Consistência de classificações macroscópicas de sondagens geológico-geotécnicas

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UNIVERSIDADE DE LISBOA

FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

CONSISTÊNCIA DE CLASSIFICAÇÕES MACROSCÓPICAS

DE SONDAGENS GEOLÓGICO-GEOTÉCNICAS

Pedro Nuno Santiago Jordão

Mestrado em Geologia Aplicada

Área de Especialização de Geologia de Engenharia

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UNIVERSIDADE DE LISBOA

FACULDADE DE CIÊNCIAS

DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA

CONSISTÊNCIA DE CLASSIFICAÇÕES MACROSCÓPICAS

DE SONDAGENS GEOLÓGICO-GEOTÉCNICAS

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciência da Universidade de Lisboa,

para a obtenção do Grau de Mestre em Geologia Aplicada na especialidade de

Geologia de Engenharia

Pedro Nuno Santiago Jordão

Orientador: Prof. Doutor Fernando Silva da Fonseca Marques

Mestrado em Geologia Aplicada

Área de Especialização de Geologia de Engenharia

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Às minhas filhas, Leonor e Carlota, por me ensinarem, incansavelmente, a ser pai…

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Agradecimentos

Nos tempos que correm, é comum assumir-se que tudo o que precisamos está virtualmente ao alcance de um “click”, graças à mais-valia que é hoje a internet, na nossa vida em geral, e especificamente, no desenvolvimento de uma Tese de Mestrado. E sem prejuízo da enorme importância que a internet tem, como meio de pesquisa e comunicação, no desenvolvimento de um trabalho desta natureza, a verdade é que sem a participação activa de pessoas, este trabalho não teria sido possível.

Agradeço por isso, genericamente, a todas as pessoas com quem falei, discuti, e revi aspectos do trabalho, ao telefone, por mail, via skype, ou em presença. Pessoas que, por vezes do outro lado do mundo, disponibilizaram o seu precioso tempo e conhecimento, em prol deste estudo. Pessoas que, desde o início, demonstraram interesse em participar e conhecer as conclusões do estudo, contribuindo dessa forma, decisivamente, para a minha motivação ao longo das diversas etapas deste trabalho, que procurei, fizesse jus, não só à importância que este tema merece em termos técnicos, como a todo o tempo que foi por todos dispensado.

Aos técnicos que “arriscaram” participar neste estudo, classificando as duas sondagens que lhe serviram de base, participação sem a qual este trabalho não teria sido possível (P. Rodrigues, C. Gonçalves, P. Ferreira, S. Paisana, M. Santos, N. Oliveira, N. Rodrigues, N. Nogueira, S. Brito, P. Nunes, V. Pinto e D. Gabriel).

À Empresa Tecnasol FGE, na pessoa do Engº Pedro Lopes, pela disponibilização das duas sondagens utilizadas neste trabalho, bem como, por todo o apoio logístico prestado durante o processo.

À International Society of Rock Mechanics (ISRM), a disponibilização das versões originais de “Suggested Methods” relativas a “Basic Geotechnical Description of Rock Masses”. Aos Professores Isabel Moitinho, Gabriel Almeida e Costa Pereira, que se disponibilizaram para participar neste estudo, produzindo em conjunto uma classificação para cada sondagem, contribuindo assim para a valorização deste trabalho.

Ao Professor Fernando Marques, meu Orientador de Tese, o apoio prestado desde a concepção e definição das linhas gerais deste estudo, até à revisão dos objectivos e estratégia do mesmo, bem como, a necessária revisão final do texto, de que resultaram pertinentes observações e sugestões de melhoria, contribuindo naturalmente para a valorização global do trabalho.

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Ao colega e amigo Jorge Costa da Tecnasol FGE, pelo apoio no desenvolvimento de alguns gráficos, e pelo acompanhamento dos técnicos convidados, ao local onde se encontravam dispostas as caixas de sondagens.

Aos meus pais e aos meus irmãos, Sara e Marco, por todo o apoio e incentivo que me deram durante todo o mestrado e por terem sempre acreditado.

Aos meus colegas de Mestrado, pelas estimulantes trocas de impressões e conhecimento, sempre profícuas.

À minha amiga, e sogra, Rosa Gomes, pela grande ajuda que foi na atenção dada e tempo dedicado aos meus “tesourinhos”, Leonor e Carlota, para que a minha dedicação a este trabalho pudesse ser a adequada.

Aos familiares e amigos, cujo nome não é discriminado nestas linhas, mas que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho, pelo apoio moral e incentivo.

E, claro, à minha sensacional esposa, amiga e companheira de sempre, que sempre acreditou em mim, e tudo fez para tornar possível este trabalho apesar do tempo que ele requereu, e que provavelmente nunca saberá, porque não lhe conseguirei explicar, a importância basilar que foi e é, na minha vida pessoal, familiar e profissional… obrigado Sarinha.

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Índice

Índice geral

AGRADECIMENTOS ... VII ÍNDICE GERAL ... IX ÍNDICE DE FIGURAS ... XI ÍNDICE DE QUADROS ...XIV RESUMO ...XVII ABSTRACT ... XVIII

1. INTRODUÇÃO ... 1

2. OBJECTIVO ... 3

3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS E PROCEDIMENTOS ... 5

3.1ASPECTOS GERAIS ... 5 3.2ESTRATIGRAFIA ... 6 3.3LITOLOGIA ... 7 3.4GRANULARIDADE ... 10 3.5COR ... 13 3.6ESTADO DE ALTERAÇÃO ... 15 3.7ESTADO DE FRACTURAÇÃO ... 16 3.8PERCENTAGEM DE RECUPERAÇÃO ... 17

3.9ÍNDICE RQD(ROCK QUALITY DESIGNATION –DEERE ET AL 1967) ... 18

3.10OBSERVAÇÕES COMPLEMENTARES DE CARIZ GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO ... 20

4. PRESSUPOSTOS ... 21

4.1ASPECTOS GERAIS DE ENQUADRAMENTO DO ESTUDO ... 21

4.2METODOLOGIA ... 22

4.3AMOSTRA ... 22

4.4TÉCNICOS ... 26

4.5CLASSIFICAÇÃO ... 26

4.6NÃO RASTREABILIDADE DA AUTORIA DAS CLASSIFICAÇÕES ... 28

4.7VERIFICAÇÃO DA INTEGRIDADE DA AMOSTRA ... 28

4.8VERIFICAÇÃO DA ESCALA DE REPRESENTAÇÃO GRÁFICA ... 32

5. ORGANIZAÇÃO DOS DADOS E METODOLOGIA ... 37

5.1DADOS... 37

5.2TABELAS RESUMO DA CLASSIFICAÇÃO... 39

5.3TABELAS RESUMO DO PARÂMETRO ... 41

5.4TABELAS NUMÉRICAS DO PARÂMETRO E REPRESENTAÇÃO GRÁFICA ... 41

5.5TABELAS DE CORRELAÇÃO - CONVERSÃO NUMÉRICA DOS DADOS... 43

5.5.1 Tabela de correlação – Parâmetro “Estratigrafia” ... 44

5.5.2 Tabela de correlação – Parâmetro “Litologia” ... 45

5.5.3 Tabela de correlação – Parâmetro “Granularidade” ... 47

5.5.4 Tabela de correlação – Parâmetro “Cor” ... 47

5.5.5 Tabela de correlação – Parâmetro “Alteração” ... 49

5.5.6 Tabela de correlação – Parâmetro “Fracturação” ... 50

5.5.7 Tabela de correlação – Parâmetro “Percentagem de Recuperação” ... 50

5.5.8 Tabela de correlação – Parâmetro “RQD” ... 51

5.5.9 Tabela de correlação – Parâmetro “Observações complementares de cariz geológico-geotécnico” ... 51

6. PROCESSAMENTO DOS DADOS ... 55

6.1TABELAS RESUMO DAS CLASSIFICAÇÕES ... 55

6.1.1 Sondagem S1... 55

6.1.2 Sondagem S2... 62

6.2TABELAS RESUMO DO PARÂMETRO, TABELAS NUMÉRICAS DO PARÂMETRO E REPRESENTAÇÃO GRÁFICA ... 69

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6.2.1 Sondagem S1... 70 6.2.1.1 Parâmetro “Estratigrafia” ... 70 6.2.1.2 Parâmetro “Litologia” ... 71 6.2.1.3 Parâmetro “Granularidade” ... 73 6.2.1.4 Parâmetro “Cor” ... 74 6.2.1.5 Parâmetro “Alteração” ... 76 6.2.1.6 Parâmetro “Fracturação” ... 78

