XVII SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS

BRASILIA

AGOSTO 1987

BARRAGEM DE ITAIPU

SUBPRESSOES NO CONTATO CONCRFTn-ROCHA

TEMA I

Adolfo Szpilman (*)

Jose A . Rosso (*)

Corrado Piasentin (**)Ademar S. Fiorini (**)

(*) Itaipu Binacional

(**) Ieco -Elc Coordenacao do Pro-jeto Itaipu

(Enerconsult Engenharia Ltda.)

L-mw^

1. INTRODUCAO

0 aproveitamento hidreletrico de ITAIPU , situado no Rio Parana

na fronteira entre Brasil e o Paraguai e cuja potencia final

instalada atingira 12.600 MW encontra -se atualmente (outubro

de 1986 ) na fase final de construgao com quatro unidades de

700 MW em operagao , devendo estar concluido ate 1990.

Na Figura I encontra-se a planta geral do aproveitamento, o

qual e constituido pelas seguintes estruturas principais:

- Barragem Principal, de gravidade aliviada, no leito do Rio

- Barragens de contraforte nag duas margens

- Estrutura de Desvio , de gravidade maciga , no Canal de Desvio

tarragens cle Enrocamento na Margem Esquerda

Barragens de Terra nas Margens Direita e Esquerda

- Vertedouro na Margem Direita

Casa de Forga no pe da Barragem Principal e da Estrutura de

Desvio.

Neste trabalho sera abordado o desempenho das subpressoesao lon

go do contato concreto-rocha das tres primeiras estruturas su-

pra mencionadas, ou seja, das estruturas de gravidade aliviada,

de contraforte e de gravidade maciga; sera analisado especial-

mente o fenomeno da variagao sazonal da subpressao que ocorre

nas estruturas mais esbeltas (i.e. contraforte e gravidade ali-

viada ), sua repercussao nos criterios de projeto e sua interpre

tagao fisica com base nos resultados da instrumentacao disponi-

veis.

a) Barragem Principal

0 Arranjo Geral tipico dos blocos de gravidade aliviada ester

representado na Figura 2.

A Barragem Principal a composta de 18 blocos de gravidade ali

viada de 34 m de largura , com altura variavel entre 196e 110

m. A junta de contracao transversal entre blocos e livre (i.

e. sem transmissao de esforgo cisalhante atraves de chave-

tas) tendo os seguintes componentes a partir de montante Pa-

ra jusante:

- 19 veda-junta

095

I 'IT'' 1 0

0 20 40 60 80 IOOm

Eleald Ori4ieel I- 20000

FIG. I - ARRANJO GERAL DO PROJETO ITAIPU

LEGENDA

PLANTA

--Diagrama de Subpressdo de Projeto

CI - CORTINA DE INJECAO

- t•- EM- EXTENSOMETROS

--(3-- PS- PIEZOMETROS

^..^ DR- DRENOS RASOS

--- CD- CORTINA DE DRENAGEM

A

III

\

, iI

Cortina de III ^ I I IInjecoo -II I ^ I 1 1 1

I l^

IIl \\` \

l l l lI l l ^^ i l i l l

L lnjeCfio de

DrenosRosos

- Envoltdrio das Subpressoes Medidos

DETALHE X

Escala Original 1:2 500

FIG. 2 - BLOCOS DE GRAVIDADE ALIVIADA( BARRAGEM PRINCIPAL)

097

- furo de drenagem ou vedacao

- 29 veda-junta

- compartimento de injecao

- 39 veda-junta

Internamente, a cabeCa de montante dos blocos e dotada de 10

drenos moldados no concreto, com espacamento de 3 m entre si.

A cortina de injecao profunda foi executada a partir do pe

de montante atraves de furos verticais. As injecoes de conta

to tambem foram realizadas a partir do mesmo local, atraves

de furos inclinados para jusante.

A drenagem da fundacao esta formada por uma linha profunda

interligada com o tunel de drenagem situada logo a jusante

da linha de juncao entre cabeca e alma do bloco, e por dre-

nos rasos (10 - 15 m) ao longo do perimetro interno da cabe-

ga.

Os tuneis de drenagem estao localizados ao longo das feicoes

mais importantes do ponto de vista da resistencia e da per-

meabilidade, e sao conectados com a cortina de drenagem.

bl Barragem Lateral Direita e Barragens 1e Ligacao

0 Arranjo Geral t1pico dos blocos de contraforte estd repre-

sentado na Figura 3.

