ESTUDO GEOLÓGICO E GEOTÉCNICO
ECOCENTRO DE SEVER DO VOUGA
ZONA INDUSTRIAL DE CEDRIM - SEVER DO VOUGA - AVEIRO
* MEMÓRIA DESCRITIVA E JUSTIFICATIVA *
ÍNDICE
1 INTRODUÇÃO --- 3
2 ENQUADRAMENTO DO LOCAL DA OBRA --- 4
2.1 ENQUADRAMENTO GEOGRÁFICO --- 4
2.2 ENQUADRAMENTO HIDROGEOLÓGICO, GEOMORFOLÓGICO, TÉCTÓNICO E GEOLÓGICO --- 5
2.3 SISMICIDADE --- 7
3 TRABALHOS DESENVOLVIDOS --- 9
3.1 DESCRIÇÃO DOS TRABALHOS --- 9
3.2 EQUIPAMENTO UTILIZADO --- 9
4 RESULTADOS OBTIDOS --- 10
4.1 PROSPEÇÃO MECÂNICA – ENSAIOS DE PDL --- 10
4.2 PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA E CARGA ADMISSIVEL --- 10
4.3 ESCAVABILIDADE / RIPABILIDADE DO SOLO DE FUNDAÇÃO --- 12
5 CONCLUSÕES / RECOMENDAÇÕES --- 13
6 BIBLIOGRAFIA --- 14
7 EQUIPA TÉCNICA --- 15
ANEXOS:
1 INTRODUÇÃO
No âmbito do “Estudo geológico e geotécnico. Ecocentro de Sever do Vouga. Zona Industrial de Cedrim –
Sever do Vouga - Aveiro”, a empresa Açorgeo – Sociedade de Estudos Geotécnicos, Lda. (Açorgeo), a
convite da empresa Noutel & Sá Marques, Lda., posteriormente designada por Dono da Obra (DO), levou a cabo os trabalhos de prospeção mecânica, para o estudo do solo de fundação no terreno onde está previsto a construção do Ecocentro de Sever do Vouga. O terreno localiza‐se na zona industrial de Cedrim, freguesia de Cedrim, concelho de Sever do Vouga, distrito de Aveiro (Figura 1).
O presente relatório incide sobre o trabalho desenvolvido pela empresa Açorgeo e tem como objetivo fornecer ao Dono de Obra os resultados obtidos nos trabalhos realizados bem como a sua análise e interpretação.
2 ENQUADRAMENTO DO LOCAL DA OBRA 2.1 ENQUADRAMENTO GEOGRÁFICO
O terreno em estudo localiza-se na Zona industrial de Cedrim, freguesia de Cedrim, concelho de Sever do Vouga, distrito de Aveiro. As coordenadas aproximadas (com base Google Earth, 2016) da zona central do local da obra são (Figura 1): Latitude: 40°41'51.27"N; Longitude: 8°20'20.24"W.
Figura 1 – Localização da obra (retângulo a vermelho) com base no Google Earth (2016).
Na Figura 2 é apresentada a localização aproximada dos elementos de prospeção mecânica realizada (ensaios de PDL: PDL1 e PDL2), com base no Google Earth (2016).
Figura 2 – Localização aproximada dos elementos de prospeção mecânica realizados (ensaios de PDL: PDL 1 e
PDL 2), com base no Google Earth (2016).
2.2 ENQUADRAMENTO HIDROGEOLÓGICO, GEOMORFOLÓGICO, TÉCTÓNICO E GEOLÓGICO
A zona em estudo insere-se na unidade morfoestrutural, também unidade hidrogeológica, designada por Maciço Antigo (também designado por Maciço Ibérico ou Maciço Hespérico). É constituído essencialmente por terrenos do Pré-Câmbrico superior e do Paleozoico assentes num soco Pré-Câmbrico mais antigo constituído, essencialmente, por rochas eruptivas e metassedimentares. É um grande horst, cujos blocos laterais deprimidos deram origem a zonas marginais com terrenos mesozoicos e cenozoicos afetados pela orogenia alpina. Em termos gerais, podem-se considerar como materiais com escassa aptidão hidrogeológica, pobres em recursos hídricos subterrâneos.
