V1 Aula 3 Selecao tipo barragem

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Obras Hidráulicas
Marta Fleichman Prellwitz
Escolha do tipo de barragem
https://sites.google.com/site/naresi1968/naresi/18-cortina-de-injecao-de-barragens---
consolidacao
Tipos
• Concreto
• Gravidade - É o tipo de barragem mais resistente e de menor custo de
manutenção. Este tipo pode ser adaptado para todos os locais, mas a sua
altura é limitada pela resistência das fundações.
• Arco - São mais raras, uma vez que o comprimento dessas barragens deve ser
pequeno em relação à sua altura, o que exige a presença, nas encostas do
vale, de material rochoso adequado e de grande resistência, capaz de
suportar os esforços a elas transmitidos. Essas barragens são mais comuns na
Europa, onde os vales são profundos e fechados.
• Terra
• Enrocamento
Tipos
• Concreto
• Gravidade
• Arco
• Terra - As barragens de terra são as mais elementares obras de
barragens e normalmente se prestam para qualquer tipo de
fundação, desde a rocha compacta, até terrenos construídos de
materiais incosolidados. Esses últimos, aliás, são seu campo típico de
aplicação.
• Enrocamento
Tipos
• Concreto
• Gravidade
• Arco
• Terra
• Enrocamento - O custo para a produção de grandes quantidades de rocha,
somente é econômico em áreas onde o custo do concreto é elevado ou onde
ocorre escassez de materiais terrosos e tenha excesso de rocha dura e
resistente. A rocha de fundação adequada para uma barragem de enrocamento
pode não ser aceitável para uma de concreto.
• A rocha que deve preencher a maior parte da barragem precisa ser
inalterada pelo intemperismo, não sendo facilmente desintegrada ou
quebrada. As rochas para essas barragens, devendo ter resistência ao
intemperismo físico e químico, são gnaisse, diabásio, etc.
Tipos
• No caso da fundação ser de rocha sã, porém situada a considerável
profundidade da superfície do terreno, é mais adequado e econômico
construir-se uma barragem de terra, porque a mesma não necessita
repousar sobre fundação em rocha e assim evita-se uma quantidade
de escavação.
• Comparadas com as barragens de terra ou de enrocamento, as de
concreto tipo gravidade são de maior custo.
Seleção do tipo de barragem
• A escolha do tipo mais adequado de barragem, para um determinado
local de um curso d’água, depende dos seguintes aspectos:
1) Segurança da Obra - ligada às características inerentes do próprio
local: condições geológicas, configuração do vale e dimensões da obra.
2) Custo da obra - em função do preço e disponibilidade do material. A
ausência, por exemplo, de rocha resistente do tipo granito,gnaisse,
basalto ou diabásio, para ser usada como agregado para concreto, “rip-
rap” ou enrocamento, ou de cascalho, para os mesmos fins, pode
causar alterações profundas no custo da obra.
Seleção do tipo de barragem
• A não ser em condições excepcionais, mesmo o mais experimentado
projetista é incapaz de dizer se um determinado tipo de barragem é
adequado ou mais econômico para um dado local.
• Na seleção do melhor tipo de barragem para um determinado local,
devem ser consideradas as características físicas do local, o objetivo
da obra, fatores econômicos, de segurança, etc. Normalmente, o
maior fator individual que determina a escolha final é o custo da
construção.
Fatores físicos
• Topografia: determina as primeiras alternativas para o tipo de
barragem. Se estiver localizado num vale estreito com paredes
rochosas, a sugestão será de uma barragem de concreto. Porém, em
áreas de topografia aplainada e vales bastante abertos, indica-se
normalmente a barragem de terra. Uma análise da forma e da
dimensão do vale onde será inserida a barragem é fundamental na
etapa de escolha do tipo mais apropriado de barragem. Vale em V
(mais usual e área de construção facilita o projeto) ou vale em U
(encostas íngremes e maior volume de aterro.
Fatores físicos
• Topografia
Fatores físicos
• Topografia
Fatores físicos
• Geologia e Condições das Fundações: É imprescindível a análise de
resistência, deformabilidade e permeabilidade do material de fundação
sobre o qual a barragem será construída. Além disso, com essas análises
determina-se qual tratamento será realizado no solo de fundação.
• Dependem da espessura e características físicas, químicas e
minerológicas da rocha, que suportará o peso da barragem. Aquelas
características incluem a permeabilidade, a presença ou não de
determinadas estruturas, como acamamento, xistosidade, dobras,
fraturas, etc.
