UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE AGRONOMIA
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
CURSO DE GEOLOGIA
ESTUDO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO DE PARTE DO LOTE 4 DO
ARCO METROPOLITANO DO RIO DE JANEIRO – RJ
CLEUSE FELIPE AMARAL CARDOSO
ORIENTADOR: PROF. DR. EUZEBIO JOSÉ GIL
JULHO DE 2008
CLEUSE FELIPE AMARAL CARDOSO
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
DEPARTAMENTO DE GEOCIÊNCIAS
CURSO DE GEOLOGIA
ESTUDO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO DE PARTE DO LOTE 4 DO ARCO
METROPOLITANO DO RIO DE JANEIRO – RJ
Trabalho de Graduação submetido ao Corpo Docente da Faculdade de Geologia da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do Grau de Bacharel em Geologia. Área de Concentração: Geotecnia (ou Geologia de Engenharia).
Aprovado em 18 de julho de 2008.
Comissão examinadora:
_____________________________________________________________________ Eng.ª MSc. Vânia Diniz Benardi Zayen.
Membro Titular
_____________________________________________________________________ Prof. MSc. José Miguel Peters Garcia
Membro Titular - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.
SUMÁRIO
1. Introdução...1 2. Justificativa de estudo...2 3. Objetivo...3 4. Revisão temática...4 5. Metodologia...56. Fases dos estudos...6
6.1 Fase preliminar...6
6.1.1 Coleta e pesquisa de dados...6
6.1.1.1 Localização...7 6.1.1.2 Geologia regional...8 6.1.1.3 Clima...9 6.1.1.4 Solos...9 6.1.1.5 Geomorfologia...10 6.1.1.6 Hidrogeologia...11
6.1.1.7 Características geológico-geotécnicas da área selecionada...12
6.1.2 Investigações de campo...12
6.2 Projeto básico...12
6.2.1 Característica do traçado na área de estudo...13
6.2.2 Sondagens executadas na área de estudo...13
6.2.3 Mapeamento geológico-geotécnico...14
6.2.4 Descrição das unidades de mapeamento...17
7. Ocorrência de materiais naturais de construção...18
7.1 Solos argilosos...18 7.2 Saibreiras...19 7.3 Pedreiras...19 7.4 Areais...20 8. Conclusões e recomendações...22 9. Bibliografia...23 Anexo...24
Obra para Consulta
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Traçado do Arco Metropolitano, em toda sua extensão...1
Figura 2 - Exemplo de solos aluvionares, nas baixadas...6
Figura 3 - Localização da área de estudo...7
Figura 4 - Mapa Geológico...8
Figura 5 - Contraste entre os solos aluvionares e coluvionares...10
Figura 6 - Contraste entre solos aluvionares (1º plano) e solos coluvionares (ao fundo)...11
Figura 7 - Áreas localizadas de solos aluvionares encharcados em terreno de baixada...12
Figura 8 - Área indicada para empréstimo de material argiloso (no km 55, lado direito)...14
Figura 9 - Solo aluvionar característico da região NE do traçado...16
Figura 10 - Solo aluvionar característico da região SW do traçado...16
Figura 11 - Ocorrência de saibro na pedreira EMFOL (no km 55, do lote 4)...19
Figura 12 - Pedreira Santa Luzia (no km 64, do lote 4)...20
Figura 13 - Areal Santo Baia...21
Obra para Consulta
Resumo
O Arco Metropolitano do Rio de Janeiro deverá ligar a BR 040 (região de Duque de Caxias até o porto de Itaguaí). Trata-se de um trecho de cerca de 80 km, que para efeito construtivo foi dividido em quatro lotes de cerca de 20 km cada, sendo todo o trecho em duas pistas paralelas. O traçado do Arco Metropolitano tem início no km 16 da BR 040 (trevo de acesso a Teresópolis, Rio de Janeiro) e segue até o Porto de Itaguaí. O presente trabalho aborda um segmento de 4 km de extensão do Lote IV, compreendido entre os quilômetros 54 e 58, localizado no município de Seropédica - RJ. Seu traçado acompanha o alinhamento nordeste balizado pelas bordas da Serra do Mar. Esta é uma região de relevo caracterizado