XV SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS
RIO DE JANEIRO
N OVEMB RO 1983
METODOS DE CCNTROLE DE CONST RUrAO APLICADO A MATERIAIS
GRANULARES COESIVOS
TEMA IV
JOSE ROBERTO DE PAULA
Geologo Geotecnico - Residente
da Barragem Eng9 Armando R.
Gonsalves - RN
Hidroterra S/A - R.J.
ATODOS DE CONTROLE DE CONSTRUCAO APLICADO A MATERIAIS GRANU
LARES COESIVOS
JOSE ROBERTO DE PAULA
Geologo geotecnico
Hidroterra S/A - R.J.
I. INTRODUCAO
0 presente trabalho tem por objetivo apresentar os
dois metodos de controle de construgao , pars material granu -
lar coesivo , aplicado na execugao da barragem Eng9 Armando Ri
beiro Gongalves , no estado do Rio Grande do Norte.
As duas metodologias foram desenvolvidos, no pr6-
prio canteiro das obras, durante o desenrolar dos trabalhos,e
cada uma delas a caracterizada por uma concepgao, a uma siste
matica caracteristica.
Estes metodos sofreram uma evolugao constante duran
to sua implantagio , pois sempre procurou -se orients -los, no
sentido de simplifica - los e os tornarem o mais pratico e raps
do possivel.
A apresentadoo dos metodos desenvolvidos, visa ape
nas mostrar como os mesmos foram executados , suss caracteris-
ticas basicas , resultados obtidos e algumas comparagoes entre
si.
Os dados apresentados podem servir de subsidios Pa-
ra que, em obras futuras, estes metodos possam ser melhor es-
tudados e comparados com experiencias vividas em outran obras,
com o objetivo de se consequir a normalizagao de um metodo de
controle de construgao pars materiais granulares coesivos.
577
II. METODOS EMPREGADOS NO CONTROLE DE CONSTRUGAO
Durante a construgio da barragem, foram empregados
dois metodos de oontrole de construg ao, para os materiais
granulares, sendo cada um deles em uma determinada fase da
obra.
Na primeira fase da construcao , foi aplicado um me
todo de controle , para os materiais granulares que sera deno
minado de " Metodo de Controle Rapido ", e utilizado durante
os primeiros anos da obra.
Na segunda fase , foi aplicado um metodo de contro-
le, que sera denominado de "Metodo de Hilf Modificado",e uti
lizado durante a fase final da obra.
Cada um destes metodos empregados sera abordado se
paradamente e de maneira detalhada , procurando mostrar sua
filosofia , metodologia e caracteristicas pr6prias.
II.1. "Metodo de Controle Ra ido"
Este metodo emprega o ensaio de proctor so-
bre materiais granulares , normalizado pelo DNER sobre a de-
signagao DNER-ME 47 -64, que substitui a fragio retida na pe-
neira 3/4", por igual peso de material que passa na 3/4" e
retido na 4.
0 ensaio de Proctor com as determinagoes de
Campo, definiri o grau de compactagao e desvio de umidade do
macigo, mas pars a obtengao deste conjunto de valores o tem-
po necessario no a compativel com o ritmo das obras.
Para agilizarmos a obtengao dos valores, foi
desenvolvido um sistema que preve um estudo detalhado da a-
rea de emprestimo , e no trecho em exploragao a realizado uma
578
bateria de ensaios , fazendo variar a porcentagem de cascalho
a ser substituido, estes valores sao plotados em graficos,co
mo mostra o desenho 1, e enviado ao campo para a retirada
dos valores de densidade e umidade , em fungao da porcentagem
de cascalho que ocorre na praga num determinado momento.
A exploragao da area de emprestimo a acompa
nhada continuamente, e toda vez que se nota variagao na ca-
racteristica do material, sio coletadas amostras , enviadas p:
ra o laboratorio central para a realizagao de uma serie de
ensaios e confecgio de um novo grafico.
Metodo semelhante foi muito usado no contro
le de compactagao de aterro de barragens , antes do advento
do metodo de Hilf, e era denominado metodo de controle pela
familia de curvas.
A determinagao da densidade "in situ", e
atraves do emprego do frasco de areia, com a variante de que
a fragao retida na peneira 3/4", retorna ao furo antes de se
posicionar o cone do frasco de areia, nao sendo portanto con
siderada na determinagao da densidade; este artificio permi-
te entio s6 utilizarmos a fragao que passa na peneira 3/4".
