UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-RIDO

DEPARTAMENTO DE CINCIAS TECNLOGICAS, EXATAS

E HUMANAS - DCTEH

CAMPUS ANGICOS

CURSO DE BACHARELADO EM CINCIA E TECNOLOGIA

JORDANA BARBOSA SOARES DE LIRA

IMPORTNCIA DE ESTUDOS GEOLGICOS PARA A PREVENO DE

PROBLEMAS NA ENGENHARIA CIVIL

ANGICOS/RN

2013

JORDANA BARBOSA SOARES DE LIRA

IMPORTNCIA DE ESTUDOS GEOLGICOS PARA A PREVENO DE

PROBLEMAS NA ENGENHARIA CIVIL

Monografia apresentada Universidade

Federal Rural do Semi-rido UFERSA, Campus Angicos para a obteno do ttulo de

Bacharel em Cincia e Tecnologia.

Orientadora: Prof. Ma. Smea Valensca Alves

Barros UFERSA.

ANGICOS/RN

2013

A Deus por me conceder a concluso de mais

uma etapa na minha caminhada acadmica, a

minha famlia pelo apoio concedido, aos meus

amigos, a todos que sempre me apoiaram e

torceram por mim a cada dia.

AGRADECIMENTOS

A Deus, pois sem sua presena na minha vida no conseguiria obter as vitrias que ele me

proporciona a cada manh, pois me cobre de bnos, dando-me sade, paz e fora.

Aos meus Pais, Ricardo Augusto Medeiros de Gis e Daniela Barbosa Soares de Gis, pelo

amor, pela amizade, pela compreenso, pela dedicao e esforos para que eu pudesse cursar

o Bacharelado em Cincia e Tecnologia da UFERSA. Enfim, por estarem ao meu lado em

todos os momentos, por serem exemplos de honestidade e dignidade para todos que os

rodeiam.

Aos meus irmos, Tayna Barbosa Soares de Gis e Guilherme Barbosa Soares de Gis pelo

amor e pela torcida.

Ao meu Av, Luiz Gonzaga Soares, por sempre ter muita ateno, carinho, amizade e amor,

considerando-me como filha;

A minha Av, Maria Madalena Barbosa Soares pelas suas oraes, amor e pelo seu carinho,

preocupao, considerando-me como filha;

A minha tia, Gabriela, por sua amizade, respeito e amor;

A minha amiga Deborah Agnes pela sua ateno, amor e amizade.

Ao meu namorado, Wilton da Silva Moreira, por todo esse tempo que estamos juntos e por

toda sua ateno, carinho, respeito e amor nas horas boas e nas difceis tambm;

Aos meus sogros, Marileide Moreira e Nilton Moreira por toda ateno, e amizade.

Aos meus colegas da UFERSA-Angicos que me ajudaram em inmeras situaes acadmicas

e pessoais. Em especial: Marcela Alencar, Fayruze Paiva, Smia Digenes, Katia, Mayara,

Andrezza, Bruna, Mariana, Izabelly, Danielly, Suelly, Celia, Silas, Izaac, Rute, Dandara, entre

outros que me ajudaram bastante, apoiando, compreendendo.

Aos meus colegas da UFERSA- Mossor que me ajudaram a me adaptar em uma nova

realidade, fazendo com que tudo acontecesse de forma mais leve e alegre possvel. Em

especial : Jackson, Lorena, Ana Luiza, Rubnia, Allyson, entre outros que se propuseram a

me ajudar tambm de alguma forma.

A minha orientadora Prof Ma. Smea Valensca Alves Barros, pela sua orientao, pacincia,

boa vontade em ajudar para que este trabalho acadmico fosse concretizado.

A Professora Dr. Marcilene Nbrega, por ter aceito o convite para participar da banca

examinadora;

Ao Professor Me. Leonardo Xavier, por ter aceito o convite para participar da banca

examinadora;

UFERSA - Universidade Federal Rural do Semi-rido por todos os momentos oferecidos e

por ter me ajudado de alguma forma a crescer profissionalmente e pessoalmente;

RESUMO

Dentro da Geologia h um ramo voltado para solucionar e prevenir os problemas que surgem

na execuo das obras de Engenharia, comprometendo a estabilidade das mesmas, e

denominado de Geologia Aplicada Engenharia. A segurana e a economia so fatores

alcanados nas obras da Engenharia Civil quando estas so dimensionadas e executadas

levando em considerao os fatores geolgicos da rea em que esto sendo construdas.

Diversos impactos podem ser gerados pela negligncia quando no se faz uso dos

conhecimentos geolgicos, como deslizamentos de terra e eroses internas que so

desencadeados nestas obras comprometendo a estabilidade das mesmas durante sua vida til.

Neste contexto, este trabalho prope-se a realizar um levantamento bibliogrfico que permita

identificar a importncia da Geologia Aplicada Engenharia na elaborao e na execuo dos

projetos das obras de Engenharia Civil para evitar a ocorrncia de acidentes futuros por no

considerar a influncia dos condicionantes geolgicos da regio onde as obras so

construdas. Os resultados obtidos permitiram verificar a importncia da Geologia Aplicada

Engenharia para garantir a estabilidade, a viabilidade tcnica e econmica das obras de

Engenharia Civil, aumentando assim a segurana das mesmas.

