RELATÓRIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO

RELATÓRIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO CLIENTE: BANCO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E SOCIAL OBRA: LOCAL: IMPLANTAÇÃO DE EDIFÍCIO COMERCIAL RIO DE JANEIRO - RJ NOVEMBRO/2011

SUMÁRIO 1 OBJETIVO... 3 2 ELEMENTOS DE REFERÊNCIA... 4 3 CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICO-GEOMORFOLÓGICA... 5 4 CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA LOCAL... 7 4.1 CAMPANHA DE SONDAGEM... 7 4.2 RECONHECIMENTO DE CAMPO E LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO... 10 4.3 SEÇÕES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICAS... 15 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS... 19 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 20 ANEXO A - BOLETINS DE SONDAGEM... 21 2

1 OBJETIVO Este documento tem por objetivo apresentar os condicionantes geológico-geotécnicos para subsídio dos Estudos de Viabilidade Técnica para contenção do terreno necessária para implantação de Edifício Comercial do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social, situado na Av. República do Paraguai, ao lado do número 136, Centro, Rio de Janeiro, RJ. A seguir é apresentado um croquis com a locação dos furos de sondagem realizados no local e indicação das seções consideradas neste estudo. Figura 1.1 Locação dos furos de sondagem. 3

2 ELEMENTOS DE REFERÊNCIA Para a elaboração deste relatório foram utilizados os seguintes documentos: Boletim de sondagem a percussão SP-01 e boletins de sondagem mista (rotopercussivas) SM-02, SM-03 e SM-04, entre setembro e outubro de 2011; TP0111_ANEXOV_PLANTAS_LEVANTAMENTO_TOPOGRAFICO-1; TP0111_ANEXOV_SECOES_LEVANTAMENTO_TOPOGRAFICO; Visitas técnicas realizadas ao local. 4

3 CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICO-GEOMORFOLÓGICA O objeto do estudo é um terreno localizado na região central da cidade do Rio de Janeiro, na encosta do Morro de Santo Antônio, entre a avenida República do Paraguai e o Convento de Santo Antônio. Segundo o Mapa Geológico Simplificado da Região Sul do Município do Rio de Janeiro (CPRM-DRM/RJ, 2000) (Figura 3.1), esta região possui exposições de litotipos pertencentes ao Complexo Paraíba do Sul, Suíte Granítica Rio de Janeiro, além de coberturas cenozóicas coluvionares nas encostas e quaternárias flúvio-marinhas nas áreas baixas. O Complexo Paraíba do Sul (MNps) pode ser descrito como uma associação de rochas, caracterizada pela presença de extensas zonas de falhas transcorrentes, com faixas cataclásticas associadas, intrusões e diversas depressões tectônicas. Na região em estudo as depressões se encontram preenchidas de sedimentos constituindo o Graben Guanabara. Entre as rochas aflorantes predominam os biotita-gnaisses e, subordinadamente, rochas metacarbonáticas, calciossilicáticas e xistos grafitosos. Essas litologias ocorrem agrupadas e dispostas sob a forma de corpos alongados segundo a direção NE-SW. A foliação interna é caracterizada por mergulhos suaves a moderados para NW. O complexo encontra-se freqüentemente injetado por granitóides discordantes à foliação metamórfica mais antiga. Também são descritas injeções de aplitos graníticos e pegmatitos subparalelos à foliação principal. Na Suíte Rio de Janeiro (Nγ2r), que inclui diversos granitóides foliados e ortognaisses, foram mapeadas unidades de caráter magmático contendo xenólitos de paragnaisses e intrusões de diques aplíticos tardios. Pode ser dividida em três litotipos diferentes, os granitos Pão de Açúcar e Corcovado e o leucogranito gnáissico Cosme Velho. A cobertura coluvionar, decorrente do desenvolvimento de solos residuais de gnaisses e granitos, ocupam as partes mais altas das encostas e das vertentes ou, constituindo depósitos de tálus, quando instabilizadas por movimentos gravitacionais de massas. Nas áreas baixas da região central da cidade do Rio de Janeiro, ainda podem ser encontradas coberturas quaternárias (Qphm) decorrentes da sedimentação marinha e flúvio- 5

lagunar. Esses estratos são compostos por areia, silte argiloso, por vezes aparecem camadas muito ricas em matéria orgânica nesse substrato. A seguir é apresentado o mapa geológico da cidade do Rio de Janeiro. A área em estudo encontra-se dentro do retângulo destacado na Figura 3.1, próximo ao Aeroporto Santos Dumont. Figura 3.1 Mapa geológico da cidade do Rio de Janeiro. Extraído do mapa geológico do Estado do Rio de Janeiro CPRM. 6

