Estudo Preliminar da Erodibilidade de um Perfil Solo Residual na BR 101 No Município de Campos dos Goytacazes/RJ. Francisco de Deus Fonseca Neto, Izabel de Souza Ramos, Maria da Glória Alves, Josué Alves Barroso, Denia Fabia Guimarães Neves. Departamento de Engenharia Civil, Universidade Estadual Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro. RESUMO: Atualmente a erosão em solos destaca-se no contexto das pesquisas ambientais como um dos grandes problemas enfrentados pela sociedade. Derivado do uso inadequado das terras, o processo erosivo não só degrada os solos, como também produz efeitos negativos com o assoreamento de rios e canais fluviais, entre outros.o presente trabalho avaliou, de forma preliminar, a erodibilidade de uma seção de solo residual em um corte da BR-101 no Município de Campos dos Goytacazes, buscando identificar características associados à erodibilidade, para tal foram realizados trabalhos de gabinete, investigação de campo e ensaios de laboratório. Os resultados mostram que os cortes feitos no referido trecho sofrem o mesmo processo erosivo, independentemente da altura; e a distribuição da intensidade erosiva é irregular, estando as estruturas reliquiárias como diaclases, fraturas e foliação, condicionando o processo erosivo. Também as ações antrópicas influenciam no processo erosivo, pois podem ser apontadas falhas de projeto e de manutenção. PALAVRAS-CHAVE: Erodibilidade, Solos Residuais, Avaliação Geotécnica, Campos dos Goytacazes. 1 INTRODUÇÃO Os solos são de grande importância para o engenheiro civil, visto que nas barragens de terra, nas fundações de estruturas, ou em outras obras civis, o solo estará sujeito a esforços. Tornando-se necessário à determinação de suas propriedades geotécnicas, através de investigações que possibilitem conhecer o comportamento do solo no estado natural e indeformado (estrutura preservada) ou no estado deformado e amolgado (estrutura destruída). As propriedades mais importantes dos solos são o adensamento, a permeabilidade, a resistência ao cisalhamento, a resistência à erosão (erodibilidade), a colapsividade, a expansão/contração, a compactação e a capacidade de suporte. Estas devem ser determinadas de acordo com o tipo de solicitação a que o solo será submetido. Segundo Araujo (2000),a erodibilidade do solo é um dos fatores naturais intervenientes nos processos erosivos, sendo condicionada por um grande número de características intrínsecas do solo (textura, mineralogia, cimentação, estrutura e sucção) e imprescinde de métodos adequados que a caracterizem para fins de engenharia. Assim sendo, o presente trabalho tem como objetivo a avaliação preliminar da erodibilidade do solo residual em um corte da BR-101 no Município de Campos dos Goytacazes buscando identificar as características associadas a erodibilidade. 1.1 Caracterização da Área de Estudo O Município Campos dos Goytacazes (Figura 1) está localizado na região Norte do Estado do Rio de Janeiro, aproximadamente a 279 km da capital estadual, Rio de Janeiro, com uma área de 4.037 km2, sendo, portanto o maior do estado. 2 METODOLOGIA Para a realização deste trabalho foram adotadas as seguintes etapas:
Figura 1. Localização do Talude e do Município de Campos dos Goytacazes. 2.1 Trabalhos de Gabinete Através da investigação de campo foram observadas as características gerais do meio físico, visando compará-las às descritas na bibliografia encontrada. Realizou-se uma avaliação preliminar da granulometria dos tipos de materiais encontrados no talude, através da análise táctil-visual, com o objetivo de orientar a amostragem. Após a identificação dos diferentes tipos de solos do talude, as amostras foram retiradas obedecendo a uma distribuição horizontal de acordo com a variação do tipo de solo e a uma distribuição vertical dependente da altura. As Figuras a seguir (Figuras 3 e 4) demonstram como os pontos de coletas foram demarcados nos perfis. Antes das saídas de campo, foram analisadas cartas geológicas do Município de Campos dos Goytacazes, na escala de 1:50. 000, (DRM-RJ, 1982) e verificou-se que, aproximadamente, dois terços da extensão da rodovia BR-101, no Município de Campos dos Goytacazes, encontra-se sobre formações do cristalino, pertence à Unidade São Fidélis formada por rochas gnaissicas e migmatitos. Esta unidade possui a maior distribuição e extensão, entre todas as outras existentes no Município. 2.2 Investigação de Campo As saídas de campo foram realizadas a fim de observar as características do processo erosivo às margens da BR-101 no trecho do Município de Campos dos Goytacazes e selecionar um perfil representativo. O perfil selecionado localiza-se nas seguintes coordenadas: 7567431,60 N e 225920, 68 E. Apresentando as seguintes dimensões: 771,00m de extensão e, no ponto mais alto, 20,00m de altura (Figura 2). Figura 3. Perfil com a demarcação dos locais nos quais foram retiradas amostras para os ensaios. Figura 2. Trecho do perfil escolhido.