Palavras-Chave: estudos geolgicos. viabilidade tcnica. viabilidade econmica.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Traado geomtrico da regio ocorreu acompanhando o relevo da regio............... 19

Figura 2: Equipamentos da Sondagem de Simples Penetrao (SPT) ..................................... 25

Figura 3: Execuo da Sondagem Rotativa (SR) ..................................................................... 26

Figura 4: Fenmeno do Entubamento ...................................................................................... 29

Figura 5: Preenchimento Superficial de Falha - Barragem de Camar/PB. ............................. 31

Figura 6: Eroso em estradas .................................................................................................... 32

Figura 1: Proteo Superficial do talude de corte.................................................................... 32

Figura 8: Duplicao da Rodovia dos Imigrantes.................................................................... 34

LISTA DE QUADROS

Quadro 1: Impactos causados as obras de Engenharia Civil conforme sua tipologia ..... 27

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABGE Associao Brasileira de Geologia de Engenharia

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica

IEAG International Association for Engineering Geology and the Environment

NBR Norma Brasileira Regulamentadora

PAC Programa de Acelerao do Crescimento

SPT Sondagens de Simples Penetrao

SR Sondagem Rotativa

UFERSA Universidade Federal Rural do Semi-rido

SUMRIO

1. INTRODUO.................................................................................................................. 11

2. REVISO DE LITERATURA .......................................................................................... 15

2.1. HISTRICO DA GEOLOGIA APLICADA ENGENHARIA ................................ 15

2.2. GEOLOGIA APLICADA ENGENHARIA ............................................................. 16

2.3 CONDICIONANTES GEOLGICOS DAS OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL ...... 17

2.3.1 Relevo ...................................................................................................................... 18

2.3.2 Natureza dos Solos ................................................................................................. 19

2.3.3 Materiais de Construo ....................................................................................... 21

2.4 FENMENOS GEOLGICOS POSSVEIS DE OCORRER NAS OBRAS DE

ENGENHARIA CIVIL ........................................................................................................ 22

2.5 - MTODOS DE INVESTIGAO GEOLGICA UTILIZADOS NAS OBRAS DE

ENGENHARIA CIVIL ........................................................................................................ 23

2.5.1 Sondagens de Simples Penetrao (SPT) ............................................................ 24

2.5.2 Sondagens Rotativas (SR) ..................................................................................... 26

3. METODOLOGIA ............................................................................................................... 27

4. ANALISE DE RESULTADOS .......................................................................................... 28

4.1 IMPACTOS CAUSADOS NAS OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL ......................... 28

4.1.1 Barragens de Terra ............................................................................................... 29

4.1.2 Barragens de Concreto .......................................................................................... 31

4.1.3 Estradas .................................................................................................................. 32

4.2-IMPORTNCIA DA GEOLOGIA APLICADA ENGENHARIA PARA O

DESENVOLVIMENTO DAS OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL .................................. 33

4.3 CONSIDERAES FINAIS ......................................................................................... 36

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................. 37

13

1. INTRODUO

A atual conjuntura econmica do pas marcada pelo desenvolvimento do Programa de

Acelerao do Crescimento, tambm denominado de PAC, implantado no ano de 2007 e que

j se encontra na sua segunda verso promove uma ascenso da Construo Civil no Brasil

medida que a aplicao do mesmo vem ocasionando a execuo de grandes obras de

infraestrutura no pas. Dentre estas obras, de acordo com o Ministrio da Integrao (2013),

destacam-se as do Projeto de Integrao do Rio So Francisco que compreendem a construo

de canais, de barragens, etc.

Barros (2011) afirma que o desenvolvimento dessas obras exige um conhecimento

geolgico da rea aonde iro ser construdas para que obtenha xito, minimizando os custos e

maximizando o fator segurana, uma vez que os condicionantes geolgicos esto intimamente

relacionados estabilidade das mesmas.

Maciel Filho (2008) afirma que a Geologia Aplicada Engenharia de grande

relevncia para Engenharia Civil por se aplicar na rea de diversas maneiras, principalmente

fornecendo os condicionantes geolgicos necessrios ao desenvolvimento dos projetos de

Engenharia Civil para que estes possam ser realizados com segurana, economia e viabilidade

tcnica.

As obras de Engenharia Civil de grande porte como construes de estradas, de

barragens e obras subterrneas exigem a realizao de estudos geolgicos das regies onde

sero desenvolvidas uma vez que a estabilidade das mesmas durante toda a vida til das obras

encontra-se relacionada aos condicionantes geolgicos da rea de construo que devero ser

considerados nos projetos executivos destas obras, medida que os condicionantes geolgicos

da regio iro fornecer parmetros importantes para o dimensionamento destas obras

(MACIEL FILHO, 2007).

Neste sentido, torna-se necessrio desenvolver uma pesquisa que proporcione destacar

a importncia da Geologia Aplicada Engenharia na elaborao e na execuo dos projetos

14

das obras de Engenharia Civil para evitar a ocorrncia de acidentes futuros por no considerar

a influncia dos condicionantes geolgicos da regio onde as obras so construdas.

Este trabalho tem como objetivo identificar a aplicabilidade da Geologia Aplicada

Engenharia na Engenharia Civil, no que diz respeito ao uso dos conhecimentos geolgicos na

execuo de suas obras. Tendo como objetivos:

Realizar uma pesquisa bibliogrfica sobre Geologia Aplicada Engenharia;

Destacar a importncia da Geologia Aplicada Engenharia para o desenvolvimento

das obras da Engenharia Civil;

Verificar quais so os condicionantes geolgicos das obras de grande porte da

Engenharia Civil;

Evidenciar as aplicaes da Geologia Aplicada Engenharia no desenvolvimento e

execuo dos projetos das obras de Engenharia.

15

2. REVISO DE LITERATURA

2.1. HISTRICO DA GEOLOGIA APLICADA ENGENHARIA

A Geologia Aplicada Engenharia o ramo da Geologia voltado para suprir as

necessidades da Engenharia que surgiu no inicio da segunda metade do sculo XIX, e teve seu

histrico dividido em trs fases (LANGER, 1990).

A primeira fase foi marcada pela introduo do termo Geologia de Engenharia na

ustria, no ano de 1874, quando grandes obras desenvolvidas nos anos 20 e 30 deste sculo

levaram em considerao as informaes contidas nas cartas geolgicas das reas onde

estavam sendo construdas, para que essas obras fossem executadas da melhor forma.

A segunda fase teve inicio depois da segunda guerra mundial quando ficou

evidenciada a necessidade da juno dos conhecimentos geolgicos da rea onde as obras

Civis iriam ser construdas com os conhecimentos tcnicos da Engenharia Civil, devido os

acidentes que ocorreram nestas obras no mundo inteiro em razo dos projetos executivos

destas obras no terem levado em considerao os condicionantes geolgicos da regio.