Este metodo induz , pelas dimensoes do furo
a ser executado , a uma selegio natural do local a ser perfu-
rado evitando os seixos de maiores diametros, esta situagao
pode causar disperses pontuais ; no entanto os valores me-
dios do grau de compactagao obtidos entre este metodo, e a
determinagao da densidade utilizando amostras indeformadas
de grande tamanho, empregando o metodo da balanga hidrosteti
ca, sao bastante proximos como pode -se observar no grafico
n9 2.
No grafico 2B a mostrada a tendencia de dis
tribuigao do grau de compactagao com a utilizagio do metodo
do frasco de areia.
579
A umidade in situ a determinada colocando a
capsula em uma frigideira , forrada com areia, e com o auxi -
lio de uma placa de vidro a controlada a evaporagao da aqua
ate a secagem total da amostra, esse processo reduz o tempo
Para determinagao da umidade Para aproximadamente 20 a 30 mi
nutog , a conforme mostra o grafi ce nQ 3A , os valores Sao on
sistentes , embora mais umidos e variando entre 0,0 e 1,0% em
relagao aos obtidos em estufa.
11.2. "Metodo de Hilf Modificado"
Esta metodologia a baseada totalmente sobre
o metodo de Hilf em utilizagao em nossas obras, com a varian
to que o mesmo a realizado em cilindro com 6" de diametro
com o emprego do soquete e energia do ensaio de Proctor Nor
mal, utilizando apenas o material que passa na peneira 3/4",
desprezando a fragao retida.
0 valor da densidade de campo a obtido em-
pregando tambem o metodo do frasco de areia, e sobre o mate-
rial retirado do furo a realizado uma corregao empregando for
mula matematica em fungio da porcentagem de seixos que a re-
tido na peneira 3/4".
Essa corregao, utilizando formula matemiti-
ca, e a mesma empregada no metodo anterior, quando fazemos a
corregao direta, retornando os seixos retidos na peneira
3/4" Para dentro do furo.
0 ensaio de compactagao em laboratorio, uti
liza a mesma metodologia de campo, e a umidade a determinada
sobre a fragio que passa na peneira 3/4", e coletada em cap-
sulas Para 500 gramas de amostra.
III. CONSIDERACOES GERAIS
Os materiais utilizados nas dual fases sao bastan-
te semelhantes granulometricamente , sendo que os utilizados
na segunda fase possuem indices de plasticidadesmais eleva -
580
dos, como pode ser observado nos desenhos 4 e 5 em anexo.
As correcoes empregadas no calculo da densidade de
campo sao iguais para os dois metodos, apesar de serem apli-
cados de maneira distinta em cada um.
A correcao aplicada na primeira face , que consta
do retorno ao furo da fragio retida na 3/4", antes do posi -
cionamento do frasco de areia, equivale a utilizagio da se-
guinte formula:
I corrigido = Pt - Ps
Pt PS
Yt Yg
onde
Pt = peso total da amostra
Ps = peso do seixo retido na 3/4"
yt = densidade sem corregio
yg = densidade especifica dos graos retidos na 3/4"
0 posicionamento do frasco, ap6s o retorno ao furo
da frasao retida na 3/4", pode sugerir erros grotescos no
calculo do volume do furo, pela possibilidade de ficarem va-
zios entre os seixos , mas como mostra o desenho 3B em anexo,
isto no ocorreu neste caso especifico.
0 calculo da densidade corrigida , a realizado ap6s
determinagio da densidade de campo, e da porcentagem da fra-
gio retida na 3/4" em relagao a amostra total, com a seguin-
te equacao:
corrigido = 1 - Pg
1 _
yt Yg
onde
yt = densidade sem correrao
Pg = porcentagem de seixo retido na 3/4"
581
Yg = densidade especifica dos graos retidos na 3/4"
Como pode ser observado as duas equagoes sao iden-
ticas , apenas a segunda considera o peso total da amostra co
mo unitaria , e a porcentagem dos seixos relativo a unidade.
0 comportamento dos dois metodos, quanto as anali-
ses estattsticas , sao bastante proximos , tendo em vista que
os valores medios tendem a definir uma evolugao suave quando
analisados mensalmente.
Os desenhos 6,7 e 8 que mostram as evolucoes men -
sais do controle estatistico do grau de compactagao , da umi-
dade do aterro e do afastamento da umidade em relagao a oti-
ma, sao mostrados em anexo.
