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20/05/2017 CURSO DE CAPACITAÇÃO EM ESTRUTURAS DE BARRAGENS: TERRA, ENROCAMENTO E REJEITOS PROFESSOR: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira Curitiba, 19 de Maio de 2017 Métodos construtivos de barragens de terra e enrocamento Métodos construtivos de barragens de Terra Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira Para a seleção de métodos construtivos, na execução de uma barragem de terra ou de enrocamento, diversos métodos devem ser considerados, incluindo-se: Plano de escavação das jazidas; Processamento dos materiais; Transporte; Espalhamento no maciço da barragem; Controle da umidade; Compactação; Controle de qualidade, etc. Muitas variáveis devem ser levadas em consideração, antes da seleção dos métodos de construção. Dever-se-á dispor de maior quantidade de tipos de equipamentos, à medida em que forem utilizados diferentes tipos de materiais, obtidos a partir de diferentes jazidas e/ou profundidades, transportados através de estradas de rampas variadas, maior zoneamento da barragem, diferentes espessuras de lançamento das camadas, etc.

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20/05/2017

CURSO DE CAPACITAÇÃO EM ESTRUTURAS DE BARRAGENS: TERRA, ENROCAMENTO E

REJEITOS

PROFESSOR: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira Curitiba, 19 de Maio de 2017

Métodos construtivos de barragens de terra e enrocamento

Métodos construtivos de barragens de Terra

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Para a seleção de métodos construtivos, na execução de uma barragem de terra ou de

enrocamento, diversos métodos devem ser considerados, incluindo-se:

• Plano de escavação das jazidas;

• Processamento dos materiais;

• Transporte;

• Espalhamento no maciço da barragem;

• Controle da umidade;

• Compactação;

• Controle de qualidade,

• etc.

Muitas variáveis devem ser levadas em consideração, antes da seleção dos métodos de

construção. Dever-se-á dispor de maior quantidade de tipos de equipamentos, à medida

em que forem utilizados diferentes tipos de materiais, obtidos a partir de diferentes jazidas

e/ou profundidades, transportados através de estradas de rampas variadas, maior

zoneamento da barragem, diferentes espessuras de lançamento das camadas, etc.

20/05/2017

Métodos construtivos de barragens de Terra

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Na maioria das obras, à empreiteira é dada grande liberdade na escolha dos

equipamentos a serem empregados na construção;

Entretanto, em alguns casos, o equipamento pode ter um grande efeito sobre as

propriedades finais do maciço da barragem, havendo necessidade de se impor

algumas restrições nos tipos a serem usados;

Por exemplo. na escavação da jazida, um equipamento que escava em lances mais

profundos provoca a mistura dos materiais situados em níveis diferentes, o que vai

influir nas características da seção transversal da barragem;

um equipamento que escava em pequena profundidade, requer que a escavação se

dê em grandes áreas. o que resulta em maior exposição do material ao tempo que, em

certos caso, pode ser interessante para facilitar a correção da umidade excessiva.

Métodos construtivos de barragens de Terra

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

As operações básicas para a construção do maciço de uma barragem são:

• Escavação;

• Transporte;

• Espalhamento;

• Separação de materiais;

• Correção da umidade;

• Homogeneização;

• Compactação.

20/05/2017

Escavação

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

São ações voltadas á movimentos de terra relativas a extração do solo de um

meio com finalidade de implantação de fundação, sistemas de drenagem,

materiais construtivos, etc.

A escavação é usualmente executada por meio de:

• Escavadeiras;

• Pás carregadeiras;

• Dragas;

• "scrapers“;

• "loaders“;

• etc.

Cada equipamento oferece certas vantagens e, geralmente, diversos tipos

podem ser usados em uma mesma obra.

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

• São os equipamentos mais comuns de escavação.

Nas jazidas de terra, em que as características dos

materiais variam com a profundidade, a escavação

realizada através desses equipamentos proporciona

a mistura dos solos e da sua umidade;

• Pode-se controlar, grosseiramente, as

porcentagens dos materiais desejados, através da

variação da profundidade de corte;

• Esse efeito de mistura de materiais também pode

ser conseguido no caso de enrocamentos,

programando-se as alturas das bancadas de

desmonte nas pedreiras;

• Após o desmonte, estes equipamentos conseguem

promover a mistura dos diferentes tipos ou

graduação das rochas, para a obtenção do produto

desejado.

