PT79484B - A method for constructing diaphagm walls - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO DO INVENTO

Durante os últimos anos a importância das paredes-diafragma tem aumentado na construção de paredes verticais, quer como paredes de suporte feitas de betão armado quer como paredes de vedação para interromper o fluxo de água subterrânea.

As paredes-diafragma têm vantagens consideráveis em comparação com as paredes de estacas-pranchas, pois podem ser construídas sem ruido e vibra çCes, satisfazendo assim as exigências de muitas cidades que não permitem actividades de cravação de estacas em áreas residenciais, junto de hospitais ou centros de convalescença, ou na proximidade de edifícios sensíveis às vibraçães. Além disso, 0 emprego de paredes-diafragma evita frequentemente a necessidade de baixar 0 nível de água subterrânea, ou limita o grau de dessecação, permitindo economia nos custos. Na dessecação convencional há o risco de abatimento, com danos nos edifícios vizinhos. Finalmente, na construção de passagens inferiores, valas, etc. nas adjacências imediatas dos edíficios, as paredes-diafragma reduzem ao mínimo os danos em edifícios vizinhos, que de outro modo podem ocorrer durante a colocação de calços.

A construção das paredes-diafragma é feita por secçães, no que, por exemplo, uma secção com um certo comprimento é escavada e betonada, seguindo-se a escavação e betonação de outra secção. Finalmente, a secção interposta é também escavada e betonada.

A escavação é feita com garras especiais, podendo-se, consoante a consistência do substrato, escavarnima única operação todo o comprimento da secção. Alternativamente, constroi-se dois buracos convenientemente espaçados, sendo 0 diâmetro dos buracos correspondente à espessura requerida da parede-diafragma, e a profundidade dos buracos correspondente à profundidade requerida. Seguidamente escava-se 0 substrato entre os buraoos com uma garra.

Em qualquer dos casos é prática corrente substituir 0 material escavado por um líquido tixotrépico que exerça uma acção de suporte na parede do fosso assim formado. Depois de enchidos com tal líquido os fossos são estáveis sem suportes, mesmo que a coesão do substrato seja baixa.

Em termos gerais, as paredes-diafragma são construídas com espessuras de 40 cm a 60 cm. As suas profundidades podem estar entre os 10 m e os 50 m. Contudo, até agora não tem sido possível construir paredes-diafragma quando 0 substrato consiste em rocha ou contém camadas rochosas, pois as garras tornam-se inúteis e os instrumentos de perfuração capazes

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de abrir economicamente buracos com um diâmetro de 4θ o® a 60 cm até à profundidade requerida em rocha não estão disponíveis actualmente.

Por outro lado, há uma necessidade significativa de paredes-diafragma em situações em que 0 substrato contém rocha, por exemplo, no caso da construção de represas, para unir a base da represa ao chão da bacia.

A presente invenção refere-se a um processo de construir uma parede-diafragma por secções que compreende os passos seguintes: formar uma secção construindo dois buracos convenientemente espaçados no substrato, correspondendo 0 diâmetro dos buracos â espessura requerida da parede-diafragma e a profundidade dos buracos à profundidade definitiva requerida;

encher os buracos durante a construção com um líquido tixotrópico} remover o substrato restante entre os buracos e encher o espaço deixado éom líquido tixotrópico}

encher toda a secção com betão partindo do fundo para cima, deslocando ao mesmo tempo 0 líquido tixotrópico.

0 objectivo da invenção é criar um processo deste tipo que seja também aplicável quando 0 substrato contém rocha.

Segundo a invenção, este problema é resolvido com os seguintes passos adicionais quando a parede-diafragma é construída num substrato rochoso que tem possivelmente uma sobrecarga de outro material:

construir um furo de sonda (ló) no substrato (15) entre os dois buracos (9, 10)}

guarnecer 0 furo de sonda ao longo do seu comprimento com uma ou mais cargas explosivas (17)}

produzir um sopro de pressão curto no extremo inferior dos dois buracos (9, 10), fazendo desse modo a coluna de líquido tixotrópico deslocar-se temporariamente para cima}

detonar a dita primeira carga explosiva durante a dita deslocação do líquido tixotrópico.