6.2.1.7 Parâmetro “Percentagem de Recuperação” ... 80

6.2.1.8 Parâmetro “RQD” ... 81

6.2.1.9 Parâmetro “Observações complementares de cariz geológico-geotécnico” ... 82

6.2.2 Sondagem S2... 84 6.2.2.1 Parâmetro “Estratigrafia” ... 84 6.2.2.2 Parâmetro “Litologia” ... 86 6.2.2.3 Parâmetro “Granularidade” ... 88 6.2.2.4 Parâmetro “Cor” ... 88 6.2.2.5 Parâmetro “Alteração” ... 90 6.2.2.6 Parâmetro “Fracturação” ... 92

6.2.2.7 Parâmetro “Percentagem de Recuperação” ... 94

6.2.2.8 Parâmetro “RQD” ... 95

6.2.2.9 Parâmetro “Observações complementares de cariz geológico-geotécnico ... 96

7. ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS ... 99

7.1SONDAGEM S1 ... 99 7.1.1 Parâmetro “Estratigrafia” ... 99 7.1.2 Parâmetro “Litologia” ... 100 7.1.3 Parâmetro “Granularidade” ... 104 7.1.4 Parâmetro “Cor” ... 107 7.1.5 Parâmetro “Alteração” ... 109 7.1.6 Parâmetro “Fracturação” ... 110

7.1.7 Parâmetro “Percentagem de recuperação” ... 112

7.1.8 Parâmetro “RQD” ... 115

7.1.9 Parâmetro “Observações complementares de cariz geológico-geotécnico” ... 120

7.1.10 Resumo da análise da sondagem S1 ... 128

7.2SONDAGEM S2 ... 130 7.2.1 Parâmetro “Estratigrafia” ... 130 7.2.2 Parâmetro “Litologia” ... 131 7.2.3 Parâmetro “Granularidade” ... 135 7.2.4 Parâmetro “Cor” ... 135 7.2.5 Parâmetro “Alteração” ... 137 7.2.6 Parâmetro “Fracturação” ... 140

7.2.7 Parâmetro “Percentagem de recuperação” ... 141

7.2.8 Parâmetro “RQD” ... 145

7.2.9 Parâmetro “Observações complementares de cariz geológico-geotécnico” ... 147

7.2.10 Resumo da análise da sondagem S2 ... 152

7.3COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS DAS DUAS SONDAGENS ... 154

8. CONSIDERAÇÕES FINAIS E RECOMENDAÇÕES ... 161

9. BIBLIOGRAFIA ... 171

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Índice

Índice de figuras

Figura 1 – Tabela cronostratigráfica adaptada da tabela cronostratigráfica internacional ... 7

Figura 2 – Classificação Triangular de Solos (Especificação LNEC E-219) ... 8

Figura 3 – Principais tipos de rocha (retirado do sítio stone-network.com em MAI12)... 8

Figura 4 – Critérios de classificação para rochas sedimentares, subscritos pela ISRM (1980) ... 9

Figura 5 – Critérios de classificação para rochas ígneas e metamórficas, subscritos pela ISRM (1980) ... 10

Figura 6 – Classificação Granulométrica de Solos (Especificação LNEC E-239) ... 11

Figura 7 – Tabela granulométrica da British Geological Survey ... 12

Figura 8 – Tabela de Wentworth para a granularidade de rochas sedimentares (Wentworth grade scale; 1922) ... 13

Figura 9 – Excerto da Geological Rock-Color Chart (Munsell, 2009) ... 14

Figura 10 – Critérios de classificação do estado de alteração das rochas proposto pela ISRM (1980) ... 15

Figura 11 – Critérios de classificação do estado de fracturação das rochas proposto pela ISRM (1980) ... 16

Figura 12 – Representação esquemática da forma de cálculo da percentagem de recuperação ... 17

Figura 13 – Procedimento para medição e cálculo do RQD (segundo Deere, 1989)... 19

Figura 14 – Sondagem S1... 23

Figura 15 – Localização geral da sondagem S1 ... 24

Figura 16 – Sondagem S2... 25

Figura 17 – Localização geral da sondagem S2 ... 26

Figura 18 – Aspecto da amostra da sondagem S1 antes das classificações (27MAR12) ... 29

Figura 19 – Aspecto da amostra da sondagem S1 depois das classificações (5JUN12) ... 29

Figura 20 – Aspecto da amostra da sondagem S2 antes das classificações (27MAR12) ... 31

Figura 21 – Aspecto da amostra da sondagem S1 depois das classificações (5JUN12) ... 32

Figura 22 – Tabela Resumo do Parâmetro “percentagem de recuperação” com intervalos de introdução de dados de 0,5 m (classificações da sondagem S1) ... 33

Figura 23 – Tabela Resumo do Parâmetro “percentagem de recuperação” com intervalos de introdução de dados de 0,25 m (classificações da sondagem S1) ... 34

Figura 24 – Parâmetro “percentagem de recuperação” com intervalos de introdução de dados de 0,5 m ... 35

Figura 25 – Parâmetro “percentagem de recuperação” com intervalos de introdução de dados de 0,25 m ... 35

Figura 26 – Tabela Resumo da Classificação C1 S1 ... 40

Figura 27 – Tabela Resumo do Parâmetro “alteração” da sondagem S2 ... 41

Figura 28 – Tabelas relativas ao processamento do parâmetro “granularidade” (sondagem S1) ... 42

Figura 29 – Variação da granularidade com a profundidade nas diferentes classificações da sondagem S1 ... 43

Figura 30 – Tabela de correlação para o parâmetro “estratigrafia” na sondagem S1 ... 45

Figura 31 – Tabela de correlação para o parâmetro “estratigrafia” na sondagem S2 ... 45

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Figura 33 – Tabela de correlação para o parâmetro “litologia” na sondagem S1 ... 46

Figura 34 – Tabela de correlação para o parâmetro “granularidade” nas sondagens S1 e S2 ... 47

Figura 35 – Tabela de correlação para o parâmetro “cor” na sondagem S1 ... 48

Figura 36 – Tabela de correlação para o parâmetro “cor” na sondagem S2 ... 48

Figura 37 – Tabela de correlação para o parâmetro “alteração” nas sondagens S1 e S2 ... 49

Figura 38 – Tabela de correlação para o parâmetro “fracturação” nas sondagens S1 e S2 ... 50

Figura 39 – Tabela de valores de percentagem de recuperação para representação gráfica nas sondagens S1 e S2 ... 50

Figura 40 – Tabela de valores RQD para representação gráfica nas sondagens S1 e S2 ... 51

Figura 41 – Tabela de correlação para o parâmetro “observações complementares de cariz geológico-geotécnico” na sondagem S1 ... 53

Figura 42 – Tabela de correlação para o parâmetro “observações complementares de cariz geológico-geotécnico” na sondagem S2 ... 53

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Índice

Figura 71 – Variação da “estratigrafia” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 71

