Sig Em Laudos Geotecnicos Risco

8/18/2019 Sig Em Laudos Geotecnicos Risco

1/10

15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental 1

15º Congresso Brasileiro de Geologia de Engenharia e Ambiental

SIG EM LAUDOS GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS DE LOTEAMENTOS

Oswaldo Augusto Filho 1

Resumo – A inclusão de laudos geológico-geotécnicos entre as exigências técnicas no processode obtenção da licença para implantação de loteamentos é usual no estado de São Paulo. Demaneira genérica, estes laudos investigam e analisam as características do meio físico (solos,rochas, relevo, águas superficiais e subterrâneas, etc.), a dinâmica dos processos erosivos, aestabilidade dos taludes de corte e de aterro e outras restrições geológico-geotécnicas das áreasa serem loteadas. Também é comum que elas demandem uma análise e eventual revisão dosprojetos urbanístico, de terraplenagem e de drenagem apresentados para o loteamento. Estetrabalho apresenta um método para a elaboração destes laudos geológico-geotécnicos com apoiode Sistema de Informação Geográfica – SIG. O método está estruturado em três etapasprincipais: análise dos aspectos geológico-geotécnicos regionais; análise dos aspectostopográficos e geotécnicos da área do loteamento e análise dos projetos urbanístico, deterraplenagem e de drenagem do loteamento frente aos condicionantes geotécnicos identificados. A aplicação do método proposto é analisada com estudo de casos.

Abstract – The inclusion of geological and geotechnical reports between the technicalrequirements in the process of obtaining the license for the implementation of urban allotments isusual in the state of São Paulo. Generically, these reports investigate and analyze thecharacteristics of the physical environment (soil, rocks, relief, surface and ground water, etc.), thedynamics of erosion, the stability of cut slopes and landfill and other geological geotechnicalconstraints of the areas to be allotted. It is also common for them demanding a review andpossible revision of urban, earthworks and drainage projects presented to the allotment. This

paper presents a method for the preparation of these geological and geotechnical reports withsupport by Geographic Information System - GIS. The method is divided into three main stages:analysis of geological and geotechnical regional aspects; analysis of topographic and geotechnicalaspects of allotment area and analysis of urban, earthworks and drainage projects of allotmentfront to the identified geotechnical conditions. The application of the proposed method is analyzedwith case studies.

Palavras-Chave – Laudos geológico-geotécnicos, loteamentos, Sistema de InformaçãoGeográfica - SIG.

Keywords – Geological and geotechnical reports, urban allotments, Geographic InformationSystem - GIS.

1Geólogo, Professor Associado, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, (16) 3373-9488, [email protected]


2/10


1. INTRODUÇÃO

A inclusão de laudos geológico-geotécnicos entre as exigências técnicas no processo deobtenção da licença para implantação de loteamentos urbanos é usual no estado de São Paulo. As especificações solicitadas nestes laudos podem ser genéricas, como a exemplificada a seguir:“Caberá à prefeitura, antes da aprovação plena dos projetos de Terraplenagem, Drenagem e

Urbanístico, exigir do interessado laudo geotécnico, acompanhado da respectiva ART, contendoparecer favorável em relação aos projetos apresentados, bem como, as recomendações técnicasque deverão ser observadas quando da implantação do loteamento” (GRAPROHAB, 2012).

Em outras situações, são feitas exigências técnicas específicas, tais como: "Face à grandemovimentação de terraplenagem para implantação do loteamento, com extensões significativasde aterro, adoção de muros de arrimo elevados, etc., sugere-se que quando da reabertura dopresente processo se apresente um estudo geológico-geotécnico da gleba, acompanhado dasrecomendações para implantação física do empreendimento” (GRAPROHAB, 2015).

Outra condição contorno comum neste tipo de estudo técnico, refere-se à utilizaçãoprincipalmente de dados secundários já constantes nos levantamentos e nas investigações dosprojetos Urbanístico, de Terraplenagem e de Drenagem dos loteamentos.

Os dados de interesse (tipos de rochas e solos, perfil de alteração típico, condições do níveld’água, presença de feições erosivas e de movimentação do terreno, etc.) também são obtidos apartir de vistorias na área a ser loteada e por consultas a publicações técnicas de referência sobrea área onde será implantado o loteamento.