por morros alongados com altura máxima de 100 metros, representados por migmatitos da Unidade Rio Negro. Envolvendo estes morros ocorre a baixada constituída por solos aluvionares, de idade quaternária, praticamente planos, com nível d´água podendo chegar a 3 metros de profundidade na estiagem e atingir a superficie na estação chuvosa. Tem como principal bacia de drenagem as nascentes do rio Piranema, que descem da Serra das Araras Sondagens a percussão na elevação de 34 metros foram executadas nos solos aluvionares e indicaram espessura de aproximadamente 4 metros, nesta unidade, passando a solo residual jovem até 7 metros e topo rochoso são a cerca de 10 metros de profundidade. Os solos aluvionares da baixada indicaram profundidade de cerca de 4 a 7 metros de espessura, constituídos por argila-arenosa, passando a solo residual, silte-arenoso, cinza amarelado, transicionando para rocha alterada e rocha são a partir de cerca de 10 metros de profundidade. O traçado atravessa quase que totalmente terrenos de solos aluvionares tendo seu trecho intermédio encaixado entre morros alongados, cortando parcialmente suas bordas. O greide do traçado apresenta predomínio de áreas em aterro e somente pequenas passagens em corte. Quanto aos materiais naturais de construção, ocorrem pedreiras de granito em explotação a cerca de 5 km da área de estudo, devendo fornecer agregado graúdo para concreto rígido e asfáltico. Os agregados miúdos (areais) deverão proceder dos depósitos do Distrito Areeiro de Seropédica, próximos a reta de Piranema, distante cerca de 5 km do traçado. Saibreiras ocorrem no entorno das pedreiras indicadas, localizadas a cerca de 6 km do trecho em estudo. Para o lançamento do traçado foi contemplada a alternativa em que reduzia as interferências ambientais. Desse modo procurou-se lançar o traçado do Arco Metropolitano em ares menos ocupadas, evitando-se desapropriações, bem como intervenções de maior porte nos cortes dos morros procurando-se procurando-sempre o balanço de materiais entre cortes e aterros. Este trabalho é fruto de uma Monografia de Graduação em Geologia. Agradecimentos ao DER-RJ pela liberação dos dados para consulta.
1. Introdução
O arco metropolitano do Rio de Janeiro deverá ser uma obra de grande relevância, não só para os municípios atravessados pelo seu traçado ou para o estado do Rio de Janeiro; mas sim, a nível nacional. Ele irá unir a BR-101 Norte, desde Itaboraí até o Porto em Itaguaí canalizando o tráfego de todas as estradas que chegam ao Rio, como a BR– 116–Presidente Dutra (ligação com São Paulo) e a BR-040 (Rio–Juiz de Fora), por onde passa grande parte da produção nacional brasileira. Ele cortará oito municípios (Itaboraí, Guapimirim, Magé, Duque de Caxias, Nova Iguaçú, Japeri, Seropédica e Itaguaí), atendendo a 2,2 milhões de habitantes.
Trata-se da principal obra do estado dos últimos anos tendo começado a ser idealizado na década de 70, e agora deverá ser concretizado estando inserido no Plano de Aceleração do Crescimento (PAC), do governo federal. Será enorme a sua importância estratégica – integradora entre os pólos: petroquímico, gás–químico e siderúrgico.
Esse projeto foi desenvolvido pelo Consórcio Concremat & Tecnosolo, e foi dividido em quatro lotes para fins de projeto executivo.
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2. Justificativa do estudo
O traçado do Arco Metropolitano do Rio de Janeiro deverá ter parte implantada no município de Seropédica, onde se situa o Campus da UFRRJ. A proximidade do traçado com a Universidade foi um fator muito relevante para a escolha do tema, pois isso facilitaria as inspeções de campo, fundamentais para o desenvolvimento desta Monografia.
