XV SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS

RIO DE JANEIRO

NOVEMBRO 1983

ANALISE DO COMPORTAMENTO DAS FUNDAcOES DAS ESTRUTURAS DE

CONCRETO DE ITAIPU

TEMA III

FERNAO PAES DE BARROS

ADILSON L.BARBI

ITAIPU BINACIONAL

I - INTRODUCAO

A instrumentagao da fundagao das estruturas de concreto de

Itaipu foi dirigida de modo a cobrir todas as feigoes criticas

detectadas na fase de prospecgao e admitidas como de possiveis

implicagoes com o comportamento da estrutura.

Foi estabelecida uma serie de blocos chaves com instrumentagao

completa , ou seja, incluindo piezometros , extensometros e pen-

dulos invertidos , intercalados com blocos apenas com piezome-

tros ou sem qualquer tipo de instrumento . Assim, de um total

de 150 blocos de concreto da barragem , entre blocos simples e

duplos, 27 deles, ou seja , pouco menos de 20 % foram escolhidos

como "chaves ". Como complementagao a instrumentagao , foram uti

lizados ainda medidores de vazao triangulares ou retangulares

posicionados nos tuneis ou galerias e extensometros triortogo-

nais nas feigoes principais , ao longo dos tuneis . A figura 1

mostra a disposigao dos blocos instrumentados para as diversas

estruturas da barragem e os instrumentos utilizados.

0 enchimento do reservatorio em sua primeira fase, ate o navel

de operagao dos vertedouros, foi realizado em apenas 13 dias ,

durante o mes de outubro de 1982. Desde entao, o reservatorio

tem-se mantido entre os niveis de 210 a 217m, estando prevista

sua elavagao ate cota 220, correspondente ao nivel maximo nor-

mal, em fins do corrente ano.

Este trabalho analisa, em primeira aproximagao, o comportamen

to das fundagoes durante a fase de construgao e enchimento do

reservatorio e confronta alguns dados teoricos de projeto com

os valores obtidos pela instrumentagao.

Descrigao detalhada das fundagoes e dos tratamentos executados

sao encontrados nas referencias 1, 2 e 3.

II - SUB-PRESSAO NAS FUNDAQbES

Como a sabido em rochas basilticas , a condutividade hidraulica

e governada predominantemente pelas descontinuidades e camadas

mais permeiveis , via de regra , dispostas em pianos horizontais

e sub-horizontais. Normalmente , estes horizontes mantem um com

portamento independente e isolado , como consequencia da baixa

permeabilidade vertical do macigo . A instrumentagao instalada

ao longo destes pianos permite uma analise bastante segura do

desenvolvimento de sub-pressoes ao longo do caminho de percola

gao e a verificagao da influencia dos tratamentos aplicados.

2 89

I I h ^ I^

•y

r "' I • I l- I

I

t tg 's ^ aoV

If

J W 4 W ^ W

^^ ^ W tN

H

290

Em Itaipu, todas as zonas sabidamente condicionantes de desen-

volvimento de sub- pressao ficaram plenamente conhecidas e deta

lhadas durante a fase de prospecgao, facilitando a elaboracao

do piano de instrumentagao.

Vertedouro e Calhas

Na estrutura de controle , foram instrumentados o contacto con-

creto- rocha, ( cota 180) o contacto entre derrames D e E (cota

- 171) e junta D (cota 158 ). Na regiao das calhas , foram colo

cadas celulas eletricas no topo da rocha, coin leitura nos tu-

neis transversais de drenagem.

A figura 2 exibe o desenvolvimento de sub-pressoes apos o en-

chimento , em confronto coin as linhas teoricas admissiveis nos

criterios do projeto , para o navel d'agua na elevagao 220. Ob-

servam-se niveis piezometricos muito baixos nas feigoes instru

mentadas e um efeito marcante da drenagem . Deve ser lembrado

que nesta regiao a rocha a de excelente qualidade e as inje-

roes praticamente nao tiveram qualquer efeito de melhoria nas

condigoes de permeabilidade.

0 tratamento das fundagoes constou basicamente da execugao da

cortina de injegoes e da drenagem , a partir de galeria da el.

184 na estrutura de controle.