Escavação – Escavadeiras e Pás carregadeiras

20/05/2017

Escavação – Dragas de arrasto ( “ Drag-line”)

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

As dragas de arraste têm uso menos frequente, apesar de poder trabalhar em quase todos

os lugares onde operam as escavadeiras;

Entretanto, são muito lentas e não produzem uma mistura satisfatória dos materiais em um

corte vertical. Não são aplicáveis a materiais de enrocamento e solos de consistência dura;

A sua principal vantagem é que podem trabalhar acima do poço de escavação, sendo mais

empregadas quando os materiais são muito úmidos e não apresentam capacidade de

suporte para as escavadeiras;

Possuem esteiras bem largas, conduzindo a pressões mínimas sobre o solo;

Abertura de grande valas com grandes dimensões e desde que não haja escoramento,

usando –se caimentos convenientes.

Escavação - Dragas

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

As dragas de arraste são especialmente utilizadas na

escavação submersa de areias e de cascalhos, sem

necessidade de rebaixamento do lençol freático.

Em certos casos, os materiais precisam ser empilhados,

para a eliminação do excesso de umidade, antes da sua

utilização.

São utilizadas somente em escavações

subaquáticas, principalmente para a obtenção de

materiais granulares (areias e cascalhos), para a

construção de filtros e transições;

Este equipamento é também empregado na

construção de aterros hidráulicos, o que traz uma

grande redução no custo do transporte, pois os

materiais são lançado diretamente na área do

maciço da barragem.

Draga de sucção

Draga de arraste

20/05/2017

Escavação – Motoscraper Convencional

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

O motoscraper é uma particularidade do Scraper, conhecido como “ Scraper automotriz”, onde um

único eixo se apoia sobre um rebocador de um ou dois eixos, através de um pescoço;

A montagem permite ganho de aderência entre as rodas motrizes;

Acionamento dos movimentos do “Motoscraper” é feito através de pistões hidráulicos que permitem

os movimentos de abaixar e levantar;

Distâncias médias e grandes, terreno compacidade média ou baixa, rampas até 10 %,

terrenos bom suporte e afundamento < 15% (baixa resistência ao rolamento).

Escavação - Scrapers

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Os "scrapers" são equipamentos que têm a capacidade de realizar as operações de escavação,

transporte e espalhamento;

Podem operar a baixa velocidade, quando puxados por trator de esteira ou mais rapidamente,

quando puxados por "cavalo" de pneus;

Os primeiros servem principalmente para raspagem e limpeza das áreas de empréstimo e somente

são usados em escavação quando a distância de transporte é muito curta;

Os últimos geralmente requerem o uso de tratores,

para auxiliar na operação de carregamento. São

frequentemente utilizados quando existe alguma

distância de transporte;

Os "scrapers" apresentam a vantagem de

praticamente não requererem operação de

espalhamento, lançando o material em camadas,

quase prontas para a compactação;

Como os "scrapers" escavam o solo em camadas finas, não são eficientes na mistura de

materiais, sendo, portanto, mais recomendáveis para trabalhar em áreas de empréstimo onde os

solos são uniformes ou onde se deseja escavar seletivamente os materiais, em jazidas

estratificadas.

20/05/2017

Escavação - Loaders

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Quando as áreas de empréstimo são amplas, com topografia plana, constituídas de materiais

uniformes, a escavação por meio de "loaders" constitui o processo mais econômico e rápido

de trabalho;

Entretanto, se a área de empréstimo é curta, a produção cai verticalmente, impossibilitando

que a escavação seja feita continuamente, requerendo frequentes operações de retorno, para

a retomada da bancada de escavação;

Este tipo de equipamento não pode ser utilizado se for requerida escavação seletiva ou

misturas programadas dos materiais de empréstimo.

Dependendo da consistência do material, podem ser requeridos um ou dois tratores para

operar a "loader". A eficiência de escavação é muito prejudicada, quando há ocorrência de

matacões nas áreas de empréstimo.

