Conceitos básicos de cartografia geotécnica

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

F A C U L D A D E D E T E C N O L O G I A

UNIVERSIDADE DE BRTASÍLIA

“CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA“

Professor: Dr.- Eng. Newton Moreira de Souza

UNB Universidade de Brasilia Faculdade de Tecnologia Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

novembro 2004

CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA

SUMÁRIO CONCEITOS BÁSICOS DA CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA

M E T O D O L O G I A DA I A E G 1

l. INTRODUÇÃO

2. PRINCÍPIOS

2.1 Introdução

2.2 Definição de um mapa geotécnico

2.3 Classificação dos mapas geotécnicos

2.4 Princípios de classificação de rochas e solos p/ mapas geotécnico

2.5 Condições hidrogeológicas

2.6 Condições geomorfológicas

2.7 Avaliação de fenômeno geodinâmico

2.8 Princípios do zoneamento geotécnico

2.9 Princípios gerais

3. TÉCNICAS PARA AQUISIÇÃO E INTERPRETAÇÃO DE DADOS

3.1 Introdução

3.2 Métodos gerais de mapeamento geológico

3.3 Quesitos especiais para o mapeamento geotécnico

3.4 Técnicas especiais para mapeamento geotécnico

4. APRESENTAÇÃO DOS DADOS EM MAPAS GEOTÉCNICOS

4.1 Introdução

4.2 Mapas de Multifinalidade

4.3 Mapa de Finalidade Especial

4.4 Mapa Geológico Interpretativo

4.5 Representação tridimensional em mapas

1 IAEG- International Association of Engineering Geology

Cartografia geotécnica

ENC/FT/UNB

ii

4.6 Seções cruzadas geotécnicas

4.7 Mapa de documentação

4.8 Legenda e explicação

5. ESQUEMA DO MEMORIAL DESCRITIVO

M E T O D O L O G I A DA EESC/USP 2

1. INTRODUÇÃO

2. PRINCÍPIOS BÁSICOS

3. ATRIBUTOS

3.1. Definições

3.2. Considerações gerais

3.3. Tipos de atributos

4. CARTAS DERIVADAS

4.1. Mecanismos para elaboração das cartas derivadas

4.2. Principais tipos de cartas derivadas

5. BIBLIOGRAFIA

2 EESC/USP- Escola de Engenharia de São Carlos da universidade de São Paulo


CONCEITOS BÁSICOS DA CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA

M E T O D O L O G I A DA I A E G 1

l. INTRODUÇÃO

O mapeamento geotécnico iniciou e desenvolveu-se através da cooperação entre

geólogos e engenheiros na construção de grandes obras de engenharia. Os primeiros mapas

pouco diferenciavam dos mapas estruturais, tectônicos e lito-estatigráficos comuns.

Gradualmente a exigência crescente por parte dos engenheiros de mais dados geológicos,

guiou o aparecimento dos primeiros textos explicativos, aumentando a legenda e finalizando

nos mapas geológicos atuais com mais informações específicas no aspecto técnico do

fenômeno geológico e sua interpretação ligada a engenharia.

Progressos na teoria e na prática do mapeamento geotécnico, contudo, tem mostrado

que os atuais mapas "técnicos", "derivados" ou "interpretativos", não são verdadeiramente os

mapas geotécnicos.

A geotecnia tem por objetivo fornecer a engenheiros, planejadores e projetistas as

informações que os permitam realizar obras de engenharia e o desenvolvimento regional, na

melhor harmonia possível com o ambiente geológico. Sem esta harmonia pode ocorrer

incidente de conseqüências desastrosa, afetando não somente a economia e durabilidade mas

também a segurança das obras e do meio ambiente.

Sendo o ambiente geológico um sistema complexo e dinâmico com diversos

componentes, ele não pode ser globalmente estudado por ocasião dos trabalhos de construção

e outras atividades de engenharia.

Usando o método dos modelos, se constróem esquema simplificado com os

componentes que tem significativa importância a geotecnia, a saber: a distribuição e

1 IAEG- International Association of Engineering Geology

Cartografia Geotécnica

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propriedades da rocha e solo, a água subterrânea e superficial, as características do relevo e

processos geodinâmicos presentes.

Um mapa geotécnico mostra que a distribuição e relações espaciais destes

componentes básicos, podem refletir a história como também a dinâmica do desenvolvimento

das condições geotécnicas, permitindo prognosticar a influência do ambiente na obra, como

também prever em qual aspecto a obra interferirá com o ambiente. Evidentemente tais mapas

não podem substituir uma investigação detalhada local, mas poderão auxiliar no projeto

racional da investigação local e na interpretação dos resultados.

Os mapas podem servir somente a certas finalidades específicas, ou podem apresentar

um extenso propósito de múltiplas finalidades necessárias para resolver problemas mais

gerais. Eles podem ser úteis nas primeiras etapas do planejamento, como também nos estágios

finais dos projetos urbanos, industriais, de transporte, hidrotécnicos e de outras construções.

Dependendo da finalidade, os mapas podem ser de variada extensão, escala e detalhe.

Podem ter diferentes conteúdos e uma variada escolha dos atributos mapeados, como também

diferentes aspectos de sua avaliação.

Em todas estas variedades e individualidades os mapas geotécnicos, como os mapas

litológicos, estratigráficos e tectônicos devem incorporar certas convenções, uma

classificação e princípios comuns e certos grau de padronização.

2. PRINCÍPIOS

2.1 Introdução

Os principais fatores criadores da condição geotécnica são: a rocha e solo, água,

condição geomorfológica e fenômeno geodinâmico.

Um mapa fornece uma melhor idéia de um ambiente geológico. quando incluir o

caráter e a variação das condições geotécnicas, seus componentes individuais e suas inter-

relações. Mas mapas são modelos simplificados dos fatos e a complexidade dos vários

fatores geológicos nunca poderão ser inteiramente representados. O grau de simplificação

depende principalmente da finalidade e escala do mapa, da importância relativa dos fatores

geotécnicos específicos ou relacionados, da precisão das informações e técnicas de

representação usada.

Um mapa geotécnico deve satisfazer as seguintes exigências:


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1- Retratar as informações objetivas necessárias para avaliar as características geotécnicas

relativas ao planejamento regional, a seleção do lugar e método mais adequado de construção

e mineração.

2- Fazer o possível para prever as variações na situação geológica induzida pelo

empreendimento proposto e para sugerir medidas preventivas necessárias.

3- Apresentar informações de forma a facilitar o entendimento por profissionais que o

usarão, os quais podem não ser geólogos.

Mapas geotécnicos podem ser baseados nos mapas geológicos, hidrogeológicos e

geomorfológicos, mas devem apresentar e avaliar os fatos básicos fornecidos por estes mapas

em termos de geotecnia.

2.2 Definição de um mapa geotécnico

Um mapa geotécnico é um tipo de mapa geológico, que fornece uma representação

generalizada de todos os componentes do ambiente geológico de significado no planejamento

do uso da terra, e em projetos, construção e manutenção aplicada a obras civis e mineiras.

As feições geológicas representadas nos mapas geotécnicos são:

1- Caráter das rochas e solos, incluindo sua distribuição, arranjo estratigráfico e

estrutural, idade, gênese, litologia, estado físico e suas propriedades mecânicas e

físicas.

2- Condições hidrogeológicas, incluindo a distribuição da capacidade de água no solo e

rochas, zonas de saturação em descontinuidades abertas, profundidade do nível de

água e suas variações flutuantes, regiões de água confinada e níveis piezométricos,

coeficiente de estocagem, direção de fluxo, fontes, rios, lagos e o limite e intervalo de

ocorrência de enchentes, ph, salinidade e corrosividade.

3- Condições geomorfológicas, incluindo superfície topográfica e elementos

importantes da paisagem.

4- Fenômeno geodinâmico, incluindo erosão e deposição, fenômeno eólico, permafrost,

movimentos de encostas, formação de condições cársticas, subsidência, variação no

volume do solo, dados de fenômeno sísmicos (inclusive falhas ativas), movimentos

tectônicos regionais correntes e atividades vulcânicas.


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2.3 Classificação dos mapas geotécnicos

Os mapas geotécnicos podem ser classificados de acordo com: finalidade, conteúdo e

escala.

2.3.1 De acordo com a finalidade

2.3.1.1 Finalidade especial:

Fornecem informações seja de um aspecto específico da geotecnia seja para uma

finalidade específica.

2.3.1.2 Multifinalidade:

Fornecem informações de muitos aspectos de geotecnia para os diversos usos do

planejamentos e trabalhos da engenharia.

2.3.2 De acordo com o conteúdo

2.3.2.1 Mapas analíticos:

Fornecem detalhes ou a avaliação dos componentes individuais do ambiente

geológico. Em geral seu conteúdo é expresso no título; por exemplo: mapa de graus de

intemperismo, mapa de fissuras, mapa de risco sísmico.

