GEOTECNIA III Aula 06 - Barragens - Elementos de Projetos

Prévia do material em texto

Aula 06 – Barragens - Introdução
UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO
CAMPUS DE SINOP
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
GEOTECNIA III
Eng. Civil Augusto Romanini (FACET – Sinop)
Sinop - MT
2017/1
Fluxo no solo
AULAS
06/06/2017 2
Aula 01 – Fluxo no solo
Aula 02 – Redes de Fluxo confinado Aula 03 – Redes de Fluxo não confinado
Aula 04 – Erosão interna e Ruptura Hidráulica
Aula 06 – Barragens
Aula 07 – Elementos de Projeto Aula 08 – Instrumentação de barragens e análises
Aula 09 – Aspectos construtivos
Aula 11 – Técnicas de estabilização de encostas
Aula 12 – Estruturas de contenções Aula 13 – Escoramento Provisório
Aula 05 –
Aula 14 – Cortinas de Contenção Aula 15 – Cortinas Atirantadas
Aula 00 – Apresentação / Introdução
Parte III – Taludes e Estruturas de contenção
Parte II – Barragens de Terra
Parte I – Fluxo no solo
Aula 10 – Pequena Barragem de terra – “Pré Projeto”
Barragens
Introdução
Fase de projeto
Fatores que influenciam a utilização
Tipos de barragens
Princípios de projeto
Condicionantes de projeto
Barragens
Obras de Terra Obras Hidráulicas
Introdução
Barragem Multidisciplinaridade
Complementares
Mecânica dos solos
Fundações
Geologia
Hidráulica
Hidrologia
Topografia
Materiais de construção
Gestão Ambiental
Estruturas
SIG
Outras...
Barragens
Barragem é definida como uma barreira artificial, construída em curso de água com o objetivo
de criar um lago artificial, armazenando água para diversas finalidades, como: geração de
energia, irrigação de áreas, abastecimento de água, regularização de vazão, pesca e lazer
(FURNAS, 1993).
F
ig
u
ra
 1
. B
a
rra
g
e
m
 d
e
 te
rra
. 
F
o
n
te
:(h
ttp
://w
w
w
.e
n
g
e
n
h
a
ria
c
ivil.c
o
m
/b
a
rra
g
e
n
s
-te
rra
)
F
ig
u
ra
 1
. B
a
rra
g
e
m
 d
e
 T
rê
s
 M
a
ria
s
:. 
F
o
n
te
:(h
ttp
://w
w
w
2
.tra
n
s
p
o
rte
s
.g
o
v
.b
r/)
Introdução
Barragens
Para que servem as barragens?
Segundo Gaioto (2003) “uma barragem pode ser construída para atender uma finalidade especifica ou a 
finalidades múltiplas, a seguir relacionadas”: 
• Geração de energia elétrica 
• Abastecimento de água 
• Controle de enchentes 
• Navegação 
• Saneamento 
• Irrigação 
• Contenção de rejeitos 
Introdução
Para isso devem ser bem projetadas.
Barragens
Introdução
Interesse/Objetivo
Planejamento Inicial - Inventário
Análise das viabilidades
Viabilidade técnica
Viabilidade econômica
Anteprojeto
Projeto Básico
Projeto Executivo
Etapa I
Etapa II
Etapa III
Etapa IV
Barragens
Introdução
Interesse/Objetivo
Planejamento Inicial - Inventário
Etapa I
Etapa I
Função do Inventário → estabelecer a melhor divisão de queda da bacia;
Dificuldade de otimização → cidades, estradas, jazidas, parques nacionais e
indígenas, entre outras;
Possíveis variações futuras;
Cada local de aproveitamento é definido em um trecho de 1 a 5km;
Fornece as características de aproveitamento relativas as suas finalidades
múltiplas e as respectivas estimativas de custos.
Barragens
Introdução
Análise das viabilidades Viabilidade técnica Viabilidade econômica
Anteprojeto
Etapa II
Análise técnico-econômica dos possíveis eixos, dentro do trecho definido na fase de Inventário;
Definição da melhor alternativa do eixo para a barragem;
Definição do arranjo geral.
Para tal, faz-se necessário:
- Ensaios de caracterização;
- Verificação superficial de materiais disponíveis;
- Verificação de fuga geológica;
- Verificação de estabilidade de taludes naturais;
- A possibilidade de assoreamento.
