DNER-PRO 257/94
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MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 1 de 18 RESUMO Este documento, que é uma norma técnica, fixa o procedimento a ser adotado na amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários. Prescreve a metodologia global para estudos de pedreiras virgens e em operação, a amostragem, a qualificação macroscópica de amostras, registro e condições de remessa das mesmas para exame. Apresenta recomendações atinentes à recuperação de amostras nas sondagens rotativas, para fins de reinspeção de pedreira e extrapolação de resultados para áreas não sondadas, e ainda para documentação técnica de campo e de laboratório, referente a observações e exames realizados. ABSTRACT This document is a standard and contains rules to be followed for rock sampling in quarries, for using in road construction. SUMÁRIO 0 APRESENTAÇÃO 1 INTRODUÇÃO 2 OBJETIVO 3 REFERÊNCIAS 4 METODOLOGIA GLOBAL PARA ESTUDOS DE PEDREIRAS VIRGENS E EM EXPLORAÇÃO 5 AMOSTRAGEM 6 CONTAMINAÇÃO, MISTURA, ENFRAQUECIMENTO MACROSCÓPICA E MICROSCÓPICA DAS AMOSTRAS 7 AVALIAÇÃO APROXIMADA MICROSCÓPICA 8 REGISTRO E REMESSA DE AMOSTRAS 9 RECOMENDAÇÕES Anexo Normativo Anexo Informativo DA QUALIDADE DA E ROCHA QUALIFICAÇÃO EM ANÁLISE MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento 0 Página 2 de 18 APRESENTAÇÃO Esta Norma decorreu da necessidade de se adaptar, quanto à forma, a DNER-PRO 257/90 à DNER-PRO 101/93, mantendo-se inalterável o seu conteúdo técnico. 1 INTRODUÇÃO 1.1 A amostragem e identificação de materiais pétreos, que constituem as pedreiras comerciais e virgens para fins rodoviários, devem ser função das condições geológicas. 1.2 A amostragem e identificação envolvem técnicas complexas. 1.3 Na seleção destas técnicas têm surgido dúvidas, em maior ou menor quantidade, e que têm sido suprimidas pelo conhecimento e experiência de geólogos encarregados dos estudos e das coletas das amostras de rocha. 1.4 Com esta Norma pretende-se, baseado nos resultados da experiência de anos do DNER, estabelecer um procedimento padrão para estudos de pedreiras virgens e em exploração, abrangendo levantamentos topográficos, mapeamentos geológicos, sondagens e coletas de amostras de rochas para ensaios de laboratório. 2 OBJETIVO Esta Norma tem como objetivo determinar a metodologia para a localização, topografia, mapeamento geológico, sondagens e coleta de amostras de rochas para ensaios em laboratório, de pedreiras virgens e comerciais, para utilização em obras rodoviárias. 3 REFERÊNCIAS 3.1 NORMAS COMPLEMENTARES Na aplicação desta Norma é necessário consultar: a) DNER-IE 006/94 – Materiais rochosos usados em rodovias – análise petrográfica; b) DNER-PRO 102/94 – Sondagem de reconhecimento pelo método rotativo. 3.2 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS No preparo desta Norma foram consultados os seguintes documentos: a) b) c) d) DNER-PRO 257/90 – Rochas em pedreiras para fins rodoviários – amostragem; DNER-PRO 120/85 – Coleta de amostras de agregados; DNER-PRO 014/79 – Mapeamento geológico geotécnico para obras viárias; DNER-PRO 012/79 – Fotointerpretação geológica aplicada a engenharia civil; MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 3 de 18 e) DNER-ME 045/87 – Prospecção geofísica pelo método da sísmica de refração; f) DNER-ME 040/79 – Prospecção geofísica pelo método de eletrorresistividade; g) ABNT TB-310, de 1987, registrada no SINEMTRO como NBR-9942 – Constituintes mineralógicos dos agregados naturais; h) ABNT TB-3, de 1969, registrada no SINEMTRO como NBR-6502 – Rochas e solos; i) ABNT NB-28, de 1968, registrada no SINMETRO como NBR-6490 – Reconhecimento e amostragem para fins de caracterização de ocorrência de rochas; j) ABNT MB-6, registrada no SINMETRO como NBR-7216 – Amostragem de agregados; k) ABNT NB-601, de 1983, registrada no SINMETRO como NBR-6497 – Levantamento geotécnico; l) ASTM D 420-87 – Investigations and sampling soil and rock for engineering purposes; m) ASTM D 75-87 – Methods for sampling aggregates; n) ASTM C 33-86 – Specification for concrete aggregates; o) ASTM D 3282-83 – Recommended practice for classification of soils and soil aggregate mixture for highway construction purposes; p) CESP-MCA-21 – Procedimento para amostragem do agregado. 