No presente trabalho, é proposto um roteiro geral para a elaboração destes laudosgeotécnicos com apoio de Sistema de Informação Geográfica – SIG e considerando as condiçõesde contorno descritas acima, a elaboração de mais de uma dezena destes laudos em diferentescidades do interior do estado de São Paulo e as pesquisas acadêmicas correlatas desenvolvidasno âmbito da universidade.

2. FUNDAMENTOS TÉORICOS

Como qualquer estudo geológico-geotécnico, os laudos voltados à implantação de loteamentosdemandam levantamentos e análises regionais e locais conjugadas. Desta forma, procedimentosenvolvendo a localização da área do empreendimento em bases cartográficas (folhas topográficasna escala 1:10.000 ou 1:50.000), em mapas temáticos de interesse em escala mais regional(geológico, pedológico, geomorfológico, geotécnico) são necessários nas etapas iniciais destesestudos.

A localização da área do loteamento em imagens aéreas disponíveis, inclusive na internet(Google Earth), também fazem parte das etapas iniciais destes estudos e requerem

conhecimentos básicos de georreferenciamento e de sistemas de projeção cartográfica(AUGUSTO FILHO, 2012).

Na análise de detalhe, a topografia constitui-se em um dos parâmetros básicos no projetode um loteamento. O levantamento planialtimétrico de detalhe utilizados nos projetos Urbanístico,de Terraplenagem e de Drenagem deve apresentar boa adequabilidade tanto aos levantamentostopográficos regionais existentes (menor escala), bem como, às principais feições topográficasidentificadas na vistoria de campo, tais como, depressões no terreno, vales e divisores, linhas dedrenagem perenes e intermitentes, etc. (IPT, 1987).

A elaboração do mapa de declividades em cinco intervalos de percentagens (0 a 6%, 6 a15%, 15 a 30%, 30 a 50% e > 50%), definidos com base na suscetibilidade dos terrenos à erosãopluvial (DAEE, 1990) e nas restrições potenciais para implantação de loteamentos (IPT, 1987)

constitui-se em outra etapa fundamental da caracterização geotécnica dos loteamentos (Tabelas1 e 2).


3/10


Tabela 1. Declividades (%) e suscetibilidade aos processos erosivos pluviais (Fonte: DAEE, 1990).

Declividades (%) Suscetibilidade à Erosão Pluvial

0 - 3 Muito baixa

3 – 6 Baixa

6 - 12 Média

12 - 20 Alta

>20 Muito Alta

Tabela 2. Declividades (%) e restrições potenciais para loteamentos (Fonte: IPT, 1987).

Declividades (%) Restrição potencial para implantação de loteamento

0 - 15Baixa: distribuição dos lotes, implantação do sistema viário e serviços deterraplenagem facilitados. Terrenos com declividades inferiores a 6% tendemapresentar baixa suscetibilidade a processos erosivos pluviais.

15 -30 Média: ocorrência localizada de trechos mais complicados para implantaçãodo sistema viário e execução dos serviços de terraplenagem.

30 - 50 Alta: projetos especiais para o sistema viário e serviços de terraplenagem.Restrições legais (Lei Lehmann – 6766, 1979).

> 50 Muito Alta: áreas com alta suscetibilidade a deslizamentos e processos deinstabilização de encostas. Restrições legais (Lei Lehmann e CódigoFlorestal para declividades acima de 100%).

Os aspectos do projeto urbanístico de maior interesse para a avaliação geológico-geotécnica dizem respeito à disposição dos lotes e do sistema viário em relação às curvas denível (topografia). Os aspectos geotécnicos mais importantes do Projeto de Terraplenagemreferem-se às amplitudes e às dimensões dos cortes e dos aterros a serem implantados na área,profundidades do topo rochoso e do nível d’água (escavabilidade e estabilidade das escavações eaterros) e as características de resistência e de erodibilidade dos solos. No projeto de drenagem,o principal aspecto geotécnico a ser destacado refere-se à implantação de estruturas dedissipação de energia nos pontos de lançamento do sistema de galerias pluviais no terrenonatural, com o intuito de se evitar a indução de processos erosivos remontantes e até mesmo,movimentações no terreno. As vazões de projeto em geral são calculadas considerando umtempo de retorno de 10 anos, que é usual em projetos de drenagem urbana (SEHAB, 2011).