A Barragem Lateral Direita e as Barragens de Ligacao Direita

e Esquerda sao compostas respectivamente de 58, 6 e 20 blo-

cos de contraforte de 17 m de largura, com altura variavel

entre 86 e 35 m. A junta de contraCao transversal entre blo-

cos tambem e livre (sem chavetas), tendo os seguintes compo-

nentes a partir de montante para jusante:

- 19 veda-junta

- 19 furo de drenagem ou vedacao

- 29 veda-junta

- 29 furo de drenagem ou vedacao

- 39 veda-junta

098

IrElxo do Borrogem

El .225.00

F-

' 7A'

SEcAO B•B

LEGENDA

CD - CORTINA OE DRENAGEM

CI - CORTINA DE INJECAO

EM - EXTENSOMETRO

PS - PIE26METROS

\ Contato • ntre derromes D/E

P L A N T A 1 11

\--Cortina de Injepan

DETALHE X

-Dlograma de Suopressao de Projeto

} Enroltorio dos Subpressoes Medidas

0 10 20 30 40 50m

Escala Original 1 750

FIG. 3 - BLOCO DE CONTRAFORTE

( BARRAGENS LATERAL DIREITA E DE LIGAcAO)

III \ \ _ / ! IYA I

III \^^ I i

A ICort.na deIII I I DrenogernIII \ ' I I

^L Injo;6vS do Cantata

099

I

Internamente, a cabeca de montante dos blocos a dotada de 4

drenos moldados no concreto, com espacamento de 3 m entre si.

A cortina de injecao profunda foi executada a partir dope de

montante, como na Barragem Principal, atraves de furos de in

jecoes verticais. As injecoes de colagem tambem foram execu-

tadas a partir do mesmo local, atraves de furos inclinados

para jusante.

A drenagem da fundacao esta formada por uma 14 linha de dre-

nos situada cerca de 3 m da linha de jusante da cabeca dos

blocos e uma 2q linha de drenos situada em correspondencia a

linha de juncao entre a cabeca e o contraforte dos blocos.

c) Estrutura de Desvio

0 Arranjo Geral da Estrutura de Desvio esta representado na

Figura 4.

A Estrutura de Desvio a uma barragem de gravidade macica,for

mada de 4 blocos duplos de 24,6 in, 5 blocos simplesde 12,3 m

e 1 bloco simples de 9,9 m de largura. E constituida por do-

ze adufas de 6,7 m de largura, com piso na El. 83 e o teto

variando entre El. 105 e El. 111, as quais foram tamponadas

em 1984, apos o termino do enchimento do reservatorio.

Os blocos sao divididos por juntas de contracao transversais

chavetadas, porem nao injetadas. 0 sistema de vedacao das jun

tas a formado por um sistema duplo de veda-juntas localiza-

dos logo a jusante da ranhura das comportas de desvio.

Internamente, os blocos tambem sao dotados de drenos molda-

dos no concreto, com espacamento variavel entre si de 2a 3 m,

em fungao da interferencia com as adufas.

A cortina de injecao profunda foi executada a partir da gale

ria de montante, atraves de furos inclinados para montante

ate a El. 0,00.

A partir da galeria de jusante tambem foi executada uma cor-

tina rasa de injecao, atraves de furos inclinados para jusan

100

00 0

06N

N

w

5w

w

101

0

0

N

w

IA w ZF O CW

Q f w0 40 wZ 0 f a aw Z .0 Z Z0 W Nw w ¢ tt

x - 0 0J w tL U U

0

to ate a El. 50,00, para atuar provisoriamente durante a fa-

se de desvio do Rio Parana.

A drenagem da fundacao a composta por uma linha profunda,ate

a El. 0,00, executada a partir da galeria de montante, e por

linhas rasas , ate a El. 50,00 situadas nas galerias central

e de jusante.

0 nivel d'agua miximo normal do reservatorio ester fixado na El.

220,00 ; o nivel d ' agua logo a jusante do aproveitamento ester

fortemente influenciado pelo remanso do Rio Iguacu, que desembo

ca no Rio Parana aproximadamente 20 km a jusante de ITAIPU.