Figura 72 – Variação da “litologia” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 72

Figura 73 – Variação da “granularidade” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 74

Figura 74 – Variação da “cor” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 75

Figura 75 – Variação da “alteração” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 77

Figura 76 – Variação da “fracturação” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 79

Figura 77 – Variação da “percentagem de recuperação” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 80

Figura 78 – Variação do “índice RQD” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 81

Figura 79 – Variação das “observações complementares” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 83

Figura 80 – Variação da “estratigrafia” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 ... 85

Figura 81 – Variação da “litologia” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 ... 87

Figura 82 – Variação da “cor” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 ... 89

Figura 83 – Variação da “alteração” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 ... 91

Figura 84 – Variação da “fracturação” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 ... 93

Figura 85 – Variação da “percentagem de recuperação” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 ... 94

Figura 86 – Variação do “índice RQD” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 ... 95

Figura 87 – Variação das “observações complementares” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 ... 97

Figura 88 – Gráfico da percentagem de recuperação e fotografia de caixa de amostra da sondagem S1 ... 103

Figura 89 – Número de camadas individualizadas por classificação ... 103

Figura 90 – Gráfico com a representação da espessura das camadas por classificação ... 104

Figura 91 – Gráfico da percentagem de recuperação e fotografia de caixa de amostra da sondagem S1 ... 106

Figura 92 – Grupos de cores utilizados por classificação ... 108

Figura 93 – Fotografia de caixa de amostra da sondagem S1 (caixa 1) ... 113

Figura 95 – Excerto da Tabela Resumo / Numérica do Parâmetro “RQD” ... 119

Figura 97 – Tabela Resumo do Parâmetro “litologia” da sondagem S1 (colorida) ... 124

Figura 98 – Representação das 27 zonas em que foram descritos “mais que 2 aspectos” ... 127

Figura 99 – Variação dos “parâmetros” com a profundidade nas classificações da sondagem S1 ... 129

Figura 102 – Número de camadas individualizadas por classificação ... 134

Figura 103 – Gráfico com a representação da espessura das camadas por classificação ... 134

Figura 104 – Grupos de cores utilizados por classificação ... 137

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Figura 109 – Variação dos “parâmetros” com a profundidade nas classificações da sondagem S2 . 154 Figura 110 – Gráficos do parâmetro “estratigrafia” de ambas as sondagens, S1 e S2 ... 154

Figura 111 – Gráficos do parâmetro “litologia” de ambas as sondagens, S1 e S2 ... 155

Figura 112 – Gráficos do parâmetro “granularidade” de ambas as sondagens, S1 e S2 ... 155

Figura 113 – Gráficos do parâmetro “cor” de ambas as sondagens, S1 e S2 ... 156

Figura 114 – Gráficos do parâmetro “alteração” de ambas as sondagens, S1 e S2 ... 157

Figura 115 – Gráficos do parâmetro “fracturação” de ambas as sondagens, S1 e S2 ... 157

Figura 116 – Gráficos do parâmetro “percentagem de recuperação” de ambas as sondagens, S1 e S2 ... 158

Figura 117 – Gráficos do parâmetro “RQD” de ambas as sondagens, S1 e S2... 158

Figura 118 – Gráficos do parâmetro “observações complementares” de ambas as sondagens, S1 e S2 ... 159

Índice de quadros

Quadro 1 – Características gerais da sondagem S1 ... 23

Quadro 2 – Características gerais da sondagem S2 ... 24

Quadro 3 – Designação das sondagens em estudo ... 27

Quadro 4 – Exemplos dos arredondamentos dos valores para processamento nos intervalos de introdução de dados ... 36

Quadro 5 – Dados possíveis para os parâmetros “granularidade”, “alteração”, “fracturação”, “percentagem de recuperação” e “RQD” ... 37

Quadro 6 – Exemplos de dados possíveis para os parâmetros “estratigrafia”, “litologia”, “cor” e “observações complementares de cariz geológico-geotécnico” ... 38

Quadro 7 – Exemplo da sistematização e organização dos dados de uma classificação ... 39

Quadro 8 – Relação entre os comprimentos de amostra recuperada e o da manobra ... 114

Quadro 9 – Critérios usados nas classificações na definição do intervalo de cálculo do RQD ... 117

Quadro 10 – Comprimento das amostras na manobra dos 9,0 m para os 10,5 m ... 119

Quadro 11 – Representatividade dos grupos de dados na globalidade da sondagem ... 124

Quadro 12 – Evolução da representatividade dos grupos de informação ao longo da sondagem .... 125

Quadro 13 – Frequência de utilização de “observações complementares de cariz geológico-geotécnico”, por classificação ... 126

Quadro 14 – Representatividade dos vários grupos de informação ... 128

Quadro 15 – Diferentes comprimentos de manobras e respectivos valores resultantes ... 144

Quadro 16 – Representatividade dos grupos de informação na globalidade da sondagem ... 150

Quadro 17 – Evolução da representatividade dos grupos de informação ao longo da sondagem .... 151

Quadro 18 – Frequência de utilização de “observações complementares de cariz geológico-geotécnico”, por classificação ... 152

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Interpretation is necessary, and so, as Norbury et al. have stated ‘strictly, there is no such thing as a “factual” borehole log’.

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Resumo

Este estudo versa sobre a consistência das classificações macroscópicas de sondagens geológico-geotécnicas, realizadas no âmbito da engenharia e construção civil. É do conhecimento geral na comunidade geotécnica, que técnicos diferentes, produzem normalmente classificações da mesma sondagem com “ligeiras diferenças”, sem que a validade técnica ou representatividade da classificação seja comprometida. Aspectos como a distinta sensibilidade ou experiência de cada técnico, a subjectividade dos próprios critérios, bem como a grande variabilidade e complexidade dos termos em classificação (solos e rochas), poderão estar na origem, individualmente ou em conjunto, de “ligeiras diferenças” nas classificações.

Este trabalho pretende por isso estudar a consistência de classificações realizadas por diferentes técnicos, sobre a mesma amostra, e existindo discrepâncias, perceber, em que parâmetros e que possíveis factores poderão estar na sua origem.

A amostra deste estudo são duas sondagens, uma realizada em maciço terroso e outra em maciço rochoso, com 13,5 m e 15,0 m de profundidade, respectivamente, que foram classificadas de forma livre e individual por 13 técnicos, e por uma equipa de geólogos seniores, associados à Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.

Os dados deste estudo são as informações constantes nas classificações da amostra, processados parâmetro a parâmetro, e classificados em escala numérica através de tabelas de correlação desenvolvidas para o efeito. Os dados, já na forma numérica, são representados e interpretados graficamente, parâmetro a parâmetro, analisando-se a sua consistência.

Palavras chave: classificação, sondagens, geológico-geotécnica, parâmetros, critérios, consistência

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Abstract

This paper is about the consistency of macroscopic classifications of geological- geotechnical boreholes undertaken in the field of engineering and construction. In the geotechnical community it is common knowledge that different experts tend to produce “slightly different” classifications of the same borehole sample, without jeopardising their technical validity or representativeness. Such factors as the particular experience and sensitivity of each expert, the subjectivity of criteria, as well as the great variability and complexity of the object of classification (soil and rocks) may, individually or combined, be at the origin of such “slight differences” in classifications.

This work thus attempts to study the consistency of classifications produced by different experts on the same sample and, where discrepancies exist, identify the factors and parameters that may have caused them.

The sample used in this study consists of two boreholes, one made in soil material and the other in rock material, 13.5 and 15.0 meters deep, respectively. They were classified by 13 experts working freely and individually and by a team of senior geologists linked to the Faculdade de Ciências of Lisbon University.