Transporte

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

O transporte dos materiais pode representar uma parcela considerável no custo do

maciço da barragem e, muitas vezes, recorre-se ao aproveitamento de jazidas mais

próximas, mesmo que estas sejam de qualidade inferior;

Os equipamentos de transporte devem ter características que tornem fáceis e rápidas as

operações de carga e descarga. Por outro lado, o tipo de equipamento de transporte

exerce pouca ou nenhuma influência sobre as propriedades do material ou do produto

acabado;

Todavia, quando se utilizam equipamentos pesados, é preciso orientar o tráfego sobre o

aterro, de forma a evitar a supercompactação, que dá origem à laminação nas

camadas onde há concentração do tráfego.

Outra alternativa para tratar este problema, é obrigar que o tráfego se concentre em

uma faixa localizada, retrabalhando posteriormente as camadas afetadas pela

supercompactação;

Os principais tipos de equipamentos de transporte são: caminhões basculantes, vagões,

"scrapers", correias transportadoras, calhas ou tubulações, etc, e a sua escolha, em

certos casos, fica condicionada ao tipo.

20/05/2017

Transporte – Caminhão basculante (“Fora-de-estrada”)

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Existem diversos tipos e tamanhos de caminhões, que podem bascular para frente, para traz,

ou para o lado, a sua carga.

A escolha do tipo a ser adotado depende principalmente das dimensões da obra, do tipo de

material, do volume do aterro, da necessidade ou não de grande produção, da distância de

transporte e das rampas a serem vencidas;

Os denominados "fora de estrada" são caminhões reforçados, projetados para suportar os

choques que ocorrem durante a carga e a descarga de grandes blocos de enrocamento;

Devido à baixa relação entre o peso da carga e o do caminhão, os custos diretos de sua

utilização são muito elevados, se forem utilizados para o transporte de solo. Como eles têm

maior potência por tonelada de carga, são especialmente recomendados para transporte em

estradas com rampas íngremes.

Transporte – Vagões

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

São equipamentos com basculamento de fundo, de grande capacidade, utilizados para

transporte de materiais terrosos, podendo ser operados com altas velocidades.

O seu carregamento é feito por meio de "loaders" e a descarga se faz com o vagão em

movimento, resultando uma leira extensa, que pode ser espalhada por trator de esteira

ou motoniveladora de grande porte.

Devido ao seu grande peso, o trajeto sobre o aterro da barragem deve ser controlado,

a fim de se evitar a ocorrência de laminações. Além disso, deixa lisa a superfície por

onde passa, requerendo escarificação contínua do aterro, para melhorar o contato

entre as camadas.

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Transporte – Correias transportadoras

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Este tipo de equipamento tem sido utilizado em poucas barragens, para o transporte

dos materiais de empréstimo;

Apresenta vantagens em locais de topografia acidentada, quando existe grande

diferença de nível entre a área de empréstimo e a barragem e o custo de construção

e de manutenção das estradas de acesso é muito elevado;

Para a melhor distribuição do material na área da barragem, o trecho final da correia

pode ser construído de forma a permitir a rotação em torno de um pivô, lançando o

material em diversos pontos do aterro ou do enrocamento;

Na saída, pode-se também instalar uma central, para carregamento de caminhões.

Transporte – Calhas e tubulações

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Na execução de aterros hidráulicos, o transporte do material da área de empréstimo até a

barragem pode ser feito na forma de lama, através de calhas ou de tubulações.

As calhas são usadas quando existe diferença de nível entre os dois locais, sendo a lama

Transportada por gravidade. As tubulações são usadas quando há necessidade de

bombeamento.

Este tipo de transporte é muito utilizado na construção de barragens para contenção de

rejeitos, quando se utiliza o próprio rejeito como material de construção.

Antes do seu lançamento, o rejeito pode passar por hidro ciclones, que separam as partículas

grossas, que são aproveitadas na construção da barragem, das partículas mais finas, que são

lançadas no reservatório.