0 enchimento do reservatorio de ITAIPU foi dividido em duas eta

pas: um pre -enchimento entre a ensecadeira de montante e a Bar-

ragem Principal, ate a El. 139,00, e o enchimento propriamente

dito, o qual foi por sua vez subdividido em tres fases, a sa-

ber:

Fase I : iniciada em 13 / 10/82 corn o fechamento das comportas

do desvio (N.A. El. 110) e concluida em 27/10/82 quan

do o N.A. do reservatorio atingiu a El. 205 (duragao

14 dias)

Fase II : iniciada em 27 / 10/82 e concluida em meados de abril/

84. Nesta fase o nivel do reservatorio oscilou entre

as elevacoes 205 e 217 (duracao de 17,5 meses)

Fase III: iniciada em meados de abril/84 com N.A. El. 211 e con

cluida em 27/05/84 quando o N.A. do reservatorio atin

giu o nivel minimo normal de operacao na El. 219,40

(duracao 1,5 me"s).

A cronologia do enchimento do reservatorio, conforme acima des-

crito, ester representada graficamente na Figura 5.

No presente trabalhoserao analisadasassubpressoes no contato con

creto-rocha a partir da fase de Operacao do reservatorio, ou se

ja, nos ultimos dois anos apos a conclusao da Fase III, uma vez

que a partir de junho / 84 o nivel do reservatorio tem sido manti

102

23

22

21E-200W

O 19(

-^ 18(

w 17(U)w

16(

2150

(14VfW

,z

FASE IFASE II

7-FASE M

I

FASE DE OPERACAO DO RESERVATORIO

I LJ

22

211

21

191

18,

17^

16

1e

la

2

-

O Nivel do pre - en chimento en

ensecodeira principal de mo

trea

ntonte

141

131

e a barragem principal. 12(O2 Nivel do rio a montonte.

11(

1(:J A S O N O J F M A M J J A S O N D J F M A M J F M AJ A S O I N 0 J F M A M J J A S O N D J M J J A

1 982 1983 1984 1985 1986

13

1

11

100

FIG. 5 - ENCH IMENTO DO RESERVATORIO

0

0

0

103

do praticamente estabilizado em torno da El. 219,60, de forma

que o efeito das variaGoes do nivel de montante possa ser depu-

rado das variacoes piezometricas ocorridas no contato concreto-

rocha.

2. HIPOTESES DE PROJETO

Nos criterios de Projeto de ITAIPU foram assumidos inicialmente

os seguintes diagramas de subpressao:

a) Blocos de gravidade aliviada

Segundo procedimentos estabelecidos nos Criterios de Projeto

para a Barragem Principal, as subpressoes no contato concre-

to-rocha, na cabeca de montante, foram previstas admitindo-

se uma queda linear entre o pe de montante (pressao corres-

pondente ao N.A. do reservatorio) e o ponto medio da misula

(pressao zero). Este criterio se baseou, portanto, em um con

tato concreto-rocha uniforme, com o mesmo coeficiente de per

meabilidade ao longo de toda a sua extensao (ver Figura 2).

b) Blocos de contraforte

0 criterio adotado foi similar aquele dos blocos de gravida-

de aliviada, ou seja, queda linear entre o pe de montante da

Barragem e o ponto medio da misula (ver Figura 3).

c) Blocos de gravidade macica

Para estes blocos, na extremidade de montante a subpressao

foi admitida como sendo igual a altura hidraulica a montante

(Hm), a partir de um nivel d'agua especificado.

Na extremidade de jusante, a subpressao foi admitida como sen

do igual a altura hidraulica de jusante (Hj), a partir de um

nivel d'agua especificado no canal de fuga.

Na linha de drenos, a subpressao foi considerada igual a al-

tura hidraulica correspondente ao nivel d'agua do canalde fu

ga, adicionada de 33% da diferenca entre as alturas hidrauli

cas a montante e a jusante: Hj + 0,33 (Hm - Hj). A subpres-

sao varia linearmente desde os drenos ate os valores extre-

104

mos Hm e Hj de montante e de jusante, respectivamente (ver Fi

gura 4) .

Entretanto, desde o inicio dopre-enchimento do reservatorio,pas

sou-se a observar que em alguns blocos da Barragem Principal as

subpress6es no contato concreto-rocha apresentavam-se significa

tivamente superiores aquelas previstas pelos criterios de proje

to.

