metodologia para cadastro de cortes e aterros

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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM TRANSPORTE FERROVIÁRIO D E CARGAS

INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

ACADEMIA MRS

MÁRCIO EDUARDO FERNANDES OLIVEIRA

METODOLOGIA PARA CADASTRO DE CORTES E ATERROS

Rio de Janeiro

2006

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METODOLOGIA PARA CADASTRO DE CORTES E ATERROS

ACADEMIA MRS

Monografia apresentada ao curso de Especialização e m Transporte

Ferroviário de Carga

Nome do autor: Márcio Eduardo Fernandes Oliveira

Orientador: Jorge Luís Goudene Spada

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AGRADECIMENTOS

Em primeiro lugar agradeço à MRS Logística que em parceria com o Instituto

Militar de Engenharia (IME) me proporcionou mais esse crescimento pessoal e

profissional. Agradeço aos amigos que formei durante esse período, e ao

coordenador do curso Manoel Mendes que sempre me incentivou e apoiou nos

momentos que mais precisei.

Agradeço ao meu chefe e tutor José Francisco Curzio Ferreira que sempre

buscou meu aperfeiçoamento profissional e humano. Ao meu orientador Jorge Luís

Goudene Spada pela paciência e entendimento das dificuldades para realização

desse trabalho. E a Paulo Sérgio Jorge Ragone pelo incentivo e idéias para

realização desta.

À minha noiva, Simone, pelos momentos em que estivemos distantes, mas

que mesmo assim estava ao meu lado apoiando e incentivando. Aos meus

familiares pela preocupação e incentivo, à minha mãe que infelizmente não está

mais comigo, mas que sempre batalhou para me proporcionar saúde e educação e

que com certeza onde estiver está orgulhosa de seu filho.

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RESUMO

O presente trabalho foi norteado com o objetivo de atender a necessidade do Setor de Obras da MRS em otimizar recursos de investimento seja em obras de contenção e/ou drenagem ao longo da extensa malha ferroviária para garantir a constante circulação dos trens. Este trabalho propõe uma metodologia para Cadastramento de Cortes e Aterros, que possa auxiliar gestores de obras da MRS Logística na manutenção da infra-estrutura e das obras já realizadas ao longo da malha ferroviária para com isso tentar evitar possíveis imprevistos. Foi realizado um levantamento cadastral dos cortes e aterros de um trecho piloto da ferrovia do aço. Foi incorporado a esse cadastro um histórico de acidentes envolvendo obras de terra e índice pluviométrico da respectiva região. Esse trabalho a partir desse trecho piloto buscou desenvolver uma metodologia de cadastro de cortes e aterros incluindo as obras de terra e drenagem superficial e profunda que poderá ser aplicada sistematicamente pela MRS Logística para auxiliar na manutenção da via permanente de toda a sua malha.

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INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA

Praça General Tibúrcio, 80 – Praia Vermelha

Rio de Janeiro - RJ CEP: 22290-270

Este exemplar é de propriedade do Instituto Militar de Engenharia, que poderá incluí-lo

em base de dados, armazenar em computador, microfilmar ou adotar qualquer forma de

arquivamento.

É permitida a menção, reprodução parcial ou integral e a transmissão entre

bibliotecas deste trabalho, sem modificação de seu texto, em qualquer meio que esteja

ou venha a ser fixado, para pesquisa acadêmica, comentários e citações, desde que

sem finalidade comercial e que seja feita a referência bibliográfica completa.

Os conceitos expressos neste trabalho são de responsabilidade do(s) autor(es) e

do(s) orientador(es).

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS...................................................................................................06

LISTA DE TABELAS..................................................................................................08

1 INTRODUÇÃO...............................................................................................09

1.1 Considerações Gerais....................................................................................10

1.2 Justificativa.....................................................................................................10

1.3 Objetivo..........................................................................................................11

1.4 Organização da Monografia...........................................................................12

2 TIPOS DE PROCESSOS DE INSTABILIZAÇÃO DE TALUDES ..................13

2.1 Movimentos Preparatórios (“creep” ou rastejo)..............................................15

2.2 Movimentos Propriamente Ditos....................................................................16

2.2.1 Quedas...........................................................................................................16

2.2.1.1 Queda de Blocos............................................................................................17

9

2.2.1.2 Queda de Detritos..........................................................................................18

2.2.2 Tombamentos.................................................................................................20

2.2.3 Rolamentos....................................................................................................21

2.2.4 Escorregamento ou Deslizamento.................................................................21

2.2.5 Escoamentos..................................................................................................23

2.2.6 Movimentos Complexos.................................................................................24

2.3 Processos Erosivos........................................................................................25

2.3.1 Erosão Pluvial.................................................................................................25

3 AGENTES E CAUSAS DE MOVIMENTOS DE MASSAS......... .............................27

4 ESTABELECIMENTO DO GRAU DE RISCO DAS INSTABILIZAÇ ÕES..............29

5 OBRAS DE ESTABILIZAÇÃO........................... ....................................................31

5.1 Sem Estruturas de Contenção ou Reforço........................................................31

5.2 Com Estrutura de Contenção ou Reforço do Terreno.......................................33

5.2.1 Cortina Atirantada..............................................................................................33

5.2.2 Solo Grampeado...............................................................................................34

5.2.3 Concreto Projetado............................................................................................35

6 CADASTRO GEOLÓGICO GEOTÉCNICO DO TRECHO PILOTO... ....................36

7 CONCLUSÕES.......................................................................................................49

8 BIBLIOGRAFIA..................................... ..................................................................51

9 ANEXOS.................................................................................................................52

10

LISTA DE FIGURAS

FIG.2.1: Ação antrópica ............................................................................................ 14

FIG.2.2: Creep ou Rastejo ........................................................................................ 16

FIG.2.3: Quedas de Blocos ...................................................................................... 18

FIG.2.4: Queda de Detritos ...................................................................................... 20

FIG.2.5: Escorregamento Rotacional ....................................................................... 21

FIG.2.6: Avalanche ou Fluxo de Detritos .................................................................. 24

FIG.2.7: Erosão ........................................................................................................ 25

FIG.6.1: Mapa da Região ......................................................................................... 36

FIG.6.2: Corte Km 321+840 ..................................................................................... 41

FIG.6.3: Planta Baixa km 321+840 .......................................................................... 42

FIG.6.4: Continuação da Planta Baixa km 321+840 ................................................ 43

FIG.6.5: Planta Baixa km 324+570 .......................................................................... 44

FIG.6.6: Continuação da: Planta Baixa km 324+570 ............................................... 45

FIG.6.7: Corte Km 324+570 ..................................................................................... 46

FIG.6.8: Chuva Acumulada Mensal 2005 ................................................................ 46

FIG.6.9: Chuva Acumulada 24h 11/2005 ................................................................. 47

FIG.6.10: Chuva Acumulada 24h 12/2005 ............................................................... 48

FIG.8.1: Gráfico de risco de interrupção .................................................................. 49

FIG.9.1: Corte Km 321+840 ..................................................................................... 53

FIG.9.2: Corte em Seção Mista Km 322+140 .......................................................... 55

FIG.9.3: Aterro em Seção Plena Km 322+300 ......................................................... 57

11

FIG.9.4: Corte em Caixão Km 322+470 ................................................................... 59






FIG.9.10: Corte em Caixão Km 323+900 ................................................................. 71

FIG.9.11: Aterro em Seção Plena Km 324+000 ....................................................... 73








FIG.9.19: Corte em Seção Mista Km 326+240 ........................................................ 89

FIG.9.20: Corte em Seção Mista Km 326+350 ........................................................ 91



12

LISTA DE TABELAS

TAB.4.1 Grau de Risco das Instabilizações...............................................................29

TAB.6.1 Cadastro Geológico-Geotécnico dos Cortes e Aterros................................40

13

1 INTRODUÇÃO

As obras de terra interferem diretamente com a natureza. A construção de

uma estrada requer desmatamentos, cortes de taludes, cobertura de áreas que

servirão como fundações de aterros e desvios dos cursos d’água natural, etc. Tais

ações rompem o equilíbrio natural, donde a necessidade de medidas que

mantenham o equilíbrio das massas de terras movimentadas.