4 APARELHAGEM 4.1 PEDREIRAS VIRGENS 4.1.1 Topografia 4.1.1.1 Deve ser executada abrangendo área superior aos limites exploráveis e que envolva métodos convencionais de topografia ou por restituição de fotografias aéreas. Em cada uma das ocorrências selecionadas, devem ser registrados todos os elementos necessários para determinar a situação da mesma em relação ao eixo da rodovia. 4.1.1.2 Em ambos os casos, as curvas de nível devem ser espaçadas de 1,00 m e a planta deve estar em escala compatível com a complexibilidade geológica local. 4.1.2 Mapeamento geológico 4.1.2.1 Deve ser realizado reconhecimento geológico para orientação dos trabalhos de localização e exploração mais corretos das ocorrências rochosas, que contenham materiais pétreos com possibilidade de uso rodoviário (pavimentos, drenagem, obras de artes especiais, etc.) 4.1.2.2 De superfície 4.1.2.2.1 De posse do levantamento topográfico executa-se o mapeamento geológico de superfície com aplicação de técnicas de fotografias aéreas, conjugadas ou não com o uso de alidade e prancheta, trena, bússola e binóculo. 4.1.2.2.2 Devem ser levantados em princípio os seguintes elementos geológicos e mapeáveis dentro da escala de trabalho: MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 4 de 18 a) descrição, classificação geológica e variações apreciáveis; - espessura, natureza e outros aspectos tecnológicos do estéril. b) c) d) e) f) origem geológica da ocorrência; estratigrafia e distribuição geológica das formações existentes; espessura das formações geológicas; variações geomecânicas apreciáveis; elementos estruturais : atitudes, dobras, falhas, fraturas, lineações, incrustações, instrusões, amígdalas, vesículas, veios, diques, inclusões, material de preenchimento; g) contatos geológicos entre as formações; h) textura das rochas existentes. 4.1.2.3 De sub-superfície 4.1.2.3.1 De posse do mapeamento geológico de superfície, e com o objetivo de se determinar a cubagem, reservas da ocorrência e estimativa da qualidade de seus materiais, deve ser iniciado o mapeamento geológico de sub-superfície, baseado em: - sísmica de refração - eletrorresistividade - sondagens à percussão (só com uso da lâmina de lavagem) - sondagens rotativas - poços de escavações - trincheiras - trado a) geofísicas Sondagens b) mecânica 4.1.2.3.2 O mapeamento geológico de sub-superfície deve ser executado com o emprego da geofísica (sísmica de refração e/ou eletrorresistividade), o qual, junto com o da geologia de superfície, determinarão a programação da sondagem rotativa. O diâmetro das investigações rotativas deve ser EX e/ou AX, podendo ser maior em casos especiais, definidos pela complexibilidade geológica local e em função de algum ensaio especial. A profundidade dos furos programados deve estar sempre concordante com a avaliação da complexibilidade geológica de sub-superfície, feita em função do mapeamento geológico de superfície. Pelo menos um dos furos programados deve atingir uma profundidade equivalente a menor cota existente na base do maciço rochoso. MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 5 de 18 4.1.2.3.3 O número de furos programados deve ser uma função direta da complexibilidade geológica do maciço rochoso e da quantidade de material necessário para ensaios de laboratório. 4.1.2.3.4 Os perfis individuais dos furos e as seções feitas ao longo das linhas determinadas pela geologia, devem conter obrigatoriamente todas as informações conseguidas nas investigações de sub-superfície, por meio da geofísica e para rotativa, tais como: 4.2 diferentes tipos litológicos mapeáveis; diferentes tipos de aspectos estruturais contendo ou não material de preenchimento (fraturas, falas ou diáclasses, dobras, xistosidades, lineações, etc.); seleção das áreas contendo material de boa qualidade; registro das respectivas porcentagens de ocorrências em termos volumétricos. PEDREIRAS COMERCIAIS (EM EXPLORAÇÃO) 4.2.1 Topografia 4.2.1.1 Com a pedreira em exploração assume formas que variam com o tempo, o mapeamento geológico das pedreiras em exploração poderá ou não usar base topográfica. 