestrutura ferroviária resultando maior estabilidade no alinhamento dos trilhos

eitos de baixa resistência, os recalques diferenciais e totais do lastro ferroviário são

Nortène / Engepol 79

é constituída por tiras de polietileno de alta densidade (PEAD), soldadas entre si, que quando abertas formam células contíguas tridimensionais, semelhantes a uma colméia. Podem ser preenchidas

e local e a finalidade da obra.

a geocélula possui excelente

areia um material de construção. Sua utilização pioneira se deu em estradas de acesso a praias e no deserto. Pode ser usada em várias aplicações como suporte de cargas na estabilização de pavimentos rodoviários e ferroviários, em estruturas de

e terra, permitindo a configuração de muros conforme as necessidades de cada aplicação e na

Geocélula fechada para estocagem e Geocélula aberta formando um painel para ser instalada

A geocélula foi desenvolvida no final da década de 70 e começo dos anos 80 pelo U.S. Army Corps of Engineers para tornar possível o tráfego de tanques e caminhões de guerra pelo deserto e praias. A

lfo, para facilitar o acesso das tropas pelo deserto.

• Redução de 50% ou mais da espessura da camada de suporte estrutural, em estabilização de solos aixa qualidade na construção de

• Aumenta a rigidez da superestrutura ferroviária resultando maior estabilidade no alinhamento dos trilhos eitos de baixa resistência, os recalques diferenciais e totais do lastro ferroviário são


• Utiliza técnicas de construção simples facilitando sua instalação em lugares distantes e de difícil acesso • Os muros de contenção podem sofrer recalques significativos na sua base, sem perda da sua integridade estrutural • Devido a sua flexibilidade, em revestimentos de canais quando as geocélulas são preenchidas com concreto, os painéis contíguos acompanham o movimento do leito, se houver recalques diferenciais, havendo um trincamento controlado do concreto. Aplicações da Geocélula 7. Estruturas de Contenção: Muros de Arrimo As estruturas de contenção com geocélula são construídas sobrepondo-se camadas de geocélulas, preenchidas com solo, brita ou concreto, e adaptando sua configuração conforme as necessidades do projeto. Os muros podem ter seções verticais ou em degraus e ser do tipo arrimo tradicional, de gravidade ou compostos. Os muros compostos são constituídos por um sistema confinado – as geocélulas – ligado a um aterro através de elementos de reforço, que podem ser outro geossintético ou tirantes. As células da face externa da estrutura de contenção, constituída pelas geocélulas, podem ser preenchidas com solo vegetal, para plantio de vegetação.

Estabilização de Talude com Geocélulas 8. Proteção contra Erosão Para a maioria das aplicações de proteção e controle de erosão a altura da célula é geralmente determinada através do tamanho e peso do enchimento, da inclinação do talude e das condições ambientais. Há três tipos de enchimento da geocélula para uso em controle de erosão; a escolha de cada um dependerá das particularidades da obra: 8.1. Enchimento com material granular O confinamento do material granular nas células proporciona o aumento da sua resistência à erosão, devido à redução da energia hidráulica, que impede a migração das partículas talude abaixo, pela ação da gravidade e do fluxo da água. O sistema de proteção resultante é flexível e durável. 8.2. Enchimento com vegetação As células confinam e reforçam o solo vegetal protegendo a zona de enraizamento, contribuindo para o aumento da resistência natural que a vegetação oferece contra a erosão; direciona o fluxo de água sobre a vegetação e reduz a perda de umidade. Este tipo de enchimento é indicado para taludes íngremes e áreas de fluxo concentrado.


8.3. Enchimento com concreto No preenchimento das geocélulas com concreto suas paredes funcionam como forma e como juntas contínuas de dilatação. É um revestimento flexível, que proporciona trincamento controlado do concreto, assim como controle de piping, uma vez que as células se conformam ao solo de apoio, acompanhando sua movimentação. É indicado para taludes íngremes e revestimento de canais. Célula Grande Com dimensões sendo o dobro da célula regular, a célula grande é apropriada para o plantio de arbustos e de pequenas árvores. Seu uso é ideal para taludes suaves e ação hidráulica mínima.

Geocélula de Célula Grande para Proteção de Talude contra Erosão 9. Estabilização de Solos Moles O funcionamento da geocélula como reforço de solos baseia-se na resistência criada pelo confinamento lateral que o carregamento gera e pelo de atrito das paredes das células com o material de enchimento. Devido a esta característica, a geocélula constitui uma base rígida de alta resistência à flexão, quando utilizada na estabilização de solos moles. Em pátios intermodais melhora as características de distribuição de cargas em áreas pavimentadas ou não. Em obras ferroviárias impede o deslocamento do agregado do lastro e do sub-lastro, aumentando a rigidez da superestrutura ferroviária e assegurando maior estabilidade no alinhamento dos trilhos, Obra, 1995. 10. Estabilização de Taludes A especificação de geocélulas para proteção de taludes requer a análise das características específicas do local, como altura, comprimento, inclinação do talude e o ângulo de ruptura interno que comprometeria a estabilidade deste talude. Estes dados são importantes para a determinação da altura de célula e da ancoragem apropriada. A Engecel® melhora o desempenho de taludes vegetados, devido a proteção que proporciona às raízes da vegetação e ao direcionamento do fluxo da água das chuvas no topo das células, as quais atuam como barreiras onde a energia da água é dissipada, evitando a formação de ravinas. 11. Geocélulas em Canais e Obras Hidráulicas No revestimento de canais com geocélula há várias opções de posicionamento das mesmas. Podem ser dispostas em uma ou mais camadas, a fim de atender aos requisitos estruturais hidráulicos exigidos. É uma proteção do tipo flexível, além de ser durável. O enchimento pode ser feito com solo vegetal e grama em


áreas de fluxo intermitente e na parte superior dos taludes do canal. O enchimento com concreto é recomendado para áreas de fluxo contínuo e/ou de alta velocidade da água.