Instabilizações de Taludes sejam de cortes ou aterros acarretam prejuízos

diretos (despesas com as obras a serem reparadas ou construídas) e indiretos, com

o atraso ou perda de transportes, acarretando a diminuição da receita.

As estradas de ferro são construídas com os cuidados necessários para

fornecer além da segurança a perenidade de circulação em todas as épocas do ano.

Apesar de todos esses cuidados ocorrem acidentes devidos a alguns fatores,

principalmente em estações chuvosas, que serão mencionados no decorrer desse

trabalho.

Vale ressaltar que “a Engenharia de Fundações e Obras de Terra não é uma

ciência exata e que riscos são inerentes a toda e qualquer atividade que envolva

fenômenos ou materiais da Natureza”. (Norma ABNT NBR 11682 (2004):

Estabilidade de Taludes)

Logo com as metas de produção planejadas pela MRS para os próximos

anos, torna-se a estabilização dos maciços naturais e os de cortes e aterros um fato

importantíssimo para a concretização dessas metas.

14

1.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS

A malha ferroviária da MRS cruza uma série de encostas da região sudeste,

sendo que essas encostas são palcos de freqüentes movimentos coletivos de

massas de solo e rocha, com conseqüências em muitas vezes danosas à empresa,

podendo acarretar a paralização do tráfego. A freqüência com que tais movimentos

ocorrem é, de longe, superior aos registros da empresa.

Dessa forma a implantação de um cadastro de cortes e aterros permitirá o

registro de todos os eventos de instabilidade de massas de solo e/ou rocha que

venham a ocorrer. Como este cadastro deverá ser permanentemente atualizado,

será possível formar um histórico de acidentes associados ao índice pluviométrico,

de tal forma que será possível elaborar correlações entre deslizamentos e índice

pluviométrico acumulado.

1.2 JUSTIFICATIVA

A idéia desse trabalho surgiu da necessidade de monitoramento das encostas

naturais que atravessam a malha da MRS Logística assim como os corpos de aterro

e os taludes de corte para reduzir os eventos de instabilidade de taludes

principalmente nas estações de maior incidência de chuvas.

Além disso, não existe hoje na MRS:

• Cadastro dos cortes e aterros;

• Histórico de acidentes envolvendo as obras de terra;

• Situação das obras de contenção e drenagem.

A escolha de um trecho piloto do Setor Norte da Ferrovia do Aço, para fins de

estudo, foi definida devido à ocorrência de dois escorregamentos de cortes no ano

15

de 2005 que levaram a interrupção de tráfego ferroviário localizados no km 322+000

e no km 324+500 próximo a Congonhas do Campo (MG).

De acordo com Guidicini e Iwasa (1980, p.04), “na literatura nacional existem

alguns trabalhos que correlacionam índice pluviométrico e escorregamentos graças

a Pichler, Vargas, Barata e Nunes”. Trata-se, entretanto, de correlações pontuais,

onde a ocorrência dos escorregamentos é associada ao registro pluviométrico diário,

geralmente elevado, decorrente de determinado episódio de chuvas. Porém o

presente trabalho não fará tal estudo devido à falta de histórico de acidentes

envolvendo obras de terra ao longo da malha ferroviária.

Tendo a empresa um cadastro de corte e aterro poderá efetuar correlações

de acidentes envolvendo obras de terra com a pluviometria acumulada no período

de chuva. Dispor destas correlações permite identificar o quanto se está próximo ou

distante da ocorrência de deslizamento.

E na medida em que a empresa passa a ter um cadastro atualizado dos

cortes e aterros com previsão de graus de risco para ocorrência de deslizamento os

seus investimentos poderão ser melhores direcionados.

1.3 OBJETIVO

O objetivo desse trabalho é propor uma forma de armazenamento de dados

ao longo da malha ferroviária referente a cortes e aterros para que isto possa auxiliar

gestores em decisões referentes a investimentos em obras além de permitir o

registro de dados como índice pluviométrico acumulado, situação das obras

realizadas, características geotécnicas, acidentes ocorridos, etc.

Deverão ser elaboradas fichas de cadastro com a sistematização das

informações a serem coletadas, buscando-se homogeneizar a qualidade e os

critérios adotados nas vistorias sistemáticas.

16

1.4 ORGANIZAÇÃO DA MONOGRAFIA

Para início desse trabalho foi realizado um levantamento de um trecho piloto

da Ferrovia do Aço com aproximadamente 5 quilômetros de extensão, iniciando no

km 322 + 000 e terminando no km 327+000. Nesse levantamento foram preenchidas

fichas de cadastros (apresentada no capítulo 6) com as respectivas fotos do local e

as características dos cortes e aterros. Foram também coletados dados de índice

pluviométrico da respectiva região.

Nos capítulos iniciais desse trabalho foi realizado um estudo sobre os

indicadores de risco geotécnico, priorização das áreas para intervenção e

categorização dos tipos de intervenção, as medidas a serem tomadas em locais que

apresentaram instabilidades já ocorridas e os tipos de processo de instabilização de

taludes.

Esse estudo permitiu a elaboração de uma ficha de cadastro e o melhor

preenchimento da mesma no cadastramento de cortes e aterros.

17

2 TIPOS DE PROCESSOS DE INSTABILIZAÇÃO DE TALUDES

Algumas evidências em campo podem alertar o profissional em relação a

algumas instabilizações de taludes do trecho em questão. E tendo esse profissional

a sensibilidade para identificar esses indicadores, poderá melhor identificar um

processo incipiente de instabilização.

A simples presença de feições de instabilização como trincas, abatimentos,

feições erosivas e cicatrizes de escorregamentos já são sinais de anomalias que

estão ocorrendo.

Uma possível instabilização também pode ser detectada através da geometria

do talude em questão (inclinação e altura). As características dos perfis de alteração,

com a identificação das unidades geológico-geotécnicas (solo superficial, solos com

baixa capacidade de suporte, solos residuais, blocos de rocha, rocha, solos

coluvionares ou depósitos de tálus, depósitos artificiais, etc.) e estruturas geológicas

(foliação, xistosidade, fraturas, juntas, etc.) são elementos que permitem uma

identificação de um processo de instabilidade.

Massad (2003, p. 62) classifica os solos residuais como

“os solos provenientes da decomposição de rochas, que permaneceram no próprio local de sua formação. O tipo de solo resultante vai depender de uma série de fatores, tais como: a natureza da rocha matriz; o clima; a topografia; as condições de drenagem; e os processos orgânicos.”

Solos coluvionares ou depósitos de tálus, para Massad (2003, p. 63), ocorrem

quando

“o solo residual é transportado pela ação da gravidade, como nos escorregamentos, a distância relativamente pequena. Em geral, esses solos encontram-se no pé das encostas naturais e podem ser constituídos de solos misturados com blocos de rocha.””

18

Não podemos deixar também de analisar as condições de drenagem

superficial e subsuperficial (linhas de concentração de fluxo superficial, profundidade

do nível d’água, zonas de saturação, surgências, etc.) e as características das

intervenções antrópicas, abrangendo as modificações indutoras dos processos de

instabilização (como cortes e aterros, modificações da drenagem pluvial, presença

de fossas, remoção da cobertura vegetal, etc.) e suas condições de vulnerabilidade

potencial (distância do início da instabilização, resistência potencial ao impacto etc.).