Barragens
Introdução
Anteprojeto
Etapa II
Barragens
Introdução
Anteprojeto
Etapa II
Barragens
Introdução
Projeto Básico
Etapa III
Definição final da obra;
São elaborados:
- Memoriais descritivos;
- Especificações técnicas e o dimensionamento final das estruturas;
- Plantas e cortes das estruturas e dos equipamentos permanentes;
- Cronograma de execução da obra e orçamento “prévio” final.
Estas atividades são realizadas com o objetivo de levar a obra à licitação;
Obtenção dos dados para elaboração do projeto → investigações de campo e 
laboratório;
Barragens
Introdução
Projeto Básico
Etapa III
Barragens
Introdução
Projeto Básico
Etapa III
Barragens
Introdução Etapa IV
Projeto Básico
Barragens
Introdução Etapa III
Projeto Básico
Barragens
Introdução Etapa IV
Projeto Executivo
Realizado durante o decorrer da obra;
Detalhamento do projeto básico;
Realização ensaios de campo e de laboratório → verificar os dados do projeto básico 
com os da obra.
Contém o “As Built” → são descritas as modificações realizadas no projeto básico
As “Built” → extrema importância em medidas corretivas.
Barragens
Introdução Etapa IV
Projeto Executivo
Como começar?
Barragens
Quanto ao material
Barragem de concreto Barragem de Aterro
Tipos de Barragens
Barragens
Barragem de gravidade é constituída por uma parede de concreto que resiste pelo próprio peso à impulsão
da água e transmite à fundação, daí o nome de gravidade. Possui estabilidade devido ao peso.
G
R
A
V
I
D
A
D
E
Quanto ao materialTipos de Barragens Concreto
Barragens
Barragem em arco é construída em vales mais estreitos, podendo desta forma a altura ser maior que a
largura. Este tipo de barragem resiste a cargas uniformemente distribuídas sobre seu dorso. Para a sua
construção as margens altas devem ser constituídas por rocha resistente, construídas com concreto ou
concreto armado. Como a espessura da “casca” entra em contato com o maciço rochoso, as fundações
devem distribuir melhor o peso da estrutura, (MASSAD, 2010).
A
R
C
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Concreto
Barragens
C
O
N
T
R
A
F
O
R
T
E
G
R
A
V
I
D
A
D
E
A
L
I
V
I
A
D
A
Quanto ao materialTipos de Barragens Concreto
Barragens
T
E
R
R
A
Quanto ao materialTipos de Barragens Terra
Barragens
H
O
M
O
G
Ê
N
E
A
Quanto ao materialTipos de Barragens Terra
Barragens
Z
O
N
E
A
D
A
Quanto ao materialTipos de Barragens Terra
Barragens
A
T
E
R
R
O
H
I
D
R
Á
U
L
I
C
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Terra
Barragens
E
N
R
O
C
A
M
E
N
T
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Enrocamento
Barragens
O que é enrocamento?
Em inglês o termo utilizado é “rockfill”, que pode ser vulgarmente traduzido como “encher de rochas” e
em francês “enrochement”, que é traduzido como fundação sobre rochas.
Quanto ao materialTipos de Barragens Enrocamento
O conjunto de blocos de pedra ou de outro material (p.ex., concreto), lançados uns sobre os outros dentro da
água para servir como lastro para fundação de obra hidráulica ou, quando aflorado à superfície ou muito
extenso, como quebra-mar ou proteção contra a erosão das ondas
Barragens
N
Ú
C
L
E
O
A
R
G
I
L
O
S
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Enrocamento
Barragens
N
Ú
C
L
E
O
A
L
F
Á
S
T
I
C
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Enrocamento
Barragens
N
Ú
C
L
E
O
A
L
F
Á
S
T
I
C
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Enrocamento
Barragens
F
A
C
E
D
E
C
O
N
C
R
E
T
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Enrocamento
Barragens
F
A
C
E
D
E
C
O
N
C
R
E
T
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Enrocamento
Barragens
F
A
C
E
D
E
C
O
N
C
R
E
T
O
Quanto ao materialTipos de Barragens Enrocamento
Barragens
FATORES QUE INFLUENCIAM A UTILIZAÇÃO
Materiais de 
construção disponíveis 
Geológico-geotécnicas Custos 
Prazo 
Experiência 
Meio 
ambiente 
Segurança
Princípios de projeto
Barragens
Princípio de controle de fluxo
Vedar ao máximo a barragem e
sua fundação a montante do
eixo, introduzindo todos os
sistemas de vedação
necessários; e por outro lado,
todo esforço deve ser
concentrado em facilitar ao
máximo a saída de água à
jusante do eixo, introduzindo
todos os sistemas de drenagemna barragem e na fundação
que sejam necessários.