4 CARACTERIZAÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA LOCAL 4.1 Campanha de sondagem Foi executada uma sondagem a percussão (SP-01) de acordo com as recomendações da NBR 6484 ( Solo - Sondagens de simples reconhecimentos com SPT - Método de ensaio ), perfazendo um total de 36,80m, e três sondagens mistas (SM-02, SM-03 e SM-04), sendo 34,89m de percussão em solo e 39,06m de rotativa em rocha ou saprolito. Durante a execução das sondagens a percussão foram registradas as resistências oferecidas pelo solo à cravação do amostrador padrão tipo Terzaghi & Peck, de 1.3/8 e 2 de diâmetro interno e externo, respectivamente. O resultado destas medidas (SPT), expressa em número de golpes de um peso de 65 kg, caindo de uma altura padrão e constante de 75cm, necessários à penetração de 30 cm do amostrador após uma penetração inicial de 15cm, encontra-se à direita do log de cada sondagem. No perfil individual de cada sondagem encontram-se assinalados a profundidade de mudança de camada e de paralização, os valores de SPT, a classificação geológica-geotécnica e o nível d água encontrado. As amostras coletadas durante a cravação do amostrador das sondagens a trado foram submetidas à classificação táctil-visual, procedimento usual em sondagens de simples reconhecimento. A descrição dos maciços rochosos é feita através de observação direta dos testemunhos obtidos pelas manobras de avanço da perfuração. A qualidade desta descrição depende da quantidade de amostra obtida na sondagem (recuperação) tal como da qualidade da amostragem. A descrição das amostras compreende as características litológicas, grau de alteração, coerência e descontinuidades. As amostras de solo e rocha recuperadas durante os ensaios estão se encontram disponíveis para análise do cliente, conforme sua conveniência. As amostras ficarão sob custódia pelo prazo de 90 dias (três meses) após a data de emissão do presente relatório. Após esse período sua guarda ficará a critério do cliente. Na tabela a seguir é apresentado um resumo das sondagens realizadas. 7

Tabela 4.1 Resumo das sondagens Sondagem Coordenadas Profundidade Perfuração Perfuração em Cota (m) N E atingida (m) em solo (m) saprolito/rocha (m) SP-01 7.465.598,37 686.692,94 37,32 36,80 36,80 - SM-02 7.465.610,50 686.666,48 29,04 35,62 12,12 23,50 SM-03 7.465.632,85 686.659,93 34,77 13,65 8,09 5,56 SM-04 7.465.590,56 686.656,34 16,02 24,68 14,68 10,00 A sondagem SP-01, executada na crista do talude, apresentou camada vegetal superficial com 20cm de espessura, a seguir foi encontrado solo coluvionar composto por areia fina a média, siltosa, pouco micácea, pouco a mediamente compacta, até 2,0m de profundidade. A seguir foi detectado solo residual laterizado de silte arenoso, micáceo, com estruturas reliquiares preservadas, mediamente a muito compacto, com 13,0m de espessura. Abaixo desta camada encontra-se solo residual saprolítico, silto-arenoso, micáceo, muito compacto, com estruturas reliquiares preservadas e apresentou sinais de oxidação em microfraturas preenchidas com argila, entre 15,0 e 16,0m de profundidade. Esta camada se estendeu até o final do furo a 36,8m de profundidade, quando a perfuração foi paralisada pelo critério de impenetrabilidade definido pelo ensaio de lavagem por tempo. O furo SM-02, localizado na porção intermediária do talude, entre a primeira e a segunda linha de tirantes existentes (de cima para baixo), apresentou camada superficial de solo coluvionar/residual laterizado composto por silte, medianamente compacto a compacto, até 5,0m de profundidade. Abaixo desta camada foi detectado solo residual laterizado, siltoarenoso, muito compacto, com estrutura reliquiar preservada (foliação subvertical), com 7,12m de espessura. A perfuração prosseguiu atravessando saprolito de biotita-gnaisse (com solo de alteração silto-arenoso, muito micáceo), com estrutura reliquiar preservada e foliação subvertical. A sondagem SM-03, localizada na crista do talude dentro da delimitação do lote B-1 (os demais furos encontram-se dentro do lote 1), abaixo da cobertura vegetal (de 20cm de espessura), apresentou solo coluvionar/solo residual laterizado, silto-arenoso, compacto, até 1,8m de profundidade. Sotoposto a esta camada, foi detectado solo residual laterizado, arenoso (com silte e pedregulhos entre 3,00 e 8,09m de profundidade), muito compacto, com estruturas reliquiares preservadas, até 8,09m de profundidade. A seguir a perfuração atravessou um granitóide foliado, muito a extremamente alterado, pouco coerente, com 8

descontinuidades subverticais, até o final da sondagem a 13,65m de profundidade. A rocha apresentou recuperação variando entre 70 e 92% e RQD entre 15 e 63%. O furo SM-04, executado na porção inferior do talude, abaixo da camada de cobertura vegetal (com 20cm de espessura), apresentou solo coluvionar, silto-arenoso, mediamente compacto a compacto, até 2,1m de profundidade. Abaixo desta camada encontra-se solo residual laterizado, silto-arenoso, compacto a muito compacto, com estruturas reliquiares preservadas e foliação subvertical, com 12,58m de espessura. A seguir a perfuração atravessou saprolito de biotita-gnaisse, extremamente fraturado, com estrutura reliquiar preservada, foliação subhorizontal, até o final da sondagem a 24,68m de profundidade. O nível d água do lençol freático não foi detectado quando da realização das sondagens. Foto 4.1 Caixa de testemunhos da SM-03. 9

