universidade do estado de mato grosso campus de sinop faculdade de ciÊncias exatas e...

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).

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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

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 Etapa IV

Projeto Básico

Barragens

Introdução Etapa III

Projeto Básico

Barragens


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


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.

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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).

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Barragens

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Quanto ao materialTipos de Barragens Terra

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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.


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

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Barragens

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Barragens

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Barragens

FATORES QUE INFLUENCIAM A UTILIZAÇÃO

Materiais de

construção disponíveis Geológico-geotécnicas Custos

Prazo

Experiência Meio

ambiente

Segurança


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 drenagem

na barragem e na fundação

que sejam necessários.


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


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


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


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


• 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


• 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


UHE Foz do Chapecó Salto Segredo – PR – 1260 MW

Região Sul • Vales Medianos/Fechados;

• Solos Argilosos;

• Rochas Basálticas;

• Clima Sub-Tropical

Barragens


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


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?

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