Todas estas atividades técnicas demandam a espacialização dos condicionantes geotécnicosenvolvidos, bem como, a utilização de modelos da variabilidade espacial destes condicionantes,analisados individualmente e combinados em diferentes processos geológico-geotécnicos(movimentos de encosta, erosão, recalques, etc.). Neste contexto, o SIG torna-se fundamental,pois agrega ferramentas de um banco de dados relacional e orientado ao objeto, desenho digital,sensoriamento remoto, métodos de interpolação determinísticos e geoestatísticos e várias outrasferramentas de análise e modelagem espacial.

Um dos principais planos de informação produzidos pelas funções de interpolaçãodisponíveis nos programas de SIG em termos de utilização em projetos de Geotecnia é o ModeloDigital do Terreno (MDT), também conhecido como Modelo Numérico do Terreno (MNT) ouModelo Digital de Elevação (MDE). O MDT é uma superfície topográfica contínua interpoladasegundo modelos matemáticos determinísticos ou geoestatísticos a partir de valores de cotaaltimétricas com coordenadas em um determinado sistema de projeção cartográfica. As funçõesde interpolação de MDT também podem ser utilizadas para obtenção de outras superfíciesbaseadas em cotas altimétricas que não representem o relevo, como por exemplo, uma superfíciedo lençol freático (AUGUSTO FILHO, 2012).

O MDT também permite obter perfis topográficos em diferentes direções, cálculosplanimétricos (distâncias, áreas e volumes), visualização 3D e sobrevôos virtuais sobre a área

estudada. Entre os métodos de interpolação determinísticos, existem duas formas usuais derepresentação digital básica dos MDT, o formato vetorial Triangular Irregular Network – TIN (redetriangular irregular) e o formato raster, através de uma matriz retangular de m linhas por n colunas(ESRI, 2007).


4/10


3. MÉTODO

O método proposto está fundamentado no embasamento técnico e científico da Geologia deEngenharia e da Geotecnia, ramos de pesquisa tecnológica adequados para análise dascaracterísticas dos terrenos, dos processos geodinâmicos atuantes e potenciais, subsidiandoprojetos de obras de engenharia e de áreas urbanas. Ele também se insere na linha de pesquisa

voltada ao aprimoramento dos instrumentos de gestão ambiental para a prevenção e a mitigaçãodos impactos ambientais negativos e riscos, decorrentes da ocupação urbana, da implantação eda operação de obras civis, ramos importantes de aplicação da Geologia de Engenharia e daGeotecnia.

O método está estruturado segundo três grandes etapas: Análise dos aspectos geológico-geotécnicos regionais; Análise dos aspectos topográficos e geotécnicos da área do loteamento e Análise dos projetos urbanístico, de terraplenagem e de drenagem do loteamento frente aoscondicionantes geotécnicos identificados. Em todas estas etapas, o SIG é utilizado comoferramenta básica para espacialização, armazenamento e análise dos dados geológico-geotécnicos de interesse.

3.1. Análise dos aspectos geológico-geotécnicos regionais

Esta etapa envolve os procedimentos de localização da área do loteamento em mapastopográficos, temáticos ou analíticos de menor escala e em imagens aéreas disponíveis. Asferramentas mais utilizadas do SIG são os módulos de georreferenciamento e ortorretificação,este último, principalmente, no caso de áreas de declividade mais acentuada. Também éimportante o módulo de mudança de sistema de projeção, uma vez que é comum que os mapasde interesse estejam projetados em diferentes sistemas.

Os principais mapas utilizados são: Folhas topográficas do Instituto Geográfico eCartográfico do estado de São Paulo – IGC, na escala 1:10.000 e com curvas de nível emintervalos de 5 m; Mapas geológico, geomorfológico, pedológico e geotécnico, disponíveis em

escalas, em geral, menores que 1:50.000. A primeira atividade desta etapa refere-se ao georreferenciamento do levantamento

topográfico de detalhe na folha topográfica na escala 1:10.000 do IGC. Os levantamentostopográficos de detalhe da área do loteamento são fornecidos, em geral, em arquivos de desenhodigital do tipo CAD (Computer Aided Design) e em coordenadas planas e valores de cotaarbitrários. Segue-se o georreferenciamento dos demais mapas de interesse no mesmo sistemade projeção adotado no processo descrito anteriormente.

