CONTRIBUIÇÃO PARA O ENTENDIMENTO DA ESTABILIDADE DOSTALUDES SUJEITOS À ACÇÃO DINÂMICA DO DESMONTE COM RECURSOA EXPLOSIVOS ...
- Boa execução técnica;- Elevada produtividade.Neste sentido, a intervenção da EXPLO, necessária nas zonas de afloramentos...
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4.2.1   Do Pk 6+225 ao 6+575 (Granito).                                                  Atitude                 Diaclase ...
Na posse de todos os elementos, projectamos na Rede de Lambert-Schmidt (rede equiárea)as várias diaclases, a face dos talu...
4.3.2   Do Pk 6+755 ao 7±050 (Granito).4.3.2.1 Análise da possibilidade de um deslizamento planar.                        ...
4.3.3.2 Análise da possibilidade de deslizamento por cunha definida por duas        descontinuidades que se intersectam.  ...
Atingido o objectivo pretendido, comprovadamente confirmado pelo resultado final que ostaludes apresentam, com a presença ...
6. CONCLUSÃO.A decisão da não tomada de qualquer medida para reforço dos taludes partiu da análiseprogressiva, em obra, da...
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CONTRIBUIÇÃO PARA O ENTENDIMENTO DA ESTABILIDADE DOS TALUDES SUJEITOS À ACÇÃO DINÂMICA DO DESMONTE COM RECURSO A EXPLOSIVOS NA OBRA A7/IC5/IC25, SUBLANÇO BASTO – RIBEIRA DE PENA.

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Estabilidade de taludes

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  1. 1. CONTRIBUIÇÃO PARA O ENTENDIMENTO DA ESTABILIDADE DOSTALUDES SUJEITOS À ACÇÃO DINÂMICA DO DESMONTE COM RECURSOA EXPLOSIVOS NA OBRA A7/IC5/IC25, SUBLANÇO BASTO – RIBEIRA DEPENA.Por JOSÉ PINTOEng.º Geotécnico1. INTRODUÇÃO.A EXPLO – Empresa de demolições, Lda., subcontratada do Empreiteiro Geral – RosasConstrutores, S.A., executou o desmonte de rocha com recurso a explosivos na obraA7/IC5/IC25, sublanço Basto – Ribeira de Pena.Na presente memória pretende-se, de forma ponderada e cuidada, contribuir para umentendimento mais esclarecedor sobre o comportamento do maciço rochoso na vizinhança dotalude de escavação após o método de desmonte utilizado. Face às reais condiçõesgeomecânicas encontradas durante a execução dos trabalhos, propomo-nos aquiconsubstanciar sobre o critério adoptado da não aplicação de algum dos tratamentos decontenção preconizados no Estudo Geológico – Geotécnico, Caracterização Geomecânica eAnálise de Estabilidade.2. CARACTERIZAÇÃO GENÉRICA DA GEOLOGIA-GEOTECNIA DOS MACIÇOS ROCHOSOS ESCAVADOS.A intervenção da EXPLO ocorreu ao longo de um traçado dominado, quase na sua totalidade,por maciços graníticos intrusivos, hercínicos, de grão médio a grosseiro, frequentemente comtendência porfiróide com duas micas. De forma errática encerram apreciável quantidade deveios de quartzo. Apresentam-se pouco alterados próxima da superfície, conjugando umsistema de diaclases desenvolvido, resultado dos diferentes movimentos orogénicos sofridos.Sensivelmente ao quilómetro 7+050, o traçado atravessa um afloramento de xistos negros comintercalações de quartzofilitos e quartzitos. Esta unidade metamórfica ocorre muito alteradacom alguma compacidade.3. OBJECTIVO GERAL DA INTERVENÇÃO DA EXPLO.Correspondendo aos mais elevados interesses de execução da subempreitada segundo asmelhores regras de arte na actividade que nos especializa, a EXPLO planeou a suasubempreitada e dimensionou os seus diagramas de fogo tendo em linha de conta osseguintes requisitos que privilegiou: 1