Os piezometros situados ao longo das calhas, praticamente nao

apresentaram alteragoes durante o enchimento, atestando a boa

eficiencia da drenagem superficial atraves de meias canas e ga

lerias.

Barragem Lateral Direita

0 tratamento de fundagoes constou de uma cortina de injegoes

executada a partir do pe de montante e duas linhas de drena-

gem, a partir da superficie, a jusante da cabega . Entre os blo

cos D-51 e D- 58, existe tunel de drenagem na cota 125 , corres-

pondente a descontinuidade " D", coin furos de drenagem verti-

cais interligando a superficie ao tunel.

A figura 3 , correspondente ao bloco D - 8 reflete bem o compor-

tamento das sub-pressoes ao longo do contacto concreto -rocha ,

descontinuidades e junta D de toda a estrutura . Para todas es-

tas feigoes , observa-se que os valores de sub-pressao estao

muito abaixo daqueles previstos , em consequencia do alto grau

de estanqueidade da rocha, somado ao efeito causado pelo aflo-

ramento a jusante das feigoes instrumentadas e pelo aprofunda

291

(W) 015VA111

29 2

LEGENDA

Gauls esserah-rscA.

Dose. E, ( saprisr)

Dsse.Y (Isforior )

Dsse"O,

O Valor wesime provish

(1) Valet Bard ids

- 10

i

FIG. 3 - BARRAGEM LATERAL DIREITA - SUB-PRESSAO NA FUNDAW - BL000 D-8

293

mento da fundacao do bloco adjacente . A descontinuidade D na

regiao do vertedouro e barragem lateral direita quase sempre e

indiferenciada e os piezometros foram instalados em correspon-

dencia a sua provivel posigao estratigrafica . Assim, nao a de

se estranhar o aparecimento de comportamentos anomalos como 0

registrado no PSD- 27 ou PSA-46 da fig. 2.

Estrutura de Desvio

As sub -pressoes sao medidas ao longo do contacto concreto- ro -

cha, junta B (cota 55) e junta A (cota 05).

Tanto os piezometros de contacto como aqueles situados na jun

to B, exibem niveis correspondentes ao piso da galeria onde de

sembocam os drenos e foram muito pouco sensiveis ao enchimento

do reservatorio. A observagao global da instrumentacao mostra,

que existe um fluxo preferencial em direcao a parte central da

estrutura, onde o pogo do pendulo invertido escavado ate a el.

53 funciona como um dreno , para as feicoes superficiais.

Os piezometros situados na junta A , mostraram , durante a cons

trugao, um rebaixamento pronunciado de nivel devido a abertura

das chavetas e tuneis de drenagem na barragem principal.

Durante o enchimento , tiveram o nivel elevado de 10 a 15 m, a-

te a cota correspondente as galerias de drenagem , atestando

sua eficiencia (fig.4).

Trecho I

Em principio, apenas os piezometros do contacto concreto-rocha

e aqueles situados na junta " D", que tem alimentacao direta do

nivel de montante pela parede do canal de desvio, tiveram seus

niveis alterados pelo enchimento . Entretanto, seus valores sao

bem inferiores aos admitidos em projeto , mostrando uma perda

de carga pronunciada e uma boa perfomance dos tratamentos apli

cados.

Barragem Principal e Casa de Forga

Os piezometros de contacto concreto- rocha foram, de modo ge-

ral, bastante sensibilizados pelo enchimento, exigindo em al-

guns casos a execugao de injegBes e drenagem complementares.

No exemplo apresentado na figura 5, o PSF -73 mostrado com va-

lor acima da hipotese de projeto teve a sub -pressao reduzida

pela abertura de apenas 1 dreno curto . Este,com vazao de ape

nas 0 , 4 1/min. rebaixou a pressao , atualmente , de cerca de

294

FIG. 4 - ESTRUTURA DE DESVIO - SUB-PRESSAO NA FUNDAQAO - BLOCO H-8

295

0

N

0

(W) 0X3,A313

0

296

3 kg/cm 2, na elevagao 120.

