6.2 base de dados geológico-geotécnicos...
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Relatório Técnico nº 99 642-205 - 65/384
6.2 Base de Dados Geológico-Geotécnicos Pré-licitação
Como a maioria dos riscos e as conseqüentes disputas contratuais em obras
subterrâneas estão relacionadas às condições do maciço, é imperativo que toda
informação relativa ao conhecimento geológico-geotécnico da região do empreendimento
seja totalmente disponibilizada para o processo de licitação. A forma mais usual para
disponibilizar essas informações é por meio de relatórios técnicos: o Relatório Base de
Conhecimento Geológico-Geotécnico (RBG) e o Relatório de Dados Geotécnicos (RDG).
O RBG inclui o modelo geológico-geotécnico conhecido e consolidado até então, as
feições condicionantes para o projeto e os riscos associados. Enquanto que no RDG
estão inclusos todos os dados primários (não tratados ou crus) das investigações e dos
ensaios. Para o caso específico da Linha 4 do Metrô de São Paulo, existia na ocasião e
como parte integrante dos documentos licitatórios, quantidade expressiva de informações
geológico-geotécnicas, que refletem as preocupações em si, dada a importância desses
dados, mas também decorrentes do longo prazo de maturação desse empreendimento
(cerca de 10 anos até a licitação), que permitiu sucessivas complementações de estudos.
Nos parágrafos seguintes é descrito o histórico das investigações geológico-
geotécnicas, bem como os dados obtidos e o modelo geológico-geotécnico consolidado à
época da licitação, referente à região da Estação Pinheiros.
Os estudos geológico-geotécnicos para o projeto básico da Estação Pinheiros
tiveram início no ano de 1992, juntamente com as demais investigações para a Linha 4 –
Amarela, do Metrô de São Paulo, com a execução da primeira campanha de sondagens,
que foi complementada, posteriormente, em 1994. Em 1996, foi realizada uma nova etapa
de investigações geológico-geotécnicas, com a execução de mais oito sondagens na
região da Estação Pinheiros, além da execução de ensaios de laboratório e de ensaios e
levantamentos in situ.
O comprimento total de sondagens perfuradas para o projeto básico da Estação
Pinheiros, até 1996, totalizou 887,05m, sendo 827,82m de sondagens mistas ou rotativas
e 59,23m de sondagens a percussão, cuja distribuição em planta é apresentada na
Figura 6.4. Ressalta-se que cerca de 50% das sondagens foram perfuradas na estrada de
serviço da EMAE, entre a linha férrea da CPTM e a margem do rio Pinheiros.
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 66/384
Em termos globais, a relação entre o comprimento total de sondagem perfurada na
área da Estação Pinheiros e o comprimento do túnel (entre as estacas 6940 – na margem
do rio Pinheiros, e 7160 – na rua Gilberto Sabino) é da ordem de 4m de sondagem por
metro de túnel. Em relação à prática internacional para túneis urbanos, este valor é da
ordem de 1,3 vezes superior para investigações em áreas de estação (3,0m de
sondagem/m de estação) ou de 2,6 a 4 vezes em túneis de via (1 a 1,5m de sondagem/m
de túnel de via).
142600 142625 142650 142675 142700 142725 142750 142775 142800 142825
142600 142625 142650 142675 142700 142725 142750 142775 142800 142825
178100
178125
178150
178175
178200
178225
178250
178100
178125
178150
178175
178200
178225
178250
SR-01
SR-02
SR-03
SR-04
SR-05
SR-06
SR-07SR-08
AVEN
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DAS
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SM-6695
SM-6734
SM-6802
SP-6804
SM-6529
SM-6530
SM-6532
SM-6533
SM-6694
SR-6738
SM-6803
SR-6737
45º/53º
270º/45º
Projeto Básico - 1993/1994
Ensaios IPT - 1996
Campanhas de Investigação
Figura 6.4 - Planta de localização das sondagens executadas na área da Estação Pinheiros até 1996.