  2. 2. - Boa execução técnica;- Elevada produtividade.Neste sentido, a intervenção da EXPLO, necessária nas zonas de afloramentos rochosos,consistiu na demolição dos maciços anteriormente referidos, recorrendo à técnica de desmontede rocha em bancada; para definição do plano e inclinação dos taludes, à técnica do pré-corte(fig. 1) como forma de minimizar o efeito perturbador na periferia do maciço rochoso pelaacção do método de desmonte com recurso a explosivos. Fig.14. AVALIAÇÃO DA ESTABILIDADE DOS TALUDES.Antes de efectuarmos uma abordagem sobre a metodologia do desmonte para a definição dostaludes com recurso a explosivos e seus efeitos, vamos avaliar as possíveis situações derotura do maciço na presença do desconfinamento lateral devido à escavação.4.1 PRINCÍPIOS ANALÍTICOS.Esta análise baseou-se na metodologia proposta por autores como Markland (1972), Hocking(1976) e Hoek e Bray (1977), aplicada aos elementos geométricos recolhidos em obra.Para avaliação de possíveis situações de rotura tivemos a preocupação de analisarestereográficamente eventuais deslizamentos ocorrerem por rotura planar, por cunha e porbasculamento. a) Rotura planar. Para que o deslizamento possa ocorrer num simples plano, devem ser satisfeitas as seguintes condições geométricas: a.1 - A inclinação da face do talude (ψf) deve ser maior que a do plano da descontinuidade (ψp), que por sua vez deve ser maior que o ângulo de atrito dessa descontinuidade (Øp), ψf>ψp>Øp. 2
  3. 3. a.2 - A descontinuidade deve ter uma direcção paralela ou quase paralela à face do talude (dentro aproximadamente de ± 20º), isto é, |αp - αf| ≤ 20º, sendo αp e αf as direcções de inclinação da descontinuidade e da face do talude, respectivamente. b) Rotura por cunha. O método de Markland faz a avaliação da possibilidade da rotura por cunha ocorrer ao longo da linha de intersecção de duas descontinuidades planares. As condições para satisfazer o método são: b.1 - O ângulo de inclinação da face do talude (ψf) é maior que o ângulo de inclinação da recta de intersecção dos planos (ψi) e por sua vez maior que o ângulo de atrito (Øp) das superfícies que se intersectam, ψf>ψi>Øp. b.2 - O ângulo formado pela direcção de inclinação da recta de intersecção (αi) e pela direcção de inclinação da face do talude (αf) tem que estar compreendido entre 0º e 25º, |αi - αf| ≤ 25º. c) Rotura por basculamento. Para que este tipo de rotura ocorra, devem ser cumpridas as seguintes condições geométricas: c.1 - A descontinuidade deve ter uma direcção paralela ou quase paralela à face do talude (dentro aproximadamente de ± 30º), isto é, |αp - αf| ≤ 30º, sendo αp e αf as direcções de inclinação da descontinuidade e da face do talude, respectivamente. c.2 - A inclinação da face do talude (ψf) > (90º - a inclinação do plano da descontinuidade (ψp)) + o ângulo de atrito dessa descontinuidade (Øp).4.2 RECOLHA DE ELEMENTOS GEOMÉTRICOS.A observação de campo e a recolha dos elementos geométricos das diferentesdescontinuidades incidiu sobre duas importantes escavações do traçado (fig.2), marcadamentediferindo e sobressaindo das restantes pelas suas elevadas diferenças de cotas topográficas:do Pk 6+225 ao 6+575 e do Pk 6+775 ao Pk 7+250. Fig. 2 3
  4. 4. 4.2.1 Do Pk 6+225 ao 6+575 (Granito). Atitude Diaclase Convenção Americana Convenção Europeia D1 N80W,84N (84º,10º) D2 N66NE,70SE (70º,156º) D3 N60NE,60NW (60º,330º) D4 N60NW,80NE (80º,30º) D5 N70NW,36S (36º,200º)4.2.2 Do Pk 6+775 ao 7+250.Nesta zona recolhemos, distintamente, os elementos geométricos referentes àsdescontinuidades dos afloramentos do maciço granítico (entre o Pk 6+775 e o Pk 7±050) e domaciço de xistos negros (entre ± o Pk 7±050 e o Pk 7+250).4.2.2.1 Do Pk 6+775 ao 7±050 (Granito). Atitude Diaclase Convenção Americana Convenção Europeia D6 N45NW,80NE (80º,45º) D7 N50NE,86NW (86º,320º) D8 