20/05/2017

Espalhamento

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

O material é lançado sobre a superfície do maciço, em camadas, pilhas ou leiras. As pilhas e

leiras são espaçadas, de forma a serem espalhadas por trator de lâmina ou motoniveladora,

formando uma camada com a espessura desejada, sem necessidade de conduzir o material a

grandes distâncias;

O espalhamento do material deve ser feito em direção paralela ao eixo da barragem (assim

como a compactação), para se evitar a formação de eventuais caminhos preferenciais de

percolação na direção montante-jusante;

A espessura de espalhamento depende do tipo de material, do equipamento

compactador e, às vezes, do número de passadas para a compactação;

Deve ser determinada de forma a não resultar elevado gradiente de compactação em toda a

altura da camada, isto é, não deve haver variação sensível no valor da massa específica do

solo, desde o topo até a base da camada e satisfazendo aos requisitos quanto ao grau de

compactação desejado;

Como a espessura da camada de solo lançado pode ser afetada sensivelmente pela

passagem dos equipamentos de transporte carregados, as especificações de construção

costumam fixar valores para a espessura medida após a compactação.

Espalhamento - Motoniveladora

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

São equipamentos que apresentam grande mobilidade da lâmina de corte e

precisão de movimentos e seu posicionamentos nas situações mais diversas;

As lâminas podem ser anguladas em relação a um eixo vertical;

Entre a lâmina e o eixo dianteiro possui um escarificador utilizado para romper o

romper o solo compacto ou uma camada antiga de pavimentação;

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Espalhamento – Trator de esteira

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Nas barragens de enrocamento com núcleo de terra, o espalhamento do enrocamento deve

ser conduzido, de forma a providenciar que os blocos maiores fiquem afastados e os menores

próximos ao núcleo, para melhorar as condições de transição entre os dois tipos de materiais.

Pra isto se utiliza os tratores de esteira;

O trator de esteira ( Unidade escavo empurradora) que tem a capacidade de escavar e

empurrar o solo;

Nos materiais de serem escavados, o empuxo aumenta bastante a eficiência da operação de

corte, resultando em aumento de produção.

Segregação e mistura de materiais

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Na construção de aterros devem ser removidos os blocos de rocha ou

matacões de dimensões maiores que a espessura das camadas, para

não prejudicarem a sua compactação;

Dependendo da porcentagem de ocorrência, esses materiais podem ser

removidos no próprio aterro ou antes do seu lançamento na barragem;

A primeira hipótese somente é aplicável quando a porcentagem de

blocos ou matacões é reduzida, realizando- se esta operação por meio

de uma grade, colocada em substituição à lâmina do trator ou mesmo

manualmente, se este procedimento for viável;

Em caso contrário, a separação deve ser feita através de uma usina de

peneiramento, sendo os materiais graúdos aproveitados em outra zona

da barragem, fora do aterro.

20/05/2017

Segregação e mistura de materiais - Peneiramento

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Peneiras vibratórias mecânicas também comumente referidas como separadores

giratórios ou máquinas de triagem, são uma parte tradicional de processamento de pós

de granéis sólidos.

Eles classificam os materiais, separando-os por tamanho de partícula através de uma

malha de tela.

Usando uma combinação de movimentos horizontais e verticais por meio de um motor

vibratório, espalham o material sobre uma tela em padrões de fluxo controlado.

Correção de umidade

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

A correção da umidade do material do aterro, antes de sua compactação, deve ser feita

predominantemente na área de empréstimo. Na área da barragem, devido às

dificuldades de homogeneização, deve ser previsto apenas o ajuste final, de, no

máximo, 1 %;

Para compensar as perdas de umidade durante o transporte e o lançamento, o material

deverá ser escavado com cerca de 1 % acima do teor desejado;

Estes procedimentos garantem melhor homogeneização do aterro e maior eficiência de

compactação;

Quando a diferença entre a umidade natural na área de empréstimo e a desejada é

muito grande, as operações de correção da umidade, seja por irrigação, seja por

aeração, devem ser iniciadas com bastante antecedência em relação à de escavação;

Nos casos em que é necessário acréscimo de umidade, este se faz por meio de:

• caminhões-pipa;

• grandes tanques puxados por "cavalos de scraper“.