Nas camadas de aterro, aluvião, sedimentos terciários e nos horizontes alterados
do maciço gnáissico (solos de alteração e saprolitos), foram executados ensaios de
penetração SPT em praticamente todas as sondagens mistas e/ou a percussão. Ensaios
especiais para determinação de parâmetros geomecânicos in situ destas camadas foram
executados em 1994, mas em locais distantes da Estação Pinheiros. Não foram
realizados ensaios para determinação da permeabilidade das camadas de aterro, aluvião,
sedimentos terciários e nos horizontes alterados do maciço gnáissico (solos de alteração
e saprolitos).
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 67/384
Afora as sondagens realizadas nas proximidades do rio Pinheiros, apenas na SR-
6738 foram executados ensaios para determinação da permeabilidade do maciço
rochoso. Nas sondagens próximas ao rio também foram realizados levantamentos para
caracterização estrutural do maciço rochoso (determinação da atitude das famílias,
espaçamento entre descontinuidades da mesma família, abertura aparente das
descontinuidades etc.), além da execução de ensaios geofísicos. Embora conste a
instalação de piezômetros em algumas sondagens nesta área, estes não foram de fato
instalados.
Em 1993 foi definido o arcabouço geológico–estrutural do maciço cristalino pré-
cambriano, o que permitiu levantar diversos aspectos de interesse à escavação dos túneis
no trecho compreendido entre a Estação Faria Lima e a Vila Sônia.
Ao longo do eixo do túnel ocorrem gnaisses do Complexo Gnáissico-Migmatítico
Ibiúna, de tipos variados: homogêneos, laminados, bandados ou porfiróides, sãos a
alterados. De modo geral, os diferentes litotipos presentes (gnaisses, xistos, quartzitos,
rochas metabásicas etc.) formam corpos lenticulares justapostos, de extensões e
espessuras variáveis, alinhados segundo a direção ENE-SSW, correspondente à direção
geral da foliação, que apresenta mergulhos verticais a subverticais predominantes devido
à atuação da Zona de Cisalhamento Caucaia (Figura 6.5). A lineação de estiramento de
atitude N75E/15E, indica o caráter transcorrente da Zona de Cisalhamento Caucaia.
Regionalmente, as descontinuidades presentes se encontram em concordância
com o padrão estrutural regional (Figura 6.6):
• N79E/Vertical (~ENE-WSW/Vertical) – juntas longitudinais;
• N17W/Vertical (~NNW-SSE/Vertical) – juntas transversais;
• N16E/Vertical (~NNE-SSW) – juntas oblíquas do tipo lateral direito;
• N56W/85SW (~NW-SE/Vertical) – juntas oblíquas do tipo lateral esquerdo;
• N36E/52SE (~NE-SW/52SE);
• N17W/38NE (~NNW-SSE/38NE);
• Uma família horizontal a suborizontal.
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 68/384
Figura 6.5 – Estereograma da foliação e da lineação de estiramento (reconstituído a partir do estereograma contido no relatório RT-4.00.00.00/3C3-001 – Rev. 0).
O estereograma da Figura 6.7 apresenta o padrão estrutural obtido com o
levantamento efetuado com o obturador de impressão, que ressalta a presença das
descontinuidades de mergulho médio na área da Estação Pinheiros.
Com base no modelo geológico-estrutural, alguns aspectos geológicos
relacionados ao projeto dos túneis foram destacados, quais sejam:
• A estruturação dos gnaisses e a sua variabilidade geológico-estrutural.
• As relações entre o arcabouço geológico-estrutural (disposição espacial dos
litotipos e das estruturas do maciço rochoso) com o túnel.
• As irregularidades do topo rochoso decorrentes da variabilidade do
comportamento dos litotipos ante os agentes do intemperismo.
• A definição do sistema de famílias de descontinuidades, suas relações com o
túnel e seu comportamento geotécnico esperado.