4.2 Reconhecimento de Campo e Levantamento Bibliográfico A partir da interpretação do Mapa Geológico do Estado do Rio de Janeiro (CPRM- DRM/RJ, 2000), de bibliografia pertinente e de visita à área, pôde-se depreender que o Morro de Santo Antônio pertence a uma região ocupada por litologias do Complexo Paraíba do Sul (MNps), em contato com um dos corpos graníticos da Suíte Granítica Rio de Janeiro (Nγ2r), que afloram em uma zona de ocorrência de falhas tectônicas que atravessam ambas as unidades geológicas. A região central da cidade do Rio de Janeiro está inserida no contexto geológico do Graben da Guanabara. Trata-se de uma feição geológico-estrutural, formada por abatimento topográfico em relação à Serra do Mar, gerada durante o Paleoceno. A evolução tectônica dessa grande estrutura regional foi caracterizada por eventos de deformação rúptil que afetaram diques de diabásio, derivados do magmatismo toleítico, relacionado ao início do Cretáceo, e de rochas alcalinas, associadas ao magmatismo alcalino que ocorreu no Eoceno Inferior. Neste período geológico, durante o estágio final do magmatismo, foram geradas falhas com formação de brechas e processos de silicificação. O Morro de Santo Antônio é formado em parte por um apêndice do grande corpo do Granito Corcovado (Nγ2r-co) adjacente, encaixado entre os biotita-gnaisses do Complexo Paraíba do Sul (leptinitos do MNps), em contato com uma faixa de brecha tectônica silicificada. Nas sondagens executadas, essas litologias foram encontradas em estado de alteração variados, em função dos diferentes constituintes petrográficos das unidades geológicas aqui descritas e, principalmente, pela influência da descontinuidade tectônica que atravessa as litologias, criando uma zona preferencial de percolação de água, graças à alta permeabilidade do material constituinte, aprofundando o horizonte de intemperismo. O Granito Corcovado é um granito com granada, biotita e muscovita, com textura megaporfirítica, apresentando superposições de foliações. Nessa rocha é comum a presença de xenólitos e restitos de paragnaisse da encaixante, bem como diques tardios de aplitos e leucogranitos. Esta caracterização se encaixa na descrição das amostras de rocha obtidas na SM-03. O biotita-gnaisse (leptinito) do Complexo Paraíba do Sul é um paragnaisse de coloração escura gradando a migmatito, rico em biotita. No local, em sondagens ou afloramentos, não 10

foram obtidas amostras de rocha sã. Entretanto, as sondagens atravessaram saprolito ou solo saprolítico com a foliação original preservada e em alguns pontos da encosta pôde-se observar o gnaisse saprolitizado conservando a estrutura original da rocha (Foto 4.2). No reconhecimento de campo, próximo à área de interesse, foi encontrado um corte subvertical que expôs a brecha de falha ou zona cisalhada, preenchida pelos materiais litológicos adjacentes. Trata-se de blocos granitóides foliados e gnaisses das unidades geológicas mapeadas na região, aglutinadas por material silicático fluido intrudido posteriormente. Essa brecha tectônica foi formada pelo efeito distensivo do movimento crustal, criando vazios entre as rochas originais, desabamento e acúmulo de fragmentos das rochas vizinhas, onde, posteriormente, material silicático e veios de rocha máfica preencheram os espaços entre os termos litológicos (Fotos 4.3 e 4.4). Foto 4.2 Saprolito de biotita-gnaisse exibindo foliação reliquiar e processo migmatização, sob solo superficial. 11

Foto 4.3 Brecha tectônica com intrusão de material silicático entre blocos de gnaisse 12

Foto 4.4 Exposição de brecha de falha tectônica. A Figura 4.1 apresenta o mapa geológico modificado de DNPM-MME (1993), (CPRMDRM/RJ, 2000). Na parte superior da figura um paralelogramo representa, aproximadamente, a localização da área de interesse. Em função da escala utilizada na elaboração do mapa (1:50.000), não estão representadas as litologias observadas nos trabalhos de campo. 13

Área em estudo Figura 4.1 Mapa geológico da cidade do Rio de Janeiro. Extraído do mapa geológico do Estado do Rio de Janeiro CPRM (recorte do mapa apresentado na Figura 3.1). 14