Adicionalmente, a autorização para consulta dos dados geológico-geotécnicos disponibilizados pela concessionária da obra culminou pela decisão da apresentação desse tema.
3. Objetivos
Os objetivos pretendidos nessa Monografia são:
Conhecer a aplicação da rotina de estudos geológico-geotécnicos para implantação de rodovias baseado nas normas do Departamento de Estradas e Rodagem do Rio de Janeiro.
Analisar os resultados obtidos nas sondagens a percussão, ensaios de campo, tipos de solos atravessados e profundidade do nível d’ água.
Examinar as características de campo das áreas indicadas para materiais naturais de construção.
Fazer um mapeamento geológico-geotécnico de uma faixa de 500 metros de cada lado de um trecho selecionado de cerca de 4 km de extensão do traçado do Arco Metropolitano.
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4. Revisão Temática
A região é composta por rochas polimetamórficas que possuem estruturas de falhas e fraturas com trend preferencial na direção NE/SW, de idade pré-cambriana, formando uma associação de gnaisses facoidais porfiroblásticos, granitóide e migmatitos, agrupados no Complexo do Litoral Fluminense e Grupo Serra dos Orgãos. Este conjunto desenvolveu horizontes de alteração pedológica tipo B e tipo C, que por sua vez são instruídos por rochas basálticas e alcalinas do Cretáceo/Terciário, e separados por uma descontinuidade litológica sendo cobertos por sedimentos Quaternários atuais e sub-atuais, depositados em planície de inundação e baixa encosta (MELLO, 1992).
O ambiente tectonicamente instável propiciou a elevação dos blocos da Serra do Mar, Serra da Mantiqueira e maciços litorâneos. O abatimento das áreas entre estes gerou as Bacias de Volta Redonda, Resende, Taubaté e Baixadas litorâneas. Os falhamentos normais mencionados propiciaram a criação de zonas de fraqueza, através das quais foram intrudidos corpos de composição alcalina, representados pelos maciços do Mendanha, Tinguá, Morro Redondo, Itatiaia e Passa-Quatro, entre outros (ALMEIDA, 1983).
A evolução geológica/geomorfológica da área em estudo está vinculada ao contexto regional do sistema rifteano do complexo morfoestrutural da Serra do Mar: encosta serrana/reversa planáltica – baixada e mar vizinho (GOÉS, 1994).
A hidrografia da região é constituída pelas bacias dos rios Guandu e Itaguaí e seus afluentes que drenam para a Baía de Sepetiba. São controladas por condicionantes estruturais regionais, dissecando e entulhando, simultaneamente, o conjunto morfológico local. Em direção à montante apresentam-se controlados antropicamente pela represa de Lages e à jusante pela estação reguladora do Guandu (médio curso) (GÓES, 1994).
5. Metodologia
A metodologia aplicada na execução desta Monografia consistiu inicialmente em consultas a mapas topográficos e geológicos, para a escolha do trecho a ser estudado. Foi levada em consideração a proximidade da área a ser estudada com o campus da UFRRJ-Seropédica, pois isso facilitaria as inspeções de campo.
Após ter sido definida a área de estudo, foram realizadas fotointerpretações em fotografias aéreas de escala 1:20.000 e consultas a trabalhos sobre a geologia do estado do Rio de Janeiro.
As inspeções de campo foram realizadas nos dias 09, 22, 24 de abril de 2008. Foram utilizados veículos oficias da UFRRJ para a locomoção da equipe de campo até a área em apreço. A equipe de campo foi composta pelo Prof. Dr. Euzebio José Gil, pelo aluno Cleuse Felipe Amaral Cardoso e pelo motorista Eduardo Fernandes. Nessas inspeções, a área em estudo foi percorrida no sentido Seropédica-Itaguaí, acompanhando o estaqueamento do traçado em sentido crescente. Foi dada especial atenção às áreas de cortes e aterros, bem como as ocorrências de áreas alagadas e trechos em que se poderiam escavar materiais de segunda e terceira categorias.