Deve-se assinalar que, em geral, estes piezometros vem apresen

tando uma reducao de sub-pressao apos o enchimento, o que pode

ser consequencia da sedimentagao no fundo do reservatorio, ace

lerada por quase 8 meses de cheia do rio Parana e a colmatacao

progressiva das pequenas fissuras existentes na regiao do con

tacto, conforme atestado pelas reduzidissimas vazoes dos dre

nos complementares.

Alguns piezometros instalados a montante da cortina de injecao,

a cerca de 5 a 10m abaixo da fundacao, mostram uma carga piezo

metrica de cerca de 50% da carga total devida ao lago. 0 com-

plexo fraturamento da fundagao nesta area, associado as defor-

macoes de extensao medidas na rocha favorecem este comportamen

to.

Os piezometros instalados nas descontinuidades da cota 20 e

junta D (cota 55 - 60m) mostram uma perda de carga uniforme en

tre a regiao a montante da cortina e os tuneis de drenagem ou

entao alivio de press6es mais pronunciado nas imediacoes do

tunel de drenagem, o que atesta a sua eficiencia. Assinale-se

ainda que os piezometros situados a jusante do tunel exibem

pressoes nulas.

Estas mesmas descontinuidades, sob a Casa de Forga , mostram

variacoes piezometricas pouco significativas com o enchimento

do reservatorio e alagamento do canal de fuga, nunca superior

a 7 metros. Assinale-se que estas feicoes sao alimentadas ori-

ginalmente por jusante, pois afloram no leito do rio a cerca

de 1 km a jusante das estruturas e respondem as oscilacoes do

N.A. de jusante.

Finalmente, os piezometros locados na brecha B, responderam de

imediato ao enchimento, estando atualmente estabilizados. Nes

to caso, fica bastante claro o efeito da drenagem executada a-

traves de tunel ao longo da junta "D" (el. 80) e furos do mes-

mo a superficie, sobrepondo-se ao tratamento por injecoes. Es

tas ultimas, chegaram a furos de 99 ordem, mas o resultado fi-

nal revelou a permanencia de absorcoes residuals ainda altas e

pontos de elevada permeabilidade.

Os piezometros no contacto concreto-rocha da casa de forgaque

se apresentavam secos durante a fase construtiva, quase nao fo

ram sensibilizados pelo enchimento e mostraram elevagao insig-

nificante com o alagamento do canal de fuga. Ressalte-se a e-

297

xistencia de drenagem superficial, atraves de meias-canas de

concreto, no mesmo navel onde se estabilizaram os piezometros,

(+ cota 57).

III - INFILTRA OES PELA FUNDA A0

Vertedouro

As analises por elementos finitos, para determinacao de vazao

a ser recolhida pelo sistema de drenagem na galeria da 183,50m

indicavam valores de 0,75 1/min.por metro linear, tendo sido

adotada como vazao maxima o valor de 3 1/min por metro da bar

ragem. As vazoes medidas apos o enchimento atingiram apenas

10% daquele valor, sendo que 50% dos drenos estao vertendo.

Observa-se que a partir de dezembro ate os dias atuais a vazao

total decresceu em pelo menos 50%.

Barragem Lateral Direita

A drenagem constitue-se de 2 linhas de drenos situados entre

os contrafortes. Nos estudos teoricos foram admitidos:

- permeabilidade da cortina de injegao : K = 5x10-5 cm/s

- permeabilidade decrescente com a profundidade ao longo da hi

potetica fenda de tragao.

- permeabilidade de K = 10-2 cm/s ao longo das linhas de dre-

nagem.

Obteve-se, nesses estudos, vazoes de 1 1/min/m.l. para a dre-

nagem superficial ao longo dos blocos D-1 a D-50, adotando -se

valores maximos de 3 ate 8 1/min/m.l.

As vazoes medidas apos enchimento revelam vazoes de 0,33 1/min

/m.l., ou seja, exatamente igual a area do vertedouro, visto

que ambas estruturas se assentam diretamente sobre o mesmo ho-

rizonte basiltico, extremamente competente.

Na linha de montante 28% dos drenos vertem aqua, ao passo que

na 2a linha, apenas 10%. Entre os blocos D-51 e D-58, existe

tunel de drenagem na fundagao ao longo da junta D, na cota 125.

Todos os drenos vertem, com media aproximada de 2 1/min/m.l.