2.3.2.2 Mapas sintéticos:

Existem de dois tipos:

a) mapas de condições geotécnicas,

Descreve os principais componentes do ambiente geotécnico;

b) mapas de zoneamento geotécnico,

Avalia e classifica unidades territoriais individuais com base na uniformidade de suas

condições geotécnicas.

Em pequena escala, estes dois tipos de mapas podem ser combinados.

2.3.2.3 Mapas auxiliares:

Apresentam dados factuais e são, por exemplo: mapas de documentação, contornos

estruturais, isolinhas.

2.3.2.4 Mapas complementares:

Estão incluídos os geológicos, tectônicos, geomorfológicos, pedológicos, geofísicos e

hidrogeológicos. São mapas de dados básicos, os quais, algumas vezes, são incluídos como

um grupo de mapas geotécnicos.


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2.3.3 De acordo com a escala

2.3.3.1 Grande escala - 1:10.000 ou maior.

2.3.3.2 Média escala - entre 1:10.000 e 1:100.000.

2.3.3.3 Pequena escala - 1:100.000 ou menor.

2.4 Princípios de classificação de rochas e solos para mapas geotécnicos

As unidades de um mapa geotécnico são caracterizadas por um certo grau de

homogeneidade nas propriedades geotécnicas básicas. O principal problema no mapeamento

geotécnico é determinar as caraterísticas geológicas da rocha e solo que sejam estreitamente

relacionadas com as propriedades físicas, tais como resistência, deformabilidade,

durabilidade, permeabilidade, que são importantes na geotecnia.

Este problema se dá pela falta de dados sobre a variabilidade regional das

propriedades das rochas e solo e por não existirem métodos e técnicas para a determinação

rápida e de baixo custo capaz de fornecer dados em quantidades suficientes. Por esta razão se

usa algumas propriedades geológicas que melhor indiquem as características geotécnicas e

físicas:

a) composição mineralógica, estreitamente relacionada a densidade específica, limites de

Atterberg e índice de plasticidade;

b) características estruturais e texturais, relacionadas ao peso específico, tais como

distribuição granulométrica e porosidade.

c) umidade, grau de saturação, consistência, fissuração, grau de intemperismo e de alteração,

relacionados com o estado físico dos solos e rochas e indicam propriedades de resistência,

característica de deformação, permeabilidade e durabilidade.

Classificação baseada na litologia e modo de origem:

a)Tipo Geotécnico (E.T.): tem um alto grau de homogeneidade física. Apresenta

uniformidade na litologia e no estado físico. São caracterizados por valores determinados

estatisticamente a partir de determinações individuais de propriedades mecânicas e físicas.

Usual em mapas de grande escala.

b)Tipo Litológico (L.T.): é homogêneo em relação a composição, textura e estrutura, mas

usualmente não é uniforme no estado físico. Somente uma idéia geral das propriedades de

engenharia pode ser apresentada. Usuais em mapas de grande escala e, onde possível, em de

média escala.


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c)Complexo Litológico (L.C.): compreende um grupo de tipos litológicos geneticamente

relacionados, desenvolvidos sobre condições geotectônicas e paleogeográficas específicas.

Em cada complexo o arranjo espacial do tipo litológico é uniforme e distinto, mas um

complexo litológico não é necessariamente uniforme em seu estado físico e características

litológicas. Não é possível definir propriedades mecânicas e físicas para todo o complexo,

mas somente fornecer dados dos tipos litológicos individuais e indicar o comportamento geral

do complexo. Usual em mapas de escalas pequena e média.

d)Suíte Litológica (L.S.): compreende muitos complexos litológicos desenvolvidos sob

condições tectônicas e paleogeográficas, no geral, similares. Somente algumas propriedades

geotécnicas gerais podem ser definidas. São usadas em mapas de pequena escala.

2.5 Condições hidrogeológicas

Condições hidrogeológicas afetam o uso da terra, o planejamento, a seleção de local

assim como o custo, durabilidade e segurança das estruturas. Águas subterrâneas e

superficiais são importantes nos processos geodinâmicos como o intemperismo, movimento

de encostas, sufusão química e mecânica, desenvolvimento de condições cársticas, variação

volumétrica do solo por contração e expansão, e colapso em solos de loess. A água modifica

as propriedades da rocha e do solos e influencia os métodos de construção e escavação.

O regime das águas superficiais e subterrâneas é diretamente influenciado por

estruturas hidráulicas e pela extração da água subterrânea, e indiretamente por fatores tais

como, urbanização e desflorestamento, que aumentam o escoamento superficial, a carga de

sedimentos e a erosão, influenciando outros processos tais como movimento de encostas e

sedimentação.

Para caracterizar as condições hidrogeológicas devem ser avaliadas e representadas no

mapa as seguintes informações: distribuição da água de superfície e subsupefície, condição de

infiltração, teor de umidade, direção e velocidade do fluxo subterrâneo, fontes e percolações

em horizontes com aqüífero individual, profundidade do nível da água e suas flutuações,

regiões de água confinada e seus níveis piezométricos, propriedades hidroquímicas tal como

ph, salinidade, corrosibilidade, e presença de bactérias ou outros poluentes.

Em mapas de pequena escala a hidrogeologia é representada por símbolos e números.

Em média escala o nível de água pode ser representado por contornos e suas variações de

flutuação por números. Em grande escala se usa isolinhas e números para flutuações.


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2.6 Condições geomorfológicas

Mapeamento geomorfológico é auxiliar na explicação da história recente do

desenvolvimento da paisagem, tal como a formação dos vales, terraços, configuração das

encostas e os processos operantes na paisagem atual. Este é parte essencial no mapeamento

geotécnico, e pode ser realizado rapidamente e a um baixo custo, sendo freqüentemente um

fator decisivo no planejamento das investigações geotécnicas.

A apreciação das condições geomorfológicas num mapeamento geotécnico pode ser

mais do que uma simples descrição da superfície topográfica. Pode-se incluir uma explanação

das relações entre condições de superfície e a situação geológica; a origem, desenvolvimento

e idades dos elementos geomorfológicos individuais; a influência das condições

geomorfológicas na hidrologia e processos geodinâmico. É importante a previsão de ameaças

às feições geomorfológicas, tais como a erosão lateral das margens dos rios, movimento de

dunas, colapso em zonas cársticas ou áreas enfraquecidas, pela mineração .

Superfície topográfica é mostrada por curvas de nível em mapas de todas as escalas.

Símbolos pontuais são usados para indicar elementos geomorfológicos em mapas de pequena

escala. Em mapas de média e grande escala, se pode representar os atuais limites e detalhes

das feições geomorfológicas.

2.7 Avaliação de fenômeno geodinâmico

Fenômeno geodinâmico são fenômeno do ambiente geológico que resultaram de

processos geológicos ativos na atualidade. Excluem-se os processos de deposição e alteração,

por estarem inclusos na descrição de rochas e solos.

Os processos geológicos e as feições deles decorrentes são:

a)Erosão e deposição: condições favoráveis para erosão excessiva são dadas por rochas

brandas de baixa permeabilidade, taludes moderados a acentuados , vegetação rala e alta

pluviosidade concentrada em pequenos períodos de tempo. Sedimentos lavados nas encostas

podem acumular-se nas baixadas, em calhas e em outros locais, ou contribuir para o rápido

assoreamento de reservatórios. Fatores contribuintes são: supercultivo, desmatamento e

desenvolvimento urbano. As feições erosivas comumente registradas nos mapas geotécnicos

são, encostas sulcadas e ravinadas, e margens de rios e linhas de praias que são ativamente

erodidas.


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b)Processos eólicos: estão geralmente entre os processos geodinâmico menos problemáticos,

mas pode ser perigoso para estruturas de obras em certas áreas. Super pastoreio, cultivo

acentuado ou desmatamento podem criar campos de dunas. Dunas e feições similares são

registradas em mapas geotécnicos.

c)Movimento de encostas: ocorrem sob a influência da gravidade e incluem rastejo,

escorregamento, fluxo e queda de todos os tipos de solos e rochas. Movimento de encostas

são causados ou iniciados por outros processos naturais ou por atividades humanas. As

condições adequadas para o movimento e as feições resultantes podem ser mapeadas, porem

os fatores que os iniciam freqüentemente não o são.