The data used in this study is the information derived from the classifications of the sample. Such data was then processed parameter by parameter and classified in a numerical scale by means of correlation tables developed specifically to this effect. The data, in numerical form, is then interpreted and represented graphically, parameter by parameter, and its consistency is analysed.

Key words: classification, boreholes, geological-geotechnical, parameters, criteria, consistency

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Introdução

1. Introdução

A classificação macroscópica de sondagens geológico-geotécnicas constitui um dos pontos de partida para qualquer projecto de engenharia minimamente fundamentado, sendo frequentemente o ponto de partida da identificação e caracterização do maciço interessado por uma Obra. Naturalmente, outros pontos de partida existem num projecto de engenharia. Desde logo, a avaliação da relação custo/benefício, custo total, prazo, exequibilidade, riscos de construção, garantia de qualidade de construção e longevidade em exploração, cumprimento de legislação ambiental, entre outros. A classificação das sondagens geotécnicas e a informação de base que destas advém, relaciona-se sobremaneira com todos eles e possibilita a obtenção de informação de base valiosa.

Nesse sentido, reveste-se de especial importância a qualidade da classificação, não são só pelos aspectos técnicos que se relacionam com a concepção da obra e respectivo projecto de execução, mas também com os aspectos financeiros da construção e viabilidade do empreendimento. Não faltam exemplos de obras necessárias, previstas e estudadas, cuja execução nunca chegou a avançar devido ao reconhecimento atempado do contexto geotécnico adverso, que implicaria trabalhos adicionais e sobrecustos elevados, que comprometeriam fatalmente a fiabilidade financeira do projecto.

Em oposição, também não faltam exemplos de projectos que avançaram para execução, por não haver nas fases de estudo prévio e ante-projecto informação de cariz geotécnico, que perspectivasse desde logo as reais complicações, trabalhos adicionais e sobrecustos na fase de obra, devido ao contexto geotécnico adverso, obras essas, comummente, com prazos e custos globais consideravelmente superiores ao previsto. Acresce ainda que, no âmbito dos estudos geológicos e geotécnicos, as sondagens constituem frequentemente o elemento mais dispendioso, pelo que não faz qualquer sentido não procurar extrair destas o máximo de informação útil possível.

Reveste-se pois de especial importância, a qualidade e representatividade da classificação geológico-geotécnica de sondagens, bem como, naturalmente, as interpretações da equipe de projecto que com estas trabalha.

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No entanto, é frequente existirem ligeiras divergências de critérios entre técnicos que classificam sondagens, resultantes não só da sensibilidade e experiência distinta de cada técnico, como do facto de alguns dos parâmetros e critérios de classificação terem modo de aplicação subjectivo, agravado pela grande variabilidade de algumas grandezas em apreciação, já que maioritariamente se tratam de entidades naturais, como solos ou rochas, com um vasto leque de variações graduais e termos intermédios, tal como proferido por Karl von Terzaghi em 1936: “Unfortunately, soils are made by nature and not by

man, and the products of nature are always complex.”

Importará pois, distinguir entre aquilo que são “ligeiras variações” entre classificações de diferentes técnicos, mantendo na essência a representatividade da classificação, daquilo que é uma classificação incorrecta ou com base em critérios incorrectos. Tema este, no entanto, que não será o objecto fulcral deste estudo. Da mesma forma, não é objecto deste trabalho a descrição pormenorizada e interpretação dos critérios internacionais definidos para a classificação macroscópica de sondagens, que se considera, serem do conhecimento de todos os técnicos participantes, não só pela sua formação académica, como também, e principalmente, pela sua rotina e experiência na classificação macroscópica de sondagens, em empresas nacionais reconhecidas do sector.

Nesse sentido e como ponto de partida para futuros desenvolvimentos sobre esta temática, é importante antes de mais, avaliar a consistência entre si de classificações de diferentes técnicos do mercado nacional, técnicos que “alimentam” os projectos e projectistas com informação de cariz geotécnico, para a construção das demais obras públicas e privadas do país.

Este trabalho versa pois, sobre o método proposto para levar a cabo a análise da consistência de 14 classificações das mesmas amostras, realizadas por técnicos distintos, e naturalmente sobre os resultados obtidos.

Com esse objectivo, os dados das classificações das amostras, foram classificados para índices numéricos, através de tabelas de correlação desenvolvidas no decurso do presente trabalho e especificamente para os efeitos deste estudo. Os dados numéricos foram processados e representados graficamente, parâmetro a parâmetro, de modo a possibilitarem uma análise objectiva da consistência dos resultados obtidos em cada parâmetro, e das classificações como um todo.

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Objectivo

2. Objectivo

O objectivo deste trabalho é estudar a consistência de classificações macroscópicas de sondagens geológico-geotécnicas, realizadas por técnicos diferentes sobre as mesmas amostras. Perceber portanto se são utlizados os mesmos parâmetros de classificação pelos diversos técnicos, e se são aplicados da mesma forma. Ou seja, perceber se a consistência dos resultados é idêntica nos diversos parâmetros, ou se, pelo contrário, existem parâmetros com maior ou menor discrepância de resultados, e nesse caso, procurar perceber que motivos poderão estar na sua origem. Nesse sentido, pretende-se ainda comparar os resultados obtidos entre as duas amostras em estudo (sondagens S1 e S2), afim deste procedimento contribuir para esse objectivo. Por fim, com base nos resultados obtidos, procurar-se-á apresentar sugestões relativas à melhoria da consistência dos parâmetros de classificação e respectivos critérios de aplicação.

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Fundamentos teóricos e procedimentos

3. Fundamentos teóricos e procedimentos

3.1 Aspectos gerais

A classificação macroscópica de sondagens geológico-geotécnicas evoluiu até aos dias de hoje, paralelemente com a evolução de sistemas classificação de solos e rochas, e demais parâmetros e critérios associados, como a classificação do estado de alteração, fracturação, índice RQD, entre outros.

A classificação de uma sondagem é um exercício que tem por base a interpretação do técnico, relativamente aos diversos parâmetros e critérios de aplicação, interpretação essa, até certo ponto subjectiva, razão pela qual é comum existirem ligeiras diferenças entre classificações da mesma sondagem, se realizadas por diferentes técnicos.

Para além deste aspecto, o facto de não existir um “procedimento universal único”, convencionado, que sistematize, em detalhe, como classificar sondagens geotécnicas em amostra de mão, e o facto de existirem diversas organizações com publicações sobre como descrever solos, rochas, e, por exemplo, como classificar o estado de alteração, concorre para que o produto final da classificação, possa ser distinto de técnico para técnico, ainda que tecnicamente representativo.

O facto de um “procedimento único” não existir, detalhando nomeadamente como devem, nos vários cenários, serem aplicados todos os critérios, concorre para que cada técnico crie e desenvolva, individualmente, o seu próprio estilo de classificação e a sua forma de trabalhar. Situação esta, susceptível de, no limite, condicionar a homogeneidade, consistência e representatividade da classificação de sondagens, enquanto trabalho técnico.

Sobre este “potencial condicionalismo”, uma empresa internacional de consultoria geotécnica, numa lista de recomendações técnicas, refere o seguinte: “3. Standardization of

the rock core logging descriptive code (at least for individual projects) will result in more useful rock

descriptions to facilitate geo‐engineering interpretation, spatial correlation of material units, and

engineering analysis for developing design recommendations and construction considerations.”

Desta forma, salienta as vantagens em padronizar o procedimento de classificação (pelo menos dentro de um mesmo projecto), de forma a obter-se informação o mais representativa possível, e assim possibilitar um melhor trabalho de interpretação subsequente.

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Interessa pois, antes de mais, identificar e descrever sucintamente os diversos parâmetros comummente utilizados actualmente no nosso país, na classificação de sondagens, e por isso habitualmente constantes no log da sondagem. Estes, consistem genericamente na estratigrafia, litologia, granularidade, cor, estado de alteração, estado de fracturação, percentagem de recuperação, índice RQD e ainda aquilo que se poderá designar por “observações complementares de cariz geológico-geotécnico”.