A FIG. 2.1 abaixo mostra claramente a conseqüência de uma ação antrópica:

FIG. 2.1 Ação antrópica (Fonte: Engenharia Obras Especiais / MRS)

Para isso são necessárias visitas sistemáticas ao trecho por profissionais

capacitados para identificação de áreas para posteriormente classificação e

priorização destas para intervenção.

Quando essas evidências não são percebidas com antecedência podem

ocorrer os chamados movimentos preparatórios, movimentos propriamente ditos e

processos erosivos que são as definições adotadas em relação a alguns tipos de

19

processos de instabilização. A seguir apresentam-se alguns comentários sobre os

tipos de processos de instabilização.

2.1 MOVIMENTOS PREPARATÓRIOS (“CREEP” OU RASTEJO)

Consistem de algumas manifestações da evolução gradativa das encostas,

não apresentando as modificações na morfologia da encosta em curto prazo, como

no caso das rupturas. Entretanto, uma vez identificados esses movimentos

específicos indicam potencial de ocorrência de outros movimentos de maior

expressão e gravidade.

Massad classifica ‘’creep’’ como

“um movimento lento de camadas superficiais de solo, encosta abaixo, com velocidades muito pequenas, de alguns milímetros por ano, que se acelera por ocasião das chuvas e se desacelera em épocas de seca, daí o nome ‘’rastejo’’ que lhe é atribuído” (MASSAD, 2003, p. 65).

Em quase todos os terrenos que apresentam alguma inclinação, verifica-se a

ocorrência de movimentos lentos na forma de rastejos (“creep”). As velocidades

desses movimentos variam durante o ano, principalmente nas camadas superficiais

do talude. À medida que o talude aproxima-se da ruptura, as velocidades aumentam.

Solos ou rochas submetidos a movimentos de rastejo não necessariamente

atingirão a ruptura. Um talude pode suportar tensões superiores àquelas

necessárias para provocar deformações por rastejo sem chegar a sua completa

instabilização. Entretanto, de maneira geral, o rastejo contribui para uma diminuição

gradual da resistência do material. Áreas com antigos deslizamentos, assim como os

depósitos de tálus, particularmente, são muito sujeitas os movimentos de rastejo.

20

FIG. 2.2 Creep ou Rastejo (Fonte: Apostila de Via permanente do Muniz e Spada)

2.2 MOVIMENTOS PROPRIAMENTE DITOS

As instabilizações de encostas naturais e taludes de cortes e aterros em geral

são considerados “movimentos de massas propriamente ditos” quando são

formados a partir da ruptura de certa porção de material que forma o talude, a qual

se destaca da massa remanescente na forma de: queda, tombamento, rolamento,

escorregamento (deslizamento) ou escoamento.

2.2.1 QUEDAS

Esse tipo de movimento consiste na separação de uma determinada porção

de material de um trecho muito íngreme da encosta, seguida de queda e acúmulo no

pé da encosta. O material destacado do talude desce em queda livre, podendo

durante o seu percurso atingir outros pontos da encosta, provocando novas

21

instabilizações. O depósito formado pode atingir vários metros de espessura,

dependendo da morfologia da área de acúmulo. Por outro lado, a morfologia da

encosta condiciona a distância percorrida pelo material em movimento. Em algumas

situações, os blocos podem percorrer longas distâncias. A maioria das quedas de

materiais envolve blocos de rocha em encostas íngremes. Podem ser provocados

também pelo solapamento da base de taludes pela ação de rios, lagos ou do mar.

Em geral, os movimentos são muito rápidos, podendo ou não ser precedidos por

movimentos menores que levam à separação progressiva da sua localização de

origem.

2.2.1.1 QUEDAS DE BLOCOS

Em penhascos verticais, ou taludes muito íngremes, blocos de rocha,

deslocados do maciço por intemperismo, caem por ação da gravidade. Este é um

dos mecanismos de formação de depósitos de tálus.

Neste grupo incluem-se, assim, movimentos das mais variadas proporções

desde a queda isolada de um bloco até o colapso de enormes complexos rochosos.

“Os termos tombamento ou basculamento são também usados com freqüência para

definir o processo, além de desmoronamento”. (GUIDICINI & NIEBLE, 1983, p. 42).

22

FIG. 2.3 Quedas de Blocos (Fonte: Apostila de Via Permanente do Muniz e Spada)

2.2.1.2 QUEDA DE DETRITOS

Trata-se de uma classe de importância menor, constituindo um termo de

passagem entre a queda de blocos e os escorregamentos propriamente ditos. Pode

ser definida como sendo a queda, relativamente livre, de reduzidas massas de

fragmentos terrosos ou rochosos, inconsolidados, ou pouco consolidados, em

movimentos de pequena magnitude.

Dentro dessa classe pode-se ainda enquadrar o fenômeno da

desagregabilidade de massas rochosas ou terrosas. Trata-se de um processo de

proporções limitadas, que não atinge o noticiário dos jornais por não ter efeito

catastrófico, mas que produz contínuos efeitos nocivos a obras de drenagem e da

superestrutura das estradas de ferro, bem como à sua própria manutenção. Em

rochas consiste no destaque contínuo de fragmentos provocados por fenômenos de

secagem e saturação sucessivas em rochas de baixa resistência exposta ao longo

de cortes artificiais. O processo de ciclagem do material é acelerado pelo efeito da

variação diurna de temperatura. A desagregação é típica de rochas sedimentárias

23

quais siltitos, folhelhos, arenitos ou rochas de baixo teor de metamorfismo, quais

ardósias, filitos, podendo também ocorrer em rochas particularmente suscetíveis à

desagregação, como alguns basaltos.

Os fragmentos produzidos por desagregação atingem alguns centímetros de

dimensão média e, em rochas homogêneas, apresentam aspecto conchoidal e

formas subarredondadas. No pé dos taludes acabam assim se acumulando volumes

de material incoerente, com a clássica forma de depósito de sopé de montanha,

apenas em escala reduzida. O processo é também chamado empastilhamento.

Sua concentração, ao longo de planos alternados de maior suscetibilidade à

desagregação, conduz ao aparecimento, de fenômenos de descalçamento de

camadas rochosas de posição superior, podendo assim provocar o colapso de

grandes massas rochosas.

A figura abaixo mostra claramente um exemplo de queda de detritos ocorrido

na malha da MRS. As conseqüências de instabilizações como essas são além do

comprometimento dos dispositivos de drenagem, e do lastro ferroviário devido à

colmatação total ou parcial o que é pior, dependendo das proporções desse

fenômeno, a interrupção da circulação dos trens.

24

FIG. 2.4 Queda de Detritos (Fonte: Engenharia Obras Especiais / MRS)

2.2.2 TOMBAMENTOS

Os tombamentos consistem na rotação de uma massa ou de vários blocos em

torno de um ponto. Atuam no sentido da instabilização, a força da gravidade e as

pressões dos fluidos que preenchem as descontinuidades. Desenvolvem-se a partir

de superfícies de descontinuidades de origem tectônicas e/ou sedimentares. São

comuns em encostas verticais associadas a juntas de alívio de tensões ou fendas de

tração paralelas à superfície da encosta.

25

2.2.3 ROLAMENTOS

Os rolamentos de blocos de rocha ou solo costumam ocorrer como evento

subseqüente a uma queda de blocos ou tombamento, nos casos em que tais blocos

apresentam forma geométrica tal que permita esta dinâmica de movimentação.