Os fatores causadores de movimento das encostas podem ser divididos em dois: os que

reduzem a resistência ao cisalhamento e aqueles que aumentam as tensões de cisalhamento no

talude.

d)Permafrost: problemas construtivos podem ser esperados em materiais finos

permanentemente gelados, podendo registrar suas feições.

e)Feições cársticas: são comuns em superfície, as dolinas, vales escondidos e vales secos

com paredes íngremes; em subsuperfície, sistemas de cavernas tornam a superfície do

"bedrock" irregular e normalmente coberta por solos de diferentes compressibilidade.

f)Sufusão: lavagem das partículas finas de materiais inconsolidados, em particular das areias

e cascalhos. Podem oferecer problemas consideráveis em projetos de estruturas hidráulicas.

g)Variações do volume do solo: variações de volume por contração e/ou expansão dos solos

podem causar perdas às estruturas.

h)Atividade sísmica e vulcânica: feições sísmicas geodinâmicas são resultantes de

atividades sísmicas, o suficiente para sentir o seu efeito e ainda ser visível como formas do

relevo. Feições associadas com falhas ativas incluem desvios na drenagem, terraços e

estruturas realizadas pelo homem, lagos de afundamento, escarpas, linhas de fontes e

lineamentos de vales. São também importantes para a geotecnia a freqüência e intensidade da

atividade vulcânica e natureza, localização e extensão dos produtos vulcânicos.

Em pequena escala dados pontuais de feições são representados por símbolos. Em

escala média, são delineadas suas feições, e se possível, mostrados seus limites. Em grande

escala os limites e estruturas internas de cada feição individual podem ser mapeadas.


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2.8 Princípios do zoneamento geotécnico

Mapas geotécnicos sintéticos podem apresentar informações em termos de

zoneamento geotécnico. Estas são áreas individualizadas nos mapas e que são

aproximadamente homogêneas em termos de condições geotécnicas.

O detalhe e o grau de homogeneidade de cada zona geotécnica depende da escala e

finalidade do mapa.

Num mapa de zoneamento para finalidade geral, as seguintes unidades territoriais

naturais taxonômicas podem ser reconhecidas:

1- Região: baseada na uniformidade dos elementos estruturais geotectônicos individuais.

2- Área: baseados na uniformidade das unidades geomorfológicas regionais.

3- Zonas: baseadas na homogeneidade litológica e no arranjo estrutural do complexo

formado pelas litofácies de rochas e solos.

4- Distritos: onde as condições hidrogeológicas e os fenômenos geodinâmicos são uniformes.

Por este caminho as características de um território podem ser definidas por

zoneamento, que por sua vez, pode ser usado para avaliar a complexidade das condições

geotécnicas.

Um mapa de zoneamento geotécnico de finalidade especial pode ser preparado com

um tipo de interesse específico, por exemplo: estradas, barragens, túneis. Em tais mapas as

unidades de zoneamento devem ser baseadas na análise dos fenômenos geológicos e nos

parâmetros geotécnicos, avaliados em termos de finalidade geotécnica particular.

2.9 Princípios gerais

Os princípios gerais do mapeamento geotécnico devem ser aplicados aos mapas de

todos os tipos e escalas. Se isto for feito, será possível comparar mapas independentemente da

escala. A diferença básica entre mapas de diferentes escalas será somente na quantidade e

apresentação dos dados.

Em mapas geotécnicos, de todos os tipos e para todas as escalas, as informações

obtidas podem ser apresentadas de tal modo que não somente a verdade da natureza, mas

também os dados de significado em engenharia possam ser entendidos e completamente

analisados.


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3. TÉCNICAS PARA AQUISIÇÃO E INTERPRETAÇÃO DE DADOS

3.1 Introdução

Um mapa geológico é base fundamental para o mapeamento geotécnico,

considerando-se sempre que, nestes mapas as rochas com propriedades geotécnicas

marcadamente diferentes podem ser agrupadas como uma unidade única, por terem a mesma

idade e origem. Assim para acrescentar as informações necessárias ao mapeamento

geotécnico deve-se fazer uso de técnicas e métodos específicos. A dificuldade principal,

independente da técnica usada, é que as variações das características da rocha e do solo,

freqüentemente gradacional, podem ocorrer tanto na vertical como na horizontal.

3.2 Métodos gerais de mapeamento geológico

3.2.1 Preparação do mapa base topográfico

Onde um mapa base topográfico não existe, ou está em escala menor do que

necessária para o trabalho de campo, um mapa deverá ser feito especialmente para o trabalho

e servir como uma base para o mapa geológico.

3.2.2 Aquisição das informações geológicas

O trabalho exigido na obtenção das informações geológicas para a preparação de um

mapa geotécnico segue um padrão determinado, compreendendo um determinado número de

estágios.

Inicialmente se procura as informações geológicas existentes, suplementadas por

estudo de mapas e aerofotos existentes. Seque-se um reconhecimento da área na qual são

avaliadas evidências e novas informações geológicas, geomorfológicas e geodinâmicas são

reunidas. Finalmente se pode avaliar aspectos gerais ou específicos de um local de

construção, baseado em trab4alhos de campo, envolvendo variadas investigações de campo e

ensaios laboratoriais e "in situ" (3.4).

3.3 Quesitos especiais para o mapeamento geotécnico

3.3.1 Descrição geotécnica das rochas e solos

Recomenda-se para a prática do mapeamento geotécnico, o uso de nomes simples das

rochas, suplementados por termos descritivos selecionados. Estes termos devem ser aplicados

tanto para materiais rochosos como para massas rochosas, e devem incluir uma descrição de


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cor, granulometria, textura, descontinuidade dentro da massa, estado de alteração, estágio

intempérico, propriedades de resistência, permeabilidade e outros indicativos das

características geotécnicas.

Uma adequada descrição de rocha e solo pode exigir informações adicionais,

incluindo mergulho e direção, ou atitudes de estruturas e descontinuidades, o caráter da

superfície dos planos de acamamento e outras descontinuidades, a variabilidade de estruturas

e descontinuidades, os detalhes do perfil intemperizado. De particular importância é a

estimativa do grau de isotropia e homogeneidade das massas de rochas.

3.3.2 Mapeamento de rochas e solos para finalidade de engenharia

O resultado de uma investigação geotécnico deverá produzir um mapa no qual as

unidades são definidas por propriedades de engenharia. Em geral os limites das unidades

sequem os limites litológicos, mas as propriedades de engenharia não apresentam relações

com os limites estratigráficos ou estruturais.

A seleção de um método apropriado para traçar os limites das unidades mapeadas no

campo depende da finalidade para a qual o mapeamento está sendo realizado. Por sua vez, a

finalidade dita a escala e esta define a taxonomia básica.

Os métodos usados para limitar e caracterizar cada unidade de mapeamento ou taxonômica

básica são:

1- Suíte litológica: a interpretação dos mapas geológicos existentes, mapeamento de

reconhecimento e fotogeologia. A avaliação do provável comportamento rochoso, através do

conhecimento das propriedades e dos tipos rochosos.

2-Complexo litológico: mapeamento da área com análise da fácies para o grupo

geneticamente relacionado ao tipo litológico. Investigação geofísica, amostragem e sondagem

sistemática no campo. Ensaio "in situ". Ensaios das propriedades e índices físicos em

laboratório ou laboratório de campo. Investigação petrográfica e avaliação do comportamento

rochoso através do conhecimento das propriedades dos tipos rochosos conhecidos.

3-Tipo litológico: mapeamento e investigação petrográfica detalhada. Ensaios geofísicos de

campo. Determinação sistemática das propriedades índices em laboratório. Ensaios de

laboratório e "in situ" das propriedades mecânicas das rochas e outras propriedades.

4-Tipo geotécnico: investigação detalhada do estado físico das massas de solo e rocha. Teste

"In situ" das propriedades mecânicas das rochas e outras propriedades. Ensaios sistemáticos

em laboratório das propriedades físicas e mecânicas.


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3.3.3 Mapeamento das condições hidrogeológicas

As principais condições hidrogeológicas necessárias para serem registradas ou

monitorizadas em mapeamento geotécnico são de dois tipos:

1- Informações superficiais como fontes, sumidouros, rios e lagos.

2- Informações de subsuperfície obtidas em poços ou sondagens já existentes ou de sondagens

exploratórias realizadas para este fim. Condições hidrogeológicas devem ser quantificadas

quando possível.

3.3.4 Mapeamento do resultado dos processos geodinâmico

O método adotado depende da escala do mapa. Ele é importante para descrever não

somente as feições mas também as condições que o favorecem e os fatores causadores de seu

desenvolvimento. é importante determinar não somente a extensão dos vários problemas, mas

também sua freqüência de ocorrência, sua ação e grau de atividade. Um esforço deve ser feito

para prever o desenvolvimento de futuros fenômeno geodinâmico. Onde houver possibilidade

cada sistema geodinâmico deve ser avaliado quantitativamente ou semiquantitativamente.

Em pequenas escalas, fenômeno individuais podem ser mapeados por aerofotos e

outros métodos de sensoriamento remoto ou por um trabalho de reconhecimento. Em grandes

escalas, é possível mapear todo o resultado geomorfológico das atividades, com serviço

topográfico detalhado ou por aerofotos. Mapeamento detalhado de superfície pode ser

suplementado pelo uso de métodos geofísicos e sondagens.