4.2.2 Geologia de superfície 4.2.2.1 Deve ser realizado mapeamento geológico de superfície utilizando a técnica de fotografias aéreas aplicada a fotografias comuns, alidade e prancheta, bússola e trena, e também o emprego de desenho à mão livre, por se tratar de pedreiras já com praça e bancadas. 4.2.2.2 O mapeamento geológico do paredão vertical da pedreira deve ser feito para duas situações reais : lavra sem bancada e lavra com bancada. Nota 1 : Como agora a geologia de superfície é na verdade uma geologia de um paredão vertical aberto por detonações, a geologia de sub-superfície, paradoxalmente, será uma geologia horizontal que se estende para dentro do maciço. 4.2.2.3 Lavra sem bancada (paredão) 4.2.2.3.1 O mapeamento das feições litoestruturais da parede deve ser realizado utilizando a técnica do desenho e fotografia comum, com a aplicação de alguns critérios e técnicas da aerofotogrametria. 4.2.2.3.2 A técnica do desenho consiste em registrar por meio de croquis, as feições litoestruturais mais proeminentes que ocorram no maciço rochoso (dobras, fraturas, litologia, capa, etc.). Este registro implica em medir e estimar, respectivamente, as dimensões dos aspectos litoestruturais acessíveis, e inacessíveis mais importantes. 4.2.2.3.3 O croqui deve ser feito em papel quadriculado para retratar o mais verdadeiramente possível as relações dimensionais das feições, quando estas estiverem representadas num plano vertical. MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 6 de 18 4.2.2.3.4 O croqui ou o desenho deve representar, da maneira mais fiel possível, todas as feições litoestruturais e descontinuidades em uma situação de perspectiva, visando definir a continuidade dos aspectos litoestruturais e/ou descontinuidades para dentro do maciço, nos vários sentidos de um plano horizontal visível (Anexo Figura 1). 4.2.2.3.5 A técnica da fotografia, para o mapeamento geológico de um paredão vertical da pedreira, deve consistir na aplicação, tanto quanto possível, dos princípios básicos da aerofotogrametria às fotografias tiradas com máquina, em princípio, comuns. Esta técnica consiste em: - estabelecer uma linha-base, distanto D metro do pé do paredão, sobre a qual se posicionará a máquina fotográfica. D será função da menor dimensão de alguma descontinuidade do paredão que se deseja mapear; - e ao longo da linha-base, marcar pontos equidistantes entre si, de tal modo que produza uma superposição lateral das fotos de 60%, e uma superposição vertical de 30%, para se obter a estereoscopia. Para montagem de mosaico poderá haver superposições inferiores às recomendadas. A Figura 2 em anexo, mostra como posicionar a máquina e a marcha do cálculo de D e E; a Figura 5 mostra o boletim para o preenchimento dos trabalhos fotográficos. 4.2.2.4 Lavra com bancadas 4.2.2.4.1 Usa-se a mesma técnica descrita para lavra sem bancada aplicando o desenho e fotografia, acrescida de trabalhos complementares de mapeamento mediante o uso de alidade e prancheta. 4.2.3 Geologia de sub-superfície 4.2.3.1 O mapeamento geológico do paredão vertical de uma pedreira, com ou sem bancadas, deve ser feitas por dois métodos: o método do desenho auxiliar e o método da fotografia terrestre (Figuras 1, 3 e 4 em anexo), com a utilização de critérios fotogramétricos e fotogeológicos para mapeamento. Nota 2 : O trabalho de mapeamento geológico de sub-superfície, de uma pedreira comercial, é constituído pelo conhecimento da geologia horizontal, que muitas vezes pode ser extrapolado para dentro do maciço. 5 AMOSTRAGEM 5.1 A amostragem deve ser sempre representativa da litologia mapeada, tanto na pedreira virgem, como na em exploração. 5.1.1.1 Na amostragem deve ser tomada a precaução para que a amostra apresente a natureza e o estado litoestrutural do maciço rochoso, havendo, para isto, a necessidade de ser feita sob a orientação do geólogo e/ou engenheiro bem familiarizado com o assunto. MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 7 de 18 5.1.1.2 Após a complementação das geologias de superfície e sub-superfície, procede-se a coleta de amostras representativas das litologias e materiais de preenchimento das estruturas existentes. 5.1.1.3 A quantidade de amostra é função do número e dos tipos de ensaios programados para caracterizar, aceitar ou rejeitar a ocorrência. 