N40NE,Vert. (90º,40º) D9 N80W,50N (50º,10º) D10 N20NE,20SE (20º,290º)4.2.2.2 Do Pk 7±050 ao 7+250 (Xisto negros). Atitude Diaclase Convenção Americana Convenção Europeia D11 N50NE,Vert. (90º,320º) D12 N10NE,65E (65º,100º) D13 N-S, 58E (58º,360º) D14 (Xistosidade) N32NW,78NE (78º,58º)4.3 ANÁLISE DA ESTABILIDADE DOS TALUDES DE ESCAVAÇÃO.A análise da estabilidade dos taludes de escavação foi baseada nas observações de campocom a recolha dos elementos geométricos das descontinuidades (já identificadas no subtítulo4.2), nas características de atrito estimadas para os maciços, na inclinação dos taludesesquerdos e na direcção da estrada num local sensivelmente tangente ao traçado. Estes doisúltimos parâmetros estão identificados e descriminados na seguinte tabela: Ângulo Troço Tipo rocha Atitude talude atrito desc. Do Pk 6+225 ao Pk 6+575 Granito E-W, 58S 35º Do Pk 6+775 ao Pk 7±050 Granito N50NE,45NW 35º Do Pk 7±050 ao Pk 6+250 Xistos negros N50NE,45NW 30º 4
  5. 5. Na posse de todos os elementos, projectamos na Rede de Lambert-Schmidt (rede equiárea)as várias diaclases, a face dos taludes de escavação e o círculo de atrito admitido comoparâmetro definidor da rugosidade das paredes de uma descontinuidade.4.3.1 Do Pk 6+225 ao 6+575 (Granito).4.3.1.1 Análise da possibilidade de um deslizamento planar. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>ψp>Øp |αp - αf| ≤ 20º Conclusão Talude E-W, 58S 58º 180º D1 N80W,84N 84º 10º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D2 N66NE,70SE 70º 156º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D3 N60ºNE,60NW 60º 330º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D4 N60NW,80NE 80º 30º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D5 N70NW,34S 34º 200º 35º Não satisfaz Satisfaz Estável4.3.1.2 Análise da possibilidade de deslizamento por cunha definida por duas descontinuidades que se intersectam. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>ψi>Øp |αp - αi| ≤ 25º Conclusão Talude (58º,180º) 58º 180º D1 c/ D2 (51º,92º) 51º 92º 35º Satisfaz Não satisfaz Estável D1 c/ D3 (53º,288º) 53º 288º 35º Satisfaz Não satisfaz Estável D1 c/ D4 (76º,73º) 76º 73º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D1 c/ D5 (5º,281º) 5º 281º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D2 c/ D3 (6º,244º) 6º 244º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D2 c/ D4 (57º,130º) 57º 130º 35º Satisfaz Não satisfaz Estável D2 c/ D5 (23º,255º) 23º 255º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D3 c/ D4 (60º,318º) 60º 318º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D3 c/ D5 (22º,254º) 22º 254º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D4 c/ D5 (6º,119º) 6º 119º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável4.3.1.3 Análise da possibilidade de deslizamento por basculamento. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>(90-ψp)+Øp |αp - αf| ≤ 30º Conclusão Talude E-W, 58S 58º 180º D1 N80W,84N 84º 10º 35º Satisfaz Não satisfaz Estável D2 N66NE,70SE 70º 156º 35º Satisfaz Satisfaz Instável D3 N60ºNE,60NW 60º 330º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D4 N60NW,80NE 80º 30º 35º Satisfaz Não satisfaz Estável D5 N70NW,34S 34º 200º 35º Não satisfaz Satisfaz Estável 5