3.4 Técnicas especiais para mapeamento geotécnico

3.4.1 Fotogeologia

A fotointerpretação é um importante auxílio para os estudos geotécnicos, pela sua

rapidez, custo relativamente baixo, e por ser um método preciso para a primeira avaliação de

uma grande área. A escala adotada é usualmente entre 1:10.000 e 1:30.000. é essencial que os

resultados do serviço de geologia sejam suplementados por observações do terreno em locais

selecionados.


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3.4.2 Métodos geofísicos

As técnicas usadas no mapeamento geotécnico são os métodos sísmicos e de

resistividade usadas em superfície e em sondagens.

3.4.2.1 Medidas de resistividades

O método baseia-se na medida da resistividade elétrica do terreno, a qual depende

primariamente da porosidade, fraturamento, grau de saturação e a salinidade da água dos

vazios. Para que o método funcione efetivamente é preciso um bom contraste entre as

propriedades físicas.

3.4.2.2 Medidas sísmicas

Densidade e módulo de deformação das rochas e solos determinam a velocidade de

transmissão das ondas sísmicas através deste meio.

A técnica de refração é usada para determinar a profundidade dos diferentes níveis de

refração, por exemplo: topo ou base da zona intemperizada e depende de haver um

crescimento da velocidade com a profundidade.

3.4.3 Sondagens e técnicas de amostragem

A sondagem é entendida como fornecedora de amostras deformadas e indeformadas

de rochas e solos, ou fornecedora de um furo para testes "in situ" e a instalação de

instrumentos no terreno. Uma variedade de métodos é necessária, incluindo sondagens

rotativas, percussão e outras. As amostras devem ser, tanto quanto o possível,

verdadeiramente representativas das condições do terreno e devem ser retiradas,

acondicionadas e transportadas dentro das normas existentes. É recomendado, como condição

mínima, obter amostras indeformadas para cada litologia.

3.4.4 Ensaios "in situ" e de laboratório

3.4.4.1Ensaios de laboratório:

Propriedades de rochas e solos podem ser determinadas por ensaios laboratoriais

padronizados.

Em mapeamento geotécnico, 25 a 30 amostras são necessárias para a determinação estatística

das características de cada tipo geotécnico.


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3.4.4.2 Ensaios "in situ":

Técnicas instrumentais sofisticadas são utilizadas para determinações "in situ".

Em sondagens são realizados ensaios de bombeamento, para obtenção de dados

hidrogeológicos de sub-superfície. As paredes das sondagens podem ser observadas com

câmeras especiais.

Ensaios de penetração profunda são sondagens menos exigentes. Os penetrômetro, estáticos

ou dinâmicos, são usados para determinar a resistência do terreno pela penetração de uma

ponta, de forma continua ou por golpes de martelo, em cada caso respectivamente.

3.5 Análise e interpretação dos dados

Na execução do serviço geotécnico de uma área, devem ser recolhidas informações de

todos os aspectos das condições geotécnicas. As informações devem ser registradas

diretamente nos mapas ou caderneta de campo, memoriais de sondagens, e os resultados de

laboratório tabulados.

A análise dos dados envolve a seleção e agrupamento de todas as informações das

condições geotécnicas, separando quais são consideradas importantes e absolutamente

necessárias para as finalidades específicas para as quais o mapa está sendo feito, daquelas que

não o são. Estas últimas não são processadas no prosseguimento.

Neste estágio se dá uma atenção especial a uma avaliação da confiabilidade geológica

dos dados, o que requer uma considerável experiência. Os dados que aparentem ser irreais

após a avaliação geológica não serão incluídos em qualquer outro processamento.

Havendo selecionado e agrupado as informações, os vários grupos podem agora ser

arranjados em classes. O sistema de classificação pode ser internacional ou do próprio país.

O passo final no processamento dos dados é a síntese das informações gerais dos

diferentes componentes individuais das condições geotécnicas e ordenar para determinar e

definir unidades territoriais individuais que são caracterizadas por um certo e específico grau

de uniformidade em suas condições geotécnicas.

Ao lado destes métodos que dependem da competência e experiência do geotécnico,

computadores são agora introduzidos com sucesso no mapeamento geotécnico. Existem três

áreas principais de interesse no uso de computadores neste campo: estocagem de dados;

análise estatística dos dados e a correlação de um grande número de variáveis; visualização

ou plotagem automática dos mapas produzidos pelo computador.


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4. APRESENTAÇÃO DOS DADOS EM MAPAS GEOTÉCNICOS

4.1 Introdução

O conteúdo do mapa geotécnico e a quantidade de dados das condições geotécnicas

são baseados na finalidade e na escala do mapa. É conveniente memorizar o seguinte fim do

mapa geotécnico, a elaboração do mapa geotécnico deve seguir princípios gerais

independente do fato que mapas de diferentes escalas serem realizados para resolver

problemas de diferentes tipos. Isto tornará possível comparar diretamente mapas realizados

em uma mesma escala para áreas diferentes e a produção, por exemplo, de mapas de média a

pequena escala a partir de mapas de grande escala, sem necessidade de qualquer mudança

radical.

Há muitos tipos de mapas definidos pela combinação dos critérios de:

FINALIDADE CONTEÚDO ESCALA

Finalidade especial Analíticos pequena

Multifinalidade SINTÉTICO média

grande

Auxiliar

Complementar

Todas as combinações são possíveis, por exemplo: mapas de multifinalidade podem

ser preparados para uma variedade de finalidades da engenharia cobrindo muitos aspectos da

geotecnia; eles podem ser analíticos ou sintéticos e podem ser preparados em todas as escalas.

O tipo básico ou geral é o mapa sintético de multifinalidade, no qual são apresentados e

avaliados todos os componentes do ambiente geotécnico.


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Figura 1-A O efeito da escala no requerimento básico para a investigação e caracterização do

mapeamento básico da geologia de engenharia


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Figura 1-B O efeito da escala no requerimento básico para a investigação e caracterização do

mapeamento básico da geologia de engenharia


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4.2 Mapas de Multifinalidade

4.2.1 Mapa Multifinalidade Analítico

Dá detalhes e avalia um componente individual do ambiente geológico para diversas

finalidades.

4.2.2 Mapa Multifinalidade Sintético

4.2.2.1 Mapa Multifinalidade Sintético, pequena escala

Mapas em pequenas escalas de áreas onde a geotecnia é bem conhecida podem ser

compilados usando mapas adequados, literatura e documentação. Em áreas pouco

investigadas os mapas são preparados por interpretação fotogeológica e mapeamento de

reconhecimento.

4.2.2.2 Mapa Multifinalidade Sintético, média escala

Mapas em média escala são preparados com base na investigação de campo e mapeamento,

suplementados por uso de materiais existentes arquivados e qualquer trabalho complementar

necessário. As mesmas informações que são mostradas em escalas pequenas devem e podem

ser mostradas em mapas de média escala, desde que com maiores detalhes. Suítes litológicas

podem ser divididas em complexos litológicos e, se possível, dentro de uma pequena

uniformidade, em combinações de tipos litológicos.

4.2.2.3 Mapa Multifinalidade Sintético, grande escala

São preparados por investigações e mapeamento detalhado de campo, usando materiais

arquivados existentes, exploração de subsuperfície sistemática e trabalhos geofísicos, ensaios

de campo e de laboratório. É necessário determinar as propriedades mecânicas e físicas de

todas unidades de rochas e solos representados no mapa.


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4.3 Mapa de Finalidade Especial

Mapas geotécnicos especiais são preparados para uma finalidade específica ou para

fornecer informações de um aspecto específico da geotecnia. Eles podem ser analíticos ou

compreensivos e preparados para todas as escalas.

4.3.1 Mapa de Finalidade Especial Analítico

Apresentam componentes individuais das condições geotécnicas e são úteis do ponto

de vista de uma finalidade específica. Por exemplo, os escorregamentos podem ser avaliados

no contexto do desenvolvimento urbano no qual o componente geotécnico é o escorregamento

e a finalidade especial, para a qual o mapa é feito, é o desenvolvimento urbano.

4.3.2 Mapa de Finalidade Especial Sintético

Representa-se numa única folha todos os componentes básicos das condições

geotécnicas e eles são classificados e avaliados do ponto de vista de uma finalidade especial.

4.4 Mapa Geológico Interpretativo

O mapa geológico, mesmo que não tenha sido feito para finalidade de engenharia,

contém uma grande quantidade de valores para o engenheiro. O mapa geotécnico

interpretativo é feito a partir de mapas geológicos com as informações descritas em termos

geotécnicos.