J a terceira fase, segundo Langer (1990), iniciou-se nos anos 80 quando a Associao

Internacional de Geologia de Engenharia destaca a importncia da Geologia Aplicada

Engenharia passar a considerar nas suas teorias a preservao do meio ambiente no que diz

respeito a promover a utilizao dos recursos geolgicos naturais com responsabilidade, e no

somente considerando a viabilidade tcnica e a financeira. Pois em obras de grande porte,

muitos impactos podem ser gerados ao meio ambiente por utilizarem muitos dos recursos

naturais e por alter-los, como ocorre na execuo de obras de estradas que modificam a

inclinao dos taludes naturais com cortes para que a estrada seja materializada no local.

O marco inicial da Geologia Aplicada Engenharia no Brasil ocorreu com a criao

do Centro de Pesquisas Geolgicas da Inspetoria de Obras contra secas, isto por que, a regio

Nordeste sofria com secas severas e com isso surgiu a necessidade de se procurar locais

apropriados para a construo de barragens. Ressaltando, ainda, que a construo da

Barragem de Ilha Solteira no ano de 1978, localizada entre os municpios de Ilha Solteira (SP)

16

e Selvria (MS), passou a ter importncia no processo de desenvolvimento da Geologia

Aplicada Engenharia porque foi uma obra que teve grandes problemas geolgicos os quais

obrigaram a ocorrncia de investimentos de pesquisas na rea e a contratao de profissionais

especialistas na rea pra trabalhar nas empresas de engenharia (MACIEL FILHO, 2008).

Com o passar do tempo, surgiu a Associao Brasileira de Geologia de Engenharia

(ABGE) que proporcionou a ocorrncia de vrios eventos e estudos na rea que fez com que

os Engenheiros Civis sentissem a necessidade de passar a considerar os conhecimentos de

Geologia Aplicada Engenharia no dimensionamento de suas obras (MACIEL FILHO,

2008).

2.2. GEOLOGIA APLICADA ENGENHARIA

A Geologia Aplicada Engenharia, tambm denominada de Geologia de Engenharia,

definida como a cincia que aplica os conhecimentos geolgicos nos projetos e na execuo

das obras de engenharia (MACIEL FILHO, 2008).

Os conhecimentos geolgicos advindos da Geologia Aplicada Engenharia so

aplicados na soluo de problemas de engenharia decorrentes dos riscos geolgicos que

podem ocorrer na rea na qual as obras da Engenharia Civil so construdas, como:

construo de barragens, tneis e canais, fundaes, e rodovias. Nesta tica, a Geologia

Aplicada Engenharia a cincia que faz uso dos conhecimentos geolgicos na resoluo de

diversos problemas da Engenharia Civil (CHIOSSI, 1975).

Tomando como base as definies apresentadas acima, podemos entender a Geologia

Aplicada Engenharia como uma cincia que permite o Engenheiro Civil fazer uso dos

conhecimentos geolgicos da regio onde ir realizar suas obras para solucionar problemas

das mesmas que so ocasionados pela geologia local.

Logo, com o estudo da Geologia Aplicada Engenharia os Engenheiros Civis

conseguem obter as informaes geolgicas necessrias da rea onde suas obras sero

construdas para solucionar os problemas de engenharia que podero surgir nas mesmas e

assim prever e evitar a ocorrncia de acidentes.

17

2.3 CONDICIONANTES GEOLGICOS DAS OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL

Os condicionantes geolgicos so caractersticas especficas da regio na qual as obras

de Engenharia Civil so desenvolvidas e que devem ser levadas em considerao no

dimensionamento destas obras, uma vez que so fatores que iro condicionar o

desenvolvimento destas obras com eficincia e eficcia, promovendo assim a segurana das

obras e minimizando a instabilidade das mesmas por no considerar os parmetros

necessrios ao dimensionamento que so fornecidos pelos estudos geolgicos do local.

Citando como exemplo a construo de estradas a qual tem como condicionante geolgico o

relevo da rea para escolha do traado geomtrico do mesma, tendo como objetivo obter um

traado vivel economicamente, tecnicamente e reduzindo o impacto ambiental (BARROS,

2013).

Neste sentido, Pastore (2009) define os condicionantes geolgicos como todos os

fatores geolgicos que podem interferir de alguma forma em um grau menor ou maior na

durabilidade, na geometria e na estabilidade de obras da Engenharia Civil que quando no so

considerados nos projetos destas obras podem ocasionar acidentes geolgicos nas mesmas.

Os principais condicionantes geolgicos de obras de Engenharia Civil so: o relevo, os

tipos de solos da regio e os materiais de construo da regio onde as obras sero

desenvolvidas que podem desencadear os fenmenos geolgicos e consequentemente gerar a

instabilidade destas obras, ocasionando acidentes (MACIEL FILHO, 2008).

Neste contexto, percebe-se que os condicionantes geolgicos nada mais so do que as

condies geolgicas impostas pela regio onde as obras sero construdas e que so

fornecidas pelos estudos geolgicos e geotcnicos. E os mesmos devem ser levados em

considerao no dimensionamento e na execuo das obras de Engenharia Civil de grande

porte, evitando acidentes que comprometam a estabilidade destas obras.

Tendo como base as definies mencionadas acima, percebe-se que os condicionantes

geolgicos nada mais so do que as condies geolgicas impostas pela regio onde as obras

sero construdas e que so fornecidas pelos estudos geolgicos e geotcnicos. E os mesmos

devem ser levados em considerao no dimensionamento e na execuo das obras de

18

Engenharia Civil de grande porte, evitando acidentes que comprometam a estabilidade destas

obras.

2.3.1 Relevo

O relevo um conjunto das formas que constituem a crosta terrestre que podem

sofrer modificaes por diversos fatores como: movimentos tectnicos, eroses, a ao

antrpica do homem, entre outros fatores (IBGE, 2012).