Foliação N75E/Vertical
Lineação de Estiramento N75E/15NE
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 69/384
• A presença e localização de feixes de falhas prováveis cortando o túnel em
regiões específicas, particularmente nas proximidades das estações, incluindo a
Estação Pinheiros, e o seu comportamento geotécnico esperado.
• As relações entre o traçado do túnel, as feições estruturais e as principais zonas
de alteração e percolação do maciço.
• Os potenciais problemas decorrentes da pouca profundidade dos túneis, em
especial em relação à abertura e preenchimento de descontinuidades.
• A compartimentação estrutural do maciço rochoso isolando blocos
potencialmente instáveis.
• As irregularidades do topo rochoso decorrentes da atuação das estruturas
rúpteis, longitudinais e transversais à foliação.
Figura 6.6 – Estereograma de juntas regionais (reconstituído a partir do estereograma contido no relatório RT-4.00.00.00/3C3-001 – Rev. 0).
N17W/Vertical Transversal
N79E/Vertical Longitudinal (mais freqüente) N56W/85SW Oblíqua Lateral
Esquerda
N36E/52SE Inclinada
N16E/Vertical Oblíqua Lateral Direita
N09E/63NW
N88E/51NW
N45W/02NE
N20W/33NE
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 70/384
Figura 6.7 - Estereograma de juntas do obturador de impressão (reconstituído a partir dos dados do estereograma contido no relatório RT-4.00.00.00/4C3-113 – Rev. 0).
Em 1997 foram apresentados os resultados dos estudos complementares
efetuados no trecho compreendido entre a Estação Faria Lima e o pátio de manobras da
Vila Sônia, compreendendo, dentre outros, a classificação geomecânica do maciço
rochoso, levantamentos geofísicos de sísmica de reflexão, ensaios crosshole e downhole,
ensaios para determinação dos parâmetros de resistência e deformabilidade das rochas
intactas e de parâmetros de resistência de juntas do maciço rochoso da Linha 4,
levantamentos geológico-estruturais e realização de ensaios para determinação da
permeabilidade pontual e tridimensional do maciço rochoso.
Esses estudos confirmaram o modelo geológico-estrutural, assim como todos os
condicionantes geológico-geotécnicos de projeto, já apontados nos estudos realizados
anteriormente.
Os ensaios de laboratório (Tabelas 6.2 a 6.5) demonstraram as diferenças
geomecânicas existentes entre os diferentes litotipos que compõem o maciço gnáissico,
N71E/35SE
N89E/30NW
N71E/56SE
N10W/85NE
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 71/384
assim como a redução da resistência com o aumento do grau de alteração. Do mesmo
modo, evidenciaram as diferenças de resistência ao cisalhamento dos distintos sistemas
de descontinuidades.
Tabela 6.2 - Índices físicos médios dos litotipos (Fonte: RT-4.00.00.00/4C3-117 – Rev. 0). Índices Físicos Médios Variedade
litológica - Gnaisse
� aparente (kg/m3)
� aparente seca (kg/m3)
Porosidade aparente (%)
umidade de saturação
(%)
Velocidade de onda P
(m/s)
Granítico cinza-médio 2632 2619 1,35 0,52 4744
Granítico cinza-claro 2570 2528 4,21 1,67 2743
Granítico de transição 2606 2623 1,78 0,68 3353
Biotítico (foliação subvertical) 2581 2512 6,81 2,75 2695
Biotítico (foliação suborizontal) 2610 2534 7,61 3,03 1845
� - massa específica
Tabela 6.3 - Parâmetros geomecânicos médios dos litotipos (Fonte: RT-4.00.00.00/4C3-117 – Rev. 0). Parâmetros Geomecânicos Médios
Compressão (MPa) Diametral
Variedade Litológica -
gnaisse Grau de
Alteração Módulo de
Deformabilidade (GPa) Uniaxial
Paral. Perp.