2.2.4 ESCORREGAMENTOS OU DESLIZAMENTOS

Os escorregamentos, também denominados deslizamentos, caracterizam-se

pela formação de uma superfície de ruptura bem definida, onde há uma grande

concentração de deformações cisalhantes. Podem ser rotacionais, translacionais ou

na forma de cunha, dependendo da forma da superfície de deslizamento.

Nos escorregamentos rotacionais, uma parte do material que forma o talude

desliza como um todo, sem sofrer distorção significativa, ao longo de uma superfície

bem definida que apresenta forma côncava. Geralmente são profundos e ocorrem,

principalmente, em solos coesivos relativamente homogêneos. Os escorregamentos

rotacionais também podem ocorrer em transição solo-rocha (saprólitos) ou rochas

muito fraturadas e alteradas.

FIG. 2.5 Escorregamento Rotacional (Fonte: Apostila de Via Permanente do

Muniz e Spada)

26

Em solos argilosos homogêneos, a superfície de ruptura é muito próxima de

um arco de círculo. Quando o material não é uniforme, a superfície de ruptura

raramente é circular, podendo sua forma ser afetada por planos de estratificação,

juntas, falhas, contatos entre materiais de resistências diferentes e outras

descontinuidades. Uma superfície de ruptura não circular provoca distorção na

massa em movimento. Geralmente ocorrem em função de condições de elevadas

poro-pressões ao longo da superfície de escorregamento.

Os escorregamentos translacionais ocorrem ao longo de planos de

estratificação, falhas, fraturas ou contatos geológicos que se apresentam

aproximadamente paralelos à superfície do talude, de forma que o movimento da

massa deslizante é essencialmente de translação. Podem ocorrer em solos, rochas

ou nos contatos solo – rocha. Os escorregamentos translacionais rasos

normalmente estão associados à perda de resistência devido à infiltração de água

de chuva. Os escorregamentos mais profundos geralmente refletem condições

desfavoráveis de poro-pressões na superfície de escorregamento.

Os escorregamentos translacionais também podem ocorrer nos horizontes

superficiais (lateríticos), relativamente homogêneos e por perda de coesão aparente

sem a geração de poro-pressões positivas (como é comum nas regiões serranas do

Sudeste Brasileiro).

Os escorregamentos na forma de cunha são condicionados por estruturas

geológicas que permitem uma compartimentação do maciço na forma de blocos.

Os escorregamentos ocorrem através das superfícies limítrofes desses

blocos, na forma de cunhas. O eixo da movimentação ocorre ao longo da

intersecção dos planos de fraqueza destas estruturas geológicas.

Em geral estão relacionadas à elevação de poro-pressões na superfície de

escorregamento ou à ocorrência de pressões hidrostáticas de preenchimento de

fendas ou outras descontinuidades (“cleft pressures”).

27

2.2.5 ESCOAMENTOS

Nos escoamentos, o material em movimento sofre intensa fragmentação

durante o processo de instabilização, passando a se comportar como um fluido

viscoso. A velocidade desse tipo de movimento pode variar desde lenta até muito

rápida.

Dependendo do material envolvido no movimento, os escoamentos podem

ser subdivididos em: escoamentos ou corridas de solo ou detritos e escoamentos ou

corridas de lama.

Nas corridas de detritos (“debris flow”), o material apresenta granulometria

grossa. Esse tipo de movimento ocorre, em geral, durante fortes precipitações

pluviométricas que provocam o escoamento superficial de grande quantidade de

água. Os depósitos de encosta do tipo tálus - colúvio de pequena espessura,

localizados nos leitos e nas margens de talvegues de regiões montanhosas, se

constituem nos materiais mais susceptíveis de serem remobilizados durante os

escoamentos.

Os escoamentos do tipo corridas de lama diferem do anterior pela

granulometria do material em movimento. Como normalmente o material envolvido é

de natureza argilosa e siltosa, apresentam-se muito fluidos, podendo percorrer

distâncias muito longas.

Massad, que classifica esse fenômeno como avalanche ou fluxo de detritos

(Deblis Flows), relata que esses

“são classificados como ‘’desastres naturais’’, pelo seu alto poder destrutivo e pelos danos que podem provocar em instalações e equipamentos urbanos ou à própria natureza. São movimentos de massas que se desenvolvem em períodos de tempo muito curtos (segundos a pouco minutos) e que têm algumas peculiaridades como velocidades elevadas (5 a 20 m/s); alta capacidade de destruição devido às grandes pressões de impacto (30 a 1000 kN / m2); transporte de ‘’detritos’’ (galhos e troncos de árvores, blocos de rocha, cascalho, areia e lama) a grande distâncias, mesmo em baixas declividades (5o a 15o)” (MASSAD, 2003, p. 67).

28

A figura a seguir mostra claramente como esse fenômeno pode trazer

conseqüências catastróficas.

FIG. 2.6 Avalanche ou Fluxo de Detritos (Fonte: Apostila de Via Permanente do

Muniz e Spada)

2.2.6 MOVIMENTOS COMPLEXOS

São classificados como complexos, os movimentos que ocorrem em uma

mesma encosta, formados por dois ou mais dos tipos descritos nos itens anteriores.

Vale ressaltar que para o cálculo de estabilidade de taludes existem alguns

métodos baseados em equilíbrio-limite como o método de Culmann e o de Bishop

Simplificado.

29

2.3 PROCESSOS EROSIVOS

A erosão consiste em um conjunto de processos que levam ao destacamento,

transporte e deposição de partículas de solo. Os agentes que provocam a erosão

são as chuvas (erosão pluvial), os ventos (erosão eólica), os rios (erosão fluvial) e o

mar (erosão costeira).

Esses fenômenos são devidos a fatores naturais, mas existem também

aqueles devido a ações desordenadas do homem como em projetos mal concebidos

de obras de terra e em cortes e aterros das estradas rodoviárias e ferroviárias.

FIG. 2.7 Erosão (Fonte: Engenharia Obras Especiais / MRS)

2.3.1 EROSÃO PLUVIAL

A ação erosiva das chuvas sobre as encostas pode se dar na forma de

erosão laminar, quando ocorre um escoamento em lençol sobre a superfície do

30

talude provocando o carregamento de partículas de maneira relativamente uniforme,

de sulcos ou ravinas quando ocorre por concentração do fluxo d’água em caminhos

preferenciais, arrastando as partículas e aprofundando os sulcos podendo acarretar

ravinas com alguns metros de profundidade e por fim as voçorocas que consistem

no aprofundamento de ravinas; diferem dessas pela sua geometria e dimensões. As

voçorocas podem atingir vários metros de profundidade e largura, sendo

classificadas como tal quando ultrapassam 2,0m de profundidade e de largura. Nas

voçorocas podem se desenvolver vários fenômenos: erosão superficial, erosão

interna, quedas e escorregamentos das superfícies laterais. Geralmente se iniciam

como ravinas, com seção transversal típica em forma de “V” antes de atingir o N.A.,

passando a um formato característico em “U” após o atingirem, quando então podem

ser consideradas voçorocas típicas. Nestas condições passam a evoluir

principalmente por solapamento das paredes laterais e por erosão interna (“piping”)

na cabeceira, seguido de quedas do material solapado ou enfraquecido pela erosão

interna.

Sem querer antecipar o assunto que será mais bem detalhado no capítulo

seguinte, pode-se dizer que os principais fatores desses processos são: a água,

sendo que o seu volume e sua distribuição no tempo e no espaço são determinantes

na velocidade da erosão; a cobertura vegetal, cujo tipo determina a maior ou menor

proteção contra o impacto e remoção de partículas do solo pela água; o tipo de solo

ou rocha, fator determinante a sensibilidade física do solo à erosão em função das

suas características granulométricas estruturais de espessura, etc.; o lençol freático,

sendo que a sua profundidade nos solos é fator decisivo para o desenvolvimento de

voçorocas; e por fim a topografia, em que maiores declividades determinam maiores

velocidades de escoamento das águas, maiores comprometimento da encosta,

implicando em um maior tempo de escoamento e consequentemente numa maior

erosão.