0 metodo construtivo foi cuidadosamente supervisio
nado em todas as suas fases, desde a exploragao da area de
emprestimo, onde o material era tratado , ate o langamento ,
homogeneizagao e compactagao.
10Foi tambem realizado sistematicamente, durante as
duas fases da obra, um acompanhamento tactil-visual da quali
dade do macigo compactado, atraves da abertura de pogos de
inspegao, e observagao das paredes das escavagoes da cava
para a execugao do filtro vertical, onde observou-se que o
macigo sempre apresentou um aspecto bastante homogeneo quan-
to a compactagao, umidade e distribuigao espacial da fragao
granular.
IV. BIBLIOGRAFIA
1. EARTH MANUAL, BUREAU OF RECLAMATION - 1974.
2. M.G. SPAGLER & R.L. HANDY - SOIL ENGINEERING - HA
PER & HOW - 1982.
3. DAVIS , J.C. - Statistic and Data Analysis in Geolo
582
gy - Wiley - 1973,
4. PAULA, J.R. de - Solo Laterftico - Congresso Brasi
leiro de Geologia de Engenharia - 1981.
5. MADUREIRA, J.C. - Utilizacao de Cascalho de Terra-
go na Barragem de Sao Simao - Revista Geotecnica
n9 20 - 1977,
6. MELIOS, A.G ., e outros - Materials Alternativos na
Construcao de Barragens de Terra - VII Congresso
Brasileiro de Mecanica dos Solos e Engenharia de
Fundacoes - 1982.
583
RESUMO
Os metodos de controle de construgao , para material
granular coesivo , utilizados na construgao do macigo central
da Barragem Eng4 Armando Ribeiro Gongalves, sic descritos ao
longo do trabalho de maneira susinta , mas procurando mostrar
a metodologia caracteristica de cada um deles, como tambem al
guns resultados e comparagoes obtidas.
584
f
FR
K
r'n
Ff
A
QI ^ f ITT N
O O 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
• • • a • w 04 • e • • •r
DENSIDAOE MAXIMA SECA (9/(Ill
Desenho n° 1 - Determinoyao do umidode a densidode emfunyoo do porcentogem de cascalho.
585
GRAU DE COM ►ACTAyAo UT$LIZAM00 DENSIOAOE ►El0
FRASCO OE AREIA. MW
Media estatistica do grou de compoctoyoo utilizondo densidodes
sobre omostras indeformodos . M Odic = 99.95
Desvio Podrao = 1,68
Midis estatistico do grau de compoctocoo utilizando densidodes
o metodo do frasco de orsia. Mid i a = 10 0,65
Desvio Podroo = 2,37
Desenho no. 2 - Comporoyao antra grou de compoctocoo obtidosper dois processos diferentes , sous volores midios e
respective desvio podreo.
5 86
( 2
c)
z
i , ;
t--^ ,
t
I ^---^ I
I I II_-^ I
I I II
I I- r--
I I ,
( !104 106
GRAU DE COMPACTA9AO (%) - FRASCO DE AREIA
Desenho n ° 2B - Tendi ncia de distribuiyco do
grau de compactocao
I01
587
12 13 is
UMIDADE OETERMINAOA EM FRIGIPEIRA (X)
16
Qcscnhv n°. 3 A - Qumparap a Q entre unidade d e terminada emfrigideira a em estufa.
VOLUME DE AREIA TOTAL (cIS)
Desenho n°. 3B - Comparoyoo entre os volumes de areia obtido semo retorno dos seixos ao furo e o volume de areiaapos o retorno dos seixos co furo somado aovolume dos seixos.
588
SI LTE AREIA (%) PEDREGULHO (%)+
Fina Me'dio Grosso ino ddio GessoARGILA
60
u
4
W 20u
0z
10UNITE DE UOUIDEZ (LL)
30 40 SO 60 70
O
Z
IC' .• H
OH
o r
!CL M H0L
CLo
CL ML M L
I ML
Deserho n°. 4 - Corocteristica do material usodo duranceo primeiro fast.
589
100 7
90
40
0
0,05 0,74 0115
DIAMETROS DOS GRADS EM mm ABNTS I L T E AREIA `%) PEDREGULHO (%)
tno edio ossoM^dI GrossolinoARGILA
0 10 20
UNITE OE LIQVIQ€Z ( .L)30 40 SC 60 70 10 90
10 _
0
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