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.
Revestimento
(CBUQ ou
CCP)
Base (brita
graduada)
Reforço de sub-leito (solo compactado)
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 vibração
e acabamento , manual
Concretagem
com Extrusora
Base de brita
graduada
Base de concreto
compactado a rolo
Pavimentação ferroviária
Compactação de
sublastro de BGS
Trilhos e dormentes
Compactação
do lastro de
brita
Aptidão das rochas para produção de revestimentos
Rocha
Características
São britas pouco angulosas de boa resistência e que consomem menos
Rochas ígneas
cimento no CCP. As rochas ácidas (granitos e granodioritos) podem
faneríticas
apresentar deficiência de adesividade no CBUQ.
Rocha ígneas
afaníticas
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.
Gnaisses
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
Pouco usadas devido à baixa resistência e ao formato lamelar.
Quartzitos
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.
Mármores
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
Ótimas
Rocha ígneas afaníticas
Ótimas
Gnaisses
Boa
Xistos
Ruim
Quartzitos
Ótima
Mármores
Razoável
Arenitos e argilitos
Não aproveitável
Calcários, filitos e ardósias
Não aproveitável
Aptidão dos solos residuais para aterros e reforço de sub-leito
Rocha
Rocha ígnea clara
Rocha ígnea escura
Gnaisse
Xisto
Quartzito
Filito e ardósia
Sedimentar arenosa
Sedimentar argilosa
Uso
Horizonte B
Horizonte C
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
Aptidão
Areias fluviais extraídas da calha
dos rios
Ótimo reforço de sub-leito
Areias fluviais de jazidas
terrestres
Bom reforço de sub-leito
Areias eólicas
Apenas para aterros de menor responsabilidade
Argilas fluviais ou lacustres
Sem aplicação na pavimentação
Turfas
Sem aplicação na pavimentação
Colúvios e tálus
Sem aplicação na pavimentação
Seixos rolados fluviais
Depois de britado e peneirado pode ser útil para base
e revestimento
Seixos rolados de leques aluviais
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
Escoamentos
Fluida
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.
Movimento Rotacional
Solo residual
de arenito
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
BR-376/PR, 2008
SC-456, 2010
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
Soluções de contrapeso
RS486: colúvio espesso de basaltos
BR116-RS: colúvio espesso de
basaltos/arenitos
Crib-wall
Gabiões
RS486: colúvio espesso de basaltos
Soluções que reduzem o
peso na crista com a
introdução de reforços
metálicos.
BR116-SP: migmatito muito alterado
Movimento Rotacional
Movimento Planar
Movimento Translacional
Movimento de Basculamento
Queda
Escoamento
Fluxo
Ocorrem em camadas permeáveis finas de solo,
geralmente associadas às encostas íngremes
Movimento Rotacional
Movimento Planar
RS122: colúvio raso de
basaltos
Movimento Translacional
Movimento de Basculamento
Queda
Escoamento
Fluxo
Movimentos com drenagem
paralela: colúvios rasos ou residuais
insipientes.
Movimento
Rotacional
BR-116:
solo residual
Movimento Planar
de migmatito
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)
Camboriu, BR-116/RS
Reticulado de estacas raiz
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
Movimento Rotacional
Caxias do Sul, 1998
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
Chave granular
BR116-RS: colúvio rastejante
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
Ambiente geológico mais favorável
Escorregamento
rotacional
Aterros, escavações em solos transportados de grande
espessura, escavações em solos residuais espessos de rochas
sedimentares ou metamórficas de baixo grau (ardósias e
filitos)
Escorregamento
planar
Solos residuais pouco espessos sobre rocha ígnea extrusiva
(basaltos) ou metamórficas de alto grau (xistos e gnaisses).
Fluxo de detritos
Talvegues de arroios ou canais condicionados por falhas com
margens favoráveis a escorregamentos planares.
Escorregamento
translacional
Qualquer região de solos residuais pouco desenvolvidos
(saprólitos ou horizonte C) ou rochas. Maior freqüência em
rochas metamórficas de alto grau (xistos e gnaisses)
Rastejos
Colúvios argilosos, sendo mais freqüente em solos coluviais
resultantes de rochas máficas (escuras), metamórficas de
alto grau e sedimentares clásticas argilosas (lamitos).
Rolamento de
Matacões
Solo residual de rochas ígneas plutônicas e gnaisses em locais
íngremes.
Queda de blocos
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
V
H