Decidiu-se na epoca pela abertura de alguns drenos, atraves do

contato concreto-rocha, verificando-se que os mesmos apresenta-

ram um grande alivio de subpressoes, aliviando ainda a subpres-

gao em blocos adjacentes, pork a va2ao proveniente dos mesmosera bastante reduzida. Ao mesmo tempo,analisou-se oque represen

tava, em termos de estabilidade ao escorregamento, a existencia

de subpressoes mais elevadas no contato concreto-rocha. Verifi-

cou-se que ao se admitir um diagrama com carga maxima na regiao

da cabeca e queda linear apenas na regiao da misula, o fator de

seguranca ao escorregamento apresentou uma reducao pouco signi-

ficativa.

Decidiu-se, entao, nesta epoca que as subpressoes previstas em

projeto para as estruturas esbeltas (Barragem de gravidade ali-

viada e de contraforte) deveriam ser entendidas como valores de

controle e nao como valores limites. Em caso de ultrapassagem

destes valores, dever-se-ia iniciar um controle pormenorizado

das vazoes de todos os drenos rasos da fundacao, adjacentes a mi

sula do bloco com subpressao elevada.

Como valores limites, passou-se entao a considerar o diagrama

trapezoidal isto e, subpressao total na regiao da cabeca e que-

da linear na regiao da misula, indicado nas Figuras 2 e 3, veri

ficando-se que o mesmo engloba praticamente todos os valores de

subpressoes observados.

3. ANALISE DO DESEMPENHO DAS SUBPRESSoES E SUA INTERPRETACAO

Os fenomenos que ocorrem no concreto-rocha da cabeca de montan-

te dos blocos de contrafortes e dos blocos de gravidade alivia

da, sao um reflexo das variacoes termicas sazonais no corpo in-

teiro do bloco. No final do verso o paramento de jusante atinge

105

r I" '"+"P""" I P IIMR"

sua dilatagdo termica maxima em termos medios, deformando a cris

to para montante e consequentemente comprimindo a fundacao na sua

regiao de montante. Esse comportamento e atestado pelos resulta-

dos dos deslocamentos sazonais da estrutura de concreto,aferidos

pelas medigoes dos pendulos nela instalados (ver Fig.6). No fim

do inverno ocorre o processo inverso, quando o paramento de ju-

sante encolhe devido a temperatura minima, em termos medios, pro

vocando um movimento da crista para jusante e uma descompressao

ou tracao na regiao do pe de montante.

A porgao da barragem de montante protegida pelo reservatorio nao

intervem nesse processo pois suas variacoes de temperatura sao

despreziveis devido a grande inercia termica da agua,funcionandosomente como transmissora dos esforcos .

Por outro lado ha uma defasagem de alguns meses entre a temperatura

do ar e os fenomenos descritos, pois a absorgao ou dissiparao do

calor no corpo da barragem se processa com relativa lentidao.

Atraves da analise dos resultados dos piezometrose extensometros

instalados na regiao de montante procura-se umainterpretacao dos

fenomenos em foco.

Na Fig.7 sao ilustradas as subpressoes de alguns piezometros de

contato concreto-rocha escolhidos entre os mais representativos

do comportamento das estruturas mais esbeltas; a este respeito

podem ser feitas as seguintes observacoes:

- os valores maximos dos niveis piezometricos ocorrem nos meses

de agosto a outubro com uma defasagem media de cerca de 2 me-

ses com respeito ao mes mais frio.

- os valores minimos ocorrem nos meses de abril-maio com uma de-

fasagem media da ordem de 2 - 3 com respeito ao mes mais quen-

te.

- tais defasagens coincidem com as observacoes de deformagoes e

deslocamentos dos blocos das estruturas fazendo com que o "in-

verno" e "verao" do corpo dos blocos sofram translacoes no tem

po com referencia aos periodos de maxima e minima da temperatu

ra ambiente conforme e mostrado na Figura 6.

- para os blocos de gravidade aliviada ha uma tendencia do aumen

to dos valores minimos dos niveis piezometricos.