A área em estudo está integrada na bacia hidrográfica do Rio Vouga, a segunda maior bacia dos cursos de água que correm exclusivamente em território português.
Do ponto de vista geológico, o local em estudo encontra-se abrangido pela Carta Geológica folha 16 B – Águeda, à escala 1/50 000, que ainda não se encontra publicada. De acordo com Rodrigues (2009), tendo em conta a geologia regional numa área mais abrangente, afloram materiais pertencentes às litologias identificadas como: xistos, grauvaques (Complexo xisto-grauváquico), granitos e rochas afins.
De acordo com a Carta Geológica de Portugal à escala 1:500000 do Instituto Geográfico Português (IGP)) (Figura 3) (WMS, 1992), na área em estudo afloram materiais pertencentes à Formação de Rosmaninhal: turbiditos finos.
Figura 3 – Enquadramento do local da obra (elipse a vermelho). Carta Geológica de Portugal à escala 1:500 000
(1992) (Fonte: Web Map Service; Instituto Geográfico Português).
O terreno em estudo apresenta-se relativamente plano. Na data da realização dos trabalhos de campo, grande parte do terreno estava coberto de vegetação densa, tal como se pode observar na Figura 4.
Figura 4 – Fotografia do aspeto geral do local da obra, obtida aquando da realização dos trabalhos de campo,
em 11-11-2016.
Localmente, foi percetível em taludes existentes nas imediações do local da obra: um maciço rochoso granítico com um grau de alteração variável de W3 (medianamente alterado) a W5 (decomposto; com comportamento de solo); e um depósito de cobertura caraterizado granulometricamente como um cascalho constituído por clastos/blocos de micaxisto, quartzo e granito envoltos numa matriz areno-siltosa.
2.3 SISMICIDADE
De acordo com a Figura 5, e tendo em conta a “Carta de Intensidades Máximas” observadas em Portugal (sismicidade histórica e atual), a zona em estudo apresenta uma intensidade máxima de grau VI na escala de Mercalli Modificada de 1956. Segundo o Regulamento de Segurança a Ações para Estruturas de Edifícios e Pontes (RSAEEP, 1983), a quantificação da ação sísmica considera o país dividido em 4 zonas, por ordem decrescente de sismicidade: A, B, C e D e a ação sísmica é traduzida por um coeficiente de sismicidade – α (Figura 5). Pela observação da Figura 5 verificamos que a área em estudo situa-se na zona de magnitude sísmica C e α = 0,5.
Figura 5 – Enquadramento da obra (circulo a preto) de acordo com: A – Carta intensidades máximas
(sismicidade histórica e atual; graus de intensidade sísmica de Escala de Mercalli Modificada, 1956); B - Carta de zonamento do risco sísmico (“Regulamento de Segurança e Ações para estruturas de Edifícios e Pontes”-RSAEEP).
3 TRABALHOS DESENVOLVIDOS 3.1 DESCRIÇÃO DOS TRABALHOS
Os trabalhos de campo decorreram ao longo do dia 11 de novembro de 2016 e consistiram na realização de 2 ensaios de penetração dinâmica com recurso a um Penetrómetro Dinâmico Leve (PDL).
Os ensaios foram dados por terminados quando se obteve “nega” (N10 = 50; onde N10 corresponde ao número de pancadas para a cravação de 0,10 m).
A realização dos ensaios de PDL teve como objetivo a avaliação das propriedades mecânicas dos terrenos de fundação até à profundidade de término dos mesmos e a obtenção da respetiva capacidade de carga através de fórmulas e correlações empíricas.
Os ensaios de PDL foram realizados segundo um procedimento interno.