2.4 Ensaios de Laboratório Foram coletadas 60 amostras, localizadas em função da variação horizontal dos tipos de solos e da investigação de modificações das características dos mesmos no sentido vertical (Figuras 3 e 4). Em seguida as amostras foram levadas ao Laboratório de Solos da Engenharia Civil da Universidade Estadual Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), no qual foram realizados os seguintes ensaios. 2.4.1 Ensaio de Caracterização Figura 4. Perfil com a demarcação dos locais nos quais foram retiradas amostras para os ensaios. 2.3 Levantamentos Topográficos. Para ilustrar situações de campo, referentes à calha intermediária e ao topo do talude, foram realizados os seguintes levantamentos: altimétrico para a calha (Figura 5) e para o topo do talude foi feito o Plani-altimétrico. Para ambos, utilizou-se de Nível Automático da Berger, trena de 60m, balisas e mira direta. No caso do Plani-altimétrico, utilizou-se ainda de fio-de-nylon para marcar a área de interesse. Os ensaios foram realizados de acordo com as seguintes normas técnicas: - NBR 7181 - Granulometria com Sedimentação (1984),- NBR 6508 - Massa Específica Real dos Grãos (1984),- NBR 6459- Limite de Liquidez (1984),- NBR 7180 - Limite de Plasticidade (1984). A classificação geotécnica utilizada foi a convencional, ou seja, baseada nos ensaios de granulometria por sedimentação e nos Limites de Atterberg. Os ensaios de sedimentação foram realizados de duas formas. A primeira de acordo com os procedimentos descritos na NBR 7181 e a segunda, não utilizando defloculante e nem dispersão. Tal procedimento foi adotado para se verificar a granulometria do solo no talude (granulometria floculada). 3 RESULTADOS 3.1 Investigação de Campo Figura 5. Levantamento da calha intermediária Foram identificadas três zonas distintas de solo residual no talude estudado: solo esbranquiçado e grosseiro, coberto por uma crosta que faz com que este resista superficialmente, solo escuro (biotítico) onde a estrutura da rocha ainda encontra-se preservada, solo avermelhado onde a erosão ocorre de acordo com uma direção preferencial. Também foi notada a presença de um solo coluvial, no topo de todo o talude, possuindo
uma espessura média aproximada de 2m (Figura 3). Outro fator observado foi à presença de estruturas reliquiárias como diaclases, fraturas e foliação (Figuras 6 e 7). Figura 8. Altimetria na calha intermediária. Figura 6. Fraturas Figura 9. Gráfico da altimetria da calha intermediária. O topo do talude, apesar de possuir uma faixa com inclinação pra frente do mesmo, contribuindo assim, durante a chuva, com água de escoamento superficial, não possui calha. Figura 7. Diaclases 3.2 Levantamento Topográfico O talude foi construído com duas bermas e foram colocadas calhas de drenagem na base de ambas, ou seja, na base do talude e na seção intermediária. A calha intermediária não foi feita em toda extensão do talude. Ela começou aproximadamente no meio do mesmo e sua inclinação é para um único lado, pro lado esquerdo do talude (Figuras 8 e 9). 3.3 Ensaio de Caracterização As tabelas a seguir, apresentam os resultados dos ensaios de caracterização (granulometria, limites de Atterberg e densidade real dos grãos), além da classificação utilizando o Sistema Universal de Classificação dos Solos. O símbolo * significa que o ensaio de sedimentação utilizou defloculante e o ** é o ensaio o uso de defloculante.
Tabela 1. Resultados do Ensaio de Caracterização Continuação... Tabela 2. 1 1 1 Tabela 2. Resultados do Ensaio de Caracterização O nível de erosão nos pontos amostrados foi atribuído, no campo, com base na visualização da superfície da região do talude de onde as amostras provieram. Os níveis de erosão assim atribuídos foram: baixo, médio e alto. Comparando o resultado do SUCS com o nível de erosão de acordo com a tabela tem-se: Tabela 3: Correlação da classificação geotécnica com os níveis de erosão. SM CL MH CH ML SC Baixo 21 7 1 3 1 2 Médio 6 1 3-1 - Alto 10 2 1 1 - - Deve ser observado que os solos classificados conforme a SUCS, excetuando o SC, aparecem em áreas de diferentes níveis de erosão. O solo classificado como SM, por exemplo, se encontra no campo em todas as condições consideradas de níveis de erosão. Ou seja, os solos de uma mesma classificação geotécnica não apresentaram um padrão de comportamento quanto à susceptibilidade a erosão.
4 CONCLUSÕES Com os resultados obtidos com a classificação geotécnica conclui-se que esta não possui uma correlação direta com o nível de erosão dos solos, ou seja, os solos de uma mesma classificação não apresentaram um padrão de comportamento quanto à susceptibilidade a erosão. Observa-se que os cortes feitos no embasamento cristalino, no referido trecho, sofrem o mesmo processo erosivo, independentemente da altura; e, muito comumente a distribuição da intensidade erosiva é irregular, estando as estruturas reliquiárias como diaclases, fraturas e foliação, condicionando o processo erosivo. Também as ações antrópicas influenciam neste processo, pois na observação de detalhes construtivos e de manutenção do talude; podem ser apontadas falhas de projeto e de manutenção. Os resultados obtidos são preliminares, para um melhor diagnóstico dos problemas observados, novos ensaios, com a finalidade de observar a erodibilidade e correlacioná-la as características intrínsecas dos solos, devem ser realizados. REFERÊNCIAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas. (1984). Solo Análise Granulométrica. NBR 7181, fevereiro. ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1984, Determinação do Limite de Liquidez. NBR 6459, fevereiro. ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1984, Determinação do Limite de Plasticidade. NBR 7180, fevereiro. ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1984, Determinação da Massa Específica Real dos Grãos. NBR 6508, fevereiro Araújo, R. C. (2000). Estudo da erodibilidade de solos da Formação Barreiras Dissertação de M Sc. PUC/RJ, Rio de Janeiro Projeto Carta Geológica do Estado do Rio De Janeiro, 1982). Departamento de Recursos Minerais - DRM - RJ. Projeto Rio de Janeiro (2000). Relatórios Técnicos. Brasília, CPRM-Serviço Geológico do Brasil /Departamento de Recursos Minerais - DRM - RJ.