Após terem sido efetuadas as inspeções de campo, teve início a produção textual. Nessa fase foram consultados os boletins de sondagem a percussão e rotativa, para obter informações sobre os horizontes subjacentes e sua resistência, e a presença de nível d’água.
Na fase final de execução desta Monografia o traçado foi lançado num mapa topográfico da Folha 258 A FUNDREM, ano 1976. E o trabalho final é apresentado na nesta base na escala 1:10 000 com curvas de nível a cada 5 metros. Foi feito um perfil topográfico do trecho em estudo, onde foram plotadas as sondagens executadas. Através da interpretação dessas sondagens, foi elaborada uma seção geológico-geotécnica.
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6. Fases dos estudos
Os estudos geológico-geotécnicos para o Arco Metropolitano foram executados em duas fases: fase preliminar e fase de projeto básico. Para efeito desta Monografia, na fase preliminar quando referido a área de estudo se trata das características de todo o Lote 4, onde se localiza a área selecionada para estudos e apresentação dessa Monografia.
6.1 Fase preliminar
Nesta fase de estudos foram desenvolvidas as seguintes atividades: coleta e pesquisa de dados, interpretação de fotografias aéreas e investigação de campo.
6.1.1 Coleta e pesquisa de dados
Inicialmente foram consultados estudos anteriores de traçado, dados geológicos, cartográficos e hidrológicos.
Figura 2: Exemplo de solos aluvionares, nas baixadas.
6.1.1.1 Localização
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localiza-se entre os quilômetros 54 e 58 do Lote 4, situado entre os municípios de Seropédica e Itaguaí
6.1.1.2 Geologia regional
Figura 4: Mapa Geológico (Fonte DER-RJ).
Unidade Duas Barras:Tonalito intrudido por veios e bolsôes de leucogaranito
Complexo Rio Negro:Ortognaisse bandado, de granulação grossa, texturas porfiríticas recristalizadas augen, com forte foliação tangencial.
Depósito Colúvio-Aluvionar:Depósitos fluviais flúvio- marinhos areno-síltico-argilosos associados a depósitos lacustrinos e de manguezais retrabalhados.
Areais
Pedreiras
Áreas de empréstimo de material argiloso
Área de
Estudo
Os estudos geológicos indicaram que na área em apreço ocorrem rochas associadas ao Complexo Paraíba do Sul de idade mesoproterozóica e ao Complexo Rio Negro, Suíte Serra das Araras, Unidade Duas Barras e Suíte Rio de Janeiro (neo-proterozóicas), composta por corpos graníticos intrusivos. Também ocorrem rochas alcalinas de idade Cretácea/Terciária e sedimentos quaternários, associados a depósitos flúvio-lagunares.
Trata-se de uma região em que a geologia é embasada por escudos cristalinos, representados dominantemente por gnaisses e ocorrências graníticas, que aumentam sua presença à medida que se aproxima da Serra do Mar. Os vales constituem depósitos de solos aluvionares que envolvem os rios que drenam a região. Os gnaisses apresentam um espesso manto de decomposição, coberto superficialmente por solos coluvionares passando a solos residuais. Em vista da grande espessura do manto de decomposição das rochas gnáissicas, o traçado quando em corte, deverá atravessar esses maciços em solos e materiais escarificáveis (materiais de 1ª e 2ª categoria, respectivamente), devendo estes materiais serem aproveitados como áreas de empréstimos para lançamento de corpos de aterro sobre os solos aluvionares das baixadas.
6.1.1.3 Clima
De acordo com a classificação climática de Köppen (1998), o clima da região pode ser classificado nas áreas mais montanhosas como brando subtropical, com inverno seco e verão quente - chuvoso a tropical quente - úmido, com presença de florestas nos compartimentos mais rebaixados. A temperatura média anual na região varia de 20º a 27ºC, sendo que a média das mínimas está entre 15º e 23ºC e a média das máximas entre 26º e 32ºC. O período de precipitação pluviométrica máxima descrita vai de dezembro a março (verão), e o de precipitação mínima de junho a agosto (inverno), sendo julho o mês mais seco do ano.