20/05/2017

Correção de umidade

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Na construção de enrocamentos, é recomendável proceder-se à molhagem do

material, para a remoção dos finos dos contatos entre os blocos, para minimizar

os recalques que ocorrem após a construção;

Além disso, a molhagem provoca, em certos tipos de rocha, a diminuição da sua

resistência e, consequentemente, a quebra dos cantos dos blocos nos contatos,

contribuindo também para a antecipação dos recalques;

Esta molhagem é feita através de monitores, sendo utilizado um volume de água de

cerca de 25 % do volume de enrocamento.

Correção de umidade - Gradeamento

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Quando o material de aterro se apresenta com excesso de umidade, o que ocorre

principalmente após os períodos de chuva, a secagem é feita através de sua exposição ao

sol, auxiliada por gradeamento contínuo da camada superficial.

Se ocorreu chuva intensa ou prolongada, quando a superfície do aterro se encontrava

revolvida, pode resultar em acréscimo tão elevado do teor de umidade, que será necessária a

remoção de toda a camada solta, para o reinicio dos trabalhos após as chuvas;

A fim de se minimizar estes problemas, na iminência de chuvas, é uma boa prática o

alisamento da superfície do aterro ("selagem"), por meio de um rolo.

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Homogeneização

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Esta operação é geralmente utilizada antes da compactação, para garantir uma mistura

perfeita, entre o material solto, remanescente da camada inferior e o da camada lançada,

como também a uniformização da umidade em toda a espessura da camada. Este

procedimento garante maior eficiência e uniformidade de compactação.

A homogeneização é executada por meio de uma grade de discos, puxada por trator de

pneus, que geralmente permanece trabalhando continuamente a camada, enquanto são

ultimados os serviços de espalhamento e acerto da sua espessura.

Compactação

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Os procedimentos para compactação e controle de um aterro são diferentes dos

utilizados na construção de um maciço de enrocamento;

Geralmente, as especificações para a construção de aterros estabelecem as condições

para a aceitação do produto acabado, ficando a critério da empreiteira a escolha do

equipamento de compactação e do número de passadas, para se chegar ao resultado

desejado;

O tipo de equipamento a ser usado e o número de passadas requeridas dependem do

tipo de material e da espessura da camada de compactação;

Os materiais impermeáveis são usualmente compactados por rolos pé-de-carneiro ou

rolos pneumáticos, enquanto que os materiais permeáveis e granulares podem ser

compactados por rolos vibratórios e até mesmo por trator de esteira, auxiliados por

molhagem intensiva.

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Compactação – Tipos de equipamentos

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Atualmente existe uma grande variedade de compactadores. para cada tipo

acima mencionado, puxados por diferentes tipos de equipamentos:

• Rolos pé-de-carneiro;

• Rolos do tipo "tamping“;

• Rolos pneumáticos pesados, de pneus grandes;

• Rolos vibratórios (tambor liso ou do tipo "tamping“);

• Compactadores manuais;

• Placas vibratórias.

Compactação – Rolo pé-de-carneiro

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Este tipo de rolo e sua denominação tiveram origem na constatação de que os animais

caminhando sobre uma superfície de terra produzia razoável compactação;

O termo pé-de-carneiro foi inicialmente usado para os rolos cujas patas apresentavam uma

saliência arredondada nas extremidades. Atualmente, esta denominação é utilizada para os

diferentes tipos de rolos metálicos, com patas;

Os pesos dos rolos e as dimensões das patas são as mais variáveis e o tipo mais

padronizado é o especificado pelo U. S. Bureau of Reclamation;

São usados para compactação de solos com matriz argilosa, em camadas com espessura

variando entre 15 e 30 cm;

20/05/2017

Compactação – Rolo pé-de-carneiro (Recomendações)

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Os tambores não devem ter menos que 1,50 m de diâmetro, comprimento entre 1,20 e

1,80 m, com espaço entre dois tambores adjacentes de 30 a 45 cm;

Cada tambor deve ser independente, para poder girar em torno de um eixo paralelo à

direção do tráfego;

Deve haver uma pata para cada 650 cm2 de superfície do tambor; o espaço entre os

pés deve ser maior ou igual a 22,5 cm; o comprimento dos pés deve ser de, no

mínimo, 22,5 cm;

A seção transversal dos pés, a uma distância de 15 cm da superfície do tambor deve

ser de 65 cm2 e não pode ser menor que 45 cm2, nem maior que 65 cm2, a uma

distância de 20 cm dessa superfície;

O peso do rolo, quando totalmente carregado, com areia e água, não deve ser menor

que 6 toneladas, por metro de tambor;

Os rolos devem ser providos de limpadores, para evitar que a terra fique aderida entre

as patas, o que seria prejudicial à compactação.

