PROJETO DE BARRAGENS

PROJETO DE BARRAGENS

Thomas Marcelo e Silva^[1] ([e-mail])

Gilson de Farias Neves Gitirana Junior^[2] ([e-mail])

Universidade Federal de Goiás, Escola de Engenharia Civil, Goiânia.

Resumo: Tendo como principal objetivo ao projetar uma barragem o controle do fluxo da água pelo conjunto barragem-fundação, são utilizados vários métodos e análises a fim de atender também aos requisitos básicos de segurança e das diversas condições de carregamentos admitidas. Bem como o controle de fluxo é necessário garantir a estabilidade dos taludes e também compatibilizar ou transicionar os recalques diferenciais e totais que venham a prejudicar o desempenho dos sistemas de drenagem e de vedação utilizados.

Os softwares para realização dos cálculos e das análises vêm como ferramenta essencial para o fornecimento de dados que irão fundamentar decisões tomadas para tornar o projeto final da barragem o mais econômico possível, atendendo às três premissas principais para um bom funcionamento da barragem.

Este relatório tem como objetivo permear de forma sucinta as análises feitas para dimensionamento de uma barragem que atenda às premissas previamente estipuladas, utilizando os materiais fornecidos alinhados a considerações embasadas nas teorias e estudos existentes.

 

PALAVRAS-CHAVE: Barragem. Dimensionamento. Estabilidade. Percolação. Tensão. Deformação.

1 – ESCOLHA DA SEÇÃO TÍPICA

A escolha de uma seção transversal deve ser feita tendo-se em vista o emprego de materiais disponíveis na sua função mais rentável, além, é claro, dos demais condicionantes tais como forma do vale, natureza da fundação, sequência construtiva, entre tantos outros.

Os materiais componentes da barragem podem ser os mais diversos possíveis. Na escolha do tipo de barragem deve-se sempre atentar para dois elementos fundamentais: a parte vedante e a parte que confere estabilidade.

No caso proposto foi adotada como solução uma barragem de terra com núcleo argiloso, na qual o material do núcleo apresenta características pertinentes à vedação e o material dos espaldares à resistência. O motivo desta escolha será explicado adiante.

1. – CONDICIONANTES DA FUNDAÇÃO

A fundação condiciona de maneira marcante a escolha da seção típica da barragem.

A fundação de uma barragem em solo envolve, em geral, uma sequência de camadas que devem ser consideradas uma a uma nas suas peculiaridades.

De acordo com os parâmetros geométricos fornecidos a fundação apresenta as características expostas na Figura 1:

[pic 1]

Figura 1 – Fundação

Cujas propriedades do solo são vistas nas tabelas abaixo:

Tabela 1. Parâmetros de caracterização

Material	D15 (mm)	D85 (mm)	wL	wP	γ (kN/m3)
Areia	0,10	1,20	--	--	17,00
Argila	0,001	0,05	45	25	16,00

Tabela 2. Parâmetros mecânicos

Material	k (m/s)	c’ (kPa)	φ’ (o)	E (kPa)	ν
Areia	1x10-3	0,0	33,0	10.000	0,35
Argila	1x10-7	20,0	27,0	7.000	0,45

Conforme demonstrado a fundação é composta por dois materiais, portanto a solução proposta para a seção deverá contemplar as propriedades de cada tipo de solo.

1. – FUNDAÇÕES EM AREIA PURA

Areais puras são materiais que necessitam cuidados especiais quanto a estabilidade e estanqueidade, quando compõem a fundação de uma barragem. Esses materiais podem ser densificados por choques e/ou vibrações, mas é necessário garantir a eficácia do método utilizado, sendo preferível, em muitos casos, removê-los até encontrar-se material mais competente.

Para se lidar com essas areias, vários métodos básicos de ataque podem ser adotados:

• Reduzir a vazão pela fundação a um valor desprezível, pela construção de uma barreira vertical até um material subjacente impermeável (cortina);

• Reduzir a vazão pela fundação com um cut-off impermeável;
• Construir um tapete impermeável a montante, providenciando o controle efetivo da água que ainda percolará pela fundação;
• Não construir obstáculos à percolação e providenciar seu controle, por meio de drenagem.

Conforme observado no corte da fundação, a camada de areia compreende apenas 10 metros. Portanto, pode-se atuar de forma a eliminar a passagem de água por esta camada, de montante para jusante. A trincheira de vedação, ou cut-off, é a única solução que pode ser considerada efetiva, porque intercepta integralmente a feição permeável onde se deseja interromper o fluxo. Três aspectos devem ser considerados:

• A largura da base da trincheira;
• A compatibilidade da deformação da trincheira com a do material adjacente;
• A estabilidade dos taludes de escavação;

A base da trincheira deve ter um mínimo de 6 m para permitir a compactação do solo. Por limitações na versão Estudante do programa utilizado na modelagem e análise da barragem, o material do cut-off e do núcleo serão os mesmos da fundação de argila adjacente. Portanto define-se a barragem com núcleo argiloso e trincheira de vedação de mesmo material de profundidade 10 m, atingindo assim a fundação em argila.

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