3.2 Estratigrafia

No que diz respeito à classificação de sondagens, a “estratigrafia” é comummente um dos aspectos constantes nos logs das mesmas, contextualizando genericamente a zona de prospecção em termos geológicos. Tratando-se de zonas com cartas geotécnicas disponíveis, como as cidades de Lisboa e Porto, a contextualização é de cariz geotécnico, reforçando por isso o interesse na classificação estratigráfica dos terrenos atravessados pela sondagem. No entanto, não existe regra ou recomendação sobre o que indicar relativamente à estratigrafia, por exemplo “Sistema”, “Série” ou “Formação”. Por esta razão, é possível encontrar em logs de sondagem a indicação de “Sistema” (por exemplo jurássico), de “Série” (por exemplo miocénico) ou “Formação” (por exemplo “Formação de Mira”). Naturalmente que, havendo certeza quanto à formação atravessada, é vantajosa a sua indicação, uma vez que a respectiva descrição constante na notícia explicativa da Carta Geológica/Geotécnica irá aumentar o grau de informação relativamente aos terrenos em estudo. É exemplo desta situação, a vantagem na indicação da formação “Argilas e Calcários dos Prazeres” em detrimento da indicação da época “miocénico”, tanto mais que relativamente a esta formação, existem inúmeros trabalhos publicados, inclusivamente sobre parâmetros geotécnicos característicos.

Na figura 1 encontra-se representada uma tabela cronostratigráfica, adaptada da tabela internacional, genericamente com os mesmos intervalos que as Cartas Geológicas nacionais, embora, naturalmente, sem a indicação da designação das formações geológicas já caracterizadas, em cada uma das cartas nacionais.

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Figura 1 – Tabela cronostratigráfica adaptada da tabela cronostratigráfica internacional (retirada do sítio http://paleoviva.fc.ul.pt/Paleogeofcul/Apoio/cronogeofcul2.pdf, em JUN12)

3.3 Litologia

Este item consiste genericamente na descrição litológica da amostra, sendo esta, rocha ou solo. É suposto portanto identificar o tipo de rocha (granito, basalto, calcário, etc.) ou o tipo de solo (areia, silte, areia argilosa, etc.), indicando ainda, se aplicável, se se trata de materiais de aterro ou depósitos de cobertura, vertente, coluviões, aluviões, etc. No nosso país, para a classificação de solos, é comum utilizar-se a Classificação Triangular de Solos, em que a designação do solo varia consoante a percentagem relativa dos materiais constituintes, por exemplo “argila siltosa”, “areia argilosa”, conforme representado na figura 2.

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Figura 2 – Classificação Triangular de Solos (Especificação LNEC E-219)

As rochas são identificadas e caracterizadas de acordo com os minerais constituintes, granularidade, textura, cor e outros aspectos característicos de cada tipo de rocha, como foliação ou xistosidade, se aplicável. A classificação em amostra de mão dos diferentes tipos de rocha, ígnea, metamórfica e sedimentar, ainda que normalmente realizada de forma quase intuitiva por quem classifica com base em informação prévia obtida da carta geológica, tem na sua origem critérios internacionais definidos e sistematizados para o efeito. A figura 3 indica, de forma genérica, os principais tipos de rocha existentes, função da sua génese.

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Existem vários sistemas ou métodos para classificar rochas, sistemas que foram sendo propostos por diversos autores e organizações. As figuras 4 e 5 representam o método e respectivos critérios de classificação de rochas subscritos pela ISRM (1980). No caso, trata-se de critérios propostos anteriormente pela IAEG - International Association of Engineering Geology (1979). Com efeito, a ISRM, com o objectivo de contribuir para a homogeneização e universalidade de uma metodologia para classificação de rochas, optou por estudar aquelas que tinham à data maior projecção mundial, e, em detrimento de propor uma nova metodologia, elegeu, subscrevendo, a que no seu entender, era mais adequada ao objectivo.

A classificação do tipo de rocha passa portanto pela atribuição de uma das designações constantes nas figuras seguintes, excepção feita às chamadas “rochas exóticas”, assim designadas por se tratar de rochas pouco vulgares. Para estes casos específicos, é comum a determinação rigorosa do tipo de rocha passar por outro tipo de método, que não a classificação em amostra de mão.

Figura 4 – Critérios de classificação para rochas sedimentares, subscritos pela ISRM (1980) (originalmente propostos pela IAEG em 1979)

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Figura 5 – Critérios de classificação para rochas ígneas e metamórficas, subscritos pela ISRM (1980) (originalmente propostos pela IAEG em 1979)

3.4 Granularidade

A dimensão das partículas constituintes de um solo ou de uma rocha sedimentar, bem como a dimensão dos minerais numa rocha ígnea, são um dos aspectos a descrever na classificação de sondagens. Para classificar a dimensão das partículas de solo, utiliza-se comummente a Classificação Granulométrica de Solos, cujos intervalos de variação da dimensão das partículas se encontra representado na figura 6. Tendo por base estes intervalos, função da dimensão da partícula identifica-se o material (argila, silte, areia ou cascalho) e a respectiva grandeza (fino, médio ou grosso). Tratando-se de classificação macroscópica, é comum designar-se a granularidade do material pela junção de até dois termos relativos à grandeza, de forma a ser mais representativo e abrangente (por exemplo, areia fina a média).

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Figura 6 – Classificação Granulométrica de Solos (Especificação LNEC E-239)

Relativamente à granulometria nas rochas, quando aplicável, esta diz respeito à dimensão dos minerais no caso das rochas ígneas e metamórficas, e à dimensão das partículas constituintes, no caso das rochas sedimentares. A figura 7 sistematiza os intervalos e as dimensões de partículas e minerais, para os vários tipos de rocha e indica a sua designação função destes aspectos. Por exemplo, para um granito (rocha ígnea), consultando a coluna da direita na figura, entre os 1 e os 5 mm de dimensão do grão, a descrição seria “granito de grão médio a grosso”.

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Figura 7 – Tabela granulométrica da British Geological Survey (British Geological Survey grain size scheme, 1999)

Há no entanto outras publicações e recomendações relativamente a esta temática, como é o caso da tabela de Wentworth (1922) aplicável a rochas sedimentares, embora com ligeiras diferenças relativamente à tabela da British Geological Survey.

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Figura 8 – Tabela de Wentworth para a granularidade de rochas sedimentares (Wentworth grade scale; 1922)

3.5 Cor

Na classificação de sondagens, a cor é um dos aspectos de caracterização mais expedita, que, devido à enorme variedade de tons, complexidade dos padrões texturais de rochas e diversidade de partículas dos solos, resulta normalmente num leque considerável de alternativas possíveis para a caracterização da cor da amostra. Com efeito, é comum verem-se atribuídas a uma mesma amostra, cores como amarelado, creme, bege e castanho claro, tratando-se por vezes de designações pessoais diferentes para o mesmo tom, avaliado por diversos técnicos.

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O facto da amostra se encontrar seca ou molhada aquando da classificação, é outro factor que poderá afectar a atribuição da cor, pois é sabido que amostras molhadas e secas apresentam normalmente tons diferentes.

A descrição da cor reveste-se de especial importância sobretudo quando permite colocar em evidência determinados aspectos dignos de registo, como a variação do estado de alteração ou da constituição mineralógica, ou quando uma cor é, num contexto geológico específico, associada em exclusivo a uma única camada com cor característica.