  6. 6. 4.3.2 Do Pk 6+755 ao 7±050 (Granito).4.3.2.1 Análise da possibilidade de um deslizamento planar. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>ψp>Øp |αp - αf| ≤ 20º Conclusão Talude N50NE,45NW 45º 320º D6 N45NW,80NE 80º 45º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D7 N50NE,86NW 86º 320º 35º Não satisfaz Satisfaz Estável D8 N40NE,Vert. 90º 40º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D9 N80W,50N 50º 10º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D10 N20NE,20SE 20º 290º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável4.3.2.2 Análise da possibilidade de deslizamento por cunha definida por duas descontinuidades que se intersectam. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>ψi>Øp |αp - αi| ≤ 25º Conclusão Talude (45º,320º) 45º 320º D6 c/ D7 (80º,28º) 80º 28º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D6 c/ D8 (80º,46º) 80º 46º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D6 c/ D9 (38º,324º) 38º 324º 35º Satisfaz Satisfaz Instável D6 c/ D10 (29º,132º) 29º 132 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D7 c/ D8 (67º,41º) 67º 41º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D7 c/ D9 (43º,47º) 43º 47º 35º Satisfaz Não satisfaz Estável D7 c/ D10 (10º,50º) 10º 50º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D8 c/ D9 (46º,41º) 46º 41º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D8 c/ D10 (7º,40º) 7º 40º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D9 c/ D10 (18º,84º) 18º 84º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável4.3.2.3 Análise da possibilidade de deslizamento por basculamento. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>(90-ψp)+Øp |αp - αf| ≤ 30º Conclusão Talude N50NE,45NW 45º 320º D6 N45NW,80NE 80º 45º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D7 N50NE,86NW 86º 320º 35º Satisfaz Satisfaz Instável D8 N40NE,Vert. 90º 40º 35º Satisfaz Não satisfaz Estável D9 N80W,50N 50º 10º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável D10 N20NE,20SE 20º 290º 35º Não satisfaz Não satisfaz Estável4.3.3 Do Pk 7±050 ao 7+250 (Xistos negros).4.3.3.1 Análise da possibilidade de um deslizamento planar. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>ψp>Øp |αp - αf| ≤ 20º Conclusão Talude N50NE,45NW 45º 320º D11 N50NE,Vert. 90º 320º 30º Não satisfaz Satisfaz Estável D12 N10NE,65E 65º 100º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável D13 N-S, 58E 58º 360º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável D14 N32NW,78NE 78º 58º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável 6
  7. 7. 4.3.3.2 Análise da possibilidade de deslizamento por cunha definida por duas descontinuidades que se intersectam. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>ψi>Øp |αp - αi| ≤ 25º Conclusão Talude (45º,320º) 45º 320º D11 c/ D12 (54º,50º) 54º 50º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável D11 c/ D13 (51º,50º) 51º 50º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável D11 c/ D14 (78º,50º) 78º 50º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável D12 c/ D13 (43º,38º) 43º 38º 30º Satisfaz Não satisfaz Estável D12 c/ D14 (64º,122º) 64º 122º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável D13 c/ D14 (50º,133º) 50º 133º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável4.3.3.3 Análise da possibilidade de deslizamento por basculamento. Condições Plano Orientação ψ α Øp ψf>(90-ψp)+Øp |αp - αf| ≤ 30º Conclusão Talude N50NE,45NW 45º 320º D11 N50NE,Vert. 90º 320º 30º Satisfaz Satisfaz Instável D12 N10NE,65E 65º 100º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável D13 N-S, 58E 58º 360º 30º Não satisfaz Não satisfaz Estável D14 N32NW,78NE 78º 58º 30º Satisfaz Não satisfaz Estável4.3.4 Conclusão da análise da estabilidade pela aplicação dos princípios analíticos.Com base nos resultados obtidos e apresentados, podemos afirmar que, no geral, os taludesoferecem favorável estabilidade não se prevendo roturas planares, circunscrevendo-se osriscos a uma situação particular de rotura por cunha na