CARACTERIZAÇÃO GOTÉCNICA DE SOLOS PARA SUBSÍDIO AO PROJETO DE BARRAGEM DE TERRA

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1 CARACTERIZAÇÃO GOTÉCNICA DE SOLOS PARA SUBSÍDIO AO PROJETO DE BARRAGEM DE TERRA Ana Patrícia Nunes Bandeira 1 José Robson de Lima Feitosa 2 1. Introdução/Desenvolvimento Entende-se por barragem qualquer estrutura artificial de barramento de um curso d água com a finalidade de acumular, controlar ou regularizar uma vazão. Para a construção de uma barragem de terra faz-se necessário escolher o material adequado, que se comprometa com tais funções. Como relata MASSAD (2003): Antes de tecer considerações quanto à escolha do tipo de barragem mais adequado a um local, seja de terra ou não, convém destacar a importância dos aspectos geológico-geotécnicos. Para realizar projetos de barragens devem ser feitos estudos geotécnicos, os quais buscam em primeiro lugar, a identificação de jazidas de materiais de construção, para as quais devem ser retiradas amostras e realizados de ensaios de laboratório, afim da obtenção das características do solo a ser utilizado no corpo da barragem, tanto no maciço, nos filtros e na proteção dos taludes. A Figura 1 ilustra uma situação de exploração de jazida. Os estudos das jazidas variam de região para região. Eles dependem de uma série de fatores e envolvendo profissionais das mais diversas áreas de conhecimento. Os profissionais buscam escolher o material mais adequado para atender a necessidade de determinada obra, o que proporcionalmente garante um maior fator de segurança para a população como um todo através do conhecimento do meio físico, do solo. Na construção do maciço de uma barragem de terra serão utilizados os materiais investigados nas jazidas, cujas propriedades venham a atender as características técnicas pré-selecionadas para execução do mesmo (DNOCS, 1981). O presente trabalho registra os resultados dos ensaios básicos de caracterização geotécnica realizados no Laboratório de Mecânica dos Solos da UFC/Cariri para subsidiar o projeto de uma barragem de terra a ser localizada no sitio Canto Escuro, interior do município de Serrita-PE. 2. Metodologia/Resultados Para a realização deste trabalho, realizou-se uma campanha de investigação de laboratório de forma a obter conhecimento das características do solo. Amostras deformadas foram entregues no Laboratório de Mecânica dos Solos da UFC/Cariri, voltadas para ensaios de granulometria, Limites de Atterberg e ensaios de compactação. Foram analisadas amostras de três locais, denominados de: Topo, Meio e Base. Os ensaios de caracterização foram realizados conforme as Normas Brasileiras. Os subitens a seguir descrevem a metodologia e os resultados de cada etapa da caracterização. 1 Professora do curso de Engenharia Civil da UFC- Juazeiro do Norte, CE, anabandeira@cariri.ufc.br 2 Graduando em Engenharia Civil, UFC- Juazeiro do Norte, CE, robimwolf@hotmail.com

2 Figura 1: Ilustração de Estudo de Jazida para Construção de Barragem de Terra 2.1 Preparação das amostras A Preparação das amostras foi realizada com secagem prévia ao ar, segundo a NBR 6457/84. As amostras de solos foram submetidas à secagem prévia até a umidade higroscópica, sendo posteriormente destorroada e homogeneizada. O destorroamento foi feito utilizando o almofariz e mão-de-grau emborrachada, com esforço mínimo, para evitar quebra excessiva de grãos. A homogeneização foi sempre realizada por quarteamento. Após este procedimento iniciou-se os ensaios propriamente dito. 2.2 Ensaios de Granulometria A avaliação da composição granulométrica se deu por peneiramento e por sedimentação, conforme a norma NBR 7181/1984. O peneiramento foi realizado com as partículas de solo de maiores dimensões (superiores a 0,074 mm). Para este ensaio foram utilizados 2000g de solos. O material foi peneirado e lavado na peneira de 2,0mm (No 10). O material retido nesta peneira foi colocado na estufa até obter a constância do peso, para então realizar o peneiramento na série de peneiras recomendada pela norma. Para o ensaio de sedimentação tomou-se 120g de solo passado na peneira de 2,0 mm. A porção de solo foi colocada juntamente com água destilada e defloculante (solução de hexametafosfato de sódio) no aparelho dispersor, para ação durante cerca de quinze minutos. Após a mistura, a dispersão foi transferida para a proveta para a leitura do densímetro. A Figura 2 apresenta as curvas granulométricas das amostras realizadas e as Tabelas 1 e 2 apresentam o resumo dos resultados.