5.1.1.4 Quando não existir frente de exploração, a coleta de amostra deve ser feita por quatro tipos de processos, isolados ou em conjunto, isto é, por testemunhos de sondagens rotativas da prospecção programada, por fogacho de algum bloco de rocha ou afloramentos por utilização de ponteiros e por cata. 5.1.1.5 As ocorrências alternadas e/ou as descontinuidades acentuadas devem merecer atenção especial por ocasião das amostragens. 5.1.1.6 A quantidade mínima de amostra coletada deve ser de 130 kg, aproximadamente, por litológica. 5.1.1.7 Independentemente de sua forma, a amostra deve estar devidamente etiqueta e embalada, para que não venha ser danificada em caso de viagem longa. 5.2 A amostragem deve ser executada imediatamente após o mapeamento geológico da frente de exploração. 5.2.2 As amostras devem ser coletadas das variedades litológicas existentes (são, alteradas e material de preenchimento de fraturas). 5.2.3 Após um desmonte, devem ser coletados cerca de 130 kg de cada litologia e também cerca de 130 kg de britas quarteadas. 5.2.4 Toda a amostra coletada, deve estar devidamente etiqueta e embalada para que não seja danificada, no caso de viagem longa. Nota 3 : A representatividade da mostragem é função direta do mapeamento geológico de superfície e sub-superfície, devendo, por isto, a amostragem ser feita sob a orientação de geólogo e/ou engenheiro bem familiarizado com o assunto. 6 CONTAMINAÇÃO, MISTURA, ENFRAQUECIMENTO MACROSCÓPICA E MICROSCÓPICA DAS AMOSTRAS E QUALIFICAÇÃO 6.1 Numa pedreira já em exploração, o mapeamento geológico de sua frente pode revelar dois tipos básicos de feições: - litológica; - estrutural. 6.2 As amostras numa pedreira em exploração poderão estar contaminadas, misturadas e enfraquecidas. MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 8 de 18 6.2.1 Estarão “contaminadas” de uma certa percentagem em volume, quando pelo menos uma das feições litológicas mapeadas for enquadrada num dos símbolos A.3 e A.4 da Tabela 1, referente a grau de alteração. 6.2.2 Estarão “misturadas”, também de uma certa percentagem em volume, quando todas as feições litológicas mapeadas forem enquadradas nos símbolos A.0, A.1 e A.2 da Tabela 1 referente a grau de alteração. 6.2.3 Poderão estar “enfraquecidas”, de um certo grau, quando as feições estruturais em enquadrarem o corpo rochoso nos símbolos da Tabela 2, referente a grau de estruturamento. TABELA 1 – GRAU DE ALTERAÇÃO Símbolo Grau de alteração A.0 Rocha sã ou praticamente sã A.1 Rocha pouco alterada A.2 Rocha medianamente alterada A.3 Rocha muito alterada A.4 Rocha extremamente alterada Características Aspecto sadio ou leve alteração hidrotermal. As fraturas podem apresentar sinais de oxidação. Perda do brilho dos minerais constituintes, juntas oxidadas ou levemente alteradas. Significativas porções de rochas mostram-se descoloridas ou oxidadas e apresentam sinais de intemperismo (mudanças químicas, microfissuração). Toda a rocha apresenta-se descolorida ou oxidada, cristais alterados e fissurados. Rocha descomposta, friável textura e estruturas preservadas. TABELA 2 – GRAU DE ESTRUTURAMENTO Grau Símbolo Nº de estrutura p/m² Ocasionalmente estruturada E1 < 0,01 Pouco estruturada E2 0,01 – 0,09 Medianamente estruturada E3 0,091 – 0,09 Muito estruturada E4 0,91 – 1,1 Extremamente estruturada E5 > 1,1 6.3 Qualificação macroscópica 6.3.1 Deve ser realizada qualificação macroscópica das amostras de acordo com a Norma DNERIR 006/94 (ver item 3.1.a), tendo em vista determinar o número de lâminas representativas das litologias para o exame microscópico. 6.3.2 A qualificação macroscópica deve ser feita em rigor, não sobre uma pequena amostra de mão, mas sim sobre os 130 kg de amostras coletadas. 6.4 Qualificação microscópica MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 9 de 18 6.4.1 O uso da Tabela 3, conjugado com o preenchimento do Boletim da Figura 6 em anexo, permite uma orientação quanto a qualificação petrográfica da amostra. 