Segundo Mattos (1994), o clima da área em estudo é típico de regiões tropicais,
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Os solos aluvionares ocorrem desde as elevações de 10 metros, ocupando as áreas de várzea próximas ao rio Mazomba. Trata-se de solos silto-argilosos, mal drenados, com nível d'água pouco profundo, variando de 1 a 3 m. Abaixo desse horizonte, nas baixadas, ocorrem solos arenosos. A segunda unidade, os solos coluvionares, são argilo–arenosos, ocorrem nas áreas mais elevadas, sobre solos residuais, espessos, silto–arenosos, bem drenados, com nível d´água profundo, em relevo meia laranja, de forma côncava, envolvidos pelos solos aluvionares. Estas unidades deverão ser atravessadas pela via em aterro nos solos aluvionares e em corte nos solos coluvionares.
Figura 5: Contraste entre os solos aluvionares e coluvionares (respectivamente).
6.1.1.5 Geomorfologia
A área em estudo está localizada em uma extensa planície conhecida como Baixada de Sepetiba (GÓES, 1994) em um local próximo ao contato entre a planície litorânea e os planaltos de interior (Serra do Mar).
Apresenta relevo suave e quase plano, com algumas ondulações de topo em geral arredondado, conhecidas como “meias laranjas”são formas de relevo que aparecem como calotas.
No Lote 4, o traçado se desenvolve inicialmente na direção N-S, atravessando no início do trecho a bacia do rio Piranema, alcançando maiores altitudes para oeste, onde transpõe os afluentes da margem direita do rio Piranema, passando a menores altitudes em direção a Baía de Sepetiba. Neste trajeto o greide atravessa terrenos com altitudes entre 10 e 60 metros, sendo as menores elevações constituídas pelas baixadas e as maiores pelos morros e morrotes.
Figura 6: Contraste entre os solos aluvionares (1º plano) e solos coluvionares (ao fundo).
6.1.1.6 Hidrogeologia
A região em apreço recebe uma contribuição de água das vertentes da Serra do Mar, sendo capturadas na área leste por uma série de afluentes que canalizam para o rio Piranema, rumo a Baía de Sepetiba. Na vertente oeste estas águas são capturadas pela bacia do rio Mazomba rumo a Baía de Sepetiba. As cabeceiras dessas drenagens, localizadas nas fraldas na Serra do Mar, constituem nascentes perenes que alimentam esse caudal. Adicionalmente outros exutórios são alimentados pelas águas que precipitam na baixada, por ocasião da estação chuvosa, e que constituem uma reserva hídrica bastante expressiva. Desta forma, devidos cuidados deverão ser tomados especialmente na transposição da baixada, preservando-se o fluxo d'água subterrâneo que alimenta este caudal. Nas transposições dos principais rios, onde a vazão é ampliada por ocasião das
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Figura 7: Áreas localizadas de solos aluvionares encharcados em terreno de baixada
6.1.1.7 Características geológico-geotécnicas da área selecionada
Após o conhecimento dos estudos preliminares do Lote 4 acima descritos, foram programadas inspeções técnicas de campo na área selecionada para essa Monografia. Nessa área foram identificadas as características das unidades de mapeamento. Foram identificadas as unidades de mapeamento denominadas solos aluvionares nas baixadas e solos coluvionares sobre solos residuais nas cotas mais altas. A geologia da região, bem como as demais características (clima, solos, geomorfologia, e hidrogeologia) são semelhantes às descritas para o lote 4.
6.1.2 Investigações de campo
Inspeções de campo, análise de fotos aéreas e estudos da carta-imagem e do mapa geológico, culminaram na elaboração de um modelo onde foram definidas as unidades geotécnicas de mapeamento, permitindo uma avaliação preliminar das suas características e da disponibilidade de materiais para pavimentação.
Foram considerados fatores geológicos, geomorfológicos e hidrogeológicos, dando especial atenção às possíveis presenças de solos compressíveis e áreas potencialmente instáveis.