106

^Deslocomentos mdximos de VerdoVERAO de 85

D-57^ E-6 F-5 F-13 F-19 F-35 H-8 I -)0 jEixo do Barragem(Posicbooridinal antes do enchiment0l;

h

0 5 10mm

Escala dos deslocomentos

0-54D-38 10-57 E-6 F-S F-13 F-19 F-35 M-8 I-10 El 225

El 160 ti itAP,'

EI.95i Ei 40 t G5

BLOCOS DE CONTRAFORTE BLOCOS

DEGRAVIDADE ALIVIADA

BLOCOS DE GRAVIDADEMACICA

BLOCOSRDE4

CONTRAFORTEiFIG.6 - DESLOCAMENTOS HORIZONTAIS DA ESTRUTURA

107

TEMPERATURA AMBIENTE MEDIA SEMANAL (°C )of.

so4030

20

10

0

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

90

80

220E 215

210W 205

200

U 195D: 190

• yI 185

2 1800N 175

170

J 165

W 160

155Z

150

4

IleJ A S O N D

loon

J F M A M J J A S O N D

10or,

J F M A M J J

1oQe

5

01-

=! T1

B LOCOS D E GRAVIDADE AL IVIADA

J AS'0 ' NDloQd

J F M A'M J J AS O N 0loQc,

J F1M A M J J AIoQR

I

1 ^ 2

Vim. i ; '`^^^•"' /

C SBLOCOS DE ONTRAFORTE '

J ' A I S' O' N I D

1984

JIF1M1AIM1J'J'A

1985

0'N'D F' M' A' M' J' J'A

1986

220

210

200

190

180

170

160

150

140

130

120

110

100

90

80

22 0

215

210

205

200

195

190

185

180

175

170

165

160

155

150

N° PIEZOMETROS BLOCOS AFAST.(m l INCL.t/°VERT.

1 PSD-112 D-52 21.60M 73°M

2 PSD - 135 D -57 21.60M 78°M

3 PSD - 137 D-57 2 3. 80 M 74° M

4 PSE -021 E- 6 32.79M 80°M

5

8

7

PSF -033

PSF- 034

PSF-021

F- 13/14

F- 13/14

F-11/12

82 M

82 M

74.M

70°M

550M

60°M

n

FIG. 7 - PI E ZOM ETROS DO CONTATO CONCRETO - ROCHA

(GRAFICOS T(PICOS DE VARIAcAO SAZONAL )

108

- as curvas piezometricas mostram uma trajetoria assimetrica de

acrescimo/decrescimo, onde o ramo ascendente a mais ingreme,

com duracao da ordem de 4 meses, enquanto o ramo descendente

dura cerca de 6 meses,

Na Fig.8 sao mostradas as deformacoes detectadas pelos extenso

metros instalados na regiao de montante dos blocos selecionados

entre os mais representativos da variacao sazonal sobre os quais

podemos efetuar os seguintes comentarios:

- os valores maximos de abertura ou descompressao correspondem

aos meses mais frios de julho-agosto para os blocos de contra

fortes enquanto que Para os blocos de gravidade aliviada ha um

retardo da ordem d@ 2 - 3 meses.

- os valores minimos de fechamento ou compressao tem defasagens

similares ao do item anterior com respeito aos meses mais

quentes.

- os ciclos de abertura/fechamento dos blocos de contrafortes

se repetem sem grandes variacoes indicando um comportamento

elastico.

- os ciclos de abertura/fechamento dos blocos de gravidade ali-

viada indicam uma abertura residual ao termino de cada ciclo.

- os extensometros verticais dos blocos de gravidade aliviada

nao indicam ciclos termicos enquanto que aqueles dos blocos

de contrafortes indicam ciclos similares aos extensometros in

clinados para montante atravessando a cabeca do contraforte.

Com base nessa analise explica-se o comportamento sazonal das

subpressoes no contato concreto-rocha dos blocos de contrafortes

e gravidade aliviada atraves dessas hipoteses preliminares:

- no inverno pela descompress ao/abertura do contato , com conse-

quente aumento da permeabilidade atraves de diaclases,juntas,

fraturas da rocha e fissuras, juntas e eventuais defeitos do

concreto dessa regiao, propiciando um mais franco caminho de

percolacao as aguas procedentes do reservatorio.