7 AVALIAÇÃO APROXIMADA DA QUALIDADE DA ROCHA EM ANÁLISE MICROSCÓPICA 7.1 A avaliação aproximada da qualidade da rocha, pela análise microscópica, é feita usando a Tabela 3. TABELA 3 – AVALIAÇÃO APROXIMADA DA QUALIDADE DA ROCHA EM ANÁLISE MICROSCÓPICA (SEGUNDO V. SUBCOV) Rochas Sinais favoráveis - Granitos e Xistos Cristalinos (Gnaisses) Gabros e Diabásicos Basaltos - Calcário e Dolomitas - Arenitos - boa sanidade geral dos feldspatos, não fraturados; baixa % de mica; alta % de quartzos não fraturados; ausência de piritas ativas; textura cristalina fina e equigranular. boa sanidade geral dos feldspatos; alta % de hornblenda e/ou piroxênios; ausência de serpentinização e cloritização; ausência de piritas ativas. predominação de piroxênios; ausência ou baixa % de baixa vítica; textura micro-cristalina; baixa % de olivina; uniformidade nos grãos; ausência de baixa % de vacúolos e/ou amigdalas; ausência de piritas ativas. textura cristalina fina ou média equigranular; estrutura densa (rocha fechada, ausência de porosidades); ausência de piritas (especialmente aquelas finamente disseminadas que dão à rocha coloração cinza ou azulada); ausência de intercalações de serpentina, mica e minerais similares; pouco presença de camadas finas; ausência de fraturas fortuitas; baixa presença de oolitos e fósseis. grãos exclusivamente ou quase exclusivamente de quartzo; grãos sadios de feldspatos; baixa % de mica ou glauconita; cimento silicoso sobrepondo ao cimento calcário e/ou ferruginoso; baixo conteúdo de matriz argilosa; baixa % de poros; textura equigranular. MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 10 de 18 8 REMESSA E REGISTRO DE AMOSTRAS 8.1 As amostras devem ser coletadas segundo observação atenta do que recomenda esta Norma e também que as mesmas sejam enviadas, já devidamente registradas, conforme “Ficha de Registro de Amostras”, modelo abaixo: Ficha de Registro da Amostra Interessado : ............................................................................................................................. Pedreira : .................................................................................................................................. Localização : ............................................................................................................................. Uso Previsto : ............................................................................................................................ Quantidade de Amostra por tipo Litológico : ................................................................................................................................. ................................................................................................................................ Documentos que acompanham as amostras Mapa geológico da Pedreira Desenho Mosaico Fotográfico, com localização da amostragem Descrição do Método de Coleta de Amostras 9 RECOMENDAÇÕES 9.1 As amostras recuperadas nas sondagens rotativas em rochas devem obedecer o item nº 6, designado Amostragem e acondicionamento, da Norma DNER-PRO 102/94 (ver 3.1.b). 9.2 Após três meses de produção contínua, ou avanço de 1 m no corpo total da pedreira, esta deve ser submetida a uma Inspeção, de acordo com o estabelecido nesta Norma. MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento Página 11 de 18 9.3 Extrapolação em áreas não sondadas somente pode ser feita quando houver certeza de uniformidade geológica no segmento. 9.4 No relatório final de amostragem, incluir cópias de perfis individuais de sondagens e os resultados de ensaios realizados em laboratório de campo. ANEXO NORMATIVO – FIGURAS FIGURA 1 MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento FIGURA 2 Página 12 de 18 MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento FIGURA 3 Página 13 de 18 MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento FIGURA 4 Página 14 de 18 MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento FIGURA 5 Página 15 de 18 MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento FIGURA 6 Página 16 de 18 MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento ANEXO INFORMATIVO – FIGURAS FIGURA 1 – PEDREIRA A SER EXPLORADA Página 17 de 18 MT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM Amostragem de rochas em pedreiras para fins rodoviários Norma Rodoviária DNER-PRO 257/94 Procedimento FIGURA 2 – CORTE AA’ Página 18 de 18