3.2 EQUIPAMENTO UTILIZADO
Para a execução dos ensaios de PDL recorreu-se a um Penetrómetro Dinâmico Leve (N/ referência interna AG PDL 15) com as características apresentadas na Tabela 1.
Tabela 1 – Dados do equipamento utilizado para a realização dos ensaios de PDL.
Característica do equipamento de PDL - N/ Referência interna AG PDL 15
Dispositivo de cravação
Massa do Pilão (Kg) 25
Altura de queda (cm) 20
Cone/Ponteira de 90º
Área da base nominal (cm2) 10
Diâmetro da base nova (mm) 35,7
Comprimento da manga (mm) 35,7
Comprimento da ponta do cone (mm) 17,9
Varas de 1m/cada
Massa de cada vara (Kg) 2,5
Diâmetro (mm) 20
Energia específica por pancada Energia específica por pancada
4 RESULTADOS OBTIDOS
4.1 PROSPEÇÃO MECÂNICA – ENSAIOS DE PDL
Na Tabela 2 e Figura 2 apresentam-se, respetivamente, a identificação de cada ensaio de PDL realizado e profundidades alcançadas, bem como a sua localização aproximada com base no Google Earth (2016). Até à data de entrega do presente relatório, não nos foram fornecidas as coordenadas (M, P, H) do local exato dos ensaios de PDL.
Tabela 2 – Dados dos elementos de prospeção mecânica realizados (ensaios de PDL).
Os boletins dos ensaios de PDL encontram-se expostos no anexo I.
4.2 PARÂMETROS DE RESISTÊNCIA E CARGA ADMISSIVEL
Tendo por base os resultados obtidos nos ensaios de PDL (NPDL - índice de resistência à penetração do ensaio
de PDL), apresentam-se de seguida as correlações e formulas empíricas usadas para a obtenção dos parâmetros resistentes dos terrenos.
De acordo com a fórmula que se segue (Fórmula dos Holandeses) é possível calcular a resistência dinâmica de ponta (Rpd) de um solo:
Em que:
P – Peso do pilão (Kg);
h – Altura de queda do pilão (cm);
P’ – Peso das varas e do equipamento (Kg);
A – Área da seção reta da base do cone de penetração (cm2);
e – 10/N (N - número de pancadas em cada 10 cm de penetração) (cm).
Nº PDL M (m) Coordenadas P (m) H (m) Profundidade alcançada (m)
PDL 1 - - - 0,40
De acordo com a Equação de Pasqualini (1983), a relação entre o ensaio PDL e o ensaio SPT expressa-se do seguinte modo:
Em que:
m – Peso do pilão (Kg);
h – Altura de queda do pilão (m);
A – Área da seção reta da base do cone de penetração (m2);
e – comprimento do intervalo de medição (m). m1; h1; e1; A1 – dados do Penetrómetro SPT (Q1); m2; h2; e2; A2 – dados do Penetrómetro PDL (Q2).
Assim, considerando os parâmetros intrínsecos de ambos os ensaios, calculou-se o coeficiente de relação (α) em 1,59 e obtiveram-se os valores de SPT (NSPT) a partir dos dados do ensaio PDL (NPDL), segundo a fórmula:
Onde:
Nspt – índice de resistência à penetração do ensaio de SPT; N - índice de resistência à penetração do ensaio de PDL; α - Coeficiente de relação.
A partir dos valores de SPT é possível estimar a carga admissível de um solo (σadm). Entre as várias correlações
existentes na bibliografia, apresentamos a de Terzaghi-Peck, que apresenta a seguinte fórmula empírica:
1 /
Onde o valor de NSPT corresponde ao índice de resistência à penetração do ensaio de SPT.
A resistência de rotura do solo por penetração (Rd), parâmetro característico do estado de compacidade de um
correlações empíricas referidas anteriormente, entre o ensaio de PDL e o ensaio SPT, são apresentados na Tabela 3.