As formas de relevo so agrupadas em duas formas: as de agradao e as de

degradao. As de agradao so as que esto sendo formadas ou j foram atravs da

deposio de sedimentos, e as de degradao so as que esto sofrendo modificaes

provocadas pelas eroses a todo o momento (MACIEL FILHO, 2008).

O relevo um condicionante geolgico que deve ser considerado nas obras de

Engenharia Civil na elaborao de seus projetos para proporcionar uma maior segurana

porque influencia no dimensionamento destas obras (MACIEL FILHO, 2008).

As principais obras civis que apresentam o relevo como condicionante geolgico so

as estradas e as barragens. Em obras de estradas o mesmo considerado um condicionante

geolgico por condicionar o traado geomtrico da estrada que deve ser desenvolvido em

funo do relevo das regies por onde a estrada passar, alm do que influencia o projeto de

terraplanagem que antecede a materializao da estrada, pois necessrio determinar os

cortes e aterros para executar o traado geomtrico da estrada, de forma a evitar a ocorrncia

dos acidentes geolgicos (movimentos de massa nos taludes de corte), de maximizar a

segurana e minimizar os custos e impactos ambientais que a execuo deste tipo de obra

pode ocasionar ao meio ambiente (BARROS, 2013).

J em obras de barragens, o relevo um condicionante geolgico, de acordo com

Queiroz (2009), porque a escolha do tipo de barragem est condicionada ao tipo de relevo da

regio. Isto, porque se obtm a viabilidade tcnica e econmica (BARROS, 2013).

Percebe-se que o relevo um condicionante geolgico das obras de Engenharia Civil

porque atravs do seu conhecimento obtido atravs dos estudos geolgicos e geotcnicos da

19

rea o engenheiro responsvel pelo projeto executivo de uma estrada poder determinar o

melhor traado geomtrico para mesma, que poder ocorrer contornando o relevo da regio

conforme figura 1.

Figura 2: Traado geomtrico da regio ocorreu acompanhando o relevo

Fonte:(Barros,2013). Disponvel em: http://sigaa.ufersa.edu.br/sigaa/portais/docente/docente

2.3.2 Natureza dos Solos

O solo um material particulado, ou seja, constitudo por partculas solidas de

minerais; partculas de gua; e partculas de ar. Cujo seu comportamento depende de como

essas partculas esto dispostas formando a sua estrutura, assim como depende tambm das

propriedades que so regidas por algumas caractersticas como: tamanho, forma das partculas

constituintes do solo e da natureza do solo (SOUZA PINTO, 2006).

Tomando como base a definio de Souza Pinto (2006), percebe-se que os solos so

materiais utilizados pela Engenharia Civil nas suas obras e que por isso de extrema

importncia o engenheiro conhecer sua natureza que nada mais do que o tipo de solo da

20

regio onde se localiza. E os mesmo se diferenciam em funo de suas propriedades que

variam em funo do tipo de solo que indica o comportamento de engenharia do mesmo.

A classificao do solo consiste em conhecer a sua natureza (tipo de solo) para que se

possa fazer o uso adequado dos mesmos nas obras civis, pois fornece informaes relevantes

sobre o comportamento do solo (SOUZA PINTO, 2006).

Os principais tipos bsicos de solos, de acordo com a classificao da textura dos solos

(em funo do tamanho do dimetro das partculas slidas que constituem o solo), so: areia,

argila e silte (SOUZA PINTO, 2006).

Solos arenosos, segundo Souza Pinto 2006, so aqueles em que predominam na sua

composio a areia e estes apresentam gros grossos, mdios e finos, porm todos visveis a

olho nu. Destacando que devido sua granulometria, ou seja, suas partculas serem de maior

dimetro so bem permeveis e como se sabe que a permeabilidade no uma caracterstica

apropriada para barragens de terra este no seria bom para ser usados neste tipo de obra.

Enquanto define os solos argilosos como solos finos, no visveis a olho nu e que apresentam

alta permeabilidade, por esta razo quando bem compactados so bastante utilizados na

construo do ncleo impermeabilizante de barragens de terra.

Logo, a natureza dos solos um condicionante geolgico das obras de Engenharia

Civil porque o comportamento de engenharia dos solos influencia no dimensionamento e na

estabilidade, segurana da obra (MACIEL FILHO, 2008).

As principais obras de Engenharia Civil que devem ter como condicionante geolgico

a natureza do terreno nos seus projetos de dimensionamentos e execuo so: barragens de

terra e estradas (QUEIROZ, 2009).

Ento, neste sentido as incertezas sobre a natureza dos terrenos ( solos) onde as obras

de Engenharia Civil iro ser construdas devem ser sanadas atravs dos estudos geolgicos e

geotcnicos para que estas obras tenham um bom desempenho tcnico e econmico

(ZANELATO; 2003).

21

Barros (2013) afirma que nas construes de barragens de terra a natureza do solo

deve ser levada em considerao na elaborao do projeto de dimensionamento de barragens

de terra porque o solo nestas obras hora ser utilizado como material de suporte (fundao) ou

hora como material de construo. Destacando, ainda, que importante conhecer a natureza do

solo da regio onde sero construdas essas obras para conhecer o comportamento de

engenharia do solo que deve ser levado em considerao na hora de decidir que tipo de solo

mais adequado para este uso.

Neste contexto, a natureza do terreno um condicionante geolgico das obras da

Engenharia Civil porque o seu estudo detalhado possui grande contribuio para que o projeto

seja executado da forma mais correta, segura e econmica. Onde a natureza do solo a

identificao das caractersticas de engenharia deste solo, avaliando as suas condies e

restries para o tipo de obra que poderia ser ou no executado na regio escolhida. Alm de

contribuir como material de construo natural na obra, tornando-a mais vivel

economicamente.

2.3.3 Materiais de Construo

Maciel Filho (2007) afirma que os materiais de construo naturais so os mais

antigos e tambm os mais utilizados at hoje pelo homem, citando como exemplo as rochas e

os solos.