No nosso país, na prática, não existem recomendações específicas sobre que cores ou grupo de cores utilizar na classificação macroscópica de sondagens. Em teoria, dever-se-ia utilizar a tabela de Munsell para solos e rochas, de forma a padronizar o mais possível as cores aplicáveis e respectiva designação. Na figura seguinte encontra-se uma representação de um excerto da Tabela de Munsell (Geological Rock-Color Chart), com as amostras de cor e respectivas referências.

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3.6 Estado de alteração

Ao longo dos anos foram sendo introduzidos e desenvolvidos diversos sistemas de classificação do estado de alteração das rochas, que variam, não só na descrição como na quantidade de termos (escala), em que se subdividem os vários estados de alteração. A classificação do estado de alteração da rocha reveste-se de especial importância, uma vez que é um dos critérios de classificação da qualidade da rocha mais representativos. Sendo certo que, por exemplo, cada tipo de rocha tem um intervalo de valores característicos para cada parâmetro geotécnico (Módulo de Deformabilidade, Resistência à Compressão Uniaxial, etc), esses intervalos variam, sobremaneira, consoante o estado de alteração da rocha.

Em Portugal, utiliza-se em geral o critério definido pela ISRM (1980) para a classificação do estado de alteração das rochas. Este sistema considera a classificação do estado de alteração da rocha em cinco estádios, de W1 (rocha sã) a W5 (rocha decomposta). conforme indicados e descritos na figura seguinte.

Figura 10 – Critérios de classificação do estado de alteração das rochas proposto pela ISRM (1980)

Este parâmetro é aplicável a rochas ígneas e metamórficas, e na sua aplicação prática, é usual a conjugação de até dois estados de alteração consecutivos para melhor caracterizar o estado de alteração da rocha, como por exemplo W2/3 ou W4/5.

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Em 1995, foi proposto pela Geological Society of London, a introdução de um novo termo nesta escala, o W6, relativo a solo residual resultante da decomposição completa da rocha original (saprólito). Este “novo” termo, apesar de reconhecido, não é ainda, no entanto, de aplicação generalizada pela comunidade geotécnica nacional.

No caso das rochas sedimentares, compostas predominantemente por minerais em equilíbrio com as condições de pressão e temperatura existentes à superfície da terra, a aplicação de uma escala com 5 termos é particularmente problemática, sendo geralmente adoptadas aproximações simplificadas com apenas três, ou mesmo dois termos. Trata-se porém de tema que carece ainda de padronização.

3.7 Estado de fracturação

À semelhança do estado de alteração, ao longo dos anos foram sendo desenvolvidos e propostos diversos métodos para a classificação do estado de fracturação das rochas, métodos esses, que variam na quantidade de intervalos (escala) em que se subdividem, nos valores dos intervalos e na forma como caracterizam a fracturação.

Em Portugal, utiliza-se geralmente o critério definido pela ISRM (1980), para a classificação do estado de fracturação das rochas. Este sistema, classifica a fracturação em cinco estádios, de F1 (fracturas muito afastadas) a F5 (fracturas muito próximas), conforme indicados e descritos na figura seguinte.

Figura 11 – Critérios de classificação do estado de fracturação das rochas proposto pela ISRM (1980)

Na aplicação prática destes critérios, é possível a conjugação de dois estados de fracturação consecutivos para melhor caracterizar o estado de fracturação da rocha.

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São exemplos dessa possibilidade a utilização dos termos intermédios F1/2 e F4/5, indicados na figura 11. Para além destes termos intermédios, e apesar de não estar expressamente indicado nesta metodologia, é prática generalizada, a utilização dos demais termos intermédios como F2/3, F3/4, bem como, com a grandeza inversa (F3/2, F4/3), dependendo das condições de fracturação da rocha.

3.8 Percentagem de recuperação

A percentagem de recuperação de amostra é um dos parâmetros de base na classificação de sondagens geotécnicas, sendo desde logo um dos primordiais indicadores da qualidade do terreno, mas também revelador dos cuidados postos na realização da sondagem. Este parâmetro aplica-se a solos e rochas, e consiste genericamente na determinação da proporção entre a furação realizada e a amostra recuperada, sendo em geral determinado por “manobra de furação”. A medição do comprimento da amostra é normalmente realizada pelo sondador e registada na “parte diária de furação”, sendo o cálculo da percentagem de recuperação realizado posteriormente, aquando a realização do log da sondagem. O cálculo consiste no quociente entre a comprimento total de amostra recuperada numa manobra e o comprimento da mesma, multiplicado por 100, para obter o resultado em percentagem. A figura 12 representa esquematicamente a forma de cálculo da percentagem de recuperação, numa manobra furação realizada entre os 3,0 m e os 4,5 m de profundidade.

Figura 12 – Representação esquemática da forma de cálculo da percentagem de recuperação

A L

% Recuperação = A / L x 100 67%

L = Comprimento da manobra: 1,50m

A = Comprimento da amostra recuperada: 1,00m

% Recuperação =

3,00 m

4,50 m 3,50 m

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3.9 Índice RQD (Rock Quality Designation – Deere et al 1967)

O índice RQD é um índice de qualidade do maciço rochoso, historicamente um dos primeiros (Hoek, 2007), e consiste genericamente numa percentagem de recuperação modificada, em que zonas intensamente fracturadas e alteradas, ou seja com afastamento de descontinuidades inferiores a 10 cm, não são consideradas como recuperação, de forma a tornar evidentes zonas menos competentes do maciço.

O índice RQD é determinando por manobra de furação ou intervalo, somando os tarolos de comprimento igual ou superior a 10 cm, e dividindo o total dos seus comprimentos pelo comprimento da manobra ou intervalo, conforme representado na figura 13.

Desde a sua origem nos anos 60, alguns dos pressupostos e critérios de aplicação iniciais foram sendo ajustados, tornando a sua aplicação menos restrita e portanto mais generalizada, visando a utilização em larga escala deste importante critério de classificação da qualidade da rocha. Com efeito, inicialmente consideravam-se apenas tarolos de “rocha sã” e diâmetro de furação específico (amostra com Ø54.7mm), tendo estes dois critérios sido ajustados, de forma a possibilitar a utilização deste parâmetro de forma generalizada. Hoje em dia, este parâmetro é aplicado também a tarolos de rocha alterada (até sensivelmente W4), genericamente em todos os diâmetros de furação usuais em prospecção geotécnica.

Existem ainda outros pressupostos e critérios de aplicação que devem ser considerados no cálculo do RQD. Desde logo, a facturação mecânica causada pela furação ou manuseamento da amostra, deverá ser ignorada, considerando-se portanto a amostra como um todo. Uma manobra que atravesse um contacto litológico deverá resultar em dois valores de RQD, um para cada litologia, no respectivo intervalo. Os tarolos deverão ser medidos pelo seu eixo longitudinal, de extremidade a extremidade, com o objectivo de não penalizar indevidamente uma amostra pela existência de uma fractura paralela ao seu eixo longitudinal.

Um dos aspectos mais determinantes para o valor de RQD é o comprimento da manobra ou intervalo assumido para o seu cálculo. Tal como referido por Deere et Deere (1988), uma zona intensamente fracturada ou decomposta, com 30 cm de desenvolvimento resultará em valores de RQD de 90%, 80% e 40%, consoante se considere a manobra de 3,0 m, 1,5 m ou 0,5 m, respectivamente. Portanto, quanto menor for o comprimento da manobra ou intervalo, maior será a sensibilidade do valor RQD, razão pela qual os referidos autores recomendam que, de forma geral, o cálculo do valor de RQD tenha por base, no máximo, os 1,5 m da manobra de furação mais usual.

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Paralelamente, recomendam ainda que, para zonas especialmente fracturadas e decompostas, sejam criados intervalos menores de medição de RQD (manobras artificiais) de modo a colocar em evidência estas zonas, ao invés destas serem camufladas pela globalidade da manobra, de comprimento superior. A ISRM recomenda igualmente a utilização de manobras ou intervalos variáveis para o cálculo do RQD, com o mesmo objectivo.