31

3 AGENTES E CAUSAS DE MOVIMENTOS DE MASSAS

É de pleno conhecimento que as chuvas representam um dos aspectos mais

importante a ser considerado, na tentativa de análise das condições que conduzem

ao aparecimento de escorregamentos, mas, inúmeros outros fatores como a forma e

inclinação das encostas, natureza da cobertura vegetal, dispositivos de drenagem

mal dimensionados e/ou comprometidos, características e estado dos solos (ou

rochas), natureza geológica (litológica e estrutural) do meio, tensões internas, abalos

naturais e induzidos e ação antrópica de ocupação intervêem na ocorrência destes

deslizamentos.

Guidicini e Iwasa (1980, p. 06), em seu estudo do Ensaio de Correlação entre

Pluviosidade e Escorregamentos em Meio Tropical Úmido, decidiram analisar o fator

chuva isoladamente. “Isso se baseia na convicção de que as chuvas, numa escala

de importância, ocupam um lugar privilegiado, distanciando-se dos demais fatores

acima escritos”.

Um mesmo agente, ou uma mesma causa, pode contribuir para o surgimento

de vários tipos e formas de acidentes envolvendo taludes de corte e aterro, naturais

e/ou artificiais.

Segundo Milton Vargas em seu livro “Mecânica dos Solos”: “O problema da

estabilidade das encostas naturais é uma das grandes questões da ciência e da

técnica dos solos aplicada à Engenharia.”(VARGAS apud GUIDICINI 1957, p. 50).

Chama-se a atenção para as condições próprias ao termo agente e causa.

Entende-se por causa o modo de atuação de determinado agente ou, em outros

termos, um agente pode se expressar por meio de uma ou mais causas. É o caso,

por exemplo, do agente água, que pode influir na estabilidade de uma determinada

massa de material das mais diversas formas: no desencadeamento de um processo

32

de solifluxão, o encharcamento do material será a causa do movimento, ao passo

que, no caso de liquefação espontânea, a causa será o aumento da pressão neutra.

Dentro da conceituação de agentes, pode-se fazer uma primeira distinção

entre agentes predisponentes e efetivos.

Chama-se de agentes predisponentes ao conjunto de condições geológicas,

geométricas e ambientais em que o movimento de massa irá ter lugar. Representam

o “pano de fundo” para a ação que será desfechada. Trata-se de um conjunto de

características intrínsecas, função apenas de condições naturais, nelas não atuando,

sob qualquer forma, a ação do homem.

Podemos distinguir agentes predisponentes como o complexo geológico

(natureza petrográfica, estado de alteração por intemperismo, acidentes tectônicos,

atitude das camadas - orientação e mergulho, formas estratigráficas, intensidade de

diaclasamento, etc.), complexo morfológico (inclinação superficial, massa, forma de

relevo), complexo climático-hidrológico (clima, regime de águas meteóricas e

subterrâneas), gravidade, temperatura e tipo de vegetação original.

Chama-se de agentes efetivos ao conjunto de elementos diretamente

responsáveis pelo desencadeamento do movimento de massa, neles se incluindo a

ação humana.

33

4 ESTABELECIMENTO DO GRAU DE RISCO DAS INSTABILIZAÇ ÕES

Foi realizada uma classificação dos riscos de instabilizações para que

posteriormente fosse inserido nas fichas de cadastro de cortes e aterros do trecho

piloto.

Durante o cadastramento dos cortes e aterros do trecho piloto, cada seção de

corte ou aterro foi enquadrado conforme uma das classes descritas na TAB. 4.1

abaixo (Elevado, Moderado e Pequeno), objetivando sistematizar as prioridades

para consequentemente facilitar o setor de obras e esta tomar as decisões relativas

aos investimentos.

TAB. 4.1 Grau de Risco das Instabilizações

Elevado

Movimentos de massas, em especial rupturas de taludes, quedas ou rolamentos de blocos, avalanches e corridas de detritos

com defragação brusca ou rápida que indique algum tipo de aviso mas que pode

ocorrer sem aviso prévio.

Risco de interrupção da via permanente com a consequente paralização do tráfego com risco

de atingimento de pessoas, edificações ou instalações

importantes.

Moderado

Movimentos de massas, em especial rupturas de taludes, quedas ou rolamentos de blocos, avalanches e corridas de detritos

com defragação brusca ou rápida que necessariamente indiquem sinais de aviso e

pequena probabilidade de defragação a curto prazo (poucos dias).

Sem risco de interrupção da via permanente e paralização do

tráfego mas que podem produzir algum tipo de dano na via ou em obras e instalações próximo a

instabilização.

Pequeno

Movimentos de massas que não envolvem destacamentos, mas produzem

deformações lentas, como rastejos, rupturas com a base confinada,

subsidências, etc.

Ocorrências em áreas que se encontram afastadas do eixo da

via permanente e nas quais raramente circulam pessoas e não existem edificações ou instalações

importantes próximo da instabilização.

GRAU DE RISCOCARACTERIZAÇÃO DO PROCESSO DE

INSTABILIZAÇÃO CONSEQUÊNCIAS DA

INSTABILIZAÇÃO

34

Vale ressaltar que para as instabilizações de taludes naturais ou de cortes e

aterros classificados como ‘’elevado’’ podem ser determinadas medidas

emergenciais a serem executadas de imediato.

Estas medidas devem, entre outras, considerar o desvio de águas pluviais,

impermeabilização provisória de superfície (uso de lonas plásticas) e tamponamento

de trincas, remoção de sobrecargas, colocação de bermas de equilíbrio provisórias,

instalação de escoramentos provisórios, restrição de velocidade no trecho e

monitoramento da área com objetivo de acompanhar a evolução do processo de

instabilização.

35

5 OBRAS DE ESTABILIZAÇÃO

Os responsáveis pela realização do cadastro de cortes e aterros devem

classificar os pontos críticos segundo o tipo de intervenção que estes necessitam, ou

seja, sem intervenção ou com simples intervenções e com intervenções.

Sem intervenção ou com intervenções simples, não acarretam a necessidade

de elaboração de investigações e projetos específicos para sua implantação

(serviços de limpeza e recuperação da drenagem ou proteção superficial, remoção

de lixo ou entulho e outros serviços de manutenção). Como exemplo, pode-se citar

os serviços realizados no setor Norte da Ferrovia do Aço no início do ano de 2006,

onde a quase totalidade dos dispositivos de drenagem estava comprometida, e que

a simples desobstrução de sarjetas, canais, canaletas e bueiros foram suficientes

para restabelecer as condições de pleno funcionamento das obras existentes.

Nos locais com intervenções serão necessárias investigações

complementares e elaboração de projetos específicos.

A classificação dos trechos analisados nestas duas categorias deverá

considerar os níveis de risco e a tipologia dos processos identificados. A priorização

das áreas pertencentes ao grupo que demandam a implantação das obras de

estabilização deverá considerar os níveis de risco geotécnico mais elevado e o

ganho de segurança potencial ocasionado pelas intervenções.

5.1 SEM ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO OU DE REFORÇO

São projetos que envolvem a modificação da geometria do talude por

retaludamento total ou parcial de solo ou rocha, desmonte de partes instáveis, aterro

estabilizante de pé de talude, etc.