Os materiais de construo so condicionantes geolgicos porque o fator econmico e

o fator de segurana das obras de Engenharia Civil esto condicionados a escolha adequada

dos materiais utilizados na execuo das mesmas, a medida que o comportamento de

engenharia destes materiais ir influenciar o desempenho das obras e que a extrao destes

materiais deve ocorrer em funo do que existe disponvel na regio, pois s assim ele

conseguir diminuir os custos e maximizar os lucros em funo da geologia da regio em

termos do que a mesma dispe de recursos naturais que possam ser utilizados como materiais

de construo na execuo delas (QUEIROZ, 2009).

De acordo com estas definies, podemos conceber os materiais de construo como

condicionantes geolgicos porque o desempenho das obras de Engenharia Civil encontra-se

vinculada a escolha do material utilizado na sua execuo.

22

Os principais tipos de materiais naturais de construo utilizados nas obras civis so as

rochas e os solos, o que ir determinar o uso dos mesmos so suas propriedades que

interessam para engenharia por influenciarem no comportamento das obras de engenharia.

Sendo as principais propriedades, a resistncia mecnica, a coeso, a permeabilidade, entre

outras. Por exemplo, solos para serem utilizados como materiais de construo devem

apresentar propriedades distintas de quando so utilizados como materiais de fundao.

2.4 FENMENOS GEOLGICOS POSSVEIS DE OCORRER NAS OBRAS DE

ENGENHARIA CIVIL

Os fenmenos geolgicos so aqueles que podem ser ocasionados por fatores naturais

ou pela ao antrpica do homem, e quando acontecem podem influenciar diretamente o

desempenho estrutural de obras de engenharia como estradas e barragens, uma vez que pode

desencadear acidentes nestas obras. Utilizando como exemplo de fenmeno geolgico

passvel de ocorrer em obras de Engenharia Civil a eroso interna (piping) que um

fenmeno comum de acontecer em barragens de terra quando o engenheiro no leva em

considerao os estudos geolgicos da regio no dimensionamento e na execuo dessas

obras (BARROS, 2013).

De acordo com os autores estudados e mencionados anteriormente no decorrer deste

trabalho, os principais fenmenos geolgicos passveis de ocorrer em obras de Engenharia

civil so: a eroso e os movimentos de massa que acontecem em obras de estradas, e a eroso

interna que ocorre em obras de barragens de terra.

Ministrio Para a Coordenao da Aco Ambiental (2007) define eroso como a

separao, transporte e deposio, e remoo de partculas do solo, tendo como causa

fenmenos climticos e podendo haver uma acelerao pelas atitudes humanas.

Queiroz (2009) define a eroso como um fenmeno geolgico passvel de ocorrer em

estradas causadas pela alterao dos solos que constituem o corpo da estrada, estas alteraes

provocam pequenos danos que se agravam no decorrer do tempo, afetando a estrutura e

desempenho das estradas causando sua instabilidade.

23

Segundo Maciel Filho (2007) movimentos de massa a movimentaes que incluem

volume ou massa de solos ou rochas que se deslocam em um mesmo instante que so

suscetveis de acontecer em estradas devido alterao provocada durante a construo das

mesmas que afetam os taludes de corte.

Os movimentos de massa podem ser classificados como: rastejo que so movimentos

lentos e contnuos da camada de solo ao longo de uma encosta, intensificados pela

instabilidade introduzida pela abertura de cortes e sobrepeso por aterros, construes,

depsitos; escorregamentos que so movimentos rpidos e bruscos de camadas de solo e ou

rocha, deflagrados pela execuo imprpria de cortes e aterros; queda de blocos e

desabamentos que so os movimentos rpidos em queda livre ou rolamento, que envolvem

blocos ou grandes lascas de rocha isolados em encostas (PALU JUNIOR; LONGO, 2010).

Os fenmenos geolgicos so fenmenos que podem acontecer nas obras de

Engenharia Civil quando o engenheiro no leva em considerao os estudos geolgicos da

regio onde estas obras sero desenvolvidas, pois quando so realizados esses estudos nas

reas a serem construdas podem ser previstas e o engenheiro poder tomar medidas de

conteno para evitar a ocorrncia dos acidentes que estes fenmenos poderiam provocar em

suas obras, causando a instabilidade das mesmas. E que podem ser evitados quando so

levantados a possvel ocorrncia dos mesmos e adotadas as devidas medidas de conteno que

so medidas para conter os mesmos.

2.5 - MTODOS DE INVESTIGAO GEOLGICA UTILIZADOS NAS OBRAS DE

ENGENHARIA CIVIL

Os mtodos de investigao geolgica podem ser classificados em: mtodos indiretos

e mtodos diretos. No primeiro caso, destaca que as informaes so obtidas atravs da

determinao de algumas propriedades fsicas que sendo interpretadas de forma correta pode

detectar informaes importantes sobre o solo e corpos rochosos. Enquanto os mtodos

diretos as informaes so obtidas atravs do contato entre pesquisador e material a ser

analisado que acontece de forma direta, ou seja, com a retirada de amostras do material

(MACIEL FILHO, 2007).

24

Na Engenharia Civil, o mtodo de investigao geolgica mais utilizada sondagem

que um mtodo direto, pois permite a obteno direta das propriedades dos solos e das

rochas atravs da coleta "in Locu" destes materiais. Os principais tipos de sondagens so:

Sondagens de Simples Penetrao - SPT e Sondagens Rotativas.

2.5.1 Sondagens de Simples Penetrao (SPT)

A Sondagem de Simples Penetrao (SPT) um mtodo de investigao geolgica que

se caracteriza por ser um teste de penetrao padro que ocorre com a finalidade de coletar

uma amostra de solo para ser analisada em laboratrio quanto a sua composio, o seu tipo

de solo e o seu ndice de resistncia penetrao (MELLO; TEIXEIRA ,1960).