Estrutura de Desvio

As vaz6es totais recolhidas pelo sistema de drenagem das funda

goes e ombreiras a da ordem de 840 1/min, contra uma previsao

teorica de 5.040 1/min.

Todos os drenos da galeria de montante e ombreiras vertem, con

298

tra 30% da galeria central e apenas um na galeria de jusante.

As vazoes atuais mostram uma reducao de cerca de 10% em corres

pondencia com os valores medidos logo apps enchimento.

Trecho I

Os drenos da galeria de montante dos blocos I-1 e 1-2 apresen-

tam vazao de 2 1/min/m.l. e nos demais blocos, com drenos dis

postos ao longo dos contrafortes, apenas aqueles situados mais

a montante sao drenantes, correspondendo a apenas 12% do total

de drenos instalados. Os valores medidos se aproximam bastan

to daqueles da B.L.D. e vertedouro situados em identica litolo

gia. Os blocos I-1 e 1-2 estao colocados junto a parede de es

cavagao do canal, local afetado pelas detonagoes e portanto ,

os resultados mais elevados ali obtidos sao considerados nor-

mais.

Barra em Principal

A figura 6 mostra o Plano geral de drenagem sub-superficial na

fundagao da barragem principal e composto basicamente por uma

rede de tuneis.

0 tunel de drenagem da el. 123 na ombreira direita, apresenta

vazoes de 2,6 1/min/m.l., havendo vertimento em praticamente

todos as drenos que interligam o tunel a superficie. Dos dre-

nos rasos de superficie, 50% operam atualmente.

As vazoes do tunel de drenagem da el. 60 na ombreira direita

apresenta vazoes de 2,35 1/min/m.l., cerca de 13% da vazao ma-

xima prevista. Praticamente, todos os drenos que interligam o

tunel a superficie vertem, bem como cerca de 60% dos drenos ra

sos de superficie.

A infiltragao do tunel de drenagem da el. 55 na ombreira es-

querda a de 3,5 1/min/m.l. ou seja, 35% da prevista em proje-

to, sendo que 70% deste valor concentra-se sob os blocos 29 a

32, local onde a brecha apresentou dificuldades de tratamento.

No tunel perimetral de drenagem na el . 20, a vazao total medi-

da atualmente, a de 25,5 1/seg, ou seja, 21% do valor teorico

(117 1/seg). Apesar de atualmente estabilizado, este valor

foi decrescendo nos ultimos meses apos atingir um Pico de

30 1/seg em fevereiro ultimo. 0 ramo de montante apresenta va

zoes de apenas 0,5 1/min/m.l. No lado direito, a vazao a de

3,5 1/seg enquanto que no esquerdo, ainda com a cortina aberta,

atinge 13 1/seg. No tunel de jusante, sob a casa de forga, a

299

0

N

k

O

m

N

U-•0

WlL

1°a

•

00

r

44

3,30

vazao total e de 8 1/seg, sendo que desta, pelo menos 3 1/seg.

deve-se a infiltracoes pelo concreto de enchimento da casa de

foraa.

Casa de Forga e Areas de Montagem

Dos drenos situados nas galerias das areas de montagem direita

e central, nenhum deles esta vertendo, bem Como na galeria de

montante da casa de foraa. As maiores vazoes se dao pelo siste

ma de drenagem superficial de meias-canas, alem de alguns dre-

nos das galerias central e de jusante.

IV - DEFORMAgAO DAS FUNDAgbES

Vertedouro

Apenas os blocos A-l, A-7 e A-15 foram providos de extensome -

tros cada um com dugs ancoras, permitindo a medida das deforma

noes ate a descontinuidade do derrame "D".

A tabela abaixo mostra os valores totais de recalque medidos

no bloco A-7 durante e apos o enchimento , em comparagao com os

valores teoricos.

lnclina aoDeform . Max. Deformacoes Teoricas(mm)

gMedidas (mm) com trinca sem trinca

EM - A-3 500 Mont . + 0.09 + 1 .68 + 0.10

EM - A-4 Vert . - 0.04 + 0 . 09 - 0.17

EM - A-5 500 Jus. - 0.16 - 0.26 - 0.26

- compressao

+ tragao

Observa- se que os valores medidos aproximam-se bastante dos

teoricos quando se admite a fundacao sem abertura da fenda de

tracao a montante.

