PT85005B

PT85005B - Processo para tornar estanque a agua uma estrutura hidraulica em betao compactado ou em aterro

Info

Publication number: PT85005B
Application number: PT85005A
Authority: PT
Original assignee: Diddier Ledeuil
Priority date: 1986-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1993-07-30
Also published as: FR2599400A1; FR2599400B1; AU7344587A; CN1012380B; TNSN87076A1; AU592644B2; BR8702818A; ZA873751B; JPS62291309A; CN87104677A; EP0248725B1; JPH052049B2; TR23814A; PT85005A; OA08607A; ES2018282B3; CA1284890C; RU2060319C1; MA20995A1; DE3764542D1

Description

Descrição do objecto co inverto que

DIDDIER LEDEUIL, francês, industrial, residente em 20, De Cios de l'Alizé, Avenue d'riaifa, 13008 MARSELHA, França, pretende obter err. Portugal para, PROCESSO PARA TORNAR ESTANQUE À ÁGUA

UMA ESTRUTURA HIDRÁULICA EM RETÃO

COMPACTADO OU EM ATERRO

Mod. /1-10 Uuu ex. - 4-86 presente invento diz respeito a ura processo para tomar estanque á água uma estrutura hidráulica em betão compactado cu em aterro com taludes a montante e rigidos (genero muro em escada).

Por razoes económicas, há actualmente tendência para realizar obras hidráulicas tais como barragens por meio de betão compactado (betão armado Roller). A realização de barragens em betão compactado, tem sido objecto de numerosas publicações e, em particular, duma comunicação de o ACI Committee 207 publicado no ACI Jornal (1980 - Julho/ Agosto, pp. 215-235).

Parece, no entanto, que o corpo de barragens em betão compactado pode apresentar uma permeabilidade excessiva ã água, sobretudo ao nível de reparações entre camadas sucessivas. Esta permeabilidade pode conduzir, a longo prazo, a um ataque do cimento constituinte do betão, sobretudo em presença de água de natureza agressiva.

A fim de obviar a este inconveniente, foram já p.ropo^

Ινωα. ! i - íu uuu ex - 4-ub tos diversos meios pare tornar impermeável a fsce de tais obras que está em contacto com a água.

Deste modo, propôs-se (Concrete Internaticnal 1964, Maio, p. 42, ENR 1983, 24 de Fevereiro p. 35) revestir esta face de elementos verticais em betão prefabricado e cavilhados no compacto. Contudo, a eficácia desta técnica é limitada pela longevidade das fixações. Além disso, esta técnica dificilmente permite assegurar uma estanaueidade das juntas, particularmente das juntas horizontais.

Foi, igualmente proposto (Highway & Heavy Cnnstructior., 1985, Janeiro, p. 39) colocar nesta face uma camada de betão clássico. No entanto, este betão é submetido a uma fissuração que á aumentada pela ausência de juntas de contracção. Tendo em conta a sua espessura reduzida, esta preparação, é além disso, submetida a uma filtração de elevado grau que é tanto mais prejudicial quanto mais agressiva fôr a água retida.

Foi ainda proposta (Concrete International 1983, Março, p. 21) recobrir esta face por uma chapa de ácido inoxidável, mas essa solução revela-se muito onerosa.

Por último, foi proposto assegurar esta impermeabilização por aplicaçao nesta face duma membrana continua de borracha de butilo reforçada (ibid fig. 3). A realização, a colocação e a manutenção no lugar duma tal membrana, contínua coloca todavia, sérios problemas, e esta solução desde logo não foi proposta se não a titulo indicativo. Foi agora aperfeiçoado um processo económico para tornar estanque à água a face a montante duma tal estrutura por montagem sobre esta face duma membrana em matéria plástica impermeável.