A Sondagem de Simples Penetrao (SPT) realizada fazendo uso de um trip

equipado com sarilho; tubos metlicos de revestimento, com dimetro interno de 63,5 mm

(2,5), hastes de ao para avano da perfurao, com dimetro interno de 25 mm; martelo de

ferro para cravao das hastes de perfurao, do amostrador e do revestimento; conjunto

motor-bomba para circulao de gua no avano da perfurao; trado concha com 100 mm de

dimetro e helicoidal com dimetro de 56 a 62 mm e amostrador padro de dimetro externo

de 50,8 mm e interno de 34,9 mm, com corpo bipartido , como podemos observar na Figura 2.

25

Figura 3: Equipamentos da Sondagem SPT

Fonte: Frum da Construo (2013). Disponvel em:

http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php?a=9&Cod=126

Para que a execuo da sondagem do tipo SPT ocorra de maneira correta a mesma

deve seguir as normas de execuo determinadas pela NBR-6484 de 2001, e a mesma

realizada em duas fases, segundo Mello & Teixeira (1960), so elas: a primeira a da

perfurao e a segunda a do ensaio propriamente dito. A perfurao acontece com o objetivo

de coletar as amostras de solo que so chamadas de testemunhos e o ensaio "in situo" possui a

finalidade da medio da resistncia penetrao do solo (NSPT).

A sondagem de simples penetrao bastante utilizada, porm a mesma segundo

Queiroz (2009) apresenta certas limitaes, ou seja, no consegue penetrar o material duro

(rocha). Logo, quando se deseja conhecer as propriedades de um terreno que apresenta rochas

na sua constituio utiliza-se o mtodo de investigao geolgica da Sondagem Rotativa.

26

2.5.2 Sondagens Rotativas (SR)

Chiossi (1975) afirma que a Sondagem Rotativa (SR) utilizada quando se deseja

conhecer as propriedades de terrenos rochosos, de grandes profundidas, pois consegue

penetrar nas rochas, por fazer uso de uma coroa capaz de perfurar as rochas. A figura 3 mostra

a execuo de uma sondagem rotativa.

A sondagem rotativa um mtodo de investigao geolgica que faz uso de um

conjunto moto-mecanizado, projetado para a obteno de amostras de materiais rochosos,

contnuas e com formato cilndrico, atravs de ao perfurante dada basicamente por foras de

penetrao e rotao que, conjugadas, atuam com poder cortante (CHIOSSI, 1975).

Figura 4: Execuo de uma Sondagem Rotativa (SR)

Fonte: SETE ENGENHARIA (2013). Disponvel em: http://sete.eng.br/sondagem-rotativa-ou-

mista-1023-servico-1040#!prettyPhoto[gal]/5/

A execuo da sondagem rotativa de extrema importncia em terrenos que

apresentam extratos rochosos, pois atravs da mesma que detectada a presena de falhas e

fraturas que os mesmos apresentam e que devem ser tratadas para evitar a instabilidade das

obras civis (MARINHO; 2007).

27

3. MATERIAL E MTODOS

A metodologia adotada na realizao deste trabalho se caracterizou por uma pesquisa

bibliogrfica exploratria, descritiva e explicativa, uma vez que se fez o levantamento

bibliogrfico sobre o histrico da Geologia Aplicada Engenharia; a definio da Geologia

Aplicada Engenharia; os condicionantes geolgicos das obras de Engenharia Civil; os

fenmenos geolgicos de possvel ocorrncia nas obras de Engenharia Civil, e os mtodos de

levantamento dos dados geolgicos, posteriormente, descreveu-se de maneira explicativa cada

um destes tpicos.

Gil (1991) define a pesquisa bibliogrfica como a pesquisa que faz uso das teorias

contidas em livros, em materiais de cunho cientfico publicados em peridicos, assim como

em dissertaes e em teses.

Marconi e Lakatos (2006) afirmam que a pesquisa bibliogrfica aquela que leva em

considerao os pensamentos reflexivos que fazem uso dos mtodos cientficos e procura

levantar os conhecimento e as verdades parciais.

A escolha da pesquisa bibliogrfica exploratria, descritiva e explicativa para

realizao deste trabalho deu-se porque uma metodologia que permite obter o conhecimento

sobre o tema e permite mostrar o entendimento do conhecimento adquirido com a pesquisa

realizada.

28

4. RESULTADOS E DISCUSSO

4.1 IMPACTOS CAUSADOS NAS OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL

A realizao desta pesquisa bibliogrfica permite constatar que os conhecimentos

geolgicos da regio onde as obras da Engenharia Civil iro ser construdas devem ser

levados em considerao para que estas obras alcancem viabilidade tcnica e econmica.

Alm do fator de segurana durante toda vida til da obra e que quando no so considerados

poder desencadear impactos negativos a estas obras.

Verifica-se que o principal impacto negativo o comprometimento da estabilidade das

obras que desencadeiam outros fatores negativos como o comprometimento da segurana dos

usurios destas obras e as perdas econmicas vinculadas ao comprometimento da estrutura

das obras.

Os impactos gerados dependem da tipologia da obra que construda conforme figura

4, porm, percebeu-se que a literatura aborda com maior destaque as obras de barragens e de

estradas, pois estas foram as primeiras obras civis que sofreram impactos que foram

constatados e comprovados pelos laudos tcnicos desenvolvidos aps terem sua estabilidade

comprometida que estes foram ocasionados por no dimensionamento destas obras os

engenheiros no terem levado em considerao os conhecimentos geolgicos da regio.