No âmbito desta invenção as camadas rochosas entre os dois furos de sonda grandes são assim fracturadas por camadas, permitindo a remoção com uma garra. A carga ou cargas explosivas devem ser escolhidas com uma força tal que a acção fracturadora não se estenda para além da parede-diafragma requerida. Em particular, deve-se notar que a fracturação requerida no

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plano da parede-diafragma requerida á possível somente se 0 líquido tixotrópico for deslocado temporariamente para cima nos dois buracos grandes, concedendo um caminho de expansão para a rocha entre aqueles. Sem esta medida 0 efeito de fracturação requerido não terá lugar, já que o líquido tixotrópico e incompressível e portanto a pressão da detonação iria reagir contra uma resistência infinita.

0 sopro de pressão nos buracos ó produzido de preferência detonando uma segunda carga explosiva no fundo de cada buraco, detonando-se as segundas cargas explosivas pouco antes da primeira carga explosiva.

Contudo, como alternativa, antes de se detonar a primeira carga explosiva pode-se deslocar temporariamente para cima 0 líquido tixotrópico dos buracos por meio de um sopro de ar comprimido.

Um outro aspecto da invenção abrange um processo de construir na rocha os buracos grandes, como se segue:

abre-se dois buracos relativamente pequenos nos eixos dos buracos grandes requeridos. Guarnece-se os buracos pequenos com uma ou mais caixas contendo uma carga explosiva cada, sendo 0 volume de cada carga pequeno em comparação com 0 volume da caixa. Escolhe-se ainda a força das cargas de modo que a fundação de rocha seja fracturada apenas na extensão dos buracos requeridos. A forma exterior da massa rochosa não ó alterada. Seguidamente, pode-se construir os buracos grandes na rocha fracturada.

Este processo já é empregue em conjugação com a construção de estacas-pranchas em camadas rochosas a fim de preparar 0 substrato para a cra vação das estacas. Na situação abrangida por esta invenção, a construção dos buracos grandes seria de outro modo impossível ou nada económica devido ao desgaste inaceitável do instrumento perfurador.

Nas Figuras 1 e 2 mostra-se um exemplo da aplicação desta invenção, sendo a Fig. 1 uma planta de uma secção de uma parede-diafragma e a Fig. 2 0 corte vertical correspondente.

Na Fig. 1 as linhas 1 e 2 mostram os limites da parede-diafragma e os círculos 3 ® 4 são os contornos dos buracos grandes. 0 seu diâmetro á igual à espessura requerida da parede-diafragma. 5 representa 0 comprimen· to da secção da parede-diafragma. A Fig. 2 ilustra a construção de uma secção de parede-diafragma* Neste exemplo, 6 representa a superfície to63 174 ,

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-5pográfica, 7 0 material sobre jacente e 8 a massa rochosa.

Caracteristicamente, as paredes-diafragma têm uma espessura de 60cm, e a distancia entre os eixos dos círculos 3 θ 4 ó cerca de 1,4 m. Como descrito acima, quando hà uma fundação rochosa os buracos grandes 9 « 10 não podem ser construídos por processos de perfuração convencionais.

Conforme descrito nesta patente, a construção de paredes-diafragma é feita como segue:

primeiramente, abre-se os buracos pequenos 11 e 12 nos eixos dos círculos 3 e 4· Guarnece-se os buracos pequenos com uma ou mais caixas 14 contendo uma carga explosiva 13 cada, sendo o volume da carga explosiva pequeno em comparação com 0 volume da caixa, e a força da carga explosiva é escolhida de modo que a rocha seja fracturada apenas na extensão da secção requerida da parede-diafragma e a forma exterior da massa rochosa não seja alterada. Este processo prepara a massa rochosa para a construção dos furos de sonda grandes 9 β 10 e evita o desgaste inaceitável dos instrumentos. As cargas explosivas empregues são relativamente pequenas mas são suficientes para causar um choque lateral.

Inicialmente, os gases produzidos na explosão expandem-se na caixa, reduzindo ao mínimo os danos na rocha situada fora da extensão da parede-diafragma. Com este arranjo os gases da explosão expandem-se seguidamente pelo buraco sem causar uma cratera. A rocha próxima do buraco permanece no lugar mas á fracturada localmente em pedaços com um tamanho inferior a 0,5 cm. Seguidamente pode-se construir sem dificuldade os buracos grandes na massa rochosa assim preparada. 0 líquido tixotrópico e introduzido durante a construção dos buracos para evitar que a sobrecarga 7 caia para dentro dos furos de sonda 9, 10·

Para remover a rocha 15 situada entre os furos de sonda 9 e 10, abre-se um furo de sonda adicional 16 entre eles. Guarnece-se depois este com uma ou mais cargas explosivas 17. As cargas explosivas são necessárias para se poder remover economicamente a rocha 15. Deve-se escolher a força das cargas explosivas de modo que não ocorra qualquer alteração na forma da massa/envolvente, isto é, para que 0 efeito da explosão fique limitado à extensão da espessura requerida da parede-diafragma.

