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FUNDAÇÕES DE BARRAGENS 
 
I DEFINIÇÃO 
II CARACTERÍSTICAS 
III PROBLEMAS QUANTO AO TIPO DE FUNDAÇÃO 
IV MEDIDAS PARA PREVENIR OS PROBLEMAS 
1. FUNDAÇÕES ROCHOSAS: 
1.1 RASPAGEM DE CAMADA SUPERFICIAL 
1.2 MURO DE CONCRETO 
1.3 “KEY TRENCH” 
1.4 INJEÇÃO DE CIMENTO 
2. FUNDAÇÕES EM SOLOS PERMEÁVEIS: 
2.1 TRINCHEIRA IMPERMEÁVEL 
2.2 TRICHEIRA PARCIAL 
2.3 CORTINAS IMPERMEABILIZANTES 
2.4 TRINCHEIRA “SLURRY TRENCH” 
2.5 TAPETE IMPERMEABILIZANTE 
2.6 DRENO DE PÉ 
2.7 POÇOS DE ALÍVIO 
2.8 INJEÇÕES 
 
3. FUNDAÇÕES EM SOLOS IMPERMEÁVEIS: 
 
3.1 SUBSTITUIÇÃO DAS CAMADAS 
3.2 SUAVIZAÇÃO DOS TALUDES 
 1
 
3.3 CONSTRUÇÃO POR ETAPAS 
3.4 USO DE DRENOS 
3.5 COMPACTAÇÃO DINÂMICA 
3.6 CUNHA ANTICISALHANTE 
3.7 ELETROSMOSE 
 
--------------------------- 
FUNDAÇÕES DE BARRAGENS 
 
I DEFINIÇÃO: 
 
Fundação de uma barragem é o local que esta se apóia e as obras 
abaixo do maciço. 
 
II CARACTERÍSTICAS DA FUNDAÇÃO: 
 
1. ESTANQUEIDADE: 
QF < QQF
Q
 
Só é necessário fazer uma fundação estanque se não houver 
necessidade de deixar uma vazão mínima à jusante. 
 2
 
 
 
 
Fundação resistente ao excesso de descarga freática (Forças de 
percolação) 
 
2. ESTABILIDADE: 
 
 
 
Aterro compatível com a fundação (h, γ, i) - (altura, peso especifico do 
solo, gradiente hidráulico). 
 
 
 
 
 3
 
3. HOMOGENEIDADE: 
 
Faz-se a retirada do material (trecho específico) que afeta a 
homogeneidade da barragem: 
 
III PROBLEMAS QUANTO AO TIPO DE MATERIAL DE FUNDAÇÃO 
1. ROCHA: 
1.1 FRATURADA 
Falta de estanqueidade (Perda d’água – Forças de 
percolação) 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
Estabilidade ameaçada devido ao mau contato Maciço-
Fundação 
Resistência (Dureza) – Arenitos → Granitos 
 
1.2 NÃO FRATURADA 
Estabilidade (Topografia) 
Resistência 
 
2. SOLO GRANULAR: 
2.1 FOFO 
Estabilidade (Areias Finas) 
Estanqueidade: Alta permeabilidade (Piping - Heaving) 
 
 4
 
2.2 COMPACTO 
• 
• 
• 
• 
• 
− 
− 
− 
Estanqueidade (Descargas Freáticas Excessivas) 
 
3. SOLO FINO: 
3.1 RIJO – sem problemas 
3.2 MOLE 
Estabilidade (Ruptura por Cisalhamento) 
Recalques Excessivos 
 
MÉTODOS DE TRATAMENTO: 
 
A. ELIMINAR A PERCOLAÇÃO: QFUND. < Q MÍN 
B. REDUZIR A PERCOLAÇÃO 
C. CONTROLAR A SAÍDA DA ÁGUA 
 
IV MEDIDAS PARA PREVENIR OS PROBLEMAS: 
 
1. FUNDAÇÕES ROCHOSAS: 
 
1.1 RASPAGEM DA CAMADA SUPERFICIAL: 
Tornar a superfície da rocha regular para permitir a 
compactação diretamente na rocha; 
Melhorar o contato através de: 
Equipamentos de terraplenagem 
Compactação manual 
Concreto “Dental” 
 5
 
1.2 FUNDAÇÃO COM MURO DE CONCRETO: 
 
PROBLEMAS: Compactação no contato Muro-Maciço 
 Explosivos – Causa fraturas na rocha. 
 
SITUAÇÃO MAIS INDICADA: Quando a rocha é mole e as 
ombreiras são muito íngremes. 
 