- no verso pela compressao/fechamento do contato, com consequen

to diminuicao da permeabilidade atraves dos caminhos de perco

lacao. 0 carater assimetrico da curva de piezometria pode in-

dicar que a majoragao de presses de percolagao, instaladas

em decorrencia da abertura das descontinuidades na estagao

109

EE

DC50

40

30

20

10

0

+5,00

+4,50

+4,00

+3,50

+3,00

+2,50

+ 2,00

+1,50

+l,oo

+0,50

0,00

TEMPERATURA AMBIENTE MEDIA SEMANAL (°C )

TJ A S 0 N D J F M A M J J A S 0 N D J F M A M J J A

j - 3

2

BL COS DE GRAVIDADE ALMA A

J A S 0 N

1984

D J F M A M J' J' A S 0 N

1985

J F' M I A I M

1986

IJ J

50 °C

40

30

20

10

0

+5,00+4,50

+4,00

+ 3,50

+3,00

+2,50

+2,00

+ ;so

+1,00

+0,50

0,00

+0,60 +0,50

+ 0,40

+0,20

0,00

- 0,20

-0,40

- 0,60

-0,80

-1.00

-1.20

-1,40

BLOCOS DE CONTRAFORTES

9

I el'

J A S 0 N 0

.nn w

J F M' A M J J A S 0 N D....,t

J F M A M J J A

.nnc

N° EXTENS6METRO 8L000S AFAST.On ) INCL. c/o VERT.

1 EM-F-01 F-5/6 60 M 60° M

2 EN-F -04 F-1 /2 44 M 60° M

3 EM - F - 06 F- 13/ 14 86 M 60° M

4 EM-F - 21 F-19/20 88 M 60° M

5 EM- F - 26 F-27/28 62 M 60° M

6 EM-D -02 D-7 14,30M 0°

7 EM-D-10 0-20 11,20 M 50° M

8 EM-0 - 21 0-54 27,20 3 00

9

10 ,

EM-0 - 22

EM - 0 - 25

0-54

D -57

26,60 J

27,40 J

45°M

0°

FIG. 8 - EXTENSOMETROS DO CONTATO CONCRETO - ROCHA( GRAFICOS T(PICOS DE VARIAcAO SAZONAL )

+8, 4 6

t0,20

0,00

-0,20

-0,40

-0,80

-0,80

-1,00

-1,20

- 1,4 0

110

fria, representa um elemento de resistencia , ainda que passi-

va, ao novo fechamento das mesmas descontinuidades com a so-

brevinda da estarao quente.

- a defasagem de 2 - 3 meses dos niveis piezometricos com res-

peito as deformagoes indicadas pelos extensometros indica a

baixa permeabilidade existente neste contato.

- os fenomenos de histerese detectados em ambos os ciclos dos

piezometros e dos extensometros da barragem de gravidade ali-

viada podem indicar que:

11a) as MUbp ?699oes aincia nao atingiram seus valores de regime

devido as baixas permeabilidades e ao maior tamanho do mo-

nolito da cabega.

b) as deformagoes ainda nao se estabilizaram devido a fenome-

nos de fluencia , mais pronunciados por causa do maior empu

xo existente , com consequente abertura lenta do contato e

possivelmente da trinca ( ou regiao de tragao ) situada no pe

de montante da barragem , conforme assumido nos criterios de

projeto.

c) uma combinagao das duas hip6teses acima as quais interfe-

rem entre si aumentando uma o efeito da outra.

d) a diminuigao generalizada as temperatura da cabega dos blo

cos devido a perda do calor de hidratagao propiciando a

abertura progressiva de caminhos de percolagao.

As hipoteses aventadas acima sao corroboradas tambem pelas obser

vagoes de outros tipos de instrumentos instalados no corpo da

barragem como medidores de juntas , termometros , tensometros, me

didores de vazao, etc.

Por outro lado a observagao dos niveis piezometricos do contato

concreto-rocha nos blocos de gravidade maciga da Estrutura de

Desvio (Fig. 9 ) nao indica , salvo raras excegoes e com valores

insignificantes , variagoes sazonais . De fato , apesar de que a

crista desloca - se sazonalmente suas deformagoes sao menores, o

efeito termico a apenas superficial devido a sua grande massa e

ill

►

►

5o E1.672E1.65.00

FIG. 9 - DIAGRAMAS DE SUBPRESSAO( ESTRUTURAS GRAVIDADE M4CIrA )

112

essas deformacoes no se transmitem a fundacao devido a rigidez

do bloco comparada com blocos de outro tipo.