Princípios de projeto
Barragens
Princípio de estabilidade
As zonas externas ou espaldares da
barragem devem ter características
de resistência que garantam a
estabilidade dos taludes; e devem
ser compatibilizadas com os
materiais de fundação para garantir a
estabilidade do conjunto barragem-
fundação para as varias condições
de carregamento
Princípios de projeto
Barragens
Princípio da compatibilidade das 
deformações
A compressibilidade das matérias das varias
zonas da barragem e sua fundação deve ser
compatibilizada ou transacionada por zonas
adicionais de transição, a fim de reduzir os
recalques diferencias e totais que venham
prejudicar o desempenho dos sistemas de
drenagem e de vedação, seja pela
ocorrência de trincas (causadas pelos
recalques diferenciais), que se tornem
feições de fluxo concentrado, seja pela
inversão dos gradientes de fluxo nos
sistemas de drenagem, devido a recalques
excessivos
Princípios de projeto
Barragens
Materiais de construção
Clima da região
Hidrologia do local Tipos de equipamentos
Custo da mão de obra Legislação do local, leis sociais
Segurança das obras
Condições econômicas
Princípios de projeto CONDICIONANTES DE PROJETO
Barragens
CONDICIONANTES DE PROJETO Exemplo de condicionante:
Concreto Enrocamento Terra 
Princípios de projeto
Barragens
CONDICIONANTES DE PROJETO Exemplo de condicionante:Princípios de projeto
Região Norte • Grandes Áreas;
• Baixa Densidade Populacional;
• Região Sedimentar Plana;
• Clima Tropical, Alta Pluviosidade
Usina de Balbina – 250 MW - AM Usina de Samuel – 215 MW - RO
Barragens
CONDICIONANTES DE PROJETO Exemplo de condicionante:Princípios de projeto
• Vales Abertos;
• Rios Temporários- Regime Variável;
• Rochas Graníticas e Sedimentares;
• Clima Tropical, Semi-Árido
Barragem de Orós – CE – 3.200.000 m³ Açude de Trussu – CE – 310.000.000 m³
Região Nordeste
Barragens
CONDICIONANTES DE PROJETO Exemplo de condicionante:Princípios de projeto
• Vales Abertos;
• Rios Temporários- Regime Variável;
• Rochas Graníticas e Sedimentares;
• Clima Tropical, Semi-Árido
Barragem de Orós – CE – 3.200.000 m³
Região Nordeste
Barragens
CONDICIONANTES DE PROJETO Exemplo de condicionante:Princípios de projeto
UHE Foz do Chapecó Salto Segredo – PR – 1260 MW
Região Sul • Vales Medianos/Fechados;
• Solos Argilosos; 
• Rochas Basálticas;
• Clima Sub-Tropical
Barragens
CONDICIONANTES DE PROJETO Exemplo de condicionante:Princípios de projeto
Região Sudeste
• Vales Medianos/Fechados;
• Solos Residuais Profundos;
• Rochas Graníticas e Gnaisses;
• Clima Sub-Tropical
Usina de Furnas – RJ – 1216 MW Usina de Funil – RJ – 216 MW
Barragens
CONDICIONANTES DE PROJETO Exemplo de condicionante:Princípios de projeto
Região Centro Oeste
Usina de Manso - MT – 216 MW Usina de Itumbiara – GO – 2082 MW 
• Vales Abertos/Medianos;
• Solos Argilosos; 
• Rochas Cristalinas e Sedimentares;
• Clima Tropical Chuvoso.
06/06/2017 Fluxo no Solo 47
REFERÊNCIAS
HACHICH, W. ET AL (ED.). FUNDAÇÕES, TEORIA E PRÁTICA. SÃO PAULO: PINI, 751P, 1998.
MASSAD, F. Escavações a céu aberto em solos tropicais. São Paulo, SP. Oficina de textos, 96p,2005. 
MASSAD, F. Obras de terra – Curso básico de geotecnia . São Paulo, SP. Oficina de textos, 215p,2010
GERSCOVICH, D.M.S . Fluxo em solos saturados. Rio de Janeiro, RJ. Departamento de Estrutura e fundações.Faculdade de 
Engenharia. Notas de Aula.169p, 2011.
GAIOTO. N. Introdução ao projeto de barragens de terra e de enrocamento. São Carlos, SP. EESC-USP. 126p. 2003.
Barragens
Obrigado pela atenção.
Perguntas?