Compactação – Rolo Pneumático

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

São atualmente muito utilizados, principalmente na construção de aterros de

estradas, os rolos pneumáticos auto-propulsados. São mais leves (10 a 35 ton) e

apresentam grande facilidade de manobras;

Aplicados para solos siltes arenosos, argilas arenosas e areias com pedregulhos;

a espessura da camada varia entre 10 e 20 cm;

Os pneus são menores, as rodas articuladas, dispostas em dois eixos: três

dianteiras e quatro traseiras ou quatro dianteiras e cinco traseiras;

A pressão dos pneus varia entre 50 e 120 libras/pol², podendo ser controlada

com o rolo em marcha, permitindo aumentar a área de contato pneu-solo,

quando a camada ainda está fofa e diminuí-la, à medida em que vai aumentando

o grau de compactação com o número de passadas.

20/05/2017

Compactação – Rolo Pneumático

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

São equipados com 4 rodas pneumáticas, dispostas lado a lado;

Os pneus têm capacidade de operar com pressão variando entre 80 e 100

libras/Pol²;

As rodas têm eixos independentes entre si e de forma a que recebam cargas iguais,

quando o rolo está sendo puxado; a carga mínima é de 12 toneladas por roda;

O espaçamento entre as rodas deve ser tal que a distância entre os pneus não seja

maior que a metade de sua largura, quando totalmente carregados.

Compactação – Rolo vibratório

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Os rolos vibratórios são usados, principalmente, na compactação e adensamento de

materiais granulares (aproximação rápida das partículas);

Podem ser rebocados ou auto-propulsados, com tambores lisos ou corrugados. A

frequência de vibração é variável, podendo-se adapta-la. para resultar melhor

eficiência de compactação, em função do tipo de material;

Na compactação de enrocamentos têm sido mais utilizados os rolos de 10 toneladas

que, com a vibração, introduzem impacto dinâmico, chegando a carga a atingir 25

toneladas;

O princípio de funcionamento é baseado no acionamento da massa móvel colocada

de forma excêntrica em relação à um eixo, que consequentemente provoca vibrações

(frequências entre 1000 a 4800 ciclos por minuto) que se propagam no tambor e por

sua vez no terreno;

Maiores rendimentos em velocidades mais baixas;

Os enrocamentos são compactados em camadas de 60 a 100 cm e, os aterros, de 15

a 30 cm de espessura.

20/05/2017

Compactação – Rolo vibratório

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Compactação – Rolo Tamping

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

São rolos semelhantes ao pé-de-carneiro, com patas curtas e largas, auto-

propulsados ou puxados, vibratórios ou não;

Podem operar com eficiência a maiores velocidades (15 a 20 km/h), enquanto

que os pé-de-carneiro tradicionais operam somente em baixas velocidades (4 a 6

km/h).

20/05/2017

Compactação – Placa vibratória

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

De um modo geral são utilizadas para solos granulares e soltos como areia, britas,

pedras de pavimentação e asfaltos;

Em barragens de terra, as placas vibratórias são utilizadas para a compactação de

filtros em chaminé, e o método construtivo destes consiste em se escavar uma vala no

aterro, para o seu preenchimento com areia; a espessura das camadas é da ordem de

30 cm, molhando-se intensamente a areia à medida em que a placa vibratória vai se

aproximando para a sua compactação.

Compactação – manual

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

São utilizados para compactação de solo, nas primeiras camadas de fundação

em rocha e em locais de difícil acesso aos equipamentos pesados, tais como:

• Junto a estruturas de concreto;

• Proximidades da instrumentação, para prevenir contra eventuais danos que

possam ser causados pelos rolos pesados.

Podem ser acionados por ar comprimido ou por motores a gasolina; a espessura

das camadas é da ordem de 10 cm.