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/ presente invento diz respeito, além disso, a um processo para tornar estanque à água, entre outras, uma estrutura hidráulica em betão compactado, tal como uma barragem, na qual se dispÕe sobre a face da estrutura em contacto com a água, uma membrana impermeável que se caracteriza pelo facto de se realizar a referida membrana por séries sobrepostas de escamas em matéria plástica, ligadas entre si lado a lado e fixadas na estrutura por dispositivo de fixaçac verticais que permitem um movimento eventual das escamas e proporcionando microfissuras regulares repartidas na estrutura. Utilizar-se-á na presente descrição a palavra GEOSELLS para designar um conjunto de materiais trabalhados e montados estando a palavra escama reservada somente ã face a montante.

Numa forma de realização preferida do processo segunde o invento as fixações lado a lado das escamas podem ser van tajosamente completadas por cimento de cobertura de juntas espesso, soldadas e dispostas do lado da estrutura.

As GEOSELLS em matéria plástica, podem ser de qualquer forma geométrica, sendo contudo, preferida a forma rectangular. Por razões práticas de realização, de manutenção e de colocação, prefere-se geralmente que estas escamas de forma rectangular apresentem uma espessura de 1 a 50 mm, de preferência de 2 a 30 mm, uma largura de 2 a 8 m, de preferência de 2 a 4 m, e uma altura de 1 a 6 m, de preferêr. cio de 1 a 2 m.

As GEOSELLS podem ser efectuadas a partir de qualquer material plástico impermeáve ã água. Prefere-se, todavia, realizar estas a partir de resinas ã base de cloreto de vinilo e de poliolefinas. Por resinas à base de cloreto de vinilo, entendem-se os polímeros e copolímeros cue contêm pelo menos 50% em peso de unidades monoméricas deriva-31

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Mod. í I - IU uuu ex. - 4-(56 ;3 JUN.1987KTC/EL __ /

das do cloreto de vinilo, sendo preferido o policloreto de vinilo. Por poliolefinas, entendem-se os polímeros e copolímeros contendo pelo menos 50% em peso de unidades monoméricas derivadas duma olefina contendo de 2 a 3 átomos de carbono na sua molécula, sendo preferido polietileno de ele vada densidade. É sabido que o material que constitui as GEOSELLS pode conter aditivos habituais tais como estabilizantes e nomeadamente agentes anti-UV e agentes reforçantes.

No processo segundo o invento, mostra-se vantajoso assegurar uma drenagem por trás da membrana impermeável cone tituida pelas escamas em matéria plástica. Esta drenagem faz parte das GEOSELLS.

Esta drenagem pode ser assegurada por colectores verticais dispostos ao longo da estrutura na proximidade da membrana e espaçados entre si,por exemplo, de 1 a 2 m. Estes colectores podem, com vantagem, ser efectuados como será explicado mais adiante quando da fixação vertical das escamas.

De preferência, cada colector ressalta individualmente na galeria colectora o que permite localizar de maneira precisa qualquer zona eventualmente defeituosa.

Segundo um modo de realização que se prefere, esta drenagem é igualmente assegurada interpondo-se um géotextil entre a estrutura e a membrana.

Vantajosamente este geotextil reveste os dispositivos de fixaçao verticais das escamas que serão descritos ulteriormente, está compreendido na expressão GEOSELL.

Geotextil assegura tres funções vantajosas.

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MTC/ΞΡ

99-ν - χθ ηοη οι - 11 ·ροπ

- dessolidarizaçao entre a membrana e a estrutura no sentido vertical;

- recuperação das águas ou dos gases e trânsito para os colectores,

- absorpção elástica dos embates eventuais nas escamas .