4.5 Representação tridimensional em mapas

Devido às estruturas de engenharia terem influência na subsuperfície e,

freqüentemente estenderem-se para baixo da superfície do terreno ou serem construídas

abaixo da superfície, é desejável a representação em três dimensões em mapas geotécnicos.

Nenhum método usado deve saturar o mapa até o ponto da ilegibilidade.

4.6 Seções cruzadas geotécnicas


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Seções cruzadas são um adendo necessário a todos os principais tipos de mapas

geotécnicos. O número e a direção das seções cruzadas são escolhidas, de acordo com a

geomorfologia e a estrutura geológica, para ilustrar as relações entre os componentes das

condições geotécnicas. Todas as informações apresentadas num mapa também deverão ser

mostradas na seção cruzada. O grau de detalhe deve corresponder ao detalhe mostrado no

mapa.

4.7 Mapa de documentação

Fornecem o registro das fontes de informações usadas na compilação do mapa

geotécnico. O mapa de documentação pode ser realizado na mesma escala do mapa

geotécnico associado, e se há perigo de congestionamento do mapa com símbolos, um

segundo mapa pode ser combinado em uma folha.

As informações registradas no mapa de documentação incluem por exemplo, símbolos

mostrando a posição, profundidade e tipo de sondagem individual, perfil observado ou

investigado, poços, pedreiras e outras escavações, fontes e outros.

4.8 Legenda e explicação

A explicação e legenda num mapa geotécnico fornecem um guia para símbolos, cores

e padrões usados na produção do mapa. Resumos podem ser acrescidos, por exemplo:

propriedades dos solos e rochas, condições hidrogeológicas, processos geodinâmicos e

avaliação das unidades de zoneamentos individuais.


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5. ESQUEMA DO MEMORIAL DESCRITIVO

O ideal é que mapas geotécnicos compreensivos possam ser acompanhados por um

memorial descritivo com várias informações:

Conteúdo Introdução Finalidade do mapa geotécnico Localização geográfica da área mapeada Dados topográficos Rodovias, estradas e outras rotas de transporte Avaliação econômica e perspectivas de desenvolvimento Investigação preliminar Métodos usados no levantamento geotécnico da área Extensão das investigações Organização do levantamento Geografia física Fatores climáticos que influenciam a avaliação de engenharia Condições geológicas Descrição fisiográfica Hidrografia Estrutura e desenvolvimento geológico Pré-quaternário Quaternário Processos geodinâmicos presentes Características geológicas e propriedades geotécnicas das rochas e solos Rochas Solos Condições hidrogeológicas Características individuais dos aqüíferos Química das águas subterrâneas Zoneamento geotécnico Princípios aplicados ao mapa da área Características das unidades zoneadas Materiais de construção e outros Conclusão Recomendações Apêndices Referências Fontes de arquivos e outros materiais Tabelas das propriedades geotécnicas Índice


CONCEITOS BÁSICOS DA CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA

M E T O D O L O G I A DA EESC/USP 1

1. INTRODUÇÃO Os mapas e cartas geotécnica podem ser utilizadas para diversos fins, em escalas desde 1:500

até 1:250.000, seja para projeto de uma obra específica ou em termos dos aspectos de

previsão de problemas e correção, no sentido de prever formas de ocupação, de planejamento

territorial e ambiental, na fiscalização ou avaliação de dados econômicos, como seguros de

propriedades e bens.

Nesse sentido é possível elaborar um elenco de documentos cartográficos que variam desde

os fundamentais básicos até os conclusivos, conforme se pode observar na tabela 1a, assim no

processo de mapeamento geotécnico as cartas derivadas são documentos gráficos elaborados

a partir do conhecimento e regristros dos componentes de meio físico (fundamentais básicos),

normalmente registrado em mapas por um conjunto de atributos, com diferentes finalidades e

destinadas aos usuários para orientar as diferentes fases dos processos de:

1- Elaboração de cartas analíticas, de prognósticos, de hierarquização para diferentes

finalidades e as conclusivas.

2- Zoneamento de eventos perigosos e de riscos associados.

3- Zoneamento geoambientais.

4- Orientação e planejamento de investigações geológico-geotécnica específica e detalhada.

5- Planejamento e avaliações ambientais.

6- Avaliação de seguros e de emprestimos bancários.

7- Desenvolvimento das fases de empréstimos bancários.

1 EESC/USP- Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo


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8- Desenvolvimento das fases de inventário, viabilidade, pré-projeto, avaliações ambientais,

monitoramento e de desativação, continuidade de obras civis e das diferentes formas de

ocupação urbanas, regionais e rurais.

9- Otimização na escolha de locais mais favoráveis ao desenvolvimento de uma forma de

ocupação específica.

10- Fiscalização e controle público das atividades de ocupação e da previsão de possíveis

problemas ambientais associados.

A qualidade de uma carta geotécnica deve ser avaliada por meio da análise dos atributos do

meio físico tratado e a finalidade a que se destina, considerando as limitações das escalas.

Esses documentos cartográficos vêm sendo utilizados desde o século passado para os mais

diversos fins em países que possuem melhores condições socio econômicas do que o Brasil,

como os EUA, Austrália e os da Europa ocidental. As principais cartas geotécnicas que

podem ser elaboradas no sentido de atender as exigências dos diferentes tipos de usuários

quanto aos itens anteriores estão consideradas nas tabelas 1a, 1b e 1c.

As cartas geotécnicas devem apresentar como princípio básico o registro, análise ou sintese

de um conjunto de atributos de uso direto para os diferentes usários considerando os aspectos

decisórios e de lógica relacionados ao tema em questão.


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Tabela 1a. Documentos da cartografia geotécnica e suas relações a avaliação global do meio ambiente: nível, recomendações básicas e tipos de documentos. NÍVEL RECOMENDAÇÕES BÁSICAS TIPOS DE DOCUMENTOS I - A obtenção dos atributos e a execução dos documentos

podem ser feitas por diferentes procedimentos e métodos. Fundamentais básicos: são os documentos que registram as caracteristícas dos componentes do meio físico, biótico e antrópico, por meio da variação espacial dos atributos.

II - Representar as informações em um único documento (deve ser realizada uma seleção dos atributos). - Escalas pequenas são as mais indicadas (1:100.000).

Fundamentais de síntese: são documentos elaborados no sentido de sintetizar as informações de uma região sem, no entanto elaborar análises para fins específicos.

III - Considerando as variações espaciais, pode-se realizar: a. Cartas de zoneamento geotécnico geral (CZGG): há

necessidade de se definir uma hierarquia de componentes e atributos, assim como uma hierarquia de influência de cada atributo.

b. Cartas de zoneamento geotécnico específico (CZGE): deve-se ter como objetivo a delimitação de unidades que apresentem graus de heterogeinedade mínimas aceitáveis de acordo com a escala do trabalho.

Cartas derivadas: são documentos cartográficos elaborados para uma condição pré-definida e deve refletir sempre o resultado de uma análise considerando as características de cada divisão básica do meio global em questão. Cada unidade definida e delimitada nesses documentos deve refletir uma classificação quanto ao comportamento natural do meio frente a uma determinada situação de ocupação ou uso.

IV - São cartas elaboradas a partir dos documentos da fases anteriores. - Devem ser considerados os tipos de “hazards”e áreas que podem ser atingidas. - Para a carta de vulnerabilidade devem ser considerar os documentos referentes aos elementos de ocupação.

Cartas analíticas básicas: elaboradas a partir de um conjunto de informações sobre os componentes básicos de um meio considerado, normalmente relacionados a avaliação da probabilidade (absoluta ou relativa) de ocorrência de um mais processos naturais.

V - Cartas elaboradas a partir da análise das anteriores. Cartas de prognostícos de risco, de problemas e limitações: são elaboradas considerando a interação de características dos constituintes do meio ambiente.

VI - As cartas devem ser elaboradas considerando os níveis de vantagens e limitações das diferentes zonas.

Cartas de procedimentos: são elaboradas no sentido de orientar as formas construtivas para a ocupaçãoe o controle de riscos.

VII - Os documentos devem ser elaborados considerando os aspectos do meio ambiente, fatores sócio econômicos. - São recomendadas escalas menores que 1:50.000 até 1:2.000.

Cartas de viabilidade: são elaboradas com base em todas as informações do meio ambiente, devem ser considerados os diferentes vetores de ocupação.

VIII Devem ser elaboradas com base nos documentos das fases anteriores e estudos das necessidades futuras quanto ao vetor considerado (ocupação urbana, água, recreação, etc...).

Cartas e orientações conclusivas: são elaboradas para tomadas de decisão admnistrativa ou econômica.