• Para as fundações em solo as barragens mais adequadas são de terra,
terra e enrocamento. Pois estas podem sofrer mais deformações do que
as demais, e as fundações em solo sofrem mais deformações do que as
em rocha.
Geologia e Condições das Fundações
• Em face das mais diversas características com que se podem
apresentar, não existem duas fundações em todos os seus aspectos,
semelhantes. Assim, cada fundação apresenta seus próprios
caracteres, exigindo a solução de problemas que só em parte podem
se assemelhar a outras já trabalhadas.
• Os pré-requisitos que se devem impor a fundação de uma barragem
são:
• Suporte a ação do maciço sob quaisquer condição de carga e/ou saturação
• Resistência a ação das forças de percolação excessivas, bem como as
perigosas descargas freáticas.
Geologia e Condições das Fundações
• Classificação das fundações
• Fundações permeáveis: os solos são constituídos de argila ou silte, areia,
pedregulhos ou outros materiais. Decorrem da formação de depósitos
aluviais, tálus ou outro processo de desintegração, erosão e/ou deposição.
• Fundações impermeáveis: são constituídas por rochas, cuja capacidade de
suporte excede, em muito, as necessidades de carga para a obra a ser
construída. Para estas fundações devem ser tomados cuidados especiais
quanto a fuga d’água através de fissuras, juntas ou estratos permeáveis
possíveis de existir no maciço rochoso.
Fundações em rocha
Fatores físicos
• Topografia
• Geologia e Condições das Fundações:
1) Rocha Sã e Sólida - normalmente aceita qualquer tipo de barragem.
Inclui, via de regra, a escavação da camada superficial quando alterada
(mesmo sendo rocha) e tratamento eventual por injeção, para
consolidação.
2) Sedimentos (Aluviões) - incluem os cascalhos, areias, siltes e argilas.
Os cascalhos estão sujeitos à intensa percolação, os siltes e as areias
ocasionam recalques e percolação, e as argilas sofrem recalques,
principalmente quando saturadas de água. Dependendo do tipo de
barragem, da sua altura e com aplicação de tratamentos adequados,
qualquer desses materiais poderá ser utilizado.
Fatores físicos
• Topografia
• Geologia e Condições das Fundações
• Materiais de Construção: Os materiais necessários para a construção
de uma barragem são vários e devem estar localizados o mais
próximo possível do local da barragem.
a) solos, para os diques de terra.
b) rocha, para do diques de enrocamento e proteção dos taludes.
c) agregado, para concreto, que inclui areia, cascalho natural e pedra
britada.
d) areia, para filtros e concretos.
Fatores físicos
• Materiais de Construção
Fatores físicos
• Clima : Os fatores climáticos influenciam diretamente nas
características do solo da região, assim como interferem no prazo
(cronograma da obra) e nas técnicas construtivas utilizadas na
construção da barragem. Ainda quanto ao clima é fundamental se
estudar o regime de cheias do rio que será barrado. A vazão do rio na
época da construção pode ser decisiva na escolha do tipo de
barragem.
Fatores físicos
• Hidrológico-hidráulico: Os estudos hidrológicos das vazões do rio, do
nível do reservatório e da altura de borda livre, são utilizados para a
determinação da altura da barragem. Define-se o tipo de barragem
que será capaz de suportar o galgamento, quando este for necessário.
Ainda na áreade hidrologia, a análise das ondas no reservatório,
assim como dos ventos que geram essas ondas, é fundamental para
se projetar uma barragem que tenha um talude de montante que
suporte os efeitos causados por esses dois fenômenos.
Fatores físicos
• Preservação ambiental: Atualmente a questão ambiental tem
ganhado cada vez mais importância na construção de barragens. Os
projetos devem ser feitos visando minimizar os impactos ambientais.
Podem existir áreas onde não seja permitida a escavação ou o
desmatamento, afetando assim na disponibilidade de material de
empréstimo.
Fatores físicos
• Custo, prazo e aspecto construtivo: Esses três critérios se
correlacionam com os demais já citados. O objetivo é sempre a
otimização entre o prazo da obra e o seu custo, e isso pode limitar as
possibilidades de escolha do tipo de barragem. Assim como as
questões construtivas, tais como: disponibilidade de equipamentos,
disponibilidade de mão-de-obra qualificada e maior experiência dos
construtores em obras de barragens de um determinado tipo.