Sem as medidas adicionais a detonação das cargas explosivas convenientemente escolhidas não teria 0 efeito requerido, pois a explosão encon—

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-6traria uma resistência infinita por parte do líquido tixotrópico incompreensível nos buracos 9 e 10.

No âmbito da invenção um sopro de pressão curto é produzido no fundo de cada um dos dois buracos, 0 que desloca temporariamente para cima 0 líquido tixotrópico, antes da detonação das cargas explosivas 17. Em conformidade, a rocha 15 é deixada expandir-se lateralmente na direcção dos buracos 9 e 10, e a massa rochosa é fracturada localmente de tal modo que a rocha pode ser removida sem dificuldade com uma garra.

0 sopro de pressão no fundo dos buracos pode ser produzido de diversas maneiras. De preferência é produzido por uma pequena carga explosiva adicional 18 posta no fundo de cada buraco 9, 10. A segunda carga explosiva é detonada pouco antes de detonar a primeira carga 17, deixando que esta última actue plenamente enquanto 0 líquido tixotrópico é deslocado para cima nos buracos*

Alternativamente, 0 sopro de pressão pode ser produzido por um sopro de ar comprimido no fundo dos buracos na altura própria.

Como os efeitos de ambas as cargas 17 e 18 ficam limitados localmente em extensão, as vantagens descritas acima mantêm-se na totalidade.

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Claims (4)

1. REIVINDICAÇÕES =

   1. - Processo de construir uma parede-diafragma por secções, compreendendo os passos seguintes:

   formar uma secção construindo no substrato dois buracos adequadamente espaçados, correspondendo 0 diâmetro dos buracos à espessura requerida da parede-diafragma e a profundidade dos buracos à profundidade definitiva requerida;

   encher os buracos durante a construção com um líquido tixotrópico; retirar o substrato restante entre os buracos e encher 0 espaço deixado com líquido tixotrópico;

   encher toda a secção com betão partindo do fundo para cima, enquanto se desloca 0 líquido tixotrópico; earacterizado pelos passos adicionais seguintes quando a parede-diafragma é construída num substrato rochoso que tenha possivelmente uma sobrecarga de outro material:

   construir um furo de sonda (l6) no substrato (15) entre os dois buracos (9, 10), guarnecer 0 buraco de sonda ao longo do comprimento com uma ou mais cargas explosivas (17), produzir um sopro curto de pressão na extreX

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   Ref: 523/1 PT

   -7midade inferior dos dois buracos (9, 10), fazendo desse modo a coluna de líquido tixotrópico deslocar-se temporáriamente para cima, e detonar a dita primeira carga explosiva durante a dita deslocação do líquido tixotrópico.
2. 2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma segunda carga explosiva (18) ser prevista no fundo de cada um dos dois buracos (9, IO) e por as segundas cargas explosivas (18) serem detonadas mesmo antes de se detonar a primeira carga ou cargas (17).
3. 3. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por antes de se detonar a primeira carga ou cargas explosivas (17) se produzir um sopro de ar comprimido no fundo dos dois buracos (9, IO).
4. 4. - Processo de acordo com qualquer das reivindicaçães precedentes, caracterizado por os dois buracos (9» 10) feitos no substrato serem construídos nos passos seguintes:

   abrir dois buracos (ll, 12) de diâmetro pequeno em comparação com a espessura requerida da parede-diafragma ao longo da linha de localização central requerida da parede; *

   introduzir em cada buraco uma ou mais caixas (14) que encerram uma carga explosiva (13) cada, sendo 0 volume da carga explosiva (13) pequeno em comparação com 0 volume da caixa (14), ® sendo a força da carga (13) escolhida de modo que 0 substrato rochoso seja fracturado apenas localmente na extensão da espessura requerida da parede-diafragma, enquanto que a forma externa da massa rochosa não e alterada;

   e seguidamente abrir os buracos com 0 diâmetro definitivo requerido na rocha fracturada.