De preferência, o géotextil é fixado localmente sobre a membrana durante a execução; dessolidariza as escamas e os dispositivos de fixação, após o aterro da massa a estancar e permite a salvaguarda dos drenos no momento da injecção eventual para uma utilização em espessura dupla. A fixação vertical das escamas é efectuada de maneira a deixar à membrana impermeável uma possibilidade de deslocação vertical e a induzir microfissuras na região superficia da estrutura, a fim de evitar a necessidade de prever juntas de dilotação por corte na estrutura de betão compactado

Segundo um modo de realização que é preferível, a fixação vertical das escamas é efectuada com intervalos, por exemplo, de 1 a 2 m e de maneira a assegurar, ao mesmo tempo, a formação de colectores verticais de drenagem. Para este efeito, e segundo uma primeira forma de realização, vantajosa, a fixação vertical é assegurada por meio de placas ligadas ortogonal e verticalmente na face das escamas em relação ã estrutura sendo as ditas placas inseridas na estrutura, estando prevista uma canalização de drenagem ao nível das placas (tubo plástico cortado em dois longitudinalmente e fixado à. placa, perfil cilíndrico perfurado soldado ã placa, etc.). As placas prolongam-se em toda a altura das escamas e os dispositivos de fixação verticais das escamas sobrepostas, são efectuadas de tal maneira que as canalizações constituem colectores verticais de drenagem contínuos.

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Μου. /ΐ'ΐυ υυυ ex. - 4-db

Esta forma de realização apresenta além disso a vantagem de favorecer a abertura da microfissuração desejada de maneira uniformemente repartida. Os perfis tubulares podem, vantajosamente ser equipados dum perfil de lado saliente na sua geratriz oposta ãs faixas ortogonais de manei, ra a favorecer a microfissuração entrando esta lâmina igual, mente na denominação GEOSELL.

Por outro lado, torna-se vantajoso prever, ao nível das placas, um tubo que permite a injecção numa zona que apresenta defeitos. A largura das placas é geralmente de 100 a 500 mm e, de preferência, de 200 a 400 mm.

Os elementos que constituem os dispositivos de fixação verticais são, de preferência, efectuados num material idêntico o que constitui as escamas de maneira a favorecer a sua colocação prévia escamas por exemplo por soldadura.

géotextil interposto entre as escamas e a estrutura deve circundar os dispositivos de fixação verticais, segundo uma espessura e um sistema (complexo géotextil) idêntico, a fim de evitar pela compressão devida â água a montante ou aos embates qualquer risco de concentração de contrac ç o e s.

As escamas que constituem a membrana são, de preferência, igualmente mantidas no seu lugar através de dispositivos de fixação horizontais constituídos por pelo menos uma unha soldada horizontalmente em frente da estrutura e fazen do parte integrante da GEOSELL e a referida unha que está selada na estrutura trabalha em cisalhemento de maneira a retomar o peso das GEOSELLS. Em geral, dispoem-se as unhas ao abrigo do tubo de fixação podendo estas então servir de reforço de rigidez á GEOSELLS.

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MEC/EP '3 >1987^

Ã / ' VA face das GEOSELLS em contacto com a água pode com vantagem, ser protegida por uma camada de betão de resina (de 30 a 60 mm de espessura) de modo, especialmente, a reforçar a sua resistência aos embates, que podem ser, por exemplo, ocasionados por corpos flutuantes. Segundo um processo vantajoso e se a matéria constitutiva o permitir (por exemplo, com polietileno de alta densidade) coloca-se a quente (seguido de um arrefecimento) cascalho, ou, mesmo, madeira o que favorece a fusão local donde resulta uma incorporação parcial. Uma tal ladrilhos do suporte protecçã o integrada faz parte da GEOSELL e completa-se em valor estético, assim como em protecção contra os raios ultravio letas (u.v).