Quadro 1: Impactos causados as obras de Engenharia Civil conforme sua tipologia

TIPOLOGIA DAS

OBRAS

FENMENOS DE POSSVEL

OCORRNCIA

IMPACTOS

GERADOS

Barragens de Terra Eroso Interna (entubamento) Estabilidade e

Econmico

Barragens de Concreto Falhas presentes nas ombreiras Estabilidade e

Econmico

Estradas Eroso Estabilidade e

Econmico

Estradas Movimento de Massa Segurana dos

usurios Fonte: Autoria prpria

29

Os demais tipos de obras civis (como tneis, fundaes das edificaes, etc.) foi feita a

opo por no mostrar neste trabalho os impactos que podem ocorrer nas mesmas quando os

condicionantes geolgicos da regio no so considerados nos seus respectivos

dimensionamentos, uma vez que aps os acidentes ocorridos nas obras de barragens e de

estradas os Engenheiros Civis perceberam a necessidade de se trabalhar em conjunto com os

gelogos para obter as informaes necessrias ao dimensionamento de suas obras e desde

ento consideram os parmetros geolgicos e geotcnicos nas mesmas para evitar os

impactos, logo a literatura estudada no cita casos de acidentes ocorridos em tneis e

fundaes que estejam relacionados a no considerao dos condicionantes geolgicos no

dimensionamento das mesmas.

Com relao s obras de barragens, constata-se que no momento em que se pensa em

construir uma barragem o primeiro passo que o Engenheiro Civil deve adotar diz respeito ao

conhecimento da geologia da regio no que tange ao relevo, pois em funo da mesma que

ele ir escolher o tipo de barragem adequado para o local ( terra ou concreto). Fato este que se

verificou que se encontra vinculado no s a evitar o impacto na estabilidade da obra mais

tambm ao fator econmico, pois para se evitar gastos faz o uso de barragens de terra em

regies de relevo marcado por vales abertos e o de barragens de concreto em regies de relevo

marcado por vales estreitos.

Em obras de estradas, percebe-se que alm da estabilidade do corpo da estrada e da

segurana dos usurios das mesmas, h tambm o impacto ambiental porque o engenheiro

poder fazer a opo por seguir o relevo da regio ou por realizar cortes e aterros que iro

comprometer o meio ambiente.

4.1.1 Barragens de Terra

Constata-se na literatura estudada que o principal impacto em barragens de terra

quando no se levado em considerao os estudos geolgicos da regio o

comprometimento da estabilidade da obra que dependendo da gravidade poder desencadear

perdas econmicas e humanas.

30

O principal impacto causado em barragens de terra na sua estabilidade a ocorrncia

do fenmeno geolgico do entubamento, tambm denominado de eroso interna, que poderia

ser evitado quando se adota os estudos geolgicos e geotcnicos da regio, principalmente

quando se leva em considerao o condicionante geolgico da natureza do terreno que

informa a possvel ocorrncia ou no. Assim, tendo conhecimento do provvel acontecimento

da eroso interna o engenheiro poderia adotar uma medida de conteno para evitar a

ocorrncia do mesmo e manter a estabilidade da obra.

O rompimento da Barragem da Pampulha que foi construda em Minas Gerais em

1954 um exemplo do impacto ocasionado em barragens de terra quando no se considera os

estudos geolgicos da regio porque o mesmo foi ocasionado, segundo o laudo tcnico dado

aps o rompimento, porque a natureza do solo permitiu a infiltrao da gua no corpo da

barragem que ocasionou uma fenda provocando o escoamento da gua que levou a ruptura da

barragem.

Figura 5: Fenmeno do Entubamento

Fonte: Notas de aula de GAE de Barros (2012). Disponvel em:

http://sigaa.ufersa.edu.br/sigaa/portais/docente/docente

Este exemplo permite constatar que se os estudos geolgicos e geotcnicos da rea

onde a barragem foi construda tivessem sido realizados e considerados pelos engenheiros o

31

rompimento da barragem (impacto a estabilidade da obra) poderia ter sido evitado. O que no

teria implicado nos prejuzos econmicos, pois a instabilidade da obra no teria ocorrido.

4.1.2 Barragens de Concreto

A estabilidade das barragens de concreto comprometida quando os estudos

geolgicos no so realizados e nem levados em considerao quando na regio h presena

de falhas que quando no so detectadas e tratadas ocasionam como impacto o rompimento da

barragem.

Verifica-se que as falhas quando so detectadas tm que ser tratadas para no

causarem a instabilidade da barragem, geralmente este tratamento ocorre pelo preenchimento

das falhas com concreto armado e que possibilita identificar a existncia de falha nas rochas

da regio a realizao dos estudos geolgicos.

O rompimento da Barragem de Camar mostra ocasionado pela falha na ombreira

esquerda da barragem (Figura 5) que necessrio alm de executar e considerar os estudos

geolgicos adotar corretamente o tratamento das falhas encontradas que depender da

execuo correta dos mtodos de investigao geolgica. Pois, estes indicaro a profundidade

das falhas para que elas sejam preenchidas.

Figura 6: Soluo obtida pela equipe responsvel pela construo da

barragem Camar-PB - Preenchimento Superficial da Falha.

Fonte: (Barros,2012). Disponvel em:

http://sigaa.ufersa.edu.br/sigaa/portais/docente/docente.jsf

32

4.1.3 Estradas

Em obras civis como estradas percebe-se que o principal impacto causado por no se

considerar os condicionantes geolgicos no projeto executivo destas tambm a instabilidade

do corpo da estrada que pode ocorrer probabilidade de eroses (Figura 6) promovidas por

condicionantes como a natureza do terreno e dos movimentos de massa provocados pelos

cortes dos taludes que so formas de relevo.

Figura 7: Eroso em estradas.

Fonte: ( Lvia Torres, 2006). Disponvel em: http://g1.globo.com/rio-de-janeiro/chuvas-no-

rj/noticia/2011/01/um-dia-apos-cachoeira-de-lama-operarios-trabalham-na-rj-116.html

Ento, verifica-se que a eroso pode ser evitada quando se conhece a natureza do

terreno e se faz uso de um material que no seja suscetvel de sofrer este fenmeno, assim

como os movimentos de massa podem ser contidos quando os estudos geolgicos indicam

probabilidade de sua ocorrncia atravs de medidas de conteno simples como a proteo

superficial do talude feita com vegetao como mostrado na figura 7.

33

Figura 8: Proteo Superficial do talude de corte.