intersecção da diaclase D6 com adiaclase D9, e a instabilidade pelo efeito de rotura por basculamento, pelas diaclases D2, D7 eD11.Entendemos que a localização de blocos com probabilidade de rotura por cunha, a acontecer,situar-se-á nas cristas dos taludes devido ao desconfinamento lateral. O saneamento/limpezamecânica efectuada pelo equipamento de escavação terá contribuído para o afastamentodessa probabilidade.Superficialmente poderá ocorrer o deslizamento, por intemperismo, de pequenas pedras emzonas onde a limpeza não terá sido tão eficaz.5. METODOLOGIA DO DESMONTE PARA DEFINIÇÃO DOS TALUDES COM RECURSO A EXPLOSIVOS E SEUS EFEITOS.Para a definição dos taludes de escavação, a EXPLO recorreu à técnica do pré-corte tendocomo objectivo criar superfícies aparentemente regulares, minimizando as sobre escavações eindução de vibrações no maciço rochoso.Para obedecer a estes critérios apertados, foi dimensionado e aferido na obra um diagrama defogo que resultou na aplicação de um espaçamento entre furos de 1,0 metro e uma carga decoluna adequada para produzir o corte da rocha, isto é, foram atingidos valores limite defuncionalidade. 7
  8. 8. Atingido o objectivo pretendido, comprovadamente confirmado pelo resultado final que ostaludes apresentam, com a presença perfeitamente visível das “meias canas” e superfíciesregulares entre furos do pré-corte (fig. 3), entendemos poder afirmar salvo melhor opinião, nãoter havido perturbação da estrutura da rocha pelo processo de detonação em redor dos furos. Fig. 3Como complemento fidedigno, a observação pormenorizada que fomos fazendo ao longo dodesenvolvimento das escavações (e ao alcance de todos), permitiu constatar apóssaneamento dos taludes, que o comportamento periférico do maciço não deu mostras dequalquer alteração.Ora, sabendo que a cedência depende da posição das juntas em relação ao talude, em facedeste comportamento estrutural, permitimo-nos afirmar que, uma eventual redistribuição detensões operada pela escavação não acarretou nenhum escorregamento ao longo dassuperfícies de descontinuidade, o que consolida a conclusão da análise de estabilidade.Convém referir que tudo atrás referido enquadra-se nos taludes executados no maciçogranítico. Na zona dos xistos negros, dado tratar-se de um maciço com características menosresistentes, com acentuado índice de alteração, o método de pré-corte foi preterido em favorda utilização de meios mecânicos como forma de minimizar a perturbação na estrutura darocha (fig. 4). Fig. 4 8
  9. 9. 6. CONCLUSÃO.A decisão da não tomada de qualquer medida para reforço dos taludes partiu da análiseprogressiva, em obra, das condições de estabilidade durante a execução das escavações.Assim, verificou-se que as condições geomecânicas do maciço rochoso em profundidade,revelaram-se melhores do que aquelas inicialmente previstas no Estudo Geológico-Geotécnico. No nosso entender julgamos que isso se tenha devido, compreensivelmente, à«… limitada informação geotécnica disponível» para a análise de estabilidade incluída noreferido estudo, pelo que, as conclusões obtidas demonstram valores conservativos deprudência. Alia-se à qualidade do maciço a boa execução técnica do pré-corte obtido.Durante a fase das escavações e posteriormente até à data não foram detectadas eventuaisinstabilizações que aconselhassem a encetar operações de reforço do maciço. Por outraspalavras, podemos afirmar que as variações térmicas ao longo dos últimos meses de seca e acontinuada pluviosidade registada nos últimos dias em nada fizeram sentir eventuaismovimentos.8 de Novembro de 2005 9

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