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Na altura da realização da membrana, em conformidade ao processo de acordo com o invento, asGeosellssão colocadas a medida da montagem em estratos da estrutura e podem com vantagem servir de cofragem perdida. As Geosells são dispostas, de preferência, como suportes tipc cofragem inclinada,fixadas na estrutura através das Geosells inferiores já colocadas, com o auxilio de instrumentos de expan são aqui chamadas Geotools. Estes instrumentos, segundo este processo vantajoso, não existem no mercado. Sao do tipo de expansão e penetram em cada tubo de C-eosells, favorecendo um bloqueio em seguida uma centragem e, finalmente permitem regular a colocação da nova Geosell criando deste modo, a estrutura estanque, que é objecto do presente in vento.

para permitir a colocação em contínuo das escamas e do aterro em betão compactado, é possível, quer seja ater rar por zonas, que terminam em camadas em afuniladas cuer, seja aterrar em contínuo mas com um ligeiro declive. As reparações entre camadas, não são já um real problema, uma

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KTC/EF

Μου. /1-10 UuU ΟΧ. - 4-tíb vez cue o molde a montante é estanque e possui uma imensa capacidade drenante associada. Trata-se aí duma vantagem importante associada a este novo processo. As reparações terão, por consequência mais um carácter mecânico (desprendimentos possíveis e aleatórios do que um carácter de continuidade, aliás imposto habitualmente como o é também a estanauecidade. 0 processo conforme o invento, é, além disso ilustrado através das figuras dos desenhos anexos, fornecidas unicamente a titulo ilustrativo, e nos quais:

- A figura 1 é uma vista parcial, em perspectiva, duma estrutura em betão compactado, equipada com uma membra na impermeável obtida em conformidade com o processo de acordo com o invento montagem em multiplacas, através de alta frequência ou através de indução, com incorporação duma rede metálica ou PVC, ou através de qualquer outro processo de soldadura ou, mesmo, de colagem, segundo os materiais constitutivos:

- A figura 2, é uma vista ampliada da parte A da figura

- A figura 3, gura 1;

é uma vista ampliada da parte 3 da fi- Ã figure 4, é uma vista do conjunto de realizaçao pera a parte 5 da Figura 1;

- k figura 5, é uma vista de origem da ferramenta GFOTOOL que compreende um corte horizontal do sistema came-expansão;

- A figure 6, é um exemplo de aplicação da estrutura que permite ver a colocaçao, conforme um processo distinto em plataforma e aplicável em galerias ou outros (paredes

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KTO/Zr / / de sustentação ou de construção).

Assim como se ressalta da Figura 1 a estrutura 1 em betão compactado é revestida na sua face em contacto com a água de uma memtrana impermeável 2 constituída por séries de Geosells em matéria plástica com interposição· de um géotextil 4. Tal como ressalta mais particularmente na figura 2, as Geosells estão fixadas entre si por soldaduras em continuidade 5 em coberturas de juntas de cimento espesso 6, soldadas na própria origem quer seja por ponta de aquecimento penetrante 7, quer seja por soldadura a alta frequência que aquece uma inclusão metálica ou em FVC S.

Νιοα. /1-10 υυυ ex - 4-ob

Continuando na Figura 2, pode-se ver inclusões de cascalho 9.

A fixação horizontal das Geosells é efectuada pelas unhas esticadoras 10 colocadas no topo das faces 11 equipadas em orifícios de fixação 12 e que torna solidário o tubo 13 com a membrana 2.

Num tubo com punho para injecções eventuais pode ser colocado em 14 e beneficiar de una aderência protectora em dupla espessura 15 do complexo géotextil 4.

Segundo um modo de realizaçao ilustrado pelas figuras 1 e 4 fixação vertical das Geosells 3 está assegurada por perfis tubulares 13 que asseguram a drenagem e fixados verticalmente nas escamas 2 pelas faixas 11 ortogonais ás escamas 2.

As fixações entre as escamas 2, as faixas 11 e os per fis tubulares 13 estão assegurados por soldadura. 0s perfis tubulares 13 e as faixas 11 são inseridos na estrutura 1 quando da sua colocação.