1.3 DENTE (“KEY TRENCH”): 
 
FINALIDADE: 
• Quebrar a descontinuidade entre maciço e fundação 
• Interromper o caminho de uma possível percolação 
no contato Maciço-Fundação. 
 
 6
 
 
Preenchido com solo impermeável compactado 
 
1.4 INJEÇÃO DE CIMENTO: 
 
FINALIDADE: 
• Tornar a fundação rochosa impermeável e 
consolidada; 
• Redução da descarga freática; 
• Controle da pressão da água nas fraturas na porção 
de jusante da barragem. 
 
 
 
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NECESSIDADE DE CORTINA DE INJEÇÃO: 
 
FATORES QUE INFLUENCIAM: 
 
A. NATUREZA DO MACIÇO ROCHOSO (SUAS 
FRATURAS E PERMEABILIDADE) 
B. QUANTIDADE DE ÁGUA PERDIDA PELA FUNDAÇÃO 
C. RISCOS DE EROSÃO INTERNA 
D. EFEITO DAS INJEÇÕES SOBRE AS PRESSÕES 
INTERSTICIAIS DENTRO DO NÚCLEO ARGILOSO 
E. EFEITO DAS INJEÇÕES NO ALÍVIO DO SISTEMA DE 
DRENAGEM PROFUNDA PARA REDUZIR AS 
SUBPRESSÕES NO MACIÇO DE FUNDAÇÃO 
(BARRAGENS DE CONCRETO) 
F. ALTURA DA BARRAGEM 
 
Os critérios a serem utilizados para verificação da necessidade 
de injeção de impermeabilização são mostrados em um quadro (Adam 
C. Houlsby) que orienta e define quando injetar e quanto injetar. 
 
ETAPAS DA INJEÇÃO: 
- Perfuração dos furos na rocha 
- Limpeza do furo e do local 
- Ensaio de Perda d´água 
- Bombeamento da calda de cimento para dentro 
dos furos 
 
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DETERMINAÇÃO DA PERMEABILIDADE DA ROCHA 
Ensaio de Perda d´água: 
Pressão de injeção X Absorção d´água 
1 Lugeon = Absorção d´água num trecho de 1 m, sob pressão 
equivalente a 10 kg/cm2, para 10 minutos de ensaio. 
1 Lugeon ≅ 1,3 x 10-7 m/s 
 
Exemplo: 
Pressão máxima = 0,2 kg/cm2 
1 Lugeon Î 1 l/min/m quando P = 10 atm = 10 kg/cm2 
q < 1 Lugeon Î não se injeta 
10 l/min em 3 metros = (10 / 3) x (10 / 2) Lugeon = 33 L 
 
INJEÇÃO DE CIMENTO Î Processo de tentativa e experimento 
 
ESPAÇAMENTO DOS FUROS: 
Linhas primárias (principal) (LP) 
Linhas secundárias (LS) 
Linhas terciárias (LT), etc. 
 
 
PROFUNDIDADE DOS FUROS: 
 H = 2/3 HS 
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HS = coluna máxima d´água 
 
INCLINAÇÃO DOS FUROS: vertical e inclinados (maior eficiência) 
 
ETAPAS DE CADA FURO: ascendente ou descendente 
 
PRESSÃO DE INJEÇÃO: 
Função de: 
- Tipo e continuidade das fraturas na rocha 
- Resistência da rocha 
- Consistência da calda a ser usada 
- Permeabilidade da rocha 
- Forma do vale 
- Profundidade do furo a ser preenchido 
- História prévia da rocha 
 
TÉCNICAS DE INJEÇÃO DE CIMENTO: 
 - Escola Européia - 0,45 kg/cm2/m 
 - Escola Americana - 0,25 kg/cm2/m 
 
Definem as pressões a serem adotadas nos ensaios de perda 
d'água e nas injeções, o espaçamento, a profundidade e inclinação 
dos furos, etc. 
 
DIÂMETRO DOS FUROS: pequeno efeito na injeção (EX, NX,...). 
 
EQUIPAMENTO: sondas rotativas 
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 (Portabilidade – altas velocidades de perfuração) 
 
CALDA DE CIMENTO: 
Função do tamanho da fissura: 
Traço: 1:1 até 1:10 
Maioria (mais utilizado): 3:1 e 5:1 
 
PROTEÇÃO DA SUPERFÍCIE DOS FUROS DE INJEÇÃO: 
Î Contra a fuga da calda 
 
1. Construção de um “grout cap” ou um muro de concreto. 
 
 
2. Construção do aterro compactado (plataforma de injeção) de 2,0 
a 8,0 m ao longo da linha de injeção. A injeção atravessa o 
aterro. 
 