6.2 Projeto básico do trecho selecionado para esta Monografia
Foi selecionado um trecho de aproximadamente 4 km localizado no Lote 4, entre as estacas 54+300 e 58+000, próximo a fazenda Noruega, pouco após a pedreira EMFOL, no município de Seropédica. Nesse trecho o estudo geológico foi desenvolvido em nível de do projeto básico segundo as conclusões e recomendações do estudo da fase preliminar.
6.2.1 Características do traçado na área de estudo
Na área de estudo o traçado se localiza quase que totalmente em solos aluvionares tendo pequeno trecho em corte na região do km 56+500. Dessa forma dominam aterros e poucos cortes, devendo-se buscar solos argilosos de áreas de empréstimo indicadas no mapa geológico (Figura 3). O traçado se apresenta pouco sinuoso e se desenvolve na baixada balizado nas elevações entre 34 e 36 metros, contornando os morros próximos, devendo ser implantado com aplicação de solução convencional de aterros e cortes em áreas com boas características de fundação na baixada e boa estabilidade de talude nas encostas. Os solos aluvionares localizados nas baixadas e nas várzeas encaixadas nos morros deverão ter aterros da ordem de 2 metros de altura (DER, 2007).
6.2.2 Sondagens executadas na área de estudo
Foram executadas duas sondagens localizadas no km 54+300 e 57+500, denominadas SP 101 e SP 102, respectivamente. A SP 101 indicou solos aluvionares, sendo de 0,00 a 1,00 m areia fina e média pouco argilosa, passando a argila-arenosa variegada, média até 4,00 m. Dessa profundidade até 9,01 indicou silte arenoso com mica,
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residual), até 10,53m. Nível d’água inicial de 6,00m e final de 7,54. SPT de 13 a 30 golpes para penetração de 30 cm finais até 7,00m de profundidade. Desta profundidade, até 10,53m, SPT de 35/20 cm crescente até 50/23 cm.
6.2.3 Mapeamento geológico-geotécnico
O mapeamento geológico-geotécnico foi executado numa faixa marginal de 500 metros de cada lado do traçado da rodovia projetada.
O mapa geológico-geotécnico (Anexo I - planta) dá uma visão integrada do traçado e das formações geológicas atravessadas pelo eixo.
É importante observar que nenhum afloramento rochoso foi observado durante o mapeamento.
Essencialmente foram identificadas duas unidades de mapeamento durante as inspeções de campo, uma coluvionar, assentada em solos residuais, encontrada em cotas a partir de 40 metros, e outra aluvionar encontrada nas baixadas, preenchendo os vales entre os morros.
Figura 8: Área indicada para empréstimo de material argiloso (no km 55, lado direito). A unidade de mapeamento dos solos coluvionares caracteriza-se por apresentar cerca de 1 metro de espessura, sendo constituído por argila-arenosa, amarelada, porosa (podendo chegar a 50% de porosidade), de boa plasticidade, com fragmentos de quartzo na
base desse horizonte (leitoso, sub-anguloso). Abaixo desse horizonte ocorre solo residual maduro, areno-argiloso, avermelhado podendo atingir espessura de até 5 m, passando a solo saprolítico no horizonte inferior com matriz arenosa, compacto, esbranquiçado a amarelado (Figura 7).
Sondagens feitas na região indicaram 3 ou 4 metros de solos aluvionares de espessura, passando a solo residual, silto-arenoso, micáceo, muito compacto, impenetrável à percussão em 7 e 10 metros (Anexo I – perfil)
Durante as inspeções de campo foi observado que a unidade de mapeamento dos solos aluvionares apresenta distintas características a nordeste e a sudoeste da área.
Na região nordeste essa unidade se situa em elevações entre 30 e 40 metros, onde se tem cobertura de cerca de 0,30 m de areia média à fina, cinza-amarelado, friável, porosa, permeável, rica em matéria orgânica. Abaixo deste horizonte ocorre areia média à grossa, pouco argilosa, com boa plasticidade, amarelada, compacta (visualmente), pouco permeável (Figura 8).