Fonte: (CPRM, 2003) Disponvel:

http://www.cprm.gov.br/gestao/ppga_valedoribeira/Registros%20fotogr%E1ficos/TunasPar

ana.htm

Percebe-se que o impacto causado nas obras de Engenharia Civil por no se considerar

no dimensionamento das mesmas os condicionantes geolgicos (relevo, natureza do terreno,

materiais de construo) ocasionado pela ocorrncia dos fenmenos geolgicos passveis de

ocorrer na regio que iro ocasionar a instabilidade destas obras, desencadeando prejuzos

econmicos e humanos.

4.2-IMPORTNCIA DA GEOLOGIA APLICADA ENGENHARIA PARA O

DESENVOLVIMENTO DAS OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL

Verifica-se que a importncia da aplicao dos conhecimentos geolgicos advindos da

Geologia Aplicada Engenharia Civil decorre do fato que estes promovero a viabilidade

tcnica e econmica das obras de Engenharia Civil. Isto , a estabilidade e a economia so

alcanadas quando os engenheiros responsveis pelo dimensionamento das mesmas levam em

considerao os parmetros geolgicos e geotcnicos (como o coeficiente de permeabilidade

do solo, em obras de barragens de terra) necessrios aos clculos das mesmas.

Com relao a relevncia dos condicionantes geolgicos, percebemos que estes

recebem esta denominao porque iro condicionar a viabilidade tcnica e econmica das

34

obras da Engenharia Civil ao uso dos mesmos no desenvolvimento dos projetos executivos

das mesmas, tendo em vista que os projetos executivos correspondem ao conjunto dos

elementos que materializam a execuo destas obras, como no caso de estradas

correspondem ao traado geomtrico da estrada e aos clculos dos elementos que compem o

traado da estrada (raios, ngulos de inclinao, etc.) que condicionado pelo relevo da

regio.

Constata-se, tambm, que esta importncia decorre tambm da possibilidade da

Geologia Aplicada Engenharia Civil identificar os fenmenos geolgicos possveis de

ocorrerem e assim evit-los, mantendo assim a estabilidade das obras.

A Geologia Aplicada Engenharia possui essa grande importncia para o

desenvolvimento das obras de Engenharia Civil, pois seu estudo deve ser obrigatoriamente

levado em considerao em obras de grande porte para que no ocorram perdas materiais,

humanas e ambientais. De forma que essa analise dos estudos ocorram antes e durante a

execuo do projeto, pois depois da obra concluda os reparos caso algum impacto ocorra so

de custos elevados, e com incertezas de sucesso na reparao da obra.

As condies geolgicas impostas pela geologia regional do local a ser construdo,

possui influncia nos mtodos utilizados para sua construo, nos materiais que mais se

adquam, no relevo onde a mesma vai estar dimensionada, se a natureza do solo seria

apropriada para a tipologia de construo em questo e nos possveis impactos que aquela

obra ira gerar para regio, meio ambiente, sociedade e economia. J que para que a obra

obtenha xito, a juno desses fatores possui relevncia sobre o projeto.

Um resultado que mostra a importncia dos conhecimentos geolgicos serem

considerados nas obras civis a duplicao da Rodovia dos Imigrantes que ficou conhecida

internacionalmente devido a sua complexidade das caractersticas geolgicas da Serra do Mar

onde a Rodovia dos Imigrantes atravessa, como na figura 8.

35

Figura 8: Duplicao da Rodovia dos Imigrantes

Fonte: (Barros,2012). Disponvel em: http://sigaa.ufersa.edu.br/sigaa/portais/docente/docente.jsf

Este fato ocorreu porque os engenheiros levando em considerao os condicionantes

geolgicos das regies por onde passa esta estrada conseguiram alm de garantir a

estabilidade da obra, proporcionaram um menor impacto ambiental as regies, pois optaram

por construir alguns trechos da estrada elevados e outros em tneis, minimizando assim a

necessidade de cortes que causariam um maior impacto.

Verifica-se que embora a soluo adotada nesta obra tenha levado a um maior gasto

econmico promovido pelo tipo de soluo adotada para execuo da duplicao por meio de

tneis ou de elevaes em alguns trechos para vencer o relevo das regies que a Rodovia dos

Imigrantes passa, que so solues caras, com o objetivo de minimizar os impactos ao meio

ambiente prevaleceu.

36

4.3 CONSIDERAES FINAIS

Com a realizao da pesquisa desenvolvida neste trabalho, foi constatado que a

Engenharia Civil deve trabalhar em conjunto com a Geologia Aplicada Engenharia, pois

atravs dos conhecimentos geolgicos da regio fornecidos pela Geologia Aplicada

Engenharia que o engenheiro ir alcanar a viabilidade tcnica e econmica em suas obras,

mantendo a estabilidade das mesmas durante toda vida til da obra.

Verifica-se que o surgimento da Geologia Aplicada Engenharia deu-se devido a

diversas ocorrncias de acidentes estruturais nas obras de barragens e estradas que

incentivaram a ocorrncia de vrios estudos da geologia na rea e que fez com que os

Engenheiros Civis sentissem a necessidade de passar a considerar os conhecimentos da

Geologia Aplicada Engenharia no dimensionamento de suas obras, para garantir a segurana

da obra.

Percebe-se que os fenmenos geolgicos so identificados pelos estudos geolgicos da

regio e estes estudos que possibilita os engenheiros adotarem medidas de conteno dos

fenmenos que leva a manuteno da estabilidade das obras e que os mtodos de investigao

geolgica so instrumentos da Geologia Aplicada Engenharia que permitem a coleta de

informaes importantes sobre a geologia da rea onde as obras sero construdas.

Constata-se que a Engenharia Civil deve considerar todos os condicionantes

geolgicos da regio, para que futuramente no ocorra em suas obras problemas que

provoquem a instabilidade das mesmas. Logo, a Geologia Aplicada Engenharia deve

caminhar junto da Engenharia Civil para que as obras sejam dimensionadas e executadas com

eficcia e eficincia tcnica.

37

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