Guia de Rochas Metamórficas e Sondagens Geotécnicas

Rochas Metamórficas

Rochas metamórficas são derivadas de outras rochas preexistentes que, no decorrer do processo geológico (por conta dos agentes do metamorfismo: calor, pressão e atividade de fluidos), sofreram mudanças mineralógicas, químicas e estruturais. As ações dos agentes do metamorfismo provocam instabilidade dos minerais, que podem passar por transformações e rearranjo sob as novas condições. Por exemplo: calcário > mármore, arenito > quartzito.

Agentes do Metamorfismo

• Calor
• Pressão
• Atividade de Fluidos

Calor

É um agente importante, pois acelera o processo das reações que podem produzir diferentes minerais da rocha original.

Pressão

Quando as rochas estão enterradas, elas estão passíveis das forças de pressão da litosfera de forma crescente, que resulta do peso das rochas sobrepostas. Essa força é igualmente aplicada em todas as direções. Podem ocorrer forças de pressão diferencial que podem criar dobras nas rochas.

Atividade de Fluidos

Os principais fluidos (H₂O e CO₂) estão presentes em quantidades variadas ao longo da fronteira dos grãos minerais ou na porosidade das rochas. Esses fluidos, que podem ter íons, aceleram o metamorfismo pela adição na velocidade das reações. Exemplo: 2MgS + SiO₄ → Mg₃Si₂O₅(OH)₄ + MgO

Tipos de Metamorfismo

Metamorfismo de Contato

Ocorre quando um corpo de magma modifica a rocha. Os efeitos e reações químicas resultantes normalmente ocorrem em zonas concêntricas conhecidas como auréola metamórfica.

Metamorfismo Dinâmico

É presente em falhas (fraturas ao longo das quais o movimento ocorreu), onde as rochas são sujeitas a pressões diferenciais elevadas. As rochas metamórficas resultantes do puro metamorfismo dinâmico são chamadas de milonitos e são geralmente restritas às zonas adjacentes às falhas. Os milonitos são rochas duras, densas e finamente granuladas, muitas das quais são representadas por laminação fina.

Metamorfismo Regional

Ocorre sobre uma grande área e é normalmente causado pelas elevadas taxas de variações de temperatura e pressão e deformações localizadas nas porções profundas da crosta terrestre.

Sondagens Geotécnicas

Sondagens são investigações do subsolo ou do subleito (em estradas) e determinação do perfil do terreno por meio de identificação dos solos e/ou rochas que formam as camadas ou estratos na subsuperfície (PI: Poços de Inspeção, TR: Trincheiras, ST: Sondagem a Trado, SP: Sondagem à Percussão, SR: Sondagem Rotativa, SM: Sondagem Mista, SS: Sísmica de Refração, SE: Eletroresistividade).

Tipos de Sondagens Geotécnicas

Poços de Inspeção (PI)

Os poços de inspeção são executados em terrenos que permitam a sua escavação, sem escoramento, atingindo usualmente até 2,00 m a 3,00 m de profundidade.

Trincheiras (TR)

São valas longas com profundidade máxima de 2 metros, para uma investigação linear das primeiras camadas do terreno, em situações específicas.

Sondagem a Trado (ST)

As sondagens a trado são efetuadas com uma ferramenta chamada trado concha, com diâmetro de 75 mm, 100 mm e 150 mm, podendo ser usados outros diâmetros. Outro tipo de trado usual é o helicoidal.

Estas sondagens são executadas em solos argilosos ou arenosos até atingir uma profundidade que é limitada pelo nível d'água ou natureza do terreno.

São utilizadas para coletas de amostras deformadas, identificação do perfil do terreno, determinação do N.A., como ferramenta auxiliar de outros tipos de sondagem e para a execução de furos em ensaios especiais, como permeabilidade e Vane Test.

Sondagem à Percussão (SP)

Estas sondagens são as mais frequentes na engenharia e usualmente executadas para:

• Perfil geológico das camadas do subsolo;
• Determinação da capacidade de carga das diferentes camadas do subsolo;
• Coleta de amostras das diversas camadas;
• Determinação do nível do lençol freático;
• Determinação da compacidade ou consistência das camadas do subsolo em solos arenosos ou argilosos, respectivamente, e também para a determinação de eventuais linhas de ruptura que possam ocorrer em subsuperfície.

Sondagens Rotativas (SR)

Estas sondagens são as mais frequentes na engenharia e usualmente executadas para:

• A profundidade em que se encontra o embasamento rochoso;
• O tipo ou os tipos de rocha e seu estado de sanidade e fraturas;
• Para indicar a presença de matacões, diferenciando-os do embasamento rochoso;
• Para implantação de uma fundação ou de tirantes;
• Para obtenção de poços para captação de águas;
• Para possibilitar injeção de cimento ou de outros materiais em fraturas que podem ocorrer nos maciços rochosos em profundidade.

Sondagens Mistas (SM)

São aquelas executadas por sondagem à percussão, em todos os tipos de terreno penetráveis por este processo, e por meio de sondagem rotativa, onde for inoperante o sistema à percussão, face à impenetrabilidade no terreno prospectado.

Os dois métodos são utilizados alternadamente, de acordo com a natureza do terreno atravessado, até ser atingida a cota do estudo e/ou critérios estabelecidos em especificação para sua paralisação.

Sua execução é recomendada, dentre outras, em:

• Terrenos com presença de blocos de rocha e de matacões;
• Área de tálus (matacões erráticos em maciços terrosos);
• Área de concreções lateríticas;
• Área de rejeito de pedreira;
• Área de bota-fora, etc.

Sísmica de Refração (SS)

Esta prospecção é realizada com o objetivo de conhecer:

• Espessuras e naturezas das camadas de solos sobre o embasamento rochoso;
• Natureza, estado de sanidade e aspectos estruturais do embasamento;
• Contato entre diferentes tipos de rochas;
• Ninhos de blocos ou matacões mergulhados na capa de solo (tálus);
• Capacidade de carga aproximada do solo;
• Definição dos materiais em 1ª, 2ª e 3ª categorias (terraplenagem);
• Identificação das camadas de materiais cascalhosos;
• Presença de água subterrânea;
• Presença de grandes espaços vazios nas rochas (fendas e/ou cavernas), principalmente em áreas cársticas (calcários ou rochas calcíferas).

Apesar da grande diversificação de respostas, este processo (sísmica de refração) não dispensa o auxílio de outros tipos de sondagem, e propicia a redução do número de investigações mecânicas com a sua realização.

Eletroresistividade (SE)

É um método de investigação de campo que auxilia muito na definição do perfil geológico do terreno, identificando os diferentes tipos de solo e rocha. Muito empregado na definição ou mapeamento do lençol freático existente nas camadas permeáveis de alguns solos e rochas. A variação no valor da resistividade de solos e/ou rochas depende de:

• Porosidade;
• Forma dos grãos;
• Estrutura do substrato rochoso;
• Salinidade da água.

CPT (Cone Penetration Test)

É a cravação estática de uma ponteira cônica com seção transversal normalmente de 10 cm ou 15 cm, com velocidade de 20 ± 5 mm/s, medindo-se a força necessária à referida cravação, que compreende duas parcelas de resistência: uma de ponta e outra relativa ao atrito.

SPT (Standard Penetration Test)

É realizado metro a metro por cravação do barrilete no fundo do furo para medida de resistência do solo e coleta de amostras.