Este horizonte se estende lateralmente acompanhando o relevo do terreno, sustentando a infiltração da camada superficial.
Na região sudoeste ocorrem elevações somente inferiores a 30 metros. Cortes no terreno indicaram para esta região cobertura de 0,30 m de solos aluvionares constituídos por areia fina, argilosa muito plástica (Figura 9). No horizonte inferior ocorre argila-arenosa, cinza, de baixa resistência, com alta porosidade. A partir de 1,0 metro ocorre areia grossa. Sob esta camada ocorre material argiloso até 5 m de profundidade. Poço nessa região indicou abaixo desse horizonte areia assentada em rocha sã (informação verbal do Sr. Darci, morador na região).
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Figura 9: Solo aluvionar característico da região NE do traçado.
Figura 10: Solo aluvionar característico da região SW do traçado.
6.2.4 Descrição das unidades de mapeamento
A região em estudo é caracterizada por duas unidades geotécnicas de mapeamento: solos aluvionares, representados pelas baixadas, com declividade de até 2,5%, suavizando este relevo ao se aproximar dos rios e canais. Este horizonte é constituído por solo silto– argiloso, cinza, com 1 a 3 metros de espessura, com nível d´água próximo a superfície, variando de aflorante a 3 metros de profundidade. O horizonte inferior é constituído por areias finas a grossas, cinza, pouco compactas, com espessura atingindo até 30 metros.
A segunda unidade geotécnica de mapeamento é representada pelos solos coluvionares, constituindo morrotes, com forma côncava, tipo meia laranja, encaixados na baixada. Esta unidade é constituída, superficialmente, por um horizonte argilo-arenoso, amarelo, de boa plasticidade, com cerca de 2 metros de espessura. O horizonte inferior é constituído por solo residual maduro, silto-arenoso fino, pouco argiloso, avermelhado, nível d´água profundo, não raro atingindo espessuras superiores a 4 metros, daí passando a solo residual jovem, silto-arenoso micáceo, de cor variegada, atingindo espessura superior a 10 metros, transicionando para rocha alterada e topo rochoso são. O solo residual maduro e o solo residual jovem são expostos nos cortes das estradas.
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7. Ocorrência de Materiais Naturais de Construção
7.1 Solos argilosos
As áreas de empréstimos de solos argilosos para compor os corpos de aterro das baixadas deverão proceder das escavações obrigatórias dos cortes dos morros atravessados pelo eixo com eventuais alargamentos quando necessários. Esses materiais caracterizam-se por apresentar um horizonte superficial argilo-arenoso, amarelo, de origem coluvionar, com espessura de cerca de 2 metros, assentados sobre solo residual arenoso fino, avermelhado, espesso. Abaixo deste horizonte ocorre solo residual jovem silto-arenoso micáceo, cor variegada, espesso, com nível d’água profundo, podendo este horizonte atingir espessura total superior a 15 metros.
Esses morrotes apresentam topo rochoso profundo, havendo uma transição ampla de rocha intemperizada até o topo rochoso são. Desta forma, praticamente toda a escavação poderá servir de material de empréstimo devendo ser considerado para o balanço de material do greide corte/aterro.
Os solos coluvionares localizados no horizonte superior apresentam melhores características de trabalhabilidade e na aplicação deverá compor a parte superior do aterro. As camadas inferiores das áreas de corte deverão compor as bases dos corpos de aterro sobre as baixadas.
Cuidados especiais deverão ser tomados quanto à limpeza da camada vegetal dos morrotes e das baixadas, na área de intervenção por escavação e aterro. Esta camada mais superficial deverá ser estocada e posteriormente aplicada nos taludes de corte e nos espaldares dos taludes dos aterros para a proteção dos mesmos.
Para os segmentos em que a compensação corte/aterro esteja em desequilíbrio, ou seja, necessidade de maior volume de material de aterro, esta fonte deverá proceder dos alargamentos dos cortes, áreas já com intervenção obrigatória, evitando-se novos impactos adicionais à via projetada. Estas áreas com intervenção para fornecimento de material terroso, deverão receber um tratamento relativo ao disciplinamento das águas pluviais, evitando-se a concentração das mesmas que poderiam formar sulcos de erosão e carreamento de material para as drenagens.