3 Figura 2: Curvas Granulométricas das Amostras Tabela 1: Composição Granulométrica das Amostras Tabela 2: Percentual que Passa nas Peneiras 2.3 Limites de Atterberg Ensaios de Limites de Liquidez e Limites de Plasticidade Para os Limites de Liquidez (LL) e de Plasticidade (LP) seguiram-se as recomendações das normas brasileiras NBR 6459/1984 (LL) e NBR 7180/1984 (LP). Foram utilizados 70g e 50g de solos respectivamente, passando na peneira com abertura de malha de 0,42mm. O Limite de Liquidez (LL) foi determinado através do aparelho de Casagrande elétrico e o de Plasticidade em placa de vidro rugosa. Cada ensaio foi realizado com, no

4 mínimo, 05 teores de umidade diferentes. No Limite de Plasticidade (LP) foi observado a variação admissível da média das umidades ( ± 5 % ). A Tabela 3 apresenta os resultados desses ensaios. Dessa tabela observa-se que a amostra da Base é fracamente plástica, assim como a do ponto Médio; já a amostra do Topo apresentou-se medianamente plástica (IP entre 7% a 15%). Tabela 3: Resultados dos Ensaios de Limites de Atterberg 2.4 Ensaios de Compactação Proctor Normal A amostra previamente preparada foi umedecida e colocada em um saco plástico por um período de no mínimo 12 horas em câmara úmida, sendo a seguir compactada. A energia utilizada foi a normal. Para este ensaio foi adotada a metodologia prescrita na NBR 7182/1986, sendo utilizado o cilindro pequeno, com 26 golpes do soquete pequeno, distribuídos em três camadas (ensaio de Proctor Normal). Após a moldagem, o corpo-deprova foi extraído e fracionado; e então foram obtidas três cápsulas para determinação do teor de umidade. Como a quantidade de amostras não foram suficientes para a realização dos ensaios sem reuso do solo, a compactação foi realizada com reaproveitamento. A Figura 3 apresenta as curvas de compactação e a Tabela 5 apresenta o resumo dos resultados obtidos. Figura 3: Curvas de Compactação das Amostras Tabela 5: Umidades Ótimas e Massas Específicas Secas Máximas na Energia Normal

5 3. Conclusões Através da análise dos ensaios de caracterização geotécnica realizados, verificou-se que as amostras de solos podem ser classificadas, conforme a Classificação Unificada dos Solos, como: silte de baixa plasticidade-ml (Base); silte de baixa plasticidade-ml (Médio); argila de baixa plasticidade-cl (Topo). Para escolha da jazida que melhor se enquadre para as características de material do corpo de uma barragem de terra, recomenda-se o uso de um solo mais argiloso, reduzindo a possibilidade infiltrações excessivas. Sendo assim, a jazida recomendada para retirada de material para construção do maciço da barragem de terra, no sitio Canto Escuro, interior do município de Serrita-PE, seria a localizada na posição Topo. Vale salientar que os ensaios aqui apresentados são básicos; sendo necessário avaliar se a amostra argilosa, mesmo após a sua compactação, apresenta comportamento expansivo/colapsível, o que poderia inviabilizar a sua utilização em caso de constatação desse comportamento. Agradecimentos Agradecemos à Pró-Reitoria de Extensão da UFC pelo apoio financeiro através da bolsa de extensão, assim como ao Laboratório de Mecânica dos Solos da UFC/Cariri, sem o qual este trabalho não seria realizado. Referências DNOCS. Instruções gerais a serem observadas na construção de barragens de terra. 2.ed. Fortaleza:1981. MASSAD, Faiçal. Obras de terra: curso básico de geotecnia. São Paulo: oficina de textos, NBR 6457/1986. Amostras de solo Preparação para ensaios de compactação e ensaios de caracterização. NBR 7181/1984. Análise Granulométrica NBR 6459/1984. Limite de Liquidez NBR 7180/1984. Limite de Plasticidade