GEOLOGIA APLICADA ÀS OBRAS VIÁRIAS

GEOLOGIA APLICADA ÀS OBRAS VIÁRIAS

Obras viárias: rodovias, ferrovias e dutovias. Obras de grande extensão que percorrem mais de um ambiente geológico e muitas vezes transpondo relevos adversos. Precisam grandes quantidades de materiais naturais (solos e rochas) para a suas construções. Quando enfrentam relevos adversos, exigem escavações (cortes) e aterros expressivos, lidando com potenciais movimentos de encostas.

Base (brita graduada) Reforço de sub-leito (solo compactado) Revestimento (CBUQ ou CCP) Sub-leito (terreno natural) Sub-lastro (brita graduada) Lastro (brita uniforme) Sub-leito (terreno natural)

Preparo do subleito

Base de brita graduada simples Compactação de base de BGS

Usina de beneficiamento de CBUQ Pavimentação rodoviária com CBUQ Espalhamento com vibração Compactação

Pavimentação rodoviária com CCP Concretagem com Extrusora Concretagem com vibração e acabamento, manual Base de brita graduada Base de concreto compactado a rolo

Pavimentação ferroviária Compactação de sublastro de BGS Compactação do lastro de brita Trilhos e dormentes

Aptidão das rochas para produção de revestimentos Rocha Características Rochas ígneas faneríticas Rocha ígneas afaníticas Gnaisses São britas pouco angulosas de boa resistência e que consomem menos cimento no CCP. As rochas ácidas (granitos e granodioritos) podem apresentar deficiência de adesividade no CBUQ. São britas angulosas de boa resistência e que consomem mais cimento no CCP, comparativamente às faneríticas. As rochas ácidas (riolitos) podem apresentar deficiência de adesividade no CBUQ. Britas que podem variar de resistência conforme a maior ou menor predominância de minerais ferro-magnesianos. Bandas ricas em quartzo e feldspato se comportam como ígneas faneríticas, bandas escuras (ricas em anfibólios e biotita) são lamelares e pouco resistentes. Xistos Quartzitos Mármores Pouco usadas devido à baixa resistência e ao formato lamelar. São agregados muito resistentes quando o quartzito é de alto grau de metamorfismo. Brita de dispendiosa extração, tem grande desempenho em CCP e deficiência severa de adesividade no CBUQ. Pode ser usada na produção de CCP, mas sua resistência é mais baixa, exigindo maior consumo de cimento.

Aptidão das rochas para produção de bases, lastros e sub-lastros Rocha Aptidão Rochas ígneas faneríticas Rocha ígneas afaníticas Gnaisses Xistos Quartzitos Mármores Arenitos e argilitos Calcários, filitos e ardósias Ótimas Ótimas Boa Ruim Ótima Razoável Não aproveitável Não aproveitável

Aptidão dos solos residuais para aterros e reforço de sub-leito Rocha Uso Horizonte B Horizonte C Rocha ígnea clara Rocha ígnea escura Gnaisse Xisto Quartzito Filito e ardósia Sedimentar arenosa Sedimentar argilosa Aterro ótimo ótimo Sub-leito ótimo ótimo Aterro bom bom Sub-leito bom bom Aterro bom razoável Sub-leito razoável razoável Aterro ruim razoável Sub-leito ruim ruim Aterro bom bom Sub-leito bom bom Aterro razoável a ruim ruim Sub-leito ruim ruim Aterro bom bom Sub-leito razoável razoável Aterro bom razoável Sub-leito razoável ruim

Aptidão dos solos transportados para pavimentação Rocha Areias fluviais extraídas da calha dos rios Areias fluviais de jazidas terrestres Areias eólicas Argilas fluviais ou lacustres Turfas Colúvios e tálus Seixos rolados fluviais Seixos rolados de leques aluviais Aptidão Ótimo reforço de sub-leito Bom reforço de sub-leito Apenas para aterros de menor responsabilidade Sem aplicação na pavimentação Sem aplicação na pavimentação Sem aplicação na pavimentação Depois de britado e peneirado pode ser útil para base e revestimento Depois de lavado, britado e peneirado pode ser útil para base e revestimento

Movimentos de massa em encostas

Estado Físico Natureza do movimento Rotacional Planar Sólida Translacional Basculamento Queda Viscosa Fluida Escoamentos Fluxos

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo BR116-SP: solo residual de xisto São típicos de solos homogêneos, sendo mais comuns em aterros. Em solos residuais, ocorrem quando as estruturas reliquiares foram apagadas pelo intemperismo avançado.

