V1 Aula 2 Protecao Taludes e Dimensionamento de Filtro

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Obras Hidráulicas
Marta Fleichman Prellwitz
Proteção de talude de montante
• Devido à ação das ondas que se formam no
reservatório, e também das águas de chuva que podem
vir da crista, o talude de montante deve ser protegido
contra a erosão.
• Proteção feita com rochas com tamanho suficiente
para não serem arrastadas pelas ondas, denominadas
de “rip-rap”. A proteção deve cobrir todo o trecho do
talude, desde o seu topo, até cerca de 1m abaixo do
nível de operação do reservatório. O “rip-rap” pode ser
de dois tipos: “rip-rap” lançado ou “rip-rap” com
pedras arrumadas.
Proteção de talude de montante
Quando não há rocha suficiente para a
construção do “rip-rap”, a proteção do talude
pode ser feita através de:
• Solo-cimento;
• Revestimento de concreto;
• Pedras rejuntadas
Rip-Rap Lançado
• O “rip-rap” lançado consiste de uma camada
dimensionada de blocos de pedra, lançada
sobre um filtro de uma ou mais camadas, de
modo que este atue como zona de transição
granulométrica, servindo como obstáculo à
fuga dos materiais finos que constituem o
maciço.
Rip-Rap com pedras arrumadas
• As pedras são arrumadas de modo a
constituírem uma camada de blocos bem
definida, preenchendo-se os vazios com
pedras menores. A qualidade da pedra dever
ser excelente. A espessura da camada pode
ser a metade da dimensão recomendada no
caso de “riprap” lançado.
Rip-Rap
Rip-Rap
Solo Cimento
• O solo-cimento normalmente é colocado em
camadas com largura de 2,5m, em forma de
escada. A espessura mínima recomendada
para cada camada é de 0,15m. Para sua
construção devem ser utilizados solos
arenosos, com cerca de 10 a 15% passando na
peneira de número 200, com índice de
plasticidade menor que 8%
Solo Cimento
Proteção com revestimento de 
concreto
• Em obras de pequeno porte, onde não ocorra
um controle rigoroso de sua construção, em
geral, o revestimento de concreto não é
recomendável, porque a baixa elasticidade do
material não acompanha os recalques
diferenciais que podem ocorrer no maciço,
havendo uma necessidade constante de
manutenção do revestimento.
Proteção com revestimento de 
concreto
• a espessura mínima recomendada é de 0,15m.
A preferência é para a construção monolítica,
embora placas de 2 por 2m venham sendo
utilizadas
• Neste caso o revestimento, além da proteção
contra as ondas, teve a função de
impermeabilizar a face de montante da
barragem.
Proteção com revestimento de 
concreto
Proteção de talude de jusante
• O talude de jusante de uma barragem de terra
deve ser protegido contra a erosão, causada
pelas águas de chuva, que podem adquirir
grandes velocidades, ao percorrer a distância
entre o topo e o pé do talude. Geralmente,
utiliza-se a grama para proteção do talude,
podendo também ser usado outro material,
como enrocamento, desde que este material
seja economicamente viável.
Proteção de talude de jusante
• Alidado a esta proteção, devem ser
construídas canaletas de drenagem, para
coletar adequadamente a água. Estas
canaletas devem ser dimensionadas de
maneira a dar vazão ao máximo volume de
água previsto para a região da implantação da
obra
Proteção de talude de jusante
Proteção de talude de jusante
Drenagem Interna
• A drenagem interna deve ser considerada 
como um dos aspectos mais importantes da 
engenharia de barragens, pois a segurança das 
mesmas esta diretamente relacionada ao seu 
desempenho.
Drenagem Interna
Como é impossível a construção de barragens totalmente
impermeáveis, tanto em termos de maciço compactado, como
em termos de fundações, sendo inevitável a ocorrência de
certa vazão de percolação, o controle desta vazão passa a ser
fundamental em termos de segurança da obra. Esta vazão
pelo maciço compactado e fundação pode acarretar:
• carreamento de partículas que podem provocar uma
erosão interna (“piping”), conduzindo à ruptura da
barragem;
• redução de resistência do solo compactado do maciço de
jusante, pelo seu umedecimento, que geralmente é
projetado para trabalhar como maciço não saturado;
• subpressões não desejadas na fundação.
Drenagem Interna
• Pela sua importância, o sistema de drenagem 
interna deve ser dimensionado de forma 
conservativa (a favor da segurança), de 
maneira que não deixe de funcionar durante o 
período de vida útil da obra, a fim de captar 
todas as águas de infiltração pelo maciço da 
barragem e pelas fundações, conduzindo-as 
para jusante de forma controlada.
Drenagem Interna
• Os principais elementos que são utilizados no 
sistema de drenagem interna de uma barragem 
de terra, são:
1- Filtro em Chaminé;
2- Filtro Horizontal ou Tapete Drenante;
3- Dreno de Pé;
4- Transições entre diferentes tipos de materiais;
5- Trincheira Drenante;
6- Poços de Alívio;
7- Galerias de Drenagem.
Drenagem Interna
Drenagem Interna
Drenagem Interna
Drenagem Interna
Drenagem Interna
Drenagem Interna
Dimensionamento de Filtros
• O projeto de um filtro deve ter como base fundamental a
granulometria do material a ser empregado. Esta granulometria
deve ser tal que:
a) As partículas menores se acomodem nos vazios entre as partículas
maiores, de modo que o conjunto atue sempre como camada filtrante,
ou seja, o material sólido deve ser retido e a água consiga percolar
com facilidade. Quando tal ocorre, a água que surge a jusante do filtro
se apresenta límpida e isenta de material sólido;
b) O material mais fino seja retido pelo filtro, evitando o carreamento
de partículas sólidas e, conseqüentemente, a formação de erosão
regresssiva (“piping”);
c) Os vazios do material do filtro devem ser suficientemente pequenos,
de forma que impeçam a passagem das partículas do solo a ser
protegido;
d) os vazios do filtro devem ser suficientemente grandes de forma que
propiciem a livre drenagem das águas e o controle de forças de
percolação, impedindo o desenvolvimento de altas pressões
hidrostáticas, isto é, a carga dissipada no filtro.
Critério para dimensionamento
Terzaghi (1922)
• d material de base
• D material de filtro
• D15 / d15 > 4 a 5 e D15 / d85 < 4 a 5,
Critério para dimensionamento
U.S. Bureau of Reclamation
• limita o tamanho das partículas do material do 
filtro a 76 mm, para minimizar a segregação
U.S. Army Corps of Engineers
• D50 filtro / d50 solo < 25,
Critério para dimensionamento
Pinto (2000)
• D15-Filtro > 5 D15-Solo e,
• D15-Filtro < D85-Solo,