Barragem Lateral Direita

Dificilmente consegue-se instrumentar uma fundagao no inicio

da construgao, devido as interferencias com os equipamentos e

pessoal.

Com isto, perde-se dados importantes da sua perfomance no pe

riodo construtivo. Visando exatamente acompanhar a evolugao

do modulo de deformabilidade do pacote de rocha sao desde o

301

inicio do carregamento devido ao peso proprio da estrutura, foi

programada instalacao de um extensometro no vao entre as blo

cos D-52 e D-53, ultimos a serem concretados. Este extensome-

tro com 12m de profundidade e ancora unica teve seus dados ana

lisados calculando-se os modulos por dois metodos:

a) diretamente da relagao E = r/E , sem qualquer considera(;ao

sobre a continuidade lateral da fundarao.

Este calculo conduziu a valores elevados de E, respectiva-

mente E = 316.00 kg/cm2 para a fase inicial de carregamen-

to e 763.400 kg/cm2 para o restante do perlodo construtivo.

b) por meio analitico, usando-se funcoes que fornecem as ten -

soesrx e r y no entorno de um ponto inferior a um semi es

pago solido elastico infinito, situado na vertical de uma

carga distribuida, com largura de dois contrafortes e infi-

nita na 3a dimensdo. Os valores obtidos correspondem a mo-

dulo E = 234.200 kg/cm2 para a la fase, correspondente ao

fechamento de fissuras e E = 563.300 kg/cm2 para a 22 fase

de carregamento.

A tabela abaixo reproduz as deformagoes medidas e teoricas Pa-

ra o carregamento de peso proprio (PP) e peso proprio + carga

hidrostitica (PP + CH).

EM - D-18(mm)

MEDIDO(mm)

TEORICO

PP 0.20 0.30

PP + CH 0.33 0.40

Nos demais blocos, as recalques medidos tambem foram muito pe-

quenos evidenciando uma fundagao altamente competente, confor-

me previsto a partir dos estudos e prospecg6es realizados.

Estrutura de Desvio

As deformagoes de fundacao acusam pequenos valores de recalque,

tanto durante a construgao como apos o enchimento do reservato

rio. Os maiores deslocamentos se dao nos blocos centrais da

estrutura, devido ao efeito das ombreiras nos blocos laterais.

A tabela abaixo compara os valores medidos apos a construgao

(PP) e ap6s o enchimento do reservatorio (PP+CH) corn os valo-

res maximos admitidos para as blocos centrais. Foram conside-

radas apenas as ancoras mais profundas, respectivamente ancora

302

2 a cota - 19m e ancora 1 a cota - 0.0m. Deve -se ressalvar que

as deformag6es medidas correspondem ao final de concretagem

cerca de 12 % total do peso , enquanto os valores te6ricos refe -

rem-se ao carregamento total da estrutura.

EX'IENSCwrRO PESO PROPRIO ( PP ) PP + EMPM HIDROS1ATICO

(BLC D H - 8) ANC .1 ( mm) ANC.2 ( nm) ANC.1 (nm ) ANC. 2 ( nm

€DIDO TEOR . NMIDO OR . N DIDO TE6R. NEDIDO TE6R.

EM - H-31TrANTE )

0,63 11,7 0,45 8,6 0,7 10,0 0,5 7,4

EM - H-34(CENTRAL)

3,15 11 , 5 2,35 9,2 3,65 10,9 2,8 8,0

EM - H-39(JUSANPE )

1,05 10,0 0,75 7,4 1,7 15,0 1,35 11,0

Duas observag6es podem ser feitas:

a) nao houve inversao das deformag6es a montante , apos a aplica

gao do empuxo hidrostatico , provavelmente devido a nao aber-

tura da trinca de tragao , conforme considerada nos modelos

teoricos.

b) a resposta rapida de deformagao com relagao a aplicagao dos

esforgos hidrostaticos . Apenas os extensometros situados a

jusante mostram algum efeito de deformagao lenta com o tem -

po, estando os demais estabilizados.