Coesão (MPa)
Ângulo de Atrito
(º)
Granítico cinza-médio
A2/A1 A2/A3
65,10 27,20
182,30(4) 79,70
10,3 15,4 8,07(2) 60(2)
Granítico de transição
A2 A2/A3
20,50 13,0
103,3 60,70
- - 7,90 58
Granítico cinza-claro A3/A2 1,6(1) 8,60(1) -- 4,5(2) 56(2)
Biotítico (foliação
subvertical) 1,33 43
Biotítico (foliação Inclinada)
A3 15,20 21,50 3,8 -
1,35(3) 34(3)
Obs.: (1) – valor influenciado pela presença de nível biotítico oxidado em amostra medianamente alterada (A3); (2) – rocha levemente alterada (A2); (3) – resistência ao cisalhamento paralela à foliação fechada; (4) – amostras secas.
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Tabela 6.4 - Parâmetros de Hoek e Brown e Equivalentes de Mohr para os gnaisses miloníticos (Fonte: RT-4.00.00.00/4C3-117 – Rev. 0).
Parâmetros de Hoek & Browm Parâmetros Equivalentes de Mohr Variedade Litológica -
gnaisse Constante m Compressão uniaxial (MPa) Coesão (MPa) Ângulo de
atrito (º) Granítico cinza
Médio A2 32,60 60 8,07 60
Granítico cinza Claro A2/3 - - 4,5 56
Granítico de transição A2/3 27,75 54,6 7,9 58
Biotítico (foliação. subvertical) 16,42 5,8 1,33 43
Biotítico (foliação inclinada)
A3 8,06 4,9 1,35 34
Tabela 6.5 - Envoltórias de resistência ao cisalhamento de Barton e Parâmetros de Mohr das famílias de juntas abertas (Fonte: RT-4.00.00.00/4C3-117 – Rev. 0).
Tensão Normal (MPa) 0,50 1,00
Família de
juntas Envoltória Equação ajustada
C (KPa) Φ (º) C
(KPa) Φ (º)
Superior [ ]º28)/85log(6,13tan += nn σστ 180 51,0 300 47,5
Intermediária [ ]º5,25)/5,52log(4,8tan += nn σστ 58 38,5 108 36,0 F1
Inferior [ ]º5,24)/46log(2,7tan += nn σστ 45 35,5 84 33,0
Superior [ ]º5,22)/41log(16tan += nn σστ 168 45,0 274 40,5
Intermediária [ ]º24)/5,43log(6,13tan += nn σστ 128 44,0 217 40 F2
Inferior [ ]º26)/58log(4,3tan += nn σστ 18 31,5 36 30,5
Superior [ ]º5,26)/72log(5,11tan += nn σστ 112 46,0 194 42,5
Intermediária [ ]º26)/5,59log(7,9tan += nn σστ 77 41,5 139 39 F3
Inferior [ ]º24)/44log(1,8tan += nn σστ 52 36,5 97 33,5
“In natura” º53tan36,4 nστ += 1º após ruptura º40tannστ = F4
todos após ruptura º36tannστ =
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 73/384
As investigações geofísicas, com sísmica de reflexão, comprovaram as variações e
irregularidades do topo rochoso, indicando oscilações bastante bruscas na profundidade
do topo da rocha sã, da ordem de 15m, em distâncias relativamente curtas (Figuras 6.8 e
6.9). Nas proximidades da Estação Pinheiros, em particular, foram executadas três
seções sísmicas, localizadas, respectivamente, nas ruas Amaro Cavalheiro, Gilberto
Sabino e estrada de serviço da EMAE (Empresa Metropolitana de Águas e Energia S. A.),
margem do rio Pinheiros (Figuras 6.10 a 6.13).
Figura 6.8 – Seção de sísmica de reflexão executada na rua Aparaó (proximidades da Estação Morumbi).
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Figura 6.9 – Seção de sísmica de reflexão executada na rua Waldomiro Fleury (proximidades do VSE Três Poderes).