As imagens aéreas da área de interesse com grande potencial de serem utilizadas são asobtidas pela internet com o programa Google Earth Pro . Este programa permite acessar ummodelo tridimensional do globo terrestre, construído a partir de mosaico de imagens de satéliteobtidas de fontes diversas, imagens aéreas e SIG 3D. É possível obter imagens com boas

resoluções espaciais e relativamente atualizadas para grande parte do território paulista.Recomenda-se gerar imagens em duas escalas distintas, sendo uma delas compatível com a dafolha topográfica 1:10.000 e outra em maior escala, cobrindo mais diretamente a área a serloteada.

Esta etapa, apesar de envolver procedimentos de geoprocessamento relativamente simples,é bastante importante, principalmente o georreferenciamento do levantamento topográfico dedetalhe em CAD na folha topográfica 1:10.000 do IGC. Após este procedimento, será possívelavaliar a qualidade do levantamento topográfico de detalhe, quesito que influenciará diretamentetodas as demais etapas da elaboração do laudo geológico-geotécnico.

O georreferencimento nos demais mapas temáticos e analíticos fornecem informaçõesgeológico-geotécnicas fundamentais para o desenvolvimento das análises mais detalhadassubsequentes, incluindo a vistoria de campo.


5/10


6/10


A elaboração do mapa de aterros e cortes é uma das principais ferramentas do SIG paraapoiar a análise do projeto de terraplenagem. Este mapa é obtido pela diferença entre os MDTcom as situações topográficas atual e com a terraplenagem proposta para o loteamento. Osvalores negativos e positivos indicam, respectivamente, alturas dos aterros e dos cortes (terrenoscom cotas mais e menos elevadas na topografia com terraplenagem).

Ainda para apoiar a análise dos projetos do loteamento, recomenda-se elaborar um novo

mapa de declividades considerando o MDT com a situação topográfica após a terraplenagem. Aelaboração automática de perfis topográficos e de declividade na área das quadras e ao longodos eixos das vias projetadas para o loteamento é outra ferramenta de análise espacial do SIGmuito utilizada nesta etapa.

O produto a ser obtido nesta etapa é o objetivo principal do laudo geológico-geotécnico eenvolve a proposição de recomendações gerais e específicas, incluindo eventuais revisões dosprojetos urbanístico, de terraplenagem e de drenagem do loteamento.

4. ANÁLISE DE RESULTADOS

A seguir são apresentados alguns resultados obtidos em laudos geológico-geotécnicos deprojetos de loteamentos em dois municípios paulistas que foram elaborados segundo as etapasprincipais do método apresentado no item anterior.

A Figura 1 ilustra o georreferenciamento do levantamento topográfico de detalhe deloteamento no município de Alumínio nas folhas topográficas na escala 1:10.000 e na imagemGoogle Earth regional (etapa de análise dos aspectos geológico-geotécnicos regionais). Comestes procedimentos, informações regionais importantes, como adequabilidade do levantamentotopográfico de detalhe, localização do loteamento em bacias hidrográficas e características deuso e cobertura do entorno puderam ser coletadas (AUGUSTO FILHO, 2014).

Figura 1. Loteamento nas folhas topográficas 1:10.000 e na imagem Google Earth (AUGUSTO FILHO, 2014).


7/10


8/10


Figura 2. Mapas hipsométrico e de declividades (%) do loteamento. (AUGUSTO FILHO, 2014).

Foto do ponto 8. Afloramento de núcleode rocha alterada.Veio quarto-feldspático(granitização) no soloresidual jovem dofilito. Plataforma deacesso de terra na

área do loteamento.Cota 805 m edeclividade 30 a 50%.

Figura 3. Imagem Google Earth de detalhe do loteamento e pontos de campo (AUGUSTO FILHO, 2014).


9/10


O mapa de aterro e de corte é muito útil para avaliação do projeto de terraplenagem,identificando as áreas mais críticas quanto às geometrias dos cortes e aterros. A Figura 5 ilustrao resultado obtido para um loteamento localizado em Brigadeiro Tobias, Sorocaba (SP). Osvalores negativos (tons de azul) e positivos (amarelo a vermelho) indicam, respectivamente,alturas dos aterros e dos cortes.