4.3 Seções Geológico-Geotécnicas Foram elaboradas duas seções geológico-geotécnicas a partir dos perfis individuais das sondagens, conforme planta do local com a locação das investigações. As sondagens definiram a existência de horizontes geotécnicos que não se relacionam diretamente com a geomorfologia, ou seja, as condicionantes geológico-estruturais do substrato rochoso interferiram substancialmente na configuração final do perfil de alteração do terreno. A sondagem executada na parte mais elevada do morro (SP-01), próximo ao muro do convento, mostrou uma espessura com cerca de 15m de solo laterizado e solos saprolíticos menos resistentes do que em outras sondagens. Até a profundidade (36,8m) onde foi executado o ensaio de lavagem por tempo, a foliação manteve-se sub-horizontalizada. A sondagem executada próximo ao nível da rua (SM-04), na base da encosta, apresentou algumas semelhanças com a sondagem feita no topo. O solo laterizado tem cerca de 12m de espessura e a foliação também apresenta-se horizontalizada. O saprolito e o solo saprolítico apresentaram padrão de resistência relativamente superior do que na parte mais alta da encosta, mas ambos podem ser caracterizados por materiais de alteração de rocha biotita-gnáissica, micácea, foliação sub-horizontal, muito compacta, muito fraturada. Nas sondagens executadas à meia encosta (SM-02 e SM-03) é que se verificaram as anomalias de natureza geológica. A SM-02 apresentou uma espessura de solo laterizado inferior a 5m e um horizonte espesso de saprolito de rocha gnáissica, desde 10m de profundidade até a profundidade final da sondagem (35,62m). A Seção A foi interpretada a partir das sondagens SP-01e SM-04. Amostras obtidas na SM-02 inferem a existência de uma estrutura geológica no local. Fica evidente, a partir da constatação da variação brusca da foliação neste setor da encosta, que ocorreu um dobramento no biotita-gnaisse ou basculamento de blocos de rocha, em função de descontinuidade estrutural (falhamento, injeção, dique, etc). Na Seção B a interpretação geológica pôde ser caracterizada com mais segurança, dada a existência em campo de evidência de uma zona de brecha de falha, correlacionável com eventos relatados em outros trabalhos executados no Gabren da Guanabara. Dessa forma, foi 15

inferida a existência de uma faixa de falha subvertical, preenchida por brecha, com orientação aproximada N75E, cortando o terreno entre as sondagens SP-01 e SM-03. A partir das observações na área e vizinhanças, e da interpretação dos resultados obtidos pelas investigações de campo, o limite sul da faixa de ocorrência da brecha tectônica estaria próximo a SM-04 e o limite norte próximo a SM-03. A SM-03 apresenta o contato entre solo saprolítico com estruturas reliquiares preservadas e a rocha granitóide foliada, com megaclastos, restitos e xenólitos da rocha encaixante. A Foto 4.5 ilustra a foliação sub-horizontal do biotita-gnaisse. Foto 4.5 Detalhe da foliação subhorizontal da biotita gnaisse. A seguir são apresentados os perfis geológico-geotécnicos transversal (Seção A) e longitudinal (Seção B) do maciço. 16

Figura 4.2 Perfil Geológico-Geotécnico transversal (Seção A). 17

Figura 4.3 Perfil Geológico-Geotécnico longitudinal (Seção B). 18

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS A interpretação das seções geológico-geotécnicas, a partir dos perfis individuais das sondagens, definiu também a correlação com compartimentos geotécnicos, no que se refere à natureza do material e sua escavabilidade. Dessa forma, podemos distinguir três compartimentos: aquele onde há predomínio de solos derivados da alteração do biotita-gnaisse, gerando materiais de primeira e segunda categoria; aquele onde há predomínio do material relacionado à brecha de falha, com a presença de blocos de rocha em meio a uma matriz de solo de alteração e saprolito, definindo principalmente material de segunda categoria e, finalmente, um setor onde foi constatada a existência de granito foliado a partir de 8,0m de profundidade, determinando a existência de um compartimento com material de terceira categoria. 19

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA. Geologia de Engenharia, São Paulo, 1998. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6484 Solo - Sondagens de simples reconhecimentos com SPT - Método de ensaio, Rio de Janeiro, 2001. FERRARI, A. L. 2001. Evolução Tectônica do Graben da Guanabara. São Paulo, Tese de Doutorado, Instituto de Geociências, Universidade São Paulo. 412 p. SILVA, L.C.; SANTOS, R.A.; DELGADO, I.M.; CUNHA, H.C.S. 2000. Mapa Geológico do Estado do Rio de Janeiro (Escala 1:500.000). CPRM. Mapa. 20

ANEXO A - Boletins de sondagem 21

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