Tabela 3 – Valores da resistência dinâmica de ponta (Rpd) e da tensão admissível (σadm).
Profundidade (m)
PDL 1 PDL 2
NPDL Rpd (MPa) NSPT σadm (MPa) NPDL Rpd (MPa) NSPT σadm (MPa)
0,1 19 3,30 12 0,24 16 2,78 10 0,21 0,2 10 1,74 6 0,15 36 6,26 23 0,37 0,3 13 2,26 8 0,18 30 5,22 19 0,33 0,4 50 8,69 31 0,45 25 4,35 16 0,29 0,5 - - - - 18 3,13 11 0,23 0,6 - - - - 30 5,22 19 0,33 0,7 - - - - 20 3,48 13 0,25 0,8 - - - - 50 8,69 31 0,45
Pela análise da Tabela 3 é possível afirmar que:
Ambos os ensaios de PDL realizados (PDL 1 e PDL 2) foram dados por terminados quando foi obtida nega, aos 0,40 m e aos 0,80 m de profundidade, respetivamente.
No ensaio de PDL 1, os valores de carga admissível obtidos estão compreendidos entre 0,15 e 0,45 MPa. O valor médio obtido é de 0,26 MPa.
No ensaio de PDL 2, os valores de carga admissível obtidos estão compreendidos entre 0,21 e 0,45 MPa. O valor médio obtido é de 0,31 MPa.
Os terrenos, até à profundidade de término dos ensaios, apresentam, de um modo geral, uma capacidade de carga heterogénea.
A profundidade de término dos ensaios, isto é, quando foi obtida nega, poderá corresponder à presença do substrato rochoso e ou a um bloco rijo isolado.
4.3 ESCAVABILIDADE / RIPABILIDADE DO SOLO DE FUNDAÇÃO
Com base no reconhecimento geológico de superfície e nos resultados obtidos na prospeção mecânica realizada (ensaios de PDL), no caso de não serem ultrapassadas as cotas alcançadas pela prospeção, considera-se que, globalmente, os materiais intersetados podem ser escavados com recurso a meios mecânicos do tipo conjunto industrial.
5 CONCLUSÕES / RECOMENDAÇÕES
Salienta-se que o presente estudo corresponde, essencialmente, a uma identificação e caracterização geotécnica do solo de fundação da obra em causa tendo por base elementos de prospeção pontuais.
Ambos os ensaios de PDL realizados (PDL 1 e PDL 2) foram dados por terminados quando foi obtida nega, aos 0,40 m e aos 0,80 m de profundidade, respetivamente.
Tendo por base os resultados obtidos recomenda-se a realização de prospeção complementar, nomeadamente a execução de poços de prospeção e/ou sondagens mecânicas, de forma a validar a informação obtida pelos ensaios de PDL.
Após a definição do projeto de execução, deverá ser feito, em fase de obra, um acompanhamento técnico por especialista em geologia de engenharia/geotecnia, para confirmar se as condições encontradas estão de acordo com o que vier a ser definido no projeto geotécnico.
6 BIBLIOGRAFIA
[1] AENOR (2002) - UNE-ENV 1997-3: 2002. Eurocódigo 7. Proyecto Geotécnico. Parte 3: Proyecto Asistido por Ensayos de Campo. Madrid.
[2] Bowles, J. (1996) – “Foundation Analysis and Design. Fifth edition”. McGraw-Hill. Singapore.
[3] Eurocode 8 (2003) EN 1998-1: Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance – Part 1: General rules, seismic action and rules for buildings, CEN, Brussels, Belgium.
[4] Eurocode 8 (2003) EN 1998-1: Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance – Part 1: General rules, seismic action and rules for buildings: Extracto do documento de trabalho do Anexo nacional da Parte 1 do Eurocódigo 8 relevativo ao concelho de Ponta Delgada (versão provisória).
[5] Fernandes, M. (1994) – “Mecânica dos Solos – I Volume. Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.