Com o objetivo de verificar os modulos de deformabilidade da

fundagao durante a construgao , foram feitas considerag6es sim -

plificadas , admitindo-se o carregamento final imposto pela con-

cretagem de estrutura ( cerca de 12 % de concreto ), somando-se ao

efeito de fluencia devido ao concreto langado anteriormente.

Foi considerada a deformagao do extensometro EM-H-34 , por estar

situado na porgao central da estrutura e por ser o mais sensi-

vel as deformag6es . Os valores obtidos, confrontados com os

teoricos, exibem uma razoavel concordancia e encontram-se na to

bela abaixo.

303

ANCORAS JAN. 79 JAN . 79 VALORES

EM-H-34a a TEORICOS

ABRIL 81 SET . 82 PONDERADOS

6c5 4251.800 kg/cm2 288 . 600 kg/cm2 209.400 kg/cm2

m )7 7(

I C 361.900 kg/cm2 55.500 kg/cm2 197.300 kg/cm2

5 m)(57 53

3C139.600 kg /cm2 131.800 kg/cm2 197 . 700 kg/cm2

5-19 m)(5

ANC. 192 800 k /cm2 600109 /cm2k /cm2129 700 k

(19,0-0,0 M). g . g . g

Barragem Principal

As deformagoes da fundagao durante o perlodo construtivo e pre

-enchimento da barragem ate cota 139, foram analisadas e publi

cadas na ref. 4.

As maiores deformagoes ocorreram nas zonas cisalhadas e demais

descontinuidades entre as elevagoes 30 e 10 no leito do rio,

muito influenciadas pelas escavagoes das chavetas, principal -

mente na area das cabegas dos contrafortes, onde chegaram a va

lores de 7,5 a 11 mm. 0 desenvolvimento das deformagoes em um

desses extensometros a exibido na figura 7.

Todos os instrumentos mostram continuidade de recalque com en-

chimento, sendo os de montante mais rapidamente sensibilizados

que os de jusante. Os acrescimos de deformagao com o carrega

mento hidrostatico foram da ordem de 0,8 mm para a area de mon

tante da barragem e de cerca de 1,2 mm a jusante. Ja na ombrei

ra direita, os valores variaram apenas de 0,4 a 0,6 mm. Em ne

nhum caso, houve inversao do sentido dos deslocamentos na a-

rea de montante, como indicado pelos estudos teoricos. Este fa

to pode ser atribuido a deformagao do macigo pelo peso do re-

servatorio e a duvidosa abertura da trinca de tragao.

Os medidores triortogonais situados na descontinuidade da cota

20 (contato entre os derrames A e B), indicaram um fechamento

adicional de 0,3 mm e um deslocamento para jusante de 0,4mm ou

seja, contrario ao mergulho regional das camadas. Os pendulos

invertidos na fundagao dos blocos de maior altura, indicaram

deslocamentos para jusante de 0,7 a 1,0 mm, com o enchimento

entre as cotas 139 e 215 .

304

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305

I

•t

Os extensometros instalados inclinados de 600 para montante,

revelaram distensao do macigo rochoso durante o enchimento,

com valores de 1,0 a 2,5 mm. No entanto as previsoes de aber-

tura da fenda de tracao a montante, indicavam distensoes de 16

ate 36 mm . Este fato , associado a anilise de piezometros ins-

talados nessa area , nos leva a concluir que nao houve abertura

de fenda de tragao ate a profundidade admitida em projeto. Jul

ga-se possivel apenas a abertura de fissuras ate profundidades

nao superiores a 7 ou 10 metros.

Casa de Forga

As deformagoes durante o perlodo construtivo atingiram valores

em geral inferiores a 3 mm, sendo mais elevadas na parte cen

tral e montante da estrutura.

Um acrescimo ripido das deformagoes seguiu -se ao enchimento do

reservatorio com bloco U-9A apresentando significativas defor

magoes de 5,5 mm, incluindo parte do perlodo construtivo e con

centradas na camada fraturada e cisalhada de basalto compacto,

entre as cotas de 43 e 28 m.

Os medidores triortogonais situados na descontinuidade da el.