A classificação da qualidade do maciço com recurso ao Índice RQD, é realizada com base em intervalos de valores de “muito fraco” (very poor) a “excelente” (excellent), dependendo do valor de RQD obtido, conforme representado na figura 13.

Figura 13 – Procedimento para medição e cálculo do RQD (segundo Deere, 1989)

O índice RQD, dada a sua representatividade e aceitação “universal”, foi incorporado pela generalidade dos sistemas de classificação de maciços rochosos como RMR (Bieniawsky, 1989) e Q (Barton et al 1974), não fazendo no entanto este tema parte do objecto deste trabalho.

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3.10 Observações complementares de cariz geológico-geotécnico

Estas indicações complementam a descrição e caracterização dos materiais atravessados, e permitem ainda o registo de outras ocorrências consideradas relevantes e para as quais não há habitualmente “campo específico” num log de sondagem. São por isso habitualmente indicadas no “campo da descrição da amostra”, fazendo parte do texto descritivo do material atravessado (não são indicadas no campo “observações” do log). São exemplo de “observações complementares de cariz geológico-geotécnico” indicações como: desagregado; friável, medianamente compacto; passagem compacta entre 2 e 3 m; intercalação grauváquica entre 2 e 3 m; zona de falha; filão; passagens argilosas centimétricas; tornando-se mais fino para a base; ligeiramente margoso; nódulos carbonatados; cimento carbonatado; matéria orgânica incarbonizada; fracturas a 45º com o eixo da sondagem; fracturas subverticais; fracturas de bordos irregulares rugosos; fracturas com preenchimento argiloso; deposição de óxidos nas fracturas; filonetes de quartzo dispersos; fragmentos de dimensão <4cm; fragmentos de conchas dispersos; xistosidade paralela ao eixo da sondagem, entre muitos outros, aplicáveis função das características dos materiais ocorrentes e do objectivo do estudo, bem como, naturalmente, função da sensibilidade e critério de cada técnico.

Para além destes aspectos, é ainda comum incluir indicações relativas ao estado de alteração e de fracturação, como “muito fracturado” ou “muito alterado a decomposto”, apesar destas possuírem campo específico no log de sondagem para o seu registo e caracterização objectiva (coluna do estado de alteração e fracturação).

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Pressupostos

4. Pressupostos

4.1 Aspectos gerais de enquadramento do estudo

Este trabalho foi pensado e desenvolvido com o objectivo principal de estudar a consistência entre classificações de sondagens geológico-geotécnicas, realizadas por técnicos diferentes sobre as mesmas amostras. O estudo da consistência dos resultados é realizado para cada um dos parâmetros individualmente, sendo os parâmetros os indicados anteriormente, que correspondem aos correntemente usados na classificação macroscópica de sondagens (estratigrafia, litologia, granularidade, cor, estado de alteração, estado de fracturação, percentagem de recuperação, índice RQD e observações complementares de cariz geológico-geotécnico). Portanto, este estudo tem na base a comparação individual dos resultados nos diversos parâmetros, e posterior alargamento do âmbito da observação, para a consistência das classificações no seu global.

Este trabalho, não tem portanto como objectivo sugerir, identificar ou descrever, os parâmetros correntemente utilizados para a classificação macroscópica de sondagens geotécnicas.

Assumiu-se, e comprovou-se, que a globalidade dos técnicos convidados para participar neste estudo, por serem reconhecidamente experientes na classificação de sondagens, eram conhecedores dos parâmetros normalmente utilizados, e da sua forma genérica de aplicação, não tendo qualquer dos técnicos questionado sobre que critérios deveria usar ou de que forma. Pelo contrário, cada técnico realizou a classificação de cada sondagem de forma livre e individual, utilizando os critérios por si entendidos como necessários, e da forma que considerou adequado aplicá-los.

A profundidade a que cada estrato é individualizado na classificação da sondagem, não é analisada directamente neste estudo como um parâmetro da classificação, embora seja naturalmente um dos aspectos relevantes na consistência de classificações de sondagens, sobre a mesma amostra. Este aspecto, é no entanto estudado, de forma indirecta, no parâmetro “litologia”, em termos de número de camadas por classificação, e respectiva espessura.

Relativamente aos níveis de água, apesar de ser informação habitualmente constante nos logs de sondagem, não são objecto deste estudo, uma vez que essa informação advém usualmente de leituras realizadas pelo sondador e registadas nas “partes diárias de furação”, não sendo portanto considerado um aspecto em análise do ponto de vista da consistência das classificações.

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4.2 Metodologia

A metodologia deste trabalho consiste em comparar graficamente parâmetro a parâmetro, 14 classificações da mesma amostra. Das 14 classificações, 12 foram realizadas individualmente por técnicos convidados, 1 foi realizada pelo autor e 1 foi realizada, em consenso, por uma equipe de 3 geólogos seniores de mérito reconhecido.

As classificações realizadas pelos técnicos foram enviadas para o autor, de forma anónima, em ficheiro Excel de layout livre. A informação contida nas classificações das sondagens, são os dados deste estudo. O processamento dos dados tem início com a passagem dos mesmos para a tabela de introdução dos dados, em que o conteúdo de cada classificação é separado parâmetro a parâmetro. Estes dados, são seguidamente convertidos para a forma numérica, numa escala de 0 a 100, de forma a possibilitar a sua representação gráfica. A conversão dos resultados para a forma numérica é conseguida através de tabelas de correlação, desenvolvidas expressamente para o efeito, excepção feita aos parâmetros “percentagem de recuperação” e “RQD”, cujos resultados são já de si numéricos e compreendidos entre 0 e 100. Para estes dois parâmetros, a representação gráfica dos resultados das 14 classificações, é directa.

A interpretação dos resultados obtidos, i.e. a análise da sua consistência, é realizada tendo por base a representação gráfica dos mesmos, parâmetro a parâmetro e no seu global.

4.3 Amostra

A amostra consiste em um conjunto de 2 sondagens, sendo, genericamente, uma de solos e uma de rocha, com profundidades de 13,5 m e 15,0 m, respectivamente. Ambas as sondagens foram realizadas à rotação por empresa especializada do sector, com diâmetros de furação de Ø76mm e Ø86mm, e em ambos os casos com ensaios SPT, sempre que as condições do maciço atravessado o permitiam. As amostras recolhidas foram dispostas por ordem de obtenção em caixas de madeira devidamente compartimentadas e referenciadas de modo a facilitar a sua análise e classificação.

As sondagens foram designadas por S1 e S2 e as respectivas caixas foram dispostas para classificação em local coberto, durante um período de 2 meses, até terem sido realizadas todas as 14 classificações.

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Pressupostos

No Quadro 2 encontram-se indicadas as características gerais da sondagem S1.

Sondagem S1

Comprimento 13,5 m

Diâmetro de furação Ø76 mm

Material predominante solo

Ensaios SPT 7 unidades

Caixas de amostra 2 unidades

Contexto geográfico Vimeiro (Lourinhã)

Coordenadas

M: -105558.2 P: -53449.7

Z: 48.1 Quadro 1 – Características gerais da sondagem S1

Na figura 14 encontra-se representada a amostra da sondagem S1.

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A figura 15 representa a localização geral da sondagem S1.

Figura 15 – Localização geral da sondagem S1

No Quadro 2 encontram-se indicadas as características gerais da sondagem S2.

Sondagem S2

Comprimento 15,0 m

Diâmetro de furação Ø86 mm

Material predominante rocha

Ensaios SPT 8 unidades

Caixas de amostra 4 unidades

Contexto geográfico Santa Clara (Odemira)

Coordenadas

M: -30913.7 P: -239443.8

Z: 52.6 Quadro 2 – Características gerais da sondagem S2

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Pressupostos

Na figura 16 encontra-se representada a amostra da sondagem S2.