Figura 6.10 – Planta de localização das seções de sísmica de reflexão executadas nas proximidades da Estação Pinheiros.
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Figura 6.11 – Seção de sísmica de reflexão executada na rua Amaro Cavalheiro.
Figura 6.12 – Seção de sísmica de reflexão executada na rua Gilberto Sabino. Vista da rua Gilberto Sabino para a Estação Pinheiros (notar que a seção não alcança o eixo do túnel, localizado logo à esquerda da seção).
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 76/384
Figura 6.13 – Seção de sísmica de reflexão executada na pista de serviço da EMAE, na margem esquerda do rio Pinheiros.
Os ensaios de permeabilidade pontual indicaram predominância de valores entre
10-5 e 10-4cm/s, localmente variando entre 10-4 a 10-3cm/s. A análise espacial dos maiores
valores de permeabilidade pontual indicaram uma distribuição subhorizontal nos maciços
graníticos e nos filonitos, provavelmente associada às juntas de alívio. Maiores
permeabilidades foram observadas nos horizontes superiores, mais alterados e
fraturados, tendendo direção NW, coerente com o modelo estrutural e com os resultados
dos ensaios para determinação da permeabilidade direcional. Estes ensaios evidenciaram
o vetor de permeabilidade máxima com direção NW e mergulhos baixos, para o maior
volume de maciço ensaiado.
A análise da variação dos litotipos levou à compartimentação do maciço em três
litotipos básicos, denominados de “maciço gnáissico milonítico granítico”, “maciço
gnáissico milonítico biotítico” e “maciço gnáissico milonítico bandado”, caracterizados por
relações mineralógicas, texturais e estruturais intrínsecas a cada litotipo.
Em função destas características, o maciço rochoso no entorno do traçado do túnel
foi subdividido em porções litologicamente semelhantes, no interior das quais
prevaleceriam condições geotécnicas e geomecânicas intrínsecas a cada um dos três
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 77/384
tipos básicos de maciço. Na delimitação destas porções, as sondagens executadas no
entorno da linha foram projetadas para a região de desenvolvimento do túnel seguindo a
orientação espacial dos corpos rochosos, definida pela foliação milonítica, como
apresentado na Figura 6.14.
Figura 6.14 – Princípio utilizado para projeção das sondagens para delimitação dos diferentes tipos de maciço (modificado de RT-4.00.00.00/4C3-117 – Rev. 0).
A classificação geomecânica do maciço rochoso foi elaborada com base na
caracterização e classificação individual dos testemunhos das sondagens rotativas,
consideradas representativas do maciço rochoso a ser escavado. A classificação foi
obtida por meio do Sistema Q (Barton et al., 1974; Grimstad e Barton, 1993).
Os parâmetros classificatórios utilizados na definição do Índice Q (Jn, Jr, Ja etc.)
foram estabelecidos com tratamento estatístico dos diferentes parâmetros das feições
geotécnicas observadas e levantadas sistematicamente nos testemunhos das sondagens.
Na região da Estação Pinheiros, em particular, as análises indicaram que o maciço
rochoso é de constituição predominantemente biotítica no seu lado norte e em direção à
Legenda
Cobertura acima do teto do túnel Material inconsolidado
Espessura de rocha > 6 m
Espessura de rocha < 6 m - Gnaisse predominantemente granítico - Gnaisse predominantemente bandado - Gnaisse predominantemente biotítico
- Sentido da projeção das sondagens
para o eixo do túnel
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 78/384
Estação Faria Lima, passando para maciço predominantemente bandado no lado sul e
em direção ao rio Pinheiros. Esta transição ocorre no sentido transversal ao da foliação,
cuja direção é subparalela à direção geral do túnel neste trecho.