20, mostraram recalques total de 1, 0 mm e deslocamentos para

jusante de 0,2 ate 1,6 mm.

V - CONSIDERAcOES GERAIS

1. Em todas as estruturas, as sub-pressoes medidas em diferen

tes niveis da fundagao ficam muito abaixo daquelas admiti

das nos criterios de projeto . A eficiencia dos sistemas

de drenagem , sejam eles atraves de furos de 4 ", tuneis ou

rede de meias - canas, a comprovada com nitidez.

2. Alguns piezometros no contacto concreto-rocha, situados

sob a cabega de montante da Barragem Principal, exibiram

pressoes bastante elevadas, quando do enchimento. Estas

pressoes mostram tendencia de diminuir com o tempo , devido

a colmatagao das pequenas fissuras existentes e pela depo-

sigao de material solido no pe do paramento de montante.

Alguns desses locais foram aliviados por drenagem comple -

mentar e as vazoes foram insignificantes ou ate mesmo nu-

las.

3. Os piezometros , em todas as feigoes , reagiram imediatamen

306

to ao enchimento do reservatorio, assim que o navel de a-

qua ultrapassava a cota de instalagao do mesmo. Por outro

lado, nao sao sensiveis as pequenas variacoes (da ordem de

alguns metros) do navel do reservatorio e encontram-se esta

bilizados. Excegao a feita aos piezometros inclinados e po-

sicionados a montante da cortina de injegao . E de se espe -

rar, entretanto, sub-pressoes algo mais elevadas , quando o

reservatorio atingir o navel maximo normal.

4. 0 efeito de eventual redugao da sub-pressao ao longo da cor

tina de injegao a de dificil avaliagao, pela proximidade e

interferencia do sistema de drenagem . A analise das varias

segoes instrumentadas permite ate certo ponto considerar

que a cortina de injegao nao tem influencia nos horizontes

menos permeiveis e/ou onde as absorgoes de calda nao foram

elevadas. Por outro lado, em horizontes de alta absorgao de

calda, parece haver em determinadas segoes instrumentadas,

um incremento de perda de carga ao longo da regiao tratada,

sugerindo algum efeito da cortina, conforme fig.5 .

5. As vazoes de drenagem atualmente medidas sao inferiores a-

quelas verificadas logo apos o enchimento, o que significa

uma progressiva colmatagao do macigo rochoso. Enquanto a va

zao nos tuneis das el. 55 e 60 triplicaram com o enchimento,

a vazao no tunel da el. 20 sofreu aumento de apenas 25%.

Sao, em todos os casos, muito inferiores as estimadas em

projeto, mostrando o bom desempenho da cortina de injegao.

0 controle da execugao da cortina permitiu verificar uma re

dugao de permeabilidade de 40 a 100 vezes ao longo dos ho-

rizontes mais permeiveis da fundagao. Com base apenas nos

ensaios de perda de aqua nos furos de controle, a permeabi-

lidade equivalente residual nesses trechos pode ser estima-

da em 5x10-6 cm/seg, ou seja, 10 vezes menor que a admiti-

da em projeto. Por outro lado, as baixas vazoes coletadas

nos tuneis de drenagem tambem sao devidas a nao abertura da

fenda de tragao ate a profundidade dos tuneis, conforme a-

testado pela instrumentagao de controle.

6. As maiores vazoes coletadas no sistema de drenagem sao, de

maneira geral,condicionadas aos horizontes onde a absorgao

residual de calda nas injegoes foi mais elevada, ou entao ,

onde ainda nao executou-se o fechamento da cortina de inje-

307

cao.

7. As fundacoes da Barragem Principal e Casa de Forca mostram

uma rotagao para montante com o enchimento do reservatorio,

aproximando-se do comportamento verificado por elementos fi

nitos para o caso da nao existencia de fenda de tragao a

montante . A interpretagao desses dados sugere que os modu-

los de deformabilidade das camadas mais profundas da funda

gao (abaixo de 30 a 40 m), devam ser muito superiores aos

admitidos, com valores de 300.000 a 600.000 kg/cm2 . Com-

portamento semeihante e verificado para as fundagoes do ver

tedouro e barragem lateral direita, admitindo -se que o mes-

mo seja consequencia das deformagoes impostas ao macigo pe-

lo peso do reservatorio . As deformagoes das fundacoes da

estrutura de desvio indicam uma ligeira rotagao para jusan

te.