Geocélula em revestimento de Canais 12. Fixação e Ancoragem das Geocélulas A forma de fixar e de ancorar a geocélula é determinada em função do tipo do solo de apoio, do peso e tipo de enchimento, da inclinação do talude e das condições ambientais. 12.1. Ancoragem em canaleta As geocélulas sempre devem ser ancoradas na crista do talude, para evitar a entrada de água sob as mesmas, que poderá causar erosão.

Ancoragem da Geocélula em Canaleta As dimensões da canaleta podem ser calculadas da seguinte forma: L x B = F x FS γ x tgφ Onde: F = força de escorregamento (N/m: Newtons por metro medidos paralelo ao topo do talude) FS = fator de segurança γ = peso específico do material de enchimento φ = ângulo de atrito do solo ou material abaixo da geocélula Força de escorregamento = (H x C x γ) x [sen i – (cos i x tg φ)] Onde: H = altura da geocélula C = comprimento do talude γ = peso específico do material de enchimento i = inclinação do talude (H : V) φ = o mais baixo ângulo de atrito do solo, material ou ou geossintético abaixo da geocélula,


Nota: Se o valor de F for negativo, indica que o atrito entre a geocélula e o talude é suficiente para haver equilíbrio, não havendo necessidade de ancoragem especial. No entanto é recomendável a fixação da geocélula com grampos e a sua ancoragem em canaleta, por segurança. 12.2. Fixação com grampos As geocélulas são fixadas com grampos de aço tipo CA-50, em forma “bengala”, com diâmetro de 6 a 8 mm e comprimento que dependerá consistência / compacidade do solo de apoio. A densidade é de um grampo para cerca de 3 ou 4 m2. A parte curva bengala deve prender a borda superior da célula e a parte reta é ancorada solo.

Fixação da Geocélula no Talude Para a ancoragem da geocélula através de grampos ao longo do talude, calcula-se o número necessário em função da resistência ao arrancamento de cada grampo: No grampos por painel = F x LP x FS Fa Onde: F = força de escorregamento (N/m: Newtons por metro medidos paralelo ao topo do talude) LP = largura do painel (LP = 2,05 m para células regulares e LP = 2,15 m para células grandes) FS = fator de segurança Fa = resistência ao arrancamento do grampo (N) Nota: É recomendável ancorar a geocélula na canaleta e também fixá-la no talude através de grampos. 13. Informações Complementares Seleção do material de enchimento x aplicação • Solo e vegetação: taludes íngremes, bermas, rampas e vertedouros. • Areia: taludes suaves. • Pedregulhos e brita (diâmetro máximo 760 mm): canais, taludes e velocidade de fluxo moderado. • Concreto e argamassa: em volta de pontes, taludes íngremes, altas velocidades de fluxo, vertedouros e rampas. 14. Instalação A instalação das geocélulas é simples e rápida, não exige equipamento especial e pode ser feita por apenas três pessoas. Os painéis são enviados fechados para a obra. 14.1. A terraplenagem da área deve seguir as orientações do projeto. 14.2. Se o material de enchimento for diferente do solo de apoio, é recomendável usar um geotêxtil como separador.


14.3. Determina-se a localização do primeiro painel de geocélula e colocam-se grampos nos quatro cantos, de acordo com as medidas do painel aberto. Os painéis próximos à crista do talude devem ser levados até a canaleta de ancoragem. 14.4. Abre-se o painel encaixando-o nos grampos já colocados. Grampos adicionais devem ser usados para garantir que o painel fique totalmente aberto. Em locais onde não é possível a cravação de grampos, deve-se abri-la numa forma com as dimensões do painel aberto. 14.5. Coloca-se o enchimento nas primeiras fileiras de células através de caçamba basculante de caminhão ou de trator e espalha-se para as demais com pás manuais ou carregadeiras. Se o espalhamento for feito com pá carregadeira, deve-se tomar o cuidado de fazer uma rampa com o próprio material de enchimento para a subida da pá na geocélula. 14.6. Quando o enchimento for solo vegetal, areia ou brita a altura do material colocado deve ser cerca de 25 a 50 mm maior que a altura da célula, para permitir o recalque que ocorrerá devido à compactação, de modo que enchimento e paredes das células fiquem nivelados. 14.7. Nenhum tipo de equipamento deve andar sobre o painel de geocélula sem enchimento. 14.8. Para evitar danos às células, recomenda-se o lançamento do material de enchimento a uma altura máxima de um metro. 14.9. A compactação do enchimento geralmente é feita com o mesmo equipamento usado para colocar o material sobre o painel, através de várias passadas. Pode ser usado também rolo e/ou placa vibratória para alcançar certos níveis de compactação especificados.

Abertura da Geocélula em Painéis Contínuos Referências Bibliográficas Koerner R.M. (1999). “Designing with Geosynthetics” - Fourth Edition. Prentice Hall, N.J. Revista Obra – Planejamento & Construção (1995). “Geossintéticos – Evento divulga Produto no Mercado Brasileiro” – Ano 6 – no. 70 - Julho.

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