BARRAGENS DE TERRA 
Injeção antes ou após da construção do maciço? 
Vantagens: 
(antes) 
- Período de construção menor 
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- Calda preenche os espaços ou furos remanescentes no contato 
maciço-fundação 
- Algumas fraturas ou planos de ruptura desenvolvidos durante a 
construção serão preenchidos 
(depois) 
- Com rede de fluxo estabelecida – observação real da 
percolação, definindo a necessidade ou não de se injetar. 
 
Desvantagens: 
(antes) 
- Perigo de erosão no contato maciço-fundação devido às 
pressões de teste e limpeza dos furos. 
- Pressões altas – fraturas no maciço 
(depois) 
- Menor controle do processo de injeção 
- Maior custo. 
3. FUNDAÇÕES EM SOLOS PERMEÁVEIS: 
Problemas: 
Estabilidade: • 
• 
Areias Fofas de baixa densidade 
- Suporta pequenas cargas estáticas 
- Sujeita ao colapso quando submetida a uma 
tensão dinâmica 
 
Estanqueidade: 
Areias fofas e compactas 
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1 - Quantidade de fluxo subterrâneo – diminuição da 
quantidade de água perdida Î função da finalidade da 
barragem. 
A . Vazão pela fundação: 
- Precisão na determinação do coeficiente de 
permeabilidade. 
B . Homogeneidade da fundação 
 
2. - Forças exercidas pela percolação - Alta permeabilidade 
(Piping - Heaving) 
 
Se F4 > Ws Î o solo bóia – Heaving (levantamento) 
Ws = Peso da água 
F = Força de percolaçãoR = Resultante de forças efetiva 
 
 
 
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TRINCHEIRA IMPERMEÁVEL (“cut-off”) 
- Vertical ou inclinado 
- Aplicável para impermeabilização da camada de areia na 
fundação, eliminando ou reduzindo a percolação. 
 
 
Parte de montante para jusante, devido a colocação do dreno. 
 
Dimensionamento: 
 P ≤ 25 m 
 U. S. Bureau of Reclamation: B = (H – P) e 
B ≥ 6,00 m (trabalhabilidade) 
 
 Limitantes: nível d´água deve ser rebaixado - necessidade de um 
sistema de rebaixamento do lençol freático. Esgotamento para 
construção da fundação na trincheira. Bombeamento direto ou poços 
filtrantes. 
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TRICHEIRA PARCIAL 
 
- É utilizada quando ocorrem lentes de material impermeável, 
distribuídas na fundação. 
- Tem pequena influencia na redução da vazão (descarga).e 
pressões – penetração de 95 %. 
- Para 80% de penetração – redução da percolação de 50%. 
- Baixo custo 
- Indicada para pequenas barragens 
 
 
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Calcula-se a linha de rastejamento: abc = L 
 Para a barragem ser segura: o gradiente médio deverá ser 
menor que o valor "crítico". 
L
hicr 〉 
 O coeficiente de rastejamento (é função do tipo de solo): 
cr
cr h
LC = 
Onde: 
L = Comprimento mínimo do caminhamento da partícula d'água 
através da fundação (linha de corrente na fundação) 
=crh Altura máxima d'água que deve possuir a barragem. 
 
CORTINAS IMPERMEABILIZANTES 
 
1) Cortina de estacas - pranchas: 
 
 - Não é mais utilizada devido à presença de matacões ou rocha 
alterada que causam descontinuidades na cravação, tendo como 
conseqüência percolação elevada nos pontos de fuga. 
 - Custo elevado 
 
 2) Diafragma moldado "in-situ": 
 
- Misto de cortina de injeção e cortina de estacas pranchas 
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TRINCHEIRA “SLURRY TRENCH” 
 
Indicada quando existe: 
1. Dificuldade de escavação de deposito de areia, 
pedregulho, cascalho grosso, matacões, etc, em 
grandes profundidades (> 25 m). 
2. Necessidade de rebaixamento de lençol freático 
(muito elevado). 
 
Sistema: 
Consiste na execução de uma cortina impermeabilizante, sem 
esgotamento, por meio de escavadeira e preenchimento de uma lama 
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bentonítica, com função de película impermeabilizante, para permitir o 
posterior lançamento do aterro. 
 