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Geotextil 4 rodeia completamente os dispositivos de fixação verticais de maneira a assegurar uma dessolidarização parcial entre a estrutura 1 e a membrana constituída pelas escamas 2. Perfis de lado saliente 16 sao fixados por grampeamento às extremidades dos dispositivos de fixação verticais rodeados pelo géotextil 4. Quando da colocação das Geosells sucessivas, convém igualmente assegurar o alinhamento dos perfis tubulares 13 entre as Geosells sobrepostas de maneira a constituir colectores de drenagem vertica i s.

alinhamento dos perfis tubulares 13 é efectuado ao mesmo tempo que a colocação das Geosells sucessivas uma vez que o instrumento Geotool 20 representado na figura 5 permite a centragem de continuidade ao mesmo tempo que o bloqueio na parte baixa já no seu lugar. Estas acções sao realizadas a partir do corpo tubular 17 e do patin de expan sao 18 que permite a centragem na reparaçao e fixando-se na ordem de 1 m no interior da estrutura 1 no lugar. A expansão efectuada por meia volta de um eixo contendo duas carnes 19, um sistema de mola. de chamada 23 permite a saída do instrumento depois de estabilização do aterro que torna prisioneira a Geosell. Fendas de drenagem 21 são efectuadas por corte e têm uma capacidade calculada em função das imensas capacidades do tubo 13. Na parte elevada do Geotool 2C, um sistema de dois parafusos 22 permite a regulação da nova Geosell colocada no lugar. Cs orifícios 12 deixados nas faces 11 permitem, além das manutenções cu dos engates diversos, realizar com o auxilio de tubos plásticos dispositivos de fixação fáceis para as grelhas denominadas Geogrilles, em caso de util izaçao de aterro reforçado por Geogrilles. 0 uso dos Geogrilles por qualquer aterro pode ser imposto na superfície com o fim de evitar qualquer possibilidade de fissuraçao.

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n.tc/fp

Segundo a figura 6 é vantajoso reduzir a acção duma estrutura esticando os taludes deixando liberdade à estrutura estanque.

Ê mesmo vantajoso utilizar nas fundações flexíveis um aterro fléxivel(Texsol ou outro aterro reforçado pelas Geogrilles) utilizando um tubo de fixação e os orificios situados nas faces 11 em vez de, ou com uma estrutura em betão compactado.

Citar-se-ão outros exemplos específicos de utilização do processo segundo o invento, e que são numerosos, tais como :

- Forro de ringue de patinagem (com drenagem de gás);

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- revestimento interno de galerias (drenagem, continuidade de estanquicidades, nivelador vantajoso permitindo a elasticidade a conservação de estanquicidade sobretudo em maus terrenos)

- confecção de paredes anticísmicas, para casas ou imóveis, soldadas em’continuidade e com pouco enchimento (polioretano expandido ou betão ligeiro ...)

- paredes de sustentação (aspecto ornamentado e drenagem)

- construção de piscinas com nhos colocados na fábrica a quente da nas Geosells);

coberturas em quadradinas Geosells (integra35

- recolocaçao de preparações em cima de barragens.

Ο deposito do primeiro pedido desta patente foi efectn ado em França em 3 de Junho de 1986 sob o n~. 86 08.086.

Claims

- REIVINDICAÇÕES 20 lã.- Processo para tornar estanque á água uma estrutura hidráulica em betão compactado tal como uma barragem na qual se dispõe na face da estrutura em contacto com a água, uma membrana impermeável caracterizado pelo facto de se efectuar a dita membrana (
2) por séries sobrepostas, de conjuntos de materiais trabalhados e montados em matéria plástica espessa que apresenta escamas (3) encaixadas em conjunto em seguida soldadas em continuidade e fixadas na estrutura (1) por dispositivos de fixação verticais (11) e (13), separados de (1) por um complexo géotextil (4), permitindo um movimento eventual das escamas (3) e proporcionando microfissuras regularmente repartidas na estrutura (1).