O índice Q para o maciço de constituição biotítica, obtido nas sondagens situadas
nas imediações da Estação Pinheiros situou-se entre 0,12 e 1,6 para o maciço de
constituição biotítica e entre 0,11 e 5,5 para o maciço de constituição bandada, situados
no nível de desenvolvimento do túnel.
Para os futuros trabalhos de investigação geológico-geotécnica do maciço rochoso
foi recomendado que fossem realizadas sondagens inclinadas considerando o arcabouço
geológico-estrutral do maciço, assim como complementar as investigações relativas à
permeabilidade do maciço rochoso por meio da execução de ensaios pontuais (ensaios
de perda d'água sob pressão e/ou bombeamento pontual) ao longo de todo o traçado do
túnel em rocha, particularmente nas proximidades das grandes estruturas de direção
NNW.
Em 2001, a empresa Figueiredo Ferraz Consultoria e Engenharia de Projetos Ltda.
apresentou o relatório geológico-geotécnico base para o projeto básico (RT-
4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0), que sintetiza todos os estudos geológicos, geotécnicos e
geomecânicos realizados nos maciços que ocorrem ao longo da Linha 4 do Metrô de São
Paulo, entre as avenidas Waldemar Ferreira e Faria Lima (entre os quilômetros 6,5 +
44,59 e 8,0 + 17,15), definindo os parâmetros que considerou mais apropriados para os
projetos dos túneis no trecho analisado, tendo como premissa a construção dos túneis-
estações utilizando o método NATM e os túneis de via com o uso de tuneladoras.
Em linhas gerais, esse relatório retomou o modelo geológico-estrutural definido
anteriormente, que destaca os aspectos e os condicionantes geológico-estruturais da
estabilidade do maciço rochoso, assim como a compartimentação geológico-geotécnica
proposta em 1997 no relatório RT-4.00.00.00/4C3-117 – Rev. 0.
Os principais avanços no conhecimento das características do maciço se devem às
observações efetuadas nas escavações para a implantação do Sistema Viário Eusébio
Matoso, que propiciaram exposições contínuas do maciço rochoso em região muito
próxima ao eixo do túnel (esquina das avenidas Waldemar Ferreira e Vital Brasil). Nesse
local, a rocha corresponde a um gnaisse de cor cinza, com granulação média a grossa. A
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 79/384
foliação milonítica da rocha constitui uma estrutura bem destacada e persistente, com
atitude entre N75E a N85E, e mergulhos subverticais a verticais. O maciço exibe, em
alguns locais, aprofundamento da alteração em direção paralela ao bandamento
metamórfico do gnaisse (Figura 6.15).
Figura 6.15 – Aprofundamento da alteração da rocha em direção paralela à foliação do gnaisse (RT-4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0).
Com base nos estudos efetuados, foram definidos os seguintes aspectos principais
em relação à geotecnia do maciço rochoso:
• Forte compartimentação do maciço rochoso pelas famílias subverticais,
constituídas pelas descontinuidades ortogonais, transversais e oblíquas à
foliação.
• Estimativa do espaçamento entre as descontinuidades das diferentes famílias e
a compartimentação estrutural do maciço rochoso para incorporação em
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 80/384
modelos de análise de estabilidade de blocos discretos indeformáveis e de
percolação em meios fraturados descontínuos (Tabela 6.6).
• A família das juntas suborizontais a horizontais, decorrentes do alívio de carga
por processos erosivos, foi identificada até as profundidades de investigação das
sondagens. Apesar do espaçamento métrico entre juntas, é comum a sua
ocorrência ao longo de todo o trecho.
Tabela 6.6 – Compartimentação estrutural (Fonte: RT-4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0).