36

Massad descreve retaludamento como

“o processo de alterar a geometria do talude, quando houver espaço disponível, fazendo-se um jogo de pesos, de forma a aliviá-los, junto à crista, e acrescentá-los, junto ao pé do talude. Assim, uma escavação ou corte feito junto à crista do talude diminui uma parcela do momento atuante; analogamente, a colocação de um contrapeso (berma) junto ao pé do talude tem um efeito contrário estabilizador.” (MASSAD, 2003, p. 78).

Esses projetos podem conter também modificação do regime hidrogeológico

com drenos suborizontais profundos, poços ou drenos verticais de rebaixamento de

lençol freático, galerias de drenagem, trincheiras drenantes, além da melhoria das

condições existentes de drenagem superficial e/ou profunda e proteção superficial

dos taludes e adequado encaminhamento das águas.

“O objetivo da drenagem é diminuir a infiltração de águas pluviais, captando-as e escoando-as por canaletas dispostas longitudinalmente, na crista do talude e em bermas, e, transversalmente, ao longo de linhas de maior declividade do talude. Para declividades grandes, pode ser necessário recorrer a escadas d`água, para minimizar a energia de escoamento das águas. As bermas, com cerca de 2 metros de largura, devem ser construídas com espaçamento vertical de 9 a 10 metros, também para diminuir a energia das águas” (MASSAD, 2003, p.77).

Drenagem profunda é uma técnica que consiste em abaixar o nível freático,

reduzindo as pressões neutras através de drenos suborizontais profundos para com

isso aumentar a estabilidade dos taludes de cortes e aterros.

Esse processo consiste em executar furos com equipamentos a percussão e

rotativos, levemente inclinados em relação à horizontal, onde deverão ser instalados

tubos de PVC perfurados e envolvidos por telas de ‘’nylon’’ que impeçam o

entupimento destes furos.

37

5.2 COM ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO OU REFORÇO DO TERRENO

São projetos que envolvem a construção de estruturas como muros de arrimo,

de peso e estruturas assemelhadas, tais como muros de gabiões, “crib-wall”, “solo-

cimento”, muros a flexão de concreto armado ou protendido que utilizam em parte o

peso do solo retido, etc.

Os projetos que envolvem obras de contenção podem conter também

estruturas atirantadas, constituídas por cortinas, placas isoladas ou blocos

ancorados ao terreno através de tirantes protendidos, além de estruturas

chumbadas ou ancoradas, que não utilizam ancoragens protendidas: “solo

grampeado” (“soil nailing”), estruturas chumbadas ou ancoradas na fundação,

estruturas ou blocos com ancoragens passivas, etc.

Existem também tipos de contenção de taludes de corte ou aterro com telas

de aço galvanizadas fixadas com chumbadores, concreto projetado com ou sem

malha fixada, contenções e consolidações usando estacas-raiz, aterros reforçados

com geossintéticos, terra-armada, etc.

Porém, algumas das estruturas mais utilizadas ao longo da malha ferroviária

que foram observadas durante o cadastro de cortes e aterros foram:

5.2.1 CORTINAS ATIRANTADAS

Cortinas atirantadas são estruturas em concreto armado ancoradas por

tirantes e protendidas ao término dos serviços. Os módulos da cortina são

executados na medida em que se progride nas escavações, de preferência em

nichos, para não causar instabilizações.

38

“O processo executivo das cortinas atirantadas envolve a execução de várias

fases” (MASSAD, 2003, p. 79). Massad (2003, p. 79) descreve esse processo como

sendo:

“[…] numa primeira fase, a perfuração do solo, a introdução do tirante e a injeção de nata de cimento para formar o bulbo de ancoragem. Numa segunda fase, após o endurecimento da nata de cimento, os cabos do tirante são protendidos e ancorados junto às placas de concreto (ancoragem ativa). Por vezes, é necessário associar a essas cortinas atirantadas um sistema de drenagem, para aliviar os efeitos das pressões neutras, ou então considerá-las nos cálculos de estabilidade”.

A eficiência de uma cortina atirantada é muito boa. Os custos para sua

execução são relativamente altos, requer pessoal especializado, certo tempo para

construção e assim como toda e qualquer obra requer certos tipos de manutenção.

É muito importante durante a execução de uma cortina o cuidado nas luvas

de emendas e a proteção do tirante com tintas que impeçam a corrosão. O ideal é a

execução de uma bainha com nata de cimento que evite o contato direto do tirante

com o solo.

5.2.2 SOLO GRAMPEADO

Solo grampeado é uma técnica de melhoria de solos, que permite a

contenção de taludes por meio da execução de chumbadores, concreto projetado e

drenagem. Os chumbadores promovem a estabilização geral do maciço, o concreto

projetado dá a estabilidade local junto ao paramento e a drenagem age em ambos

os casos.

Esta técnica se aplica aos maciços a serem cortados, cuja geometria

resultante não é estável e a taludes existentes que não tem estabilidade satisfatória.

39

5.2.3 CONCRETO PROJETADO

Trata-se de uma mistura de cimento, areia, pedrisco, água e aditivos, que é

impulsionada por ar comprimido desde o equipamento de projeção até o local de

aplicação, através de mangote.

Na extremidade do mangote existe um bico de projeção, onde é acrescentada

a água. Esta mistura é lançada pelo ar comprimido, a grande velocidade, na

superfície a ser moldada. Na mistura podem ser adicionadas ao traço microssílica,

fibras e outros componentes.

As peças podem receber ferragens convencionais, telas eletrossoldadas ou

fibras, conforme a necessidade de projeto.

Existem duas maneiras de se obter o Concreto Projetado: por ‘’via seca’’ ou

por ‘’via úmida’’. A diferença básica está no preparo e condução dos componentes

do concreto. Na via seca, a adição de água é feita junto ao bico de projeção,

instantes antes da aplicação. Na via úmida, o concreto é preparado com água e

desta forma conduzido até o local de aplicação. Ambas as vias utilizam traços e

equipamentos com características especiais.

40

6 CADASTRO GEOLÓGICO GEOTÉCNICO DO TRECHO PILOTO

Congonhas/MG, município onde se localiza o trecho do cadastramento dos

cortes e aterros, possui uma área de 324 quilômetros quadrados, situa-se na região

central do estado de Minas Gerais, suas coordenadas geodésicas são 20º 30' 05"

latitude Sul e 43º 51' 39" longitude Oeste.

O acesso a Congonhas para a capital do Estado se dá através da BR-040,

após um percurso de 76 km no rumo SE (Sudoeste). Ao sul, o centro mais

importante é Juiz de Fora, que também é acessado pela BR-040, localizando-se a

uma distância de 196 km.

FIG. 6.1 Mapa da Região

41

Congonhas faz limites com os municípios de Itabirito e Ouro Preto ao Norte,

Conselheiro Lafaiete e São Brás do Suaçuí ao Sul, Ouro Branco a Leste e Jeceaba

e Belo Vale a Oeste.

Os solos no município não são de boa qualidade e, além disso, encontram-se

instalados, em sua grande maioria, em áreas de declividades, inibindo seu uso,

salvo planícies que existem ao longo de alguns cursos da região.

São observados na região solos litólicos, associados a cambissolos. Os

primeiros representam um solo desenvolvido, com o horizonte orgânico assentado

diretamente sobre a rocha. Apresenta fortes limitações ao uso agrícola, em função

de sua baixa fertilidade natural e alta declividade, associada à alta susceptividade à

erosão e dificuldade de mecanização.

Os cambissolos ocorrem em uma topografia um pouco menos acidentada,

porém ainda com declividades expressivas. São também solos de baixa fertilidade

natural e altamente susceptível à erosão.