Solo residual de arenito Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Juiz de Fora - aterro Solo residual de filito

Movimento Rotacional Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo San Salvador, 2001: saprólito de rochas sedimentares clásticas

SC-456, 2010 BR-376/PR, 2008

Geralmente lentos, com diagnóstico precoce. Aceitam muitas alternativas de estabilização.

BR116 SP: solo residual de gnaisse Soluções que reduzem momentos instabilizantes.

BR-101/SC km 37 solo residual de gnaisse

Soluções de drenagem que aumentam a resistência do solo. BR116-PR: solo residual de xisto

RS486: colúvio espesso de basaltos Soluções de contrapeso

BR116-RS: colúvio espesso de basaltos/arenitos Crib-wall Gabiões RS486: colúvio espesso de basaltos

BR116-SP: migmatito muito alterado Soluções que reduzem o peso na crista com a introdução de reforços metálicos.

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Ocorrem em camadas permeáveis finas de solo, geralmente associadas às encostas íngremes

RS122: colúvio raso de basaltos Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Movimentos com drenagem paralela: colúvios rasos ou residuais insipientes.

BR-116: solo residual de migmatito Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo BR-376: solo residual de gnaisse

SP-125: Saprólito de xistos Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo BR-116: Basaltos

Movimento Rotacional Movimento Planar Deslizamento de granito Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Massas compartimentadas por fraturas e falhas

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Rochas metamórficas (foliadas e dobradas)

Reticulado de estacas raiz Camboriu, BR-116/RS

Reticulado de estacas raiz Nova Petrópolis,BR-116/RS

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Rochas ou saprólitos com descontinuidades subverticais: derrames ígneos e gnaisses xistosos

Caxias do Sul, 1998 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Saprólito de dacito

Palhoça-SC, 2010 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Camadas com resistência ao intemperismo distintas

Rede guarda-pedras

BR-116/SC KM105

Malha chumbada

BR-116/SC: arenitos e argilitos

Grampeamento e malhas chumbadas

BR-116/SC: malha chumbada e revestimento com concreto projetado

BR-116/SC: malha chumbada, revestimento com concreto projetado e gigantes

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Ocorrem em saibros de granitóides e migmatitos.

Barreiras flexíveis

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Escoamento de solos coluviais: Movimentos lentos e de estabilização difícil

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo RS-122: colúvio de basalto BR-101 SP: colúvio de gnaisse

BR116-RS: colúvio rastejante Chave granular

Garuva-SC, 2011

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Ocorrem em talvegues relativamente íngremes cujas margens são acometidas de movimentos planares

Teresópolis, 2011

Armero, Colombia (1985), 20.000 vítimas Timbé do Sul, Brasil (1995), 200 vítimas Vargas, Venezuela (1999), 30.000 vítimas

Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo São Vendelino, Brasil (2000) Riodacitos e basaltos.

Sabo Works

Barreiras flexíveis: tendência mais recente

Relação entre movimentos e ambiente geológico Tipo de movimento Escorregamento rotacional Escorregamento planar Fluxo de detritos Escorregamento translacional Rastejos Rolamento de Matacões Queda de blocos Ambiente geológico mais favorável Aterros, escavações em solos transportados de grande espessura, escavações em solos residuais espessos de rochas sedimentares ou metamórficas de baixo grau (ardósias e filitos) Solos residuais pouco espessos sobre rocha ígnea extrusiva (basaltos) ou metamórficas de alto grau (xistos e gnaisses). Talvegues de arroios ou canais condicionados por falhas com margens favoráveis a escorregamentos planares. Qualquer região de solos residuais pouco desenvolvidos (saprólitos ou horizonte C) ou rochas. Maior freqüência em rochas metamórficas de alto grau (xistos e gnaisses) Colúvios argilosos, sendo mais freqüente em solos coluviais resultantes de rochas máficas (escuras), metamórficas de alto grau e sedimentares clásticas argilosas (lamitos). Solo residual de rochas ígneas plutônicas e gnaisses em locais íngremes. Qualquer região muito íngreme com pouca espessura de solo.

Geometrias de taludes de cortes Inclinação H:V H V

Geometrias de taludes de aterro Inclinação H:V fundação H V