Família N Estabilidade de Blocos Percolação
N79E/Subvertical (e = 20 cm) 1
Desconfinamento longitudinal dos blocos ao longo do eixo das
escavações
Tendem a estar fechadas pelo regime neotectônico de tensões
N17W/Subvertical (e = 20 cm) 2
N56W/85SW (e = 200 cm) 4
Desconfinamento lateral dos blocos em relação ao plano das seções
transversais das escavações
Tendem a estar abertas pelo regime neotectônico de tensões
N77E/32SE (e = 300 cm) 5
N77E/32SE Tendem a estar fechadas pelo
regime neotectônico de tensões
N17W/38NE (e = 300 cm) 6
Desconfinamento de topo e base dos blocos no plano das seções transversais das escavações
N17W/38NE Tendem a estar abertas pelo
regime neotectônico de tensões
Suborizontais (e = 300 cm) 7
Desconfinamento de topo e base dos blocos no plano das seções
transversais
Tendem a estar abertas pelo processo de geração de alívio de carga no processo erosivo
Obs: a) estabilidade de blocos: considerando o traçado dos túneis e estações quase paralelos à direção da foliação; b) percolação: influenciada pela orientação das juntas em relação ao regime de tensões neotectônico vigente, ou seja: - eixo distensivo de direção NE/SW, tende a abrir as juntas N17W/subvertical, N56W/85SW e N17E/38NE; - eixo compressivo de direção NW-SE, tende a fechar as juntas N79E/subvertical e N77E/32SE; c) e: espaçamento médio admitido para o pólo máximo representativo da família, com base nos levantamentos executados. Nas sondagens analisadas, foram detectados trechos mais fraturados, com espaçamentos centimétricos, em zonas de rocha mais alterada ou de entrecruzamento de várias famílias de juntas.
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 81/384
O Relatório Técnico RT-4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0 destaca que, como o túnel foi
projetado para ser construído a uma pequena profundidade, o mesmo será escavado em
região com alívio de tensões, com a presença de descontinuidades subverticais e sub-
horizontais abertas, que podem favorecer a ocorrência de litotipos mais alterados,
aumentar o aporte de água na escavação e instabilizar blocos de rocha. Além destes
aspectos, ressalta que a direção do túnel, subparalela à da foliação, pode implicar em
faixas de percolação e alterações contínuas ao longo do túnel, devido ao
condicionamento imposto por esta estrutura. Por outro lado, zonas de alterações e
percolações associadas às juntas transversais são praticamente ortogonais ao túnel e
pouco extensas.
Segundo o relatório RT-4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0, o maciço rochoso é
constituído pelo maciço gnáissico e foi admitido que, nas profundidades previstas para a
escavação dos túneis, a mínima resistência à compressão simples da rocha intacta
supera, em muito, as tensões tangenciais máximas impostas pela abertura das cavidades.
Neste caso, as descontinuidades interagem com a rocha intacta para condicionar o
comportamento do maciço frente às escavações.
A compartimentação geomecânica do maciço rochoso para o projeto básico,
segundo os critérios propostos por Bieniawski (1979) indicou maciço Classe IV na região
de escavação da Estação Pinheiros (Tabela 6.7).
Tabela 6.7 – Zoneamento do maciço no trecho compreendido entre o rio Pinheiros e a rua Gilberto Sabino (Fonte: RT-4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0, modificado).
Distribuição das classes Localização Características médias Seção superior Seção inferior
Margem do rio Pinheiros até lado leste do poço Capri
- Sedimentos terciários na abóbada e rocha A3/A4 e F3/F4 no restante da seção do túnel
solo IV (RMR = 37)
Lado leste do poço Capri até
rua Gilberto Sabino
- Rocha medianamente alterada (A2/A3), com intercalações de saprolito, condicionado pela foliação - fraturamento variado, predominando F3/F4 - RQD variado (0%< RQD <40%) - topo rochoso: 6 a 12m acima da abóbada
IV (RMR = 32)
IV (RMR = 37)
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 82/384
Em decorrência das investigações e da identificação de níveis de rocha alterada e
muito fraturada no maciço rochoso, o Relatório Técnico RT-4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0
ressalta que:
• Podem ocorrer horizontes decimétricos de saprolito e juntas preenchidas com
material silto-arenoso, controlados pela foliação.