Deve-se lembrar que a região apresenta propensão natural ao

desencadeamento de processos erosivos, que, na atualidade, encontram-se

intensificados em decorrência de desmatamentos, queimadas e processos de

mineração.

A cobertura vegetal nativa da religião insere-se, em quase sua totalidade, na

constituição de campos (nos trechos mais altos), que ocupam preferencialmente as

formações quartzíticas e ferríferas da região, em cotas superiores a 900m de

altitude. Os campos caracterizam-se por uma cobertura herbácea, contínua,

eventualmente interrompida pela presença de arbustos.

No domínio dos solos mais desenvolvidos, do tipo cambissolos, há registros

de capoeira, que representam uma formação secundária, produto da mata que foi

cortada ou queimada.

42

Apresenta-se, também, cerrados, matas de encosta, matas-galeria,

gramíneas e ervas (Congonha, Caixa de Guerra, Pratinha e Cinco Folhas), em

grande parte devastada pelas atividades mineradoras, deixando o solo exposto à

erosão.

Na porção oeste, nas imediações da Serra da Moeda, a vegetação das matas

ainda encontra-se preservada e algumas áreas estão reflorestadas com eucaliptos,

num total de 1.407 hectares, pelas companhias mineradoras, destacando-se a Cia.

Paulista de Ferro-Liga (300 hectares) e a Cia. Siderúrgica Nacional - CSN - (241

hectares).

O município de Congonhas possui uma rede de rios, córregos e ribeirões que

compõem ao todo quatro bacias hidrográficas. As bacias localizadas na área urbana

do município apresentam características bastante diferenciadas daquelas inseridas

na área de mananciais, pois são permanentemente afetadas por problemas de

poluição e assoreamento provocados pelos esgotos domésticos e industriais.

A rede de drenagem municipal é intensa, fazendo parte da Bacia do São

Francisco. A maior parte do município é drenada pelo Rio Maranhão, que segue a

direção sul-norte, passando pela sede municipal, onde toma a direção oeste, indo

desaguar no Rio Paraopeba. Este último constitui limite natural do município de

Congonhas com os de São Brás do Suaçuí e Jeceaba.

A área municipal apresenta três unidades de relevo que se distinguem pelas

altitudes médias e formas de dissecação:

- A leste, o relevo é menos dissecado, com altitudes médias de 1.000m, de

colinas suaves, compreendendo a área onde se instalou a Açominas até a BR-040;

- A área ao sul do Rio Maranhão é a porção mais dissecada, com altitudes

médias de 900m de colinas e morros;

43

- a porção noroeste, ao norte do Rio Maranhão e a oeste da BR-040, com

altitudes médias de 800 a 1000 metros, constitui a área mais elevada, representada

por cristais de direção sudoeste-nordeste da Serra da Moeda. Aí se localiza o ponto

culminante do município (1628 metros - Casa de Pedra).

Das rochas com ocorrências ferríferas e quartzíticas resultam solos arenosos,

pouco férteis e com elevado teor de acidez. Registra-se a presença de voçorocas e

termiteiros. As principais ocorrências minerais são: minério de ferro (hematita,

manganês especularita, martita), gnaisse (brita), agalmatolito, amianto, cianita,

dolomita, dunito, grafita, pedra-sabão, quartzo, serpentinito e calcário.

Logo, com base nos estudos feitos nos capítulos anteriores foi possível criar

uma metodologia para cadastramento dos cortes e aterros desse trecho da Ferrovia

do Aço que contemplasse além da situação dos taludes de cortes e aterros os

estados de conservação das obras já existentes.

Procurou-se reunir uma série de informações que buscassem facilitar na

localização, identificação do tipo de geometria da seção do corte ou aterro,

descrição geral do tipo de solo e das obras já existentes, situação da cobertura

vegetal, interferências, ocorrência de água no solo, tipo de acidente (instabilização),

nível de risco e quais seriam as medidas necessárias para eliminar tais riscos.

Junto a esse cadastro de cortes e aterros será proposto o arquivamento do

histórico de acidentes do local acompanhado do registro pluviométrico da respectiva

região, para maiores estudos futuramente.

O resultado de todo esse esforço foi a criação da TAB.6.1 apresentada na

página a seguir:

44

TAB.6.1 Cadastro Geológico-Geotécnico dos Cortes e Aterros

Data- Km - Foto Nº-Ferrovia - Aço ( ) Corte Nº- Executor:____________________Trecho - Setor Norte ( ) Aterro Nº-

1-LOCALIZAÇÃOESTACA INICIAL:____________ ESTACA FINAL:____________

2-GEOMETRIA( ) Aterro seção plena Distância do eixo da linha:( ) Aterro meia encosta Extensão:( ) Corte lado________ Altura Máxima:( ) Corte em caixão Inclinação:( ) Seção mista Banquetas:( ) Outros

3-DESCRIÇÃO GERAL( ) Aterro OBRAS EXISTENTES (TIPO/ESTADO) PROTEÇÃO/COBERTURA VE GETAL

( ) Talus/Colúvio

( ) Solo Residual ( ) Contenção INTERFERENCIA

( ) Saprolito _________________________ ( ) Redes Elétricas

( ) Rocha ( ) Drenagem Superficial ( ) Edificações

( ) Fraturamento _________________________ ( ) Vias Urbanas/Secundárias

( ) Mergulho ( ) Drenagem Profunda ( ) Outras

( ) Alteração _________________________

4-OCORRÊNCIA DE ÁGUA( ) Não observado ( ) Surgência ( ) Fundação ( ) Alagado/Brejo( ) Terreno Saturado ( ) Talude ( ) Cursos D'água Próximos

( ) Sujeito à Inundação/Erosão dasMargens

5-TIPO DE ACIDENTE( ) Erosão ( ) Trincas no Talude ( ) Danos a obras( ) Instabilidade Superficial ( ) Trincas na Plataforma ( ) Cicatriz de Ruptura( ) Instabilidade Interna ( ) Levantamento da Plataforma ( ) Rolagem de Blocos( ) Instabilidade Profunda ( ) Abatimento da Plataforma ( ) Desplacamentos( ) Problema de Fundo Geológico ( ) Quedas de Blocos

6-NÍVEL DE RISCORISCO GEOTÉCNICO RISCO DE INTERRUPÇÃO DIFICULDADE P/ RESTABELECIMENTO DO TRÁFEGO

( ) Iminente ( ) Elevado ( ) Elevado

( ) Latente ( ) Moderado ( ) Moderado

( ) Pequeno ( ) Pequeno

7-MEDIDAS NECESSÁRIAS( ) Terraplenagem ( ) Drenagem ( ) Superficial ( ) Proteção

( ) Profunda ( ) Contenção

( ) Instrumentação

CADASTRAMENTO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO FICHA Nº________

45

Através do levantamento em campo e preenchimento das fichas de Cadastro

de Cortes e Aterros (vide ANEXOS) pode-se observar que o trecho levantado é

compreendido por 14 (quatorze) seções em corte e 8 (oito) seções em aterro.

O segmento que vai da estaca inicial 321+840 a estaca final 322+140

corresponde a um corte em seção mista, corte esse com aproximadamente 30

metros de altura, apresentando problemas de escorregamento na seção Km

321+966, atingindo todos os taludes de banquetas e sistema de drenagem

superficial danificado. Existe uma sucessão de instabilidades caracterizando cunhas

de deslizamento na parte inicial, atingindo as banquetas de corte no segmento km

321+810 ao km 321+890 e sistema de drenagem superficial danificado. A foto do

corte se encontra na FIG.6.2 abaixo:

FIG. 6.2 Corte Km 321+840

No restante da área do corte observam-se diversos locais onde ocorreram

deslizamentos menores e por tratar-se de solo com elevado teor de óxido de ferro, a

vegetação não se apresenta densa e infiltrações na superfície podem causar mais

46

instabilidades com deslizamento. Abaixo segue a planta baixa do corte apresentado

como FIG.6.3, onde podemos observar claramente os pontos com escorregamentos.