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Tabela 1b. Documentos da cartografia geotécnica e suas relações a avaliação global do meio ambiente: nível, meio físico. NÍVEL MEIO FÍSICO

I Mapa do substrato rochoso, Mapa dos materias inconsolidados, Mapa de geologia estrutural/relevo, Mapa topográfico, Carta de declividade, Mapa dos landforms, Mapa das feições do tecnógeno, Mapa das feições resultantes dos processos naturais (inventário) Mapa das bacias hidrograficas, Mapa das condições hidrogeológicas, Mapa da qualidade das águas, Mapa da profundidade do nível dágua, Mapa das áreas umídas, Mapa climático (pluviometria, temperatura, etc...), Mapa de documentação.

II Mapa das condições geológico-geotécnica (MCGG) Carta de “constraint”.

III Carta de zoneamento geotécnico geral (CZGG). Carta para fundações, Carta das condições de drenabilidade, Carta de potencial movimentos de massa, Carta de potencial de erosão, Carta de potencial de escoamento superficial e infiltração, Carta de classificação de bacias hidrográficas quanto a problemas ambientais, Carta de potencial agrícola, Carta para irrigação, Carta das zonas de recargas, Carta para estradas, Carta para disposição de resíduos, Cartas de potencial à corrosividade, Carta para explotação das águas, Carta de potencial para estocagem subterrânea, Carta de potencial para minerais e materiais para a construção civil.

IV Carta da probabilidade de ocorrência de eventos naturais, Carta das áreas sujeitas à eventos perigosos (tipo x áreas), Carta da probabilidade de ocorrência de eventos perigosos (hazard), Carta das áreas degradadas, Carta de diagnósticos de zonas degradadas, Carta de passivos ambientais (meio físico).

V Cata com as áreas que apresentam restrições para um tipo de ocupação específico, Carta de vulnerabilidade das águas, Carta de zoneamento geoambiental, Carta de riscos específicos e totais.

VI Carta que retrata os procedimentos construtivos e os cuidados para a implantação das diversas formas de ocupação.

VII Carta de viabilidade da implantação de obras: aeroportos, barragens/ reservatórios , captação dágua, construções residenciais, parques industriais, aterros sanitários, estradas, hidrovias, dutovias, obras enterradas, etc...

VIII Hierarquização das unidades considerando somente os atributos do meio físico. Priorização das áreas para as diferentes finalidades (específicas ou global).


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Tabela 1c. Documentos da cartografia geotécnica e suas relações a avaliação global do meio ambiente: nível, meio biótico e meio antrópico. NÍVEL MEIO BIÓTICO MEIO ANTRÓPICO I Mapa de fauna, Mapa de flora

Mapa de especies raros/ extinção, Mapa de especies de interesse econômico.

Mapa dos equipamentos urbanos existentes, Mapa das áreas publicas, Mapa da densidade populacional, Mapa de custo das terras/ construções, Mapa dos diferentes tipos de ocupação: a) tipos que podem provocar eventos perigosos, b) ocupações comuns, c) ocupações futuras/ planejadas.

II

III Carta de hierarquização quanto a preservação.

Carta de índices sócio econômicos.

IV Carta de passivos ambientais (meio biótico). Carta de vulnerabilidade do meio biótico frente aos eventos perigosos e outras limitações.

Carta de vulnerabilidade dos elementos de ocupação frente aos eventos perigosos e outras limitações.

V Carta de riscos para o meio biótico. Carta de risco para o meio antrópico, podem ser elaboradas para os elementos de ocupação atuais e para os que serão implantados no futuro.

VI Cartas com os procedimentos de segurança para o meio biótico. Devem ser usadas escalas > 1:50.000.

Cartas com os procedimentos de segurança para o meio antrópico. Devem ser usadas escalas > 1:50.000.

VII Cartas para a viabilidade da proteção ambiental ou exploração de recursos naturais.

Carta para a viabilidade da alteração das formas de ocupação.

VIII Carta de zoneamento das condições globais do meio ambiente e problemas futuros.

Cartas que retratem as expectativas de custo/ beneficio e a necessidade de investimentos futuros.


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2. PRINCÍPIOS BÁSICOS Na elaboração dos documentos cartográficos é importante considerar alguns aspectos

conceituais, a saber:

- Deve-se entender a carta derivada como um documento elaborado a partir de diversas

informações (atributos) obtidas de diferentes mapas básicos. Os atributos devem ser

selecionados e ter definida a forma de sua integração para a elaboração das cartas.

- A base cartográfica a ser usada deve apresentar precisão quanto as referências

geográficas, assim como a localizações de estradas, dos canais de drenagem e das curvas

de nível. Portanto deve existir uma aferição de campo do documento a ser usado em

termos das feições naturais e dos elementos estruturais.

- Os documentos básicos a serem utilizados como fonte de informação devem apresentar

precisão quanto aos atributos de acordo com as escalas em que foram elaborados, assim

como os graus de generalização das respectivas formas de obtenção.

- Avaliação criteriosa na seleção dos atributos, que serão intregados na elaboração dos

documentos fundamentais, que darão origem as cartas derivadas, obdecendo a seguinte

seguência de atividades:

1- Relação global dos atributos que interferem em todas as fases de uma forma de ocupação.

2- Confiabilidade dos métodos utilizados para obtenção dos atributos e seu grau de incerteza.

3- Precisão exigida pela escala em que será realizada a carta derivada ou interpretativa.

4- Seleção dos mecanismos mais adequados para tratamento das informações.

5- Definição quanto a possibilidade de envolver estudos de modelagem.

- Quanto a escala, as cartas geotécnicas, são mais adequadas quando elaboradas em escalas

maiores à 1:100.000, visto que a partir dessa escala deve ser considerada a precisão maior

que 100m (1mm na carta) que é quando a delimitação do espaço físico se torna importante

para a maioria dos usuários.

- O ato de apresentar um documento simplificado ou com um número reduzido de

informações pode torna-lo ineficiente aos usuários. Portanto na elaboração das cartas


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geotécnicas devem ser consideradas o maior conjunto de atributos possível e portanto

existe um número mínimo associado a limitação de eficiência do documento para o

usuário.

A elaboração das cartas geotécnicas deve ter como princípio fundamental fornecer

informações aos usuários no sentido de que possam aproveitar as vantagens e contornar as

limitações do meio físico, com recursos tecnológicos, visando otimizar situações específicas

como:

1- Melhor aproveitamento do espaço físico por um conjunto de formas de ocupação.

2- O menor impacto ambiental negativo devido a implantação de uma forma de ocupação.

3- O maior rendimento dos investimentos ao longo do tempo.

4- 4- A adoção de medidas preventivas no sentido de diminuir a probabilidade de ocorrer

eventos naturais ou induzidos que provoquem situações de risco.

5- A obtenção de custos mais adequados nos procedimentos de investigação detalhada para

obras civis.

6- A melhor escolha dos recursos tecnológicos para a implantação da ocupação e

consequentemente a otimização de custos.

7- A previsão de possíveis problemas construtivos.

8- A melhor hierarquização dos diferentes tipos de ocupação em uma região.

9- O controle mais eficiente das atividades produtivas ou de ocupação.

10- Evitar a repetição de intervenções técnicas com o mesmo objetivo.

11- Evitar a necessidade de intervenções futuras no sentido de corrigir problemas oriundos

por não serem respeitadas as limitações do meio físico.


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3. ATRIBUTOS

3.1. Definições - ZUQUETTE (1987) : são as qualidades pertinentes aos componentes do meio físico e que

são utilizados para caracterizá-los.

- I.A.E.G. (1976): qualidade ou propriedade inerente de alguma coisa.

- FERREIRA (1975): característica, qualitativa ou quantitativa, que identifica um membro

de um conjunto observado.

3.2. Considerações gerais

Para obtenção dos atributos deve-se proceder a uama análise da forma e validade das

observações.

- Observações Qualitativas: são obtidas em superfície e/ou em subsuperfície (poços,

galerias ou similares). Podem ser semânticas e pragmáticas.

- Observações Quantitativas: obtidas por análise de campo, sondagens e ensaios sobre

amostras deformadas e indeformadas (prevalece o uso das deformadas). Tais informações

são numéricas e gráficas.

- Amostragem: considerando-se os limites da Tabela 2.

- Areas Chaves: representam melhor e de maneira mais completa as variações (vertical e

horizontal) da área maior.

- Extrapolação - valores ou informações devem ser creditadas a uma área e não a situações

pontuais, observando-se: compatibilidade das características obtidas quantitativamente; as

deficiências existentes; validade dos índices básicos; grau de similaridade; apresentação

de ressalvas quanto a origem geológica e condições climáticas; e a experiência do

profissional.

- Interpolação - deve-se verificar as seguintes limitações: distância, homogeneidade;

tipificação e seleção de atributos; objetividade; escala.


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Tabela 2. Número mínimo de observações.