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A figura 17 representa a localização geral da sondagem S2.

Figura 17 – Localização geral da sondagem S2

4.4 Técnicos

Para além do autor, os 12 técnicos que participaram neste trabalho foram convidados pelo mesmo e são geotécnicos de carreira, essencialmente geólogos e engenheiros geólogos, colaboradores de empresas executantes de sondagens e de estudos geológico-geotécnicos. São portanto técnicos expectavelmente experientes e rotinados na classificação de sondagens, nos mais diversos contextos geotécnicos do panorama nacional continental. Os técnicos foram contactados telefonicamente numa primeira fase, e posteriormente convidados “formalmente” através de e-mail. O e-mail enviado encontra-se em anexo.

4.5 Classificação

A classificação da amostra foi realizada pelos diferentes técnicos, de forma livre, individual e anónima, tendo por base a sua experiência e sensibilidade, bem como os parâmetros e critérios internacionais reconhecidos e comummente usados para o efeito.

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Pressupostos

Aos técnicos foi somente solicitado que classificassem as duas sondagens, de acordo com sua experiência e modo habitual de trabalhar, de forma a garantir que os resultados para processamento, fossem o mais genuínos e representativos possível da sua forma de trabalhar. Cada técnico, decidiu portanto livremente, que parâmetros usar e como os aplicar.

Antes da classificação, foi fornecida aos técnicos a localização geográfica de cada sondagem, em coordenadas M e P, para que estes pudessem, à semelhança do que acontece em qualquer outro trabalho, pesquisar informações sobre o contexto geológico do local na bibliografia existente. As classificações foram enviadas para o autor em ficheiro Excel de layout livre, sendo as classificações no layout original apresentadas em anexo.

As classificações foram numeradas aleatoriamente de C1 a C14, para cada uma das sondagens, S1 e S2. No Quadro 3, encontram-se representadas as 28 classificações que serviram de base a este trabalho e respectiva designação.

Sondagem S1 S2 Designação das classificações C1 S1 C1 S2 C2 S1 C2 S2 C3 S1 C3 S2 C4 S1 C4 S2 C5 S1 C5 S2 C6 S1 C6 S2 C7 S1 C7 S2 C8 S1 C8 S2 C9 S1 C9 S2 C10 S1 C10 S2 C11 S1 C11 S2 C12 S1 C12 S2 C13 S1 C13 S2 C14 S1 C14 S2

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4.6 Não rastreabilidade da autoria das classificações

A autoria de cada classificação individual foi e será confidencial, inclusivamente para o autor do trabalho, uma vez que o objectivo deste estudo se centra na consistência das classificações no seu conjunto e não na pretensão de avaliação de cada uma individualmente. A garantia de confidencialidade obtém-se pela não rastreabilidade da origem e autoria das classificações, pelo que estas foram enviadas por e-mail para o autor, através de contas criadas especificamente para o efeito. Cada técnico criou 2 contas de e-mail, uma para cada sondagem, da família proposta (mtpnjX@gmail.com), em que X é um algarismo de 1 a 99 definido por cada técnico. As classificações foram enviadas para o autor, após solicitação expressa do mesmo, no dia seguinte à conclusão das classificações da amostra por todos os técnicos que participaram.

4.7 Verificação da integridade da amostra

Para a realização deste trabalho foi necessário que a mesma amostra fosse classificada por 13 técnicos distintos e por uma equipa de 3 técnicos seniores. Ou seja, cada uma das sondagens foi classificada 14 vezes. É sabido que durante o processo de classificação macroscópica de uma sondagem, as amostras recolhidas são manuseadas. E pode acontecer por exemplo, os tarolos (rocha e solo) serem quebrados ou desagregados, o solo remexido, a amostra do SPT remexida, aplicado ácido clorídrico (HCL) em material previsivelmente carbonatado, as amostras na caixa perderem a organização original, entre outras situações.

Existindo parâmetros que são especialmente sensíveis a algumas destas “interferências”, como o RQD ou a “fracturação”, é importante verificar a integridade da amostra no início e no fim deste processo, de forma a perceber se as últimas classificações são realizadas em condições de amostra genericamente equivalentes às das primeiras. O objectivo é portanto perceber se possíveis variações de critérios nas classificações, podem ou não ser devidas à alteração do estado da amostra, e se for o caso, ter em consideração essa interferência na análise da consistência das classificações.

Para o efeito, as amostras (sondagem S1 e S2) foram fotografadas antes e depois da realização das 14 classificações, encontrando-se o seu aspecto representado nas figuras 18, 19, 20 e 21.

(47)

Pressupostos

Figura 18 – Aspecto da amostra da sondagem S1 antes das classificações (27MAR12)

Figura 19 – Aspecto da amostra da sondagem S1 depois das classificações (5JUN12)

Na comparação do aspecto geral das condições da amostra, antes e depois das classificações, não são evidentes diferenças significativas, susceptíveis de condicionar a validade e representatividade das classificações. No entanto, pontualmente, registam-se ligeiras “interferências”, identificadas na figura 19, como A, B, C e D.

Na situação “A”, o maior tarolo da manobra, com 20 cm, foi partido. Esta situação poderia condicionar os parâmetros “estado de alteração” e “RQD”, se o técnico os considerasse aplicáveis neste material e se considerasse as fracturas como sendo naturais (se não se apercebesse que são induzidas pelo manuseamento, incluído a retirada da amostra do amostrador).

C

1 D

1 A

1 B

1

(48)

No entanto, metade dos técnicos não considerou sequer estes dois parâmetros aplicáveis no material em questão. Dos técnicos que aplicaram estes parâmetros, somente dois aplicaram respectivamente F4 e F4/5. Os restantes aplicaram F3, F3/4 e F4/3, portanto consideraram sempre o tarolo no seu estado inicial e porventura terão ainda considerado as restantes fracturas como induzidas. Relativamente ao RQD, os valores, para os técnicos que aplicaram este parâmetro, variam em geral entre 16% e 20%, sendo o valor médio de 19%.

Assume-se portanto que esta situação “A”, não condicionará a representatividade dos resultados, uma vez que desta não resultam variações superiores às verificadas na restante sondagem.

Na situação “B”, à semelhança da situação “A”, o tarolo foi partido, situação que poderia igualmente condicionar os parâmetros “estado de alteração” e “RQD”, se o técnico os considerasse aplicáveis neste material e considerasse as fracturas como sendo naturais. No entanto, nenhum dos técnicos considerou sequer aplicável algum dos parâmetros no material em causa, pelo que se considera que esta situação “B” não tem qualquer impacto na representatividade dos resultados.

Na situação “C”, à semelhança das situações “A” e “B”, o maior tarolo da manobra, com 20 cm, foi partido, situação que poderia condicionar a aplicação dos parâmetros “estado de fracturação” e “RQD”, se o técnico os considerasse aplicáveis neste material e considerasse as fracturas como sendo naturais. No entanto, somente 3 técnicos adoptaram estados de fracturação F4 e F4/5, e nesses casos, os valores de RQD (71%, 54% e 88%) encontram-se na média (60%), pelo que se assume que esta situação não condicionará a representatividade dos resultados.

Na situação “D”, um tarolo foi deslocado cerca de 50 cm do seu local e profundidade original, situação que, no entanto, não terá qualquer impacto na classificação, uma vez que que se trata da mesma manobra, num contexto de amostra homogénea.

Relativamente à sondagem S2, não se observam diferenças no estado da amostra, antes e depois da realização das classificações.

O tarolo em falta na penúltima manobra (T), foi retirado após a realização da totalidade das classificações.

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Pressupostos