FIG.6.3 Planta Baixa km 321+840 (Fonte: Engenharia Obras Especiais/ MRS)

Durante o cadastramento pude observar também depósitos de matérias

decorrentes da limpeza dos dispositivos de drenagem superficial nas banquetas do

corte, prática essa que deve ser evitada.

Com base na análise da geologia local foi constatado que o material existente

no caso é o Filito (rocha metamórfica), muito comum na região e, que devido a sua

origem cria planos de fraqueza nos quais orientam o sentido de deslizamento do

talude.

47

FIG. 6.4. Continuação da Planta Baixa km 321+840 (Fonte: Engenharia Obras Especiais / MRS)

Já no segmento situado da estaca 324+390 à estaca 324+570, trecho esse

também em corte, localizado na entrada do emboque inferior do Túnel 73 da

Ferrovia do Aço, pode-se observar a ocorrência de duas áreas de instabilidades com

cunhas sucessivas de deslizamento no interior do corte, a primeira nos três

primeiros taludes de banquetas a partir do pé do corte alcançando o bordo da

plataforma com o rompimento da contenção em gabião no pé do talude da primeira

banqueta, bem como o revestimento com sacos de solo-cimento situados a

montante da contenção de gabião e a segunda área de instabilidade ocorreu a

montante e contígua à primeira atingindo os taludes da segunda, terceira e quarta

banquetas a partir do pé do corte. Foi constatado também que os dispositivos de

drenagem superficial das banquetas do corte onde ocorreram os deslizamentos

romperam e/ou foram obstruídos, sendo fatores causadores no processo de

instabilização.

48

Assim como o analisado no segmento 321+840 ao 322+140, essa seção em

corte é formada por rocha metamórfica, no caso o Filito, que, da mesma forma,

devido à sua origem cria planos de fraqueza nos quais orientam o sentido de

deslizamento do talude. A planta baixa do trecho em questão pode ser vista nas

FIG.6.5 e 6.6 a seguir:

FIG. 6.5: Planta Baixa km 324+570 (Fonte: Engenharia Obras Especiais / MRS)

49

FIG.6.6 Continuação da: Planta Baixa km 324+570 (Fonte: Engenharia Obras Especiais / MRS)

Através da planta baixa fornecida pela área de Engenharia da MRS podemos

observar claramente como o corte está totalmente comprometido com diversas

erosões e escorregamentos. As obras existentes estão danificadas e há risco de

ocorrência de novas instabilizações.

Na página a seguir, na FIG. 6.7, se encontra a foto do corte do km 324 + 570,

onde ocorreu o acidente.

50

FIG. 6.7 Corte Km 324+570

Com base nessas informações, foi realizada uma pesquisa para obter dados

de pluviometria do local. A fonte obtida é da estação de Belo Horizonte que também

se encontra próxima ao local onde houve o processo de instabilização.

FIG. 6.8 Chuva Acumulada Mensal 2005 (Fonte: www.inmet.gov.br)

51

Pode-se observar pelo gráfico obtido do Instituto Nacional de Meteorologia

(INMET) apresentado na figura 15 da página anterior que no mês de dezembro de

2005 a chuva acumulada chegou próxima dos 400 mm, registrando a maior alta de

todo o ano.

Com relação à chuva acumulada das últimas 24 horas, pode-se observar

pelas FIG. 6.9 e 6.10 apresentadas a seguir que em um mesmo dia no mês de

dezembro os índices registraram um valor superior a 80 milímetros de chuva, muito

superior ao mês anterior que registraram um pouco mais.de 60 milímetros.

Porém isso não quer dizer que esses acidentes de instabilizações de taludes

ocorreram nesta data de maior índice de chuva acumulada das últimas 24 horas.

Pois em outro dia qualquer, os registros poderiam ter detectado um valor menor,

porém a intensidade desta chuva em uma hora poderia ser muito superior ao do dia

de maior chuva acumulada das últimas 24 horas.

FIG. 6.9 Chuva Acumulada 24h 11/2005 (Fonte: www.inmet.gov.br )

52

FIG. 6.10 Chuva Acumulada 24h 12/2005 ( Fonte: www.inmet.gov.br )

O cadastro de cortes e aterros munidos dessas informações aliado com o

histórico de acidentes se tornará uma poderosa ferramenta para realizar estudos de

instabilizações correlacionando com pluviometria.

O cadastramento do trecho piloto com as fotos dos respectivos taludes de

corte e aterro se encontram nos ANEXOS.

53

8 CONCLUSÕES

Do trecho piloto onde foi realizado o cadastro obteve como resultado que dois

trechos apresentaram risco elevado, outros dois apresentaram risco moderado e oito

com pequeno risco de interrupção do tráfego. Logo, medidas emergenciais devem

ser tomadas nesses dois trechos com risco elevado e os trechos que apresentaram

risco moderado devem ser monitorados para que se possa tomar alguma medida

futura. Os trechos que apresentam risco pequeno de interrupção devem ser

verificados anualmente ou quando ocorrer alguma incidência de chuva forte, para

que este possa ser constantemente atualizado.

Logo abaixo apresento o gráfico com os resultados de risco de interrupção,

onde foi realizado o cadastro do trecho piloto:

2 2

8

22

0

5

10

15

20

25

Número de cortes e/ou aterros

Elevado Moderado Pequeno Total

Grau de Risco

Risco de interrupção do tráfego no trecho piloto

FIG. 8.1 Gráfico de risco de interrupção

54

Os trechos que apresentaram risco elevado já estão executando obras

(emergenciais) onde prevaleceram as técnicas de retaludamento, solo grampeado,

concreto projetado e reconstituição dos dispositivos de drenagem (canais, canaletas,

caixas coletoras, descidas d’água em degraus e bueiros).

Os trechos considerados como de risco moderado devem ser analisados,

pois, podem ser considerados como obras de investimentos para os próximos anos.

Logo o cadastro de cortes e aterros é uma excelente proposta para auxiliar no

processo de prevenção de acidentes envolvendo instabilizações de taludes naturais

ou de cortes e aterros e para que os investimentos em obras possam ser melhores

direcionados.

O presente trabalho é somente um passo inicial, pois este pode e deve ser

melhorado. O cadastramento de cortes e aterros pode também ser realizado por

meios informatizados e também ‘’georeferenciado’’.

O cadastro de cortes e aterros deve ser constantemente atualizado para que

as informações se tornem mais reais e que possam efetivamente auxiliar nas

medidas necessárias. Pois uma seção de corte que tem como moderado o seu grau

de risco, no ano seguinte devido a forte intensidade de chuvas, pode passar a ser

considerado elevado.

Na medida em que possuirmos tais informações poderá ser realizado estudos

de instabilidades correlacionados com pluviometria através do histórico de acidentes

obtidos através de informações do cadastro.

Logo o problema da estabilidade das encostas naturais e dos taludes de

cortes e aterros tornou-se uma grande preocupação por ocasião de chuvas intensas

e prolongadas. Principalmente nos dias que estamos vivendo onde as metas de

produção são cada vez mais apertadas e onde vale ressaltar aquele famoso ditado:

‘’Tempo é Dinheiro’’!

55

9 BIBLIOGRAFIA

ABEF, Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia. Manual de especificações de produtos e procedimento s ABEF: Engenharia de Fundações e Geotecnia. 3. ed. São Paulo: Pini, 2004.

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metodologia para cadastro de cortes e aterros

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