No caso estudado, a concepção geral do projeto de terraplenagem prevê uma suavização

geral da topografia da área das quadras e do sistema viário do loteamento, com a implantação deum corte de grande extensão, altura e inclinação acentuadas nos limites sudoeste e sudeste doloteamento, formando um patamar suavizado e com caimento médio para norte. Os serviços deterraplenagem envolverão movimentações significativas de terra, com aterros e cortes comalturas de até 5 m e 17,5 m, respectivamente e em grandes extensões (Figura 5).

A análise de estabilidade utilizando o programa Geostudio 2004 foi realizada em uma seçãotopográfica do talude de corte mais acentuado proposto no projeto de terraplenagem. Este taludeapresenta amplitude total em torno de 20 m e inclinação média de 38o ou 78%. Foramconsideradas duas condições de perfil de alteração e de nível d'água (N.A.): solos de alteração dogranito relativamente espessos (mais de 5 m) e rasos (menos de 5m até topo rochoso irregular);níveis d'água posicionados abaixo e acima da base do talude. Após as análises de estabilidade

foram sugeridas adequações geométricas para este talude (Figura 6).

Figura 4. Perfil topográfico do eixo da Rua 10 do loteamento (AUGUSTO FILHO, 2014).

Figura 5. Mapa de aterro e corte do loteamento (AUGUSTO FILHO, 2015).


10/10


Figura 6. Análise de estabilidade do talude de corte crítico do loteamento. (AUGUSTO FILHO, 2015).

5. CONCLUSÕES

O método proposto tem se mostrado eficiente para apoiar a elaboração de laudos geológico-geotécnicos de projetos de loteamentos em todas as etapas envolvidas neste tipo de estudo eatendendo suas diferentes demandas técnicas e escopos. O SIG é uma ferramentacomputacional muito útil para realização destes estudos técnicos e com grande potencial paranovas aplicações, além das apresentadas neste artigo.

REFERÊNCIAS

AUGUSTO FILHO, O. (2011) Análise de métodos de interpolação de modelo digital de terreno eaplicação em SIG de gestão de riscos geotécnicos e ambientais em oleodutos In: CONGRESSOBRASILEIRO DE GEOLOGIA DE ENGENHARIA E AMBIENTAL, 13, São Paulo. Anais. SãoPaulo: ABGE, 2011. v.1. p.1 - 9.

AUGUSTO FILHO, O. (2012) Sistemas de Informações Geográficas aplicados à Engenharia Ambiental In: Engenharia Ambiental: Conceitos, Tecnologia e Gestão. 1ed. Rio de Janeiro:Elsevier, 2012, v.1, p. 637-661.

AUGUSTO FILHO, O. (2014) Laudo geológico-geotécnico do loteamento Jardim ResidencialTrianon (Alumínio, SP). 40p.

AUGUSTO FILHO, O. (2015) Laudo geológico-geotécnico do loteamento Jardim Vista Verde -Brigadeiro Tobias (Sorocaba, SP). 37p.

DEPARTAMENTO DE ÁGUAS E ENERGIA ELÉTRICA DO ESTADO DE SÃO PAULO – DAEE(1990) Controle de erosão: bases conceituais e técnicas. 2ª Ed. 1990. 92p.

ENVIRONMENTAL SYSTEMS RESEARCH INSTITUTE – ESRI (1997) Getting to know ArcViewGIS for everyone. ESRI, California, EUA. 1997, (2a edição). 500 p.

GRUPO DE ANÁLISE E APROVAÇÃO DE PROJETOS HABITACIONAIS DO ESTADO DE SÃOPAULO – GRAPROHAB (2012) Certificado GRAPROHAB n. 414/2012. 4p.

GRUPO DE ANÁLISE E APROVAÇÃO DE PROJETOS HABITACIONAIS DO ESTADO DE SÃOPAULO – GRAPROHAB (2015) Indeferimento ao protocolo GRAPROHAB 12535. 9p.

INSTITUTO DE PESQUISAS TECNOLÓGICAS DO ESTADO DE SÃO PAULO – IPT (1987)

Loteamentos: manual de recomendações para elaboração de projeto. Publicação IPT 1736.SECRETARIA DA HABITAÇÃO DO ESTADO DE SÃO PAULO – SEHAB (2011) Manual deorientação para aprovação de projetos habitacionais, São Paulo, 2011.128p.

Documents

Sig Em Laudos Geotecnicos Risco