20/05/2017

Compactação – Solos x Equipamentos (Aplicação)

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Compactação – Solos x Equipamentos (Eficiência)

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

20/05/2017

Compactação – Enrocamentos

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Até a década de 60 - A maioria das grandes barragens de enrocamento era

construída com blocos de rocha sã, lançados em camadas de espessura variável

entre 5 e 30 metros, lavados com água na proporção entre 2:1 e 4:1, em volume

(água/enrocamento). → Evitar recalques excessivos e desiguais.

A partir da década de 70 - Houve a necessidade de minimizar os recalques do

espaldar de montante, para não prejudicar a estanqueidade da laje apoiada

sobre este paramento. → Os enrocamentos passaram a ser compactados com

rolos vibratórios, em camadas de 60 a 90 cm de espessura. Esta prática permitiu

o aproveitamento de ampla faixa de materiais rochosos, tais como, rochas moles,

com certa quantidade de finos, que não eram tolerados nos enrocamentos

simplesmente lançados.

Atualmente, as barragens de enrocamento são predominantemente construídas

em camadas compactadas.

Construção de elementos filtrantes

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

O tapete drenante, do sistema de drenagem interna da barragem, geralmente fica

apoiado sobre a superfície da fundação, sendo constituído de camadas múltiplas, de

materiais filtrantes e drenantes, de permeabilidade elevada, para permitir o escoamento

das águas que percolaram através da fundação e da barragem;

Quando a superfície da fundação é horizontal

ou pouco inclinada, o tapete é construído em

camadas, que são compactadas por meio de

rolos vibratórios ou tratores de esteira,

imediatamente após intensa molhagem;

Quando a superfície tem forte inclinação,

como nas ombreiras, a construção do tapete

é conduzida juntamente com o aterro, em

pequenos lances, sendo a sua compactação

feita por meio de placa vibratória ou de rolo

pneumático.

20/05/2017

Construção de elementos filtrantes

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Os filtros em chaminé, verticais ou inclinados, geralmente são constituídos de um

único material, na maioria das barragens, de areia grossa natural. Sua espessura

é da ordem de 1 metro, geralmente adotada em função da mínima dimensão

requerida para a sua construção.

Podem ser construídos em camadas finas, de espessura igual a uma ou duas

vezes à espessura do aterro, lançadas antes e compactadas juntamente com

este, por meio de rolo vibratório ou pneumático;

Também podem ser construídos após o aterro ter atingido uma certa espessura,

da ordem de 1 a 2 metros, por escavação deste e substituição por material de

filtro, sendo compactado em camadas, por meio de placa ou de pequeno rolo,

vibratórios.

Construção de elementos filtrantes

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Escavação do aterro(Filtros verticais)

Construção paralela(Filtros inclinados)

20/05/2017

Construção de elementos filtrantes (Transição)

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Os materiais de transição são compactados com rolos vibratórios ou

pneumáticos, tomando-se precauções para que o aterro adjacente à

transição não fique sem compactação.

Construção do Rip-Rap

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Após a construção de uma certa espessura de aterro. Toda a terra solta

sobre a face do talude é raspada, por meio de um trator de lâmina e

espalhada sobre a superfície do aterro;

A seguir, é lançada a camada de transição e o "rip-rap“;

Quando se dispõe de enrocamento bem graduado, pode-se construir o

"rip-rap" sem camada de transição, adotando-se a técnica de espalhar o

enrocamento de cima para baixo, com a lâmina do trator abaixada, que

vai sendo gradativamente levantada à medida em que o trator vai

descendo pela superfície do talude;

Assim, consegue-se fazer com que o material mais fino fique em contato

com o aterro, que servirá de transição para os grandes blocos, a serem

colocados no lance seguinte de construção do "rip- rap".

20/05/2017

Construção do Rip-Rap

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Sequência construtiva – Pequena Barragem (MG)

Curso de capacitação em estruturas de barragens de Terra, enrocamento e rejeitos. Professor: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira

Construção do aterro

Transporte + espalhamento Umedecimento Compactação

Construção da fundação

Abertura de vala Preenchimento com solo argiloso Compactação