Rã.- Processo segundo a reivindicação 1, caracterizado pelo facto da dita matéria plástica apresentar uma espes sura de 1 a 50 mm, de preferência de 2 a 30 mm.
3ã.- Processo segundo a reivindicação 1 ou 2, cara35 cterizado pelo facto dos conjuntos de escamas (3) após o encaixe de continuidade, serem soldados entre si na face interna do lado da estrutura (1) num suporte espesso.
4ã.- Processo segundo a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo facto dos conjuntos de escamas (3) serem efectuados a. partir duma poliolefina de grande resistência elástica ou qualquer outro produto semelhante resistente à fadiga e pelo facto de as soldaduras 5 ou 7 poderem ser obtidas por alta frequência ca ou em PVC (8).
5-.~ Processo segundo

4, caracterizado pelo facto pesso, contínuo e drenante que aquece uma inclusão metáliqualouer das reivindicações 1 a de se interpor um complexo esompreendendo um. géctextil (4) dessolidarizando a membrana (2) da estrutura (1).
6ê.- Processo segundo qualquer das reivindicações

1 a 5, caracterizado pelo facto de assegurar além disso uma fixação ho^rizontal da membrana (2) pelo menos por meio de uma unha (10) soldada horizontalmente no topo das faces (11) de cada, conjunto de escamas (3) trabalhando a dita unha (10) selada na estrutura (1) em cisalhamento relativo.
7^§.- Processo segundo qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo facto de se assegurar a fixação vertical da membrana (2) por meio de perfil tubulares (13)

Mod. /1- 10 000 ex - 4-86 que asseguram a drenagem e fixados verticalmente na face dos conjuntos de escamas (3) voltada para a estrutura (1) através de uma faixa ortogonal (11).
8§.- Processo segundo a reivindicação 6,caracterizado pelo facto de se assegurar a fixação vertical da membrana (2) por intermédio de instrumentos (20) que garantem, pelo seu sistema de expansao, o bloqueio, a centragem e a regulação dos conjuntos de escamas (3) a colocar em cada nível.
9-.~ Processo segundo a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de se prever igualmente ao nível das placas (11), um tubo (14) que permite a injecção duma zcna apre30 sentando defeitos, sendo o tubo de drenagem (13) protegido da injecção por um géotextil colado em (11).

105,- Processo segundo a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de se colocar um perfil (16) que apresenta um lado saliente no perfil tubular (13) revestido de géotextil .
11-.- Processo segundo qualquer das reivindicações

1 a 10 caracterizado por se aplicar uma camada de um betão de resina ou um outro revestimento tal como cascalho a

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avente (9) ou eventualmente ladrilhamento ou mesmo madeira na face da membrana (2) em contacto com a água.
12ã.~ Processo segundo qualquer das reivindicações

1 a 11, caracterizado pelo facto dos conjuntos de escamas

3 serem colocados por estratos à medida da montagem da estrutura (1) e serem explorados enquanto cofragem perdida, ccm utilização de instrumentos 20.
13^ã.- Processo segundo qualquer das reivindicações

1 a 12, caracterizado pelo facto da estrutura (1) poder ser um aterro tornado rígido por um ligante diferente de cimento ou seus derivados (betão compactado) tal como resinas ou mesmo têxteis que criam uma estrutura mais adaptável a fundações flexíveis podendo o dito aterro ser também reforçado por meio de redes.
14^.- Processo segundo as reivindicações 1 a 5,caracterizado pelo facto de a fixação descrita nas reivindicações 6 ou 7 poder ser substituída em plataformas em parede ou em estrutura de galeria, por um tubo de drenagem em continuidade sem utilização de instrumentos (2C) e com disposi ções horizontais ou mesmo curvas.
15-.- Processo segundo a reivindicação 14, caracterizado pelo facto das soldaduras de continuidade (5) poderem ser efectuadas no exterior da estrutura (2) isto é no lado da água, sempre no suporte (6) espesso com alisamento a frio da superfície.