8. As deformag6es das fundag6es , de maneira geral, encontram -

-se estabilizadas apos o enchimento. Pequenos recalques a-

dicionais da ordem de 1 a 5 u/dia, sao devidos a fluencia

do macigo e a oscilagoes do nivel do reservatorio. Em ne-

nhum caso , houve a reversao do sentido das deformagoes, Co-

mo era de se esperar para os extensometros de montante, na

fase final do enchimento.

9. A anilise conjunta do comportamento de piezometros , extenso

metros e pendulos invertidos permite afirmar que o compor-

tamento das estruturas e fundag6es aproxima-se dos modelos

teoricos sem fenda de tragao a montante. Se houve abertura

da fenda , ela estari limitada apenas aos primeiros metros

da fundagao.

10. Os deslocamentos verificados pelos medidores triortogonais

na descontinuidade da el. 20 sao coerentes com as leituras

dos extensometros e com os valores teoricos admitidos.

11. As deformagoes dos varios horizontes rochosos da fundagao

indicam em geral um comportamento superior aquele admitido

em projeto , principalmente no tocante as descontinuidades

do macigo . Por outro lado, a regiao fraturada e cisalhada

da base do derrame B mostrou- se muito deformavel.

12. Recalques diferenciais entre blocos da barragem durante e

apos enchimento foram insignificantes. Durante o periodo

308

construtivo, recalques diferenciais de alguns milimetros

entre os blocos de maior altura da Barragem Principal to

riam sido os responsaveis por fissuras ocorridas nos blo

cos F-15/16 e F-19/20, os quais foram reparados por inje-

goes de resina epoxi, seguidas de injegoes de consolidagio

do macigo.

13. Carreamento de material solido pela drenagem , seja em solu

gao ou suspensao , tem apresentado uma Clara tendencia a re

dugao com o tempo, fato este igualmente observado em ou-

tras obras . Os valores medidos atualmente oscilam de 200

a 500 mg /l de solidos totals , sendo mais de 90% correspon

dente a material em solugao.

14. A monitoracao sismologica de Itaipu vem sendo feita atra-

ves de 8 estagoes fixas providas de sismometros S-13, que

enviam por telemetria, sinais a estagao central, localiza

da no canteiro de obras. Os sismografos MEQ-800 efetuam o

registro em papel enfumagado e o sistema encontra-se em o-

peragao ha cerca de um ano, nao tendo detectado sismos na

turais ou induzidos na area do reservatorio ou em suas

proximidades. Desde 1977 sismografos portateis efetuam a

auscultagao sismica da area, com resultados igualmente ne-

gativos.

Encontram-se instalados na estrutura da barragem e ombrei-

ra esquerda dois acelerografos , aptos a registrar acelera

goes de 10 cm/seg2 (0,01 g ). Decorridos 7 meses do enchi

mento, estes equipamentos nao foram ainda acionados.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1 - MORAES J., RODRIGUEZ J.V., BARBI A.L., PIAZENTIN C.

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affecting the design". - XIV ICOLD-Vol.II - Rio de Janeiro,

1982.

3 - PAES DE BARROS F., GUIDICINI G.

"Um processo natural de alivio de tensoes e o projeto de

309

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Nac. Grandes Barragens - Vol.I - Recife, 1981.

4 - PAES DE BARROS F., SILVEIRA J.F., ABRAHAO R.

"Fundacoes da Barragem Principal de Itaipu: projeto de de-

sempenho durante a construcao e enchimento parcial". - VII

Congresso Bras.Mec.Solos e Fundacoes - Vol.VI - Recife,1982

RESUMO

0 trabalho analisa, em primeira aproximagao , o comportamento

das fundacoes das estruturas de concreto de Itaipu durante a

fase de construcao e enchimento do reservatorio e confronta al-

guns dados teoricos de projeto com os valores obtidos pela ins-

trumentagao.

Sao abordados aspectos de sub-pressao, infiltracao pelas funda-

goes, deformabilidade do macigo rochoso e auscultagao sismica.

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