[6] González de Vallejo, L.; Ferrer, M.; Ortuño, L.; Oteo, C. (2002) – “Ingeniería Geológica”, Madrid [etc]; Prentice Hall.
[7] Ortigão, J.A.R. (2007) - Introdução à mecânica dos Solos dos Estados Críticos. 3ª Edição. Rio de Janeiro. Livros Técnicos e Científicos.
[8] Peck, R. B., Hanson, W. E., & Thornburn, T. H. (1974) – “Foundation Engineering. John Willey & Sons. [9] Rodrigues, C. (2009) – Risco de Inundação área das Termas de S. Pedro do Sul (1960-2001). Dissertação de Mestrado em Geografia Física, especialidade em Ambiente e Ordenamento do Território. Faculdade de Letras, Universidade de Coimbra.
[10] RSA (1983) – Regulamento de Segurança e Acções em Edifícios e Pontes. Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC).
[11] Terzaghi, K. and Peck, R. B., (1967) – “Soil Mechanics in Engineering Practice”. John Willey & Sons.
Sites consultados:
www.google.pt/earth (visitado a 14 de novembro de 2016).
http://snirh.apambiente.pt/index.php?idMain=4&idItem=3&idISubtem=link4 (visitado a 14 de novembro de 2016).
7 EQUIPA TÉCNICA
O presente estudo foi elaborado pela empresa Açorgeo, Lda., conforme a seguir se discrimina:
Direção António Trota, Eng.º Geólogo
Coordenação António Trota, Eng.º Geólogo
Geologia, Geotecnia
Sandra Correia, Eng.ª Geóloga Carla Silva, Técnica de S.I.G.
Mário Trota, Sondador Diogo Viais, Ajudante de Sondador
Condeixa-a-Nova, 15 de novembro de 2016.
O Responsável pela Especialidade
... (António Pereira Neves Trota)
ANEXOS
P 0 MASSA DO PILÃO: 25 Kg H 0,000 ALTURA DE QUEDA: 200 mm 0,0 0 0,1 19 0,2 10 0,3 13 0,4 50 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3 5 P R O F UNDI DADE Nº P ANCADAS DATA 11-11-2016 0,0 1,0 2,0 3,0 0 10 20 30 40 50 E Nº PANCADAS 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 4,0 5,0 6,0 7,0 PROFUNDIDA D E
P 0 MASSA DO PILÃO: 25 Kg H 0,000 ALTURA DE QUEDA: 200 mm 0,0 0,00 0,1 3,30 0,2 1,74 0,3 2,26 0,4 8,69 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3 1 P R O F UNDI DADE RE S IS T Ê NCI A DE P O NT A ( M P a ) DATA 11-11-2016 0,0 1,0 2,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
RESISTÊNCIA DE PONTA (MPa)
3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 PROFUNDIDA DE (m )
P 0 MASSA DO PILÃO: 25 Kg H 0,000 ALTURA DE QUEDA: 200 mm 0,0 0 0,1 16 0,2 36 0,3 30 0,4 25 0,5 18 0,6 30 0,7 20 0,8 50 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3 5 P R O F UNDI DADE Nº P ANCADAS DATA 11-11-2016 0,0 1,0 2,0 3,0 0 10 20 30 40 50 E Nº PANCADAS 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 4,0 5,0 6,0 7,0 PROFUNDIDA D E
P 0 MASSA DO PILÃO: 25 Kg H 0,000 ALTURA DE QUEDA: 200 mm 0,0 0,00 0,1 2,78 0,2 6,26 0,3 5,22 0,4 4,35 0,5 3,13 0,6 5,22 0,7 3,48 0,8 8,69 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 3 1 P R O F UNDI DADE RE S IS T Ê NCI A DE P O NT A ( M P a ) DATA 11-11-2016 0,0 1,0 2,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
RESISTÊNCIA DE PONTA (MPa)
3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 PROFUNDIDA DE (m )