LOCAIS OBSERVADOS FINALIDADE ESCALA

QUALITATIVAMENTE QUANTITATIVAMENTE

BÁSICO

1:250.000

Cristalino

1/ 10 km2

Sedimentar

1/ 10 km2

1/ 10 km2

1:100.000 4/ 10 km2 3 /10 km2 2/ 10 km2

1:50.000 6/ 5 km2 1/ km2 3/ 10 km2

REGIONAL 1:25.000 3/ km2 2/ km2 1/ 10 km2

1:25.000 5/ km2 4/ km2 4/ 10 km2

DETALHE 1:10.000 15/ km2 15/ km2 10 / km2

3.3 Tipos de atributos Para a elaboração da cartografia geotécnica, seja no sentido de resolver problemas

específicos ou de previsão de condições/ problemas, exige que sejam considerados os

atributos que interferem no caso em análise e as possíveis relações com o meios bióticos e

antrópico. Portanto é fundamental desenvolver cada documento cartográfico tendo a devida

conciência de quais serão os possíveis usuários e suas necessidades.

Para selecionar os atributos que deverão ser considerados no trabalho deve-se procurar

entender todas as relações existentes entre o enfoque principal e o meio ambiente.

No sentido de fornecer uma indicação dos atributos normalmente utilizados em cartrografia

geotécnica preparou-se uma listagem com os atributos segundo o componente do meio

ambiente a ele associado.


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3.3.1. Condições hidrogeológicas superficial - Escoamento superficial; - Infiltração (infiltração potencial); - Áreas de acúmulo de águas (temporária ou permanente); - Características físico-químicas (pH, Ce, turbidez, luminosidade); - Ordenação das bacias hidrográficas (segundo Straler); - Densidade de Canais; - Tempo de concentração; - Canais de drenagem com fluxo permanente.

3.3.2. Condições hidrogeológicas sub-superficial

- Presença de lentes salgadas; - Aquíferos (livres, confinados); - Áreas de recargas; - Áreas de descargas; - Movimento da água subterrânea (direção e velocidade); - Profundidade/ espessura/ capacidade do aquífero; - Fontes naturais; - Poços (profundos e rasos) existentes; - Escoamento básico; - Características físico-químicas (pH, Ce);

3.3.3. Condições geomorfológicas

- Amplitude de relevo; - Declividade; - Direção e sentido da maior inclinação (aspecto); - Landforms; - Formas das encontas ou dos landforms (vertical e longitudinal); - Dimensões das encostas ou dos landforms.

3.3.4. Processos geodinâmicos

- Deposição (indicios de assoreamento); - Erosivos (concentrados, laminares); - Movimento de massa (escorregamento, crep, queda de blocos, etc...); - Subsidências (áreas de calcários, solos colapsivos, etc...); - Alterações naturais nos canais de drenagem; - Sismicidade (intensidade).

3.3.5. Substrato rochoso


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- Gênese/ idade; - Tipo rochoso/ Grupo litológico; - Litologia; - Mineralogia; - Densidade aparente/ porosidade aparente; - Profundidades/ espessuras; - Distribuição (em área e emprofundidade); - Estruturas (descontinuidades); - Grau de Fraturamento; - Atitudes (direção e mergulho das camadas/ planos de fraqueza) - Grau de intemperismo; - Alterabilidade (potencial); - Condutividade hidráulica; - Resitência mecânica.

3.3.6. Materiais inconsolidados (solos)

- Origem (residual, retrabalhado); - Profundidade; - Variação em profundidade (perfil de alteração ou dos materiais inconsolidados); - Distribuição (em área); - Presença de matacões; - Presença de camadas compressíveis; - Presença de camadas endurecidas (lateritas, duricretes, calcicretes); - Textura; - Características químicas (pH-H2O e KCl, CTC, salinidade, alcalinidade, etc...); - Características físicas (pesos espesíficos: dos grãos, aparente de campo e máxima; etc...); - Equivalente de areia; - Mineralogia básica; - Indice de erodibilidade; - Expansibilidade (potencial); - Colapsividade (potencial); - Dispersividade; - Umidade característica; - Disponibilidade hídrica (capacidade de campo e ponto de murcha); - Condutividade hidráulica; - Fertilidade; - Compacidade; - Resistência mecânica; - Capacidade de suporte.

3.3.7. Feições do tecnógeno


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- Áreas de aterros e entulhos; - Áreas utilizadas para explotação de materiais para a construção civil; - Áreas de explotação mineral; - Depósitos relacionados a exploração mineral; - Antigos depositos de rejeitos e resíduos; - Áreas degradas; - Depositos devido as alterações antrópicas junto aos canais de drenagem; - Processos geodinâmicos induzidos; - Práticas conservacionistas (terraceamento, leirrões em nível, etc...); - Canais de irrigação/ drenagem; - Áreas de irrigação; - Obras que interferem no fluxo das águas superciciais ou sub-superficiais.

3.3.8. Climáticos - Pluviosidade (distribuição e intensidade); - Temperatura; - Umidade relativa; - Direção e velocidade dos ventos; - Insolação; - Evapotranspiração;

3.3.9. Bilológicos - Tipos de animais (terrestres, aquáticos e aéreos); - Tipos vegetais (terrestres e aquáticos); - Distribuição e associações de vegetais e animais; - Profundidade de raizes; - Capacidade de retenção dágua pela vegetação; - Influência da vegetação e animais nos processos geodinâmicos; - Avaliação e dinâmica dos ecosistemas; - Valor econômico ou preservacionista; - Áreas de proteção ambiental.

3.3.10. Antrópicos - População (densidade, distribuição de renda, etc...); - Infra estrutura (escolas, postos de saude, hospitais, policia, etc...); - Sistema viário (ruas, estradas, ferrovias, metro, aeroportos, etc...); - Uso do solo (áreas residenciais, industriais, agrícolas, etc...) ; - Valor das terras e edificações; - Tendência (vetor) de crescimento.

4. CARTAS DERIVADAS


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4.1. Mecanismos de elaboração de cartas derivadas

Essas cartas podem ser elaboradas por diferentes mecanismos utilizando recursos manuais

(gráficos, mesas de luz, etc...) e/ou automatizados (SIGs, CADs, etc...). Deve-se resaltar que

os documentos básicos devem ser elaborados por meio da avaliação de atributos dos

componentes do meio ambiente (meio físico, meio biótico e meio antrópico) considerando

uma amostragem representativa, ensaios laboratorias adequados e uma metodologia segura

para controlar as interpolações e extrapolações.

É fundamental que os mecanismos utilizados possibilitem a elaboração de cartas derivadas e

que registrem informações e suas variações de tal forma que os usuários possam avaliar os

seguintes pontos quanto ao comportamento do meio físico de cada região:

- A natureza probabilística dos eventos naturais.

- Grau de significância das informações geológico-geotécnicas contidas nos documentos

gráficos.

- As variações possíveis de ocorrer no tempo e espaço.

- Objetivos múltiplos do vetor em análise.

- Separar fatos e valores, principalmente, quando são analisados os processos naturais.

- Custo, tempo e rendimento em relação à ocupação em análise.

- Validade das análises.

- Seleção lógica dos atributos que devem ser considerados para um determinado fim ou na

análise de um problema em desenvolviemento.

- Avaliação do grau de generalização tipológica e cartográfica para cada atributo ou para o

documento cartográfico.

4.2. PRINCIPAIS CARTAS DERIVADAS


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A listagem que se segue não pretende ser conclusiva e sim umas exemplificações das principais e mais comuns cartas derivadas utilizadas na metodologia da EESC/USP bem como dos atributos usados para a sua confecção.

4.2.1. Carta de fundações ESCOPO: - Objetivo: orientar investigação local, para projeto de fundações; - Tipos de fundações: superficiais e profundas; - Diminuir: custos, tempo e número de situações à estudar; - Capacidade de carga/recalque: f(forma,dimensões e profundidade); - Fornecer valores de capacidade de carga pode induzir à erros; - Informações pontuais, análise por área; - Dados quantitativos devem ter fontes citadas e/ou justificadas; - Análise deve ser dividida por níveis de profundidade: 2,5,10 e 15m; - Para cada nível: seleção de tipo de fundação; - Para 1o nível, fundações superficiais, para os demais profundas. ATRIBUTOS: a) Material Inconsolidado ao longo do perfil. Considerar: textura, espessura, compacidade, capacidade de carga, camadas compresíveis/ colapsíveis, camadas endurecidas, presença de matacões. b) Substrato Rochoso. Considerar: tipo rochoso, profundidade, litologia, resintência, estruturas, alterabilidade. c) Condições hidrogeológicas. Considerar: profundidade do nível dágua, áreas de acumulo dágua.

4.2.2. Carta de escavabilidade ESCOPO: - Objetivo: Apresentar as condições de escavabilidade dos terrenos, seja para obras

enterradas ou para outras finalidades; - Materiais devem ser considerados em classes segundo:

.facilidade de serem escavados,

.condições de escavação,

.equipamento exigido. ATRIBUTOS: a) Material Inconsolidado.