 
 
Seção AA 
 
Largura = 3 a 10 feet 
 
Vantagens: 
1) Grande Flexibilidade - resistência aos esforços dinâmicos 
2) Continuidade da cortina - não há juntas 
3) Grande eficiência 
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4) Execução possível em terrenos onde há presença de matacões e 
de cascalhos grossos 
5) Execução em aluviões altamente permeáveis associado a nível 
d'água elevado - não há necessidade de rebaixamento do lençol 
freático 
6) A partir de certa profundidade as trincheiras de lama são mais 
econômicas do que as compactadas 
 
Desvantagens: 
1) Limitação da profundidade – aproximadamente 25 metros (valor 
máximo = 30 metros) 
2) Dificuldade de escavação de materiais compactos e duros 
(matacões, blocos), principalmente a grandes profundidades. 
3) Impossibilidade de escavar um engastamento dentro da rocha 
alterada 
4) Resistência ligeiramente menor dos materiais de preenchimento da 
trincheira (reaterro), em comparação com os materiais aluvionares 
substituídos. 
 
TAPETE IMPERMEABILIZANTE 
 
- Indicado quando d é muito elevado 
- Redução da descarga através da fundação: 
aumento do caminho de percolação Î redução do gradiente hidráulico 
Î redução da descarga freática. 
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Dimensionamento: 
 Descarga através da fundação: d
L
hkq F= 
 Espessura do tapete: 
d
LL
k
ke TX
F
T= 
 Limite da espessura: 
100
60,0 XLe +≥ 
d ≅ 10%h e d ≥ 3 feet 
- O comprimento é função da vazão regularizada 
- Mais eficiente do que o cut-off parcial 
- Mesmo material do núcleo 
 
DRENO DE PÉ 
 
Coletor das águas freáticas conduzindo-as ao leito do rio e filtros. 
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POÇOS DE ALÍVIO 
 
Controle das pressões de percolação. 
 
 
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Desvantagens: 
- Requerem inspeção e manutenção permanente – 
devem ser substituídos periodicamente 
- Diminuem o caminho médio de percolação e 
aumentam a quantidade de percolação 
subterrânea 
 
Espaçamento dos poços: 15 a 30 m (podem ser utilizados poços 
intermediários) 
 
INJEÇÕES 
- Cimento 
- Asfalto 
- Argila 
- Misturas químicas 
 
Cimento: 
- Solo granular fino: Não tem sucesso devido ao tamanho das 
partículas do cimento que limitam a penetração. 
- Solo granular grosso: Utiliza-se apenas o cimento ou o cimento-
argila. 
 
Asfalto: também é limitado pelo tamanho das partículas. 
 
Argila: eficiência duvidosa devido à argila ser facilmente carreada 
pelas forcas de percolação. 
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Misturas químicas: mesma viscosidade da água podendo ser injetada 
em solo permeável. Custo muito elevado. 
 
Desvantagens: 
- Processo oneroso 
- Técnicas complexas 
- Seleção do tipo mais adequado – considerável 
estudo de campo e laboratório 
- Resultados difíceis de avaliar 
 
3. FUNDAÇÕES EM SOLOS IMPERMEÁVEIS: 
 
(SOLO SATURADO) 
 
3.1 SUBSTITUIÇÃO DAS CAMADAS 
 
- Substituição das camadas de solo de baixa resistência por 
material apropriado, geralmente o do maciço compactado. 
- Limitante: profundidade das camadas. 
 
3.2 SUAVIZAÇÃO DOS TALUDES 
 
Aumento da área de distribuição das tensões de cisalhamento da 
fundação. 
 
 
 
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Bermas de equilíbrio: 
 
 
 
Redução da inclinação dos taludes: 
 
 A suavização dos taludes e a introdução de bermas causam o 
aumento da área sobre a qual a barragem se assentará, diminuindo 
assim as tensões cisalhantes sobre a fundação. 
 
3.3 CONSTRUÇÃO POR ETAPAS 
 
Construção por etapas: facilita a expulsão da água dos poros do 
solo. Maior tempo facilita a dissipação das pressões neutras. 
O solo consolida e ganha resistência 
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3.4 USO DE DRENOS 
 
Estacas de areia: 
 
- A drenagem através de estacas de areia é utilizada para 
médias e grandes barragens devido ao seu alto custo. 
- As estacas de areia permitem o alívio gradual da tensão neutra, 
aumentando assim a tensão efetiva da fundação. 
- Drenagem radial e vertical – mantêm as poro-pressões baixas 
- Controlam a percolação 
- Alto custo 
 
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Fitas de polietileno. 
 
(SOLO NÃO SATURADO) 
 
3.5 COMPACTAÇÃO DINÂMICA 
 
Pré-umedecimento e compressão – grande espessura. 
 
3.6 CUNHA ANTICISALHANTE (shear key) 
 
Objetivo: Absorver grande parte das tensões cisalhantes. Difícil 
computação de sua influência na estabilidade. 
(Resistência – tensão x deformação) 
 
3.7 ELETROSMOSE 
 
3.8 SUBSTITUICAO DE CAMADAS – pequena espessura 
 
 
 
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