7.2 Saibreiras
Há também, próximo ao trecho em estudo, grandes ocorrências de saibro junto às pedreiras sob a forma de capa de pedreira no entorno do maciço rochoso, podendo ser explorados associados à rocha alterada em forma de bica corrida. Também podem ser incorporados o pó de pedra e outros materiais descartados, provenientes da limpeza do topo rochoso são. Estes materiais ocorrem nas pedreiras EMFOL e Santa Luzia, localizadas a 3 km pelo lado esquerdo da estaca 2720 e a 2 km pelo lado esquerdo da estaca 2880.
Figura 11: Ocorrência de saibro na pedreira EMFOL (no km 55, do Lote 4).
7.3 Pedreiras
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Distância da pedreira ao eixo e estaca de referência
Pedreira Distância (km) Lado Estaca
EMFOL 3 Lado esquerdo 2720
Santa Luzia 6 Lado direito 3200
Figura 12: Pedreira Santa Luzia (no km 64, do Lote 4).
7.4 Areais
Diversos areais ocorrem na região que constituem o Distrito Areeiro de Seropédica com mais de 1.000.000m3 de reserva cubada. Este amplo areal localiza-se pelo lado esquerdo da km 58, afastado 10 km do eixo, onde se tem agregados miúdos de fácil acesso. Encontra-se em atividade comercial e já atende a construção civil há anos. Trata-se de areal constituído por aluviões de baixada, com lavra semi-mecanizada, dragagem a céu aberto, em cava submersa.
O sistema básico de beneficiamento proposto inclui as seguintes etapas: 1ª - extração em cava submersa (numa lagoa), 2ª - peneiramento com separação de resíduos de argila e matacão, 3a - desaguamento e estocagem de seixos para filtros, 4ª - limpeza e deslamagem para obtenção de areia de soleira e, ainda, seixos para pré-filtros ou filtros.
Foram colhidas amostras no Distrito Areeiro de Seropédica que foram submetidas a ensaios de Equivalente de Areia e Granulometria indicando boa qualidade do material amostrado.
Figura 13: Areal Santo Baia
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8. Conclusões e recomendações
O traçado se localiza na baixada próximo a região serrana, não devendo comprometer substancialmente o acesso na região, inclusive por ser uma região de pouca ocupação urbana.
O mapeamento geológico-geotécnico da faixa estradal indicou predominância da unidade de solos aluvionares ocupando as partes baixas do relevo onde deverá se desenvolver quase que totalmente o traçado do Arco Metropolitano.
Trata-se de um trecho com boas características de material de fundação e pequenos cortes não se prevendo problemas de recalque ou estabilidade de taludes de corte.
Existência de Materiais Naturais de Construção (brita e areia), próximos e de boa qualidade. Quanto a solos argilosos para compor o corpo de aterro ocorrem morros que deverão atender em quantidade e qualidade, próximos ao traçado.
Prevê-se nas escavações dos cortes, ocorrências de solo e material escarificável em quase toda a seção. A camada coluvionar superficial desta unidade geotécnica de mapeamento protege substancialmente esta feição, e quando retirada, deverá receber proteção de camada vegetal.
Nas escavações dos morros e limpeza da plataforma para lançamento dos corpos de aterro, a camada vegetal deverá ser removida e estocada para posterior utilização nos taludes de corte e nos espaldares dos taludes de aterro. A camada superior coluvionar indica características geotécnicas favoráveis à sua aplicação na camada final do corpo de aterro do leito estradal, devendo o solo residual subjacente ao solo coluvionar ser aplicado nas camadas inferiores dos aterros por terem características geotécnicas menos nobres.
Entre as pistas, na faixa abatida entre os aterros da via, deverão ser feitas drenagens efetivas por baixo destes aterros disciplinando estas águas para áreas afastadas da via.
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