• Esses planos devem seguir ao longo das paredes e da abóbada, pois os túneis
apresentam traçado subparalelo à foliação.
• A justaposição dos litotipos em lentes amendoadas acarreta em descontinuidade
desses planos, dificultando a previsão de sua ocorrência à frente das
escavações. Caso não sejam interceptadas diretamente pela seção de
escavação, não são detectadas, apesar de poderem estar localizadas a poucos
decímetros do contorno da escavação.
• A conjugação desses planos com juntas transversais, suborizontais e outras
famílias, pode gerar zonas desfavoráveis não detectadas na campanha de
investigação do projeto.
E continua, “a estação Pinheiros, próximo à Marginal Pinheiros, apresenta, por
aproximadamente 40m, pequena cobertura de rocha, podendo ocorrer saprolito e/ou
sedimentos terciários na abóbada. Além disso, a região é, claramente, de interseção de
estruturas geológicas regionais (NE e NW), propiciando alívio de tensões no maciço, que
pode aumentar o aporte de água na escavação e gerar instabilidades”.
As Tabelas 6.8 a 6.11 apresentam os valores dos parâmetros adotados no projeto
básico.
Tabela 6.8 – Parâmetros da rocha intacta (Fonte: RT-4.12.00.00/4C3- 501 – Rev. 0).
Grau de alteração da rocha intacta c (kPa) Φ (º)
A1 40.000 – 70.000 60
A2 10.000 – 45.000 55
A3 6.000 – 10.000 50
A4 1.200 – 2.500 40
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 83/384
Tabela 6.9 – Parâmetros das descontinuidades (Fonte: RT-4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0).
Alteração das Paredes c (kPa) Φ (º)
A1 ~0 45
A2 ~0 40
A3 ~0 35
A4 ~0 30
Nota: Paredes rugosas, sem preenchimento, alteração das paredes dada pelo grau de alteração da rocha intacta.
Tabela 6.10 – Correlação com a classificação geomecânica de Bieniawski (1989) e critérios de ruptura de Mohr Coulomb (Fonte: RT-4.12.00.00/4C3-501–Rev. 0).
Maciço rochoso γ (kN/m3) c' (kPa) Φ (º)
Classe III (regular) F2/F3 A2/A1 24 – 26,5 200 – 300 35 – 40
Classe IV (ruim) F3/F4 A3/A4 22 - 24 160 - 200 30 - 35
Tabela 6.11 – Módulo de elasticidade (Fonte: RT-4.12.00.00/4C3-501 – Rev. 0).
Classe de Maciço E (MPa)
II 3.500 – 5.000
III 1.500 – 4.000
IV 500 – 2.000
Na análise relativa aos estudos hidrogeológicos para o projeto dos túneis, e da
Estação Pinheiros em particular, é ressaltada a proximidade da área com o Rio Pinheiros,
sugerindo um regime de alimentação contínua do aqüífero, gerada pelo fluxo d’água do
entorno para o nível de base, representado pelo rio.
A linha de contorno do topo rochoso apresenta depressões entalhadas pela
conjugação de falhas e juntas com a natureza dos litotipos e foliação. Depressões
alinhadas segundo a direção das estruturas NNW-SSE ou NW-SE, constituem zonas
Relatório Técnico nº 99 642-205 - 84/384
preferenciais de percolação que condicionam o fluxo d’água subterrâneo por estarem
abertas pelo regime distensivo neotectônico. Nessas depressões, juntas suborizontais de
alívio, localizadas na zona de contato do topo rochoso com o saprolito, constituem um
horizonte preferencial de percolação. Em decorrência, as depressões constituem uma das
feições guias para a compartimentação hidrogeológica do maciço ao longo do traçado da
obra.
Localmente, poderão ocorrer contribuições aos aqüíferos, por vazamentos da rede
de distribuição de água, como detectado nos estudos de outras linhas do Metrô de São
Paulo.
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