4. CONCLUSOES

A variarao sazonal de subpressoes no foi considerada quando da

fixagao dos criterios de projeto, nem sua possivel ocorrencia

foi previamente admitida.

De fato, dentro da pratica brasileira de projeto e construrao deaproveitamentos hidraulicos, onde uma instrumentagao tenha sido

instalada de modo a aferir o desempenho do conjunto superestru-

tura/funda^ao, um comportamento deste tipo no havia sido observado anteriormente, pois a quase totalidade das obras,constitui

das por estruturas de concreto de gravidade maciga no possibi-

lita a detecgao nitida de oscilagoes piezometricas que possam

ser atribuidas a influencias termicas de cariter sazonal.Por ou

tro lado as proprias variagoes sazonais dos niveis d'igua do re

servatorio contribuem tambem para mascarar este fenomeno.

Na Figura 10 foram reunidos os valores mais significativos das

subpressoes para os blocos de contraforte e de gravidade alivia

da registrados durante a estagao fria e quente. Para os blocos

de contrafortes a envoltoria das subpressoes medidas a represen

tada por um diagrama retangular com subpressao total entre o pe

de montante e o ponto medio da misula enquanto que para os blo-

cos de gravidade aliviada a subpressao total a compreendida en-

tre o pe de montante e o inicio da misula, variando linearmente

ate anular-se em seu ponto medio. 0 diferente comportamento en-

tre os dois tipos de blocos e explicada da maneira seguinte:

- o bloco de contraforte a comparativamente muito mais esbelto,

portanto mais suscetivel a agao de abertura/descompressao do

contato concreto-rocha.

- o bloco de gravidade aliviada possivelmente ainda no atingiu

condigoes de regime do fluxo hidriulico e de estabilidade na

abertura dessa regiao de contato. E possivel ainda que haja uma

evolugao desse diagrama chegando a valores semelhantes ao do

bloco de contrafortes.

O enfoque dado nesse trabalho basea-se apenas em observagoes e

aspectos qualitativos dos fenomenos ocorridos nos dois anos de

113

BLOCOS DE CONTRAFORTE BLOCOS DE GRAVIDADE ALIVIADA

1 100

ENVOLTORIA DAS

000

+

ENVOLTORIA DAS

\

SUBPRESSOES MEDIDAS 2 ^^ • SUBPRESSOES MEDIDASQ • ^ 0 \\0Z 50

0\•

DIAGRAMA DEZ 50

O\

DIAGRAMA DEe

8 r-oo

SUBPRESSAO DE PROJETO e 0 \O p ^\\SUBPRESSAO DE PROJETO

0• • Verao • VeraoO 0 Inverno A I v v 3 0 Inverno

4 8 12 0 4 8 12182024

(m ) ( m )

FIGIO - DIAGRAMAS DE SUBPRESSAO

114

operacao do reservatorio, espaco de tempo ainda insuficiente pa

ra caracterizacao completa e definitiva do processo.

Somente a observacao direta de varios ciclos anuais podera reve

lar efetivamente o padrao de comportamento real.

Com uma base mais ampla de dados e maior conhecimento da fenome

nologia atuante, pretende-se realizar um estudo mais rigoroso

de forma a poder definir em termos quantitativos os efeitos e

causas que regem a piezometria no contato concreto-rocha nas es

truturas de concreto esbeltas.

Para a estrutura em blocos de gravidade maciga o criterio de

projeto estabelecido inicialmente conforme indicado nas Figuras

4 e 9, atende com ampla margem de seguranca os resultados ate

entao obtidos.

115

u. r ii r n r r ►

RESUMO

Neste trabalho e abordado o desempenho das subpressoes ao longo

do contato concreto-rocha dos Blocos de Contrafortes, de Gavida

de Aliviada e de Gravidade Macica nas estruturas de concreto da

Barragem de Itaipu.

Sao relatados os criterios de subpressao adotados na fase de pro

jeto e sua comparacao com os valores medidos pelainstrumentacao

durante os 2 primeiros anos de operacao do reservatorio.

E mostrada a variacao sazonal das subpressoes juntamente com pos

siveis causas de sua ocorr&ncia e finalmente e proposto, com ba

se nos resultados obtidos, um novo criteria para a adocao em pro

jeto da subpressao no contato concreto-rocha para estruturas de

concreto em contrafortes e gravidade aliviada, com base na en-

voltoria das subpressoes medidas.

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