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Considerar: origem, profundidade, variação com a profundidade, presença de matacões, camadas compressíveis ou endurecidas, textura, características físicas, compacidade, resistência mecânica. b) Substrato Rochoso. Considerar: tipo rochoso, profundidade, litologia, resistência, estruturas, fraturamento, alterabilidade. c) Condições hidrogeológicas. Considerar: profundidade do nível dágua, áreas de acumulo dágua, escoamento superficial,. d) Condições geomorfológicas. Considerar: declividade, formas das encostas. e) Antrópicos Considerar: Sistema viário (condições de acesso), valor das terras, tendência de crescimento.

4.2.3. Carta para estabilidade de taludes

ESCOPO: - Objetivo: Retratar condições de estabilidade de taludes naturais, fornecer potencial de

estabilidade e prever problemas de movimentos dos materiais rochosos ou inconsolidados. ATRIBUTOS: a) Condições geomorfológicas. Considerar: declividade, formas e dimensões das encostas/ landforms, amplitude de relevo. b) Material Inconsolidado. Considerar: origem, profundidade, variação com a profundidade, resistência mecânica, textura, características físicas, condutividade hidráulica, umidade característica, presença de matacões, camadas compressíveis ou endurecidas, compacidade, expansibilidade. c) Substrato Rochoso. Considerar: tipo rochoso, profundidade, estruturas, grau de fraturamento, atitudes, litologia, resistência, alterabilidade. d) Condições Hidrogeológicas. Considerar: profundidade do nível dágua, áreas de recarga, descarga e acúmulo de águas, infiltração, movimento da água subterrânea, fontes naturais. e) Processos geodinâmicos. Considerar: movimentos de massa, subsidências, sismicidade. f) Feições do tecnógeno.


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Considerar: áreas de aterros e entulhos, depósitos relacionados a explotação mineral, antigos depósitos de rejeitos e resíduos, processos geodinâmicos induzidos, práticas conservacionistas, obras que interferem no fluxo das águas. g) Climáticos. Considerar: pluviosidade (intensidade e acumulada), temperatura, vento, insolação e evapotranspiração. h) Biológicos. Considerar: Profundidade das raizes, capacidade de retenção dágua pela vegetação, influência da vegetação e animais nos processos geodinâmicos. i) Antrópicos. Considerar: uso do solo (alteração/ concentração de fluxos dágua superficial e sub-superficial, impermeabilizações, carga).

4.2.4 Carta para irrigação ESCOPO: - Objetivo: delimitar adequabilidade dos terrenos segundo a morfometria, materiais do meio

físico, quantidade e qualidade dágua; - Deve indicar áreas potencialmente irrigáveis; - Métodos de irrigação diferentes tem exigências diferentes de classes de atributos. ATRIBUTOS: a) Condições geomorfológicas. Considerar: declividade, formas e dimensões das encostas/ landforms, amplitude de relevo. b) Material Inconsolidado. Considerar: origem, profundidade, variação com a profundidade, fertilidade, textura, características físicas e químicas, condutividade hidráulica, erodibilidade, umidade característica, disponibilidade hídrica, presença de matacões, camadas compressíveis ou endurecidas, colapsividade.. c) Substrato Rochoso. Considerar: profundidade, alterabilidade. d) Condições Hidrogeológicas. Considerar: profundidade do nível dágua, salinidade, áreas de acúmulo de águas, infiltração, movimento da água subterrânea, fontes naturais. e) Processos geodinâmicos. Considerar: movimentos de massa, subsidências. f) Feições do tecnógeno


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Considerar: antigos depósitos de rejeitos e resíduos, práticas conservacionistas, obras que interferem no fluxo das águas. g) Climáticos Considerar: pluviosidade (intensidade e acumulada), temperatura, vento, insolação e evapotranspiração. h) Biológicos Considerar: Distribuição e associações de vegetais e animais, avaliação e dinâmica dos ecosistemas, valor economico ou preservacionista.. i) Antrópicos Considerar: uso do solo (alteração/ concentração de fluxos dágua superficial e sub-superficial, impermeabilizações), valor das terras, sistema viário.

4.2.5. Carta para a disposição de resíduos ESCOPO: - Objetivo: orientar os usuários sobre as variações do meio-físico e sua interferência (direta

ou indireta) na deposição de rejeitos; - Limitada para rejeitos perigosos e radiativos; - A contaminação do solo e dágua ocorre basicamente a partir dos pontos de deposição; - A diluição varia com a distância à fonte de contaminação, tempo de liberação e com a

velocidade e direção do fluxo. ATRIBUTOS: a) Condições geomorfológicas. Considerar: declividade, formas e dimensões das encostas/ landforms, amplitude de relevo. b) Material Inconsolidado. Considerar: origem, profundidade, variação com a profundidade, resistência mecânica, textura, características físicas e químicas, mineraligia, condutividade hidráulica, erodibilidade, umidade característica, presença de matacões, camadas compressíveis ou endurecidas, compacidade, expansibilidade. c) Substrato Rochoso. Considerar: tipo rochoso, profundidade, grau de fraturamento, atitudes, litologia, resistência, alterabilidade. d) Condições Hidrogeológicas. Considerar: profundidade do nível dágua, áreas de recarga, descarga e acúmulo de águas, infiltração, escoamento superficial, movimento da água subterrânea, fontes naturais, poços rasos e profundos. e) Processos geodinâmicos.


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Considerar: movimentos de massa, subsidências, deposição, erosão, subsidiências, alterações naturais nos canais de drenagem, sismicidade. f) Feições do tecnógeno. Considerar: áreas de aterros e entulhos, depósitos relacionados a explotação mineral, antigos depósitos de rejeitos e resíduos, áreas degradadas, processos geodinâmicos induzidos, obras que interferem no fluxo das águas. g) Climáticos. Considerar: pluviosidade, temperatura, vento (direção e intensidade), insolação e evapotranspiração. h) Biológicos. Considerar: valor econômico ou preservacionista, áreas de proteção ambiental, avaliação e dinâmica dos ecosistemas. i) Antrópicos. Considerar: uso do solo, valor das terras, tendência de crecimento, sistema viário, população. 4.2.6. Carta de materiais de construção ESCOPO: - Objetivo: delimitar ocorrência de materiais inconsolidados e rochosos da região que

apresentam boas possibilidades de explotação; - Definir/ indicar os locais mais favoráveis para a explotação; - Deve conter dados das condições de uso de material para transformação e para agregados; - Características dos materiais f(mineralogia, estruturas, descontinuidades e grau de

alteração) ATRIBUTOS: a) Condições geomorfológicas. Considerar: declividade, formas e dimensões das encostas/ landforms, amplitude de relevo. b) Material Inconsolidado. Considerar: origem, profundidade, variação com a profundidade, resistência mecânica, textura, características físicas e químicas, mineralogia, umidade característica, expansibilidade. c) Substrato Rochoso. Considerar: tipo rochoso, profundidade, espessura, distribuição, estruturas, grau de fraturamento, atitudes, litologia, resistência, densidade, porosidade, alterabilidade. d) Condições Hidrogeológicas.


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Considerar: profundidade do nível dágua, áreas de recarga, movimento da água subterrânea, fontes naturais. e) Processos geodinâmicos. Considerar: movimentos de massa, subsidências, sismicidade. f) Feições do tecnógeno. Considerar: áreas de entulhos, depósitos relacionados a explotação mineral, antigos depósitos de rejeitos e resíduos, processos geodinâmicos induzidos. g) Biológicos. Considerar: valor econômico ou preservacionista, áreas de proteção ambiental h) Antrópicos. Considerar: uso do solo, valor das terras, sistema viário, tendência de crescimento.

5. BIBLIOGRAFIA DEARMAN, W.R. (1991) Engineering geological mapping. Butterworth Heinemann Ltd.

Oxford/ England.

FERREIRA, A. B. de H. (1975) - Novo Dicionário da Lingua Portuguesa, Ed. Nova

Fronteira, 1a ed., 6a Reimpressão, 1499 p., Rio de Janeiro.

UNESCO/IAEG (1976) - Engineering Geological Maps. A guide to their Preparation, The

UNESCO Press, 79 p., Paris.

ZUQUETTE, L. V. (1987) Análise Crítica da Cartografia Geotecnica e Proposta

Metodológica para Condições Brasileiras. EESC-USP, (Tese de Doutorado). São

Carlos/SP. 3 Vol.

ZUQUETTE, L. V. (1993) Importância do mapeamento geotécnico no uso e ocupação do

meio físico: fundamentos e guia para elaboração. EESC/USP (tese de livre docência).

São Carlos-SP. 2 Vol.

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Conceitos básicos de cartografia geotécnica