Mapeamento geológico-geotécnico para análise de estabilidade de talude no KM 138 da BR-277 – Balsa Nova (PR)

Abstract

Resumo: O estudo de estabilidade de taludes rodoviários tem grande importância em um país que depende muito dos transportes pelas rodovias, como o Brasil. Em novembro de 2022 ocorreram desestabilizações em taludes de rodovias como a BR-277 e a BR-376, em trechos da Serra do Mar, deixando vítimas e afetando o trânsito por meses. O local de estudo deste trabalho é na rodovia BR-277, no km 138, próximo ao portal de São Luiz do Purunã em Balsa Nova (PR), o talude é rochoso, possui 300 metros de extensão e ocorreram rupturas em abril e outubro de 2022, o que interditou, por algumas horas a pista. Portanto, neste estudo, buscou-se mapear a face do talude, onde houve essa ruptura, a fim de analisar sua estabilidade. Esse mapeamento constitui-se em levantar perfis e seções geológicas-geotécnicas para averiguar as rochas deste afloramento, realizando uma caracterização geotécnica do maciço rochoso. Também foi utilizada a ferramenta de análise cinemática para determinar a predisposição do maciço para rupturas e para entender o mecanismo de ruptura dos eventos já ocorridos no talude. Nesse corte de estrada afloram rochas sedimentares que pertencem a formação Lagoa Azul, da Bacia do Paraná, sendo que as principais unidades mapeadas foram as intercalações centimétricas de diamictito e arenito. A caracterização geotécnica realizada em campo mostrou que o diamictito é uma rocha branda que se encontra com grau baixo de coerência (C5) e extremamente alterada (A4), sendo muito suscetível a erosão e desagregação, enquanto que o arenito é mais coerente, porém friável. Processos esses, que foram intensificados pela alta pluviosidade no local durante o ano de 2022. A intercalação dos dois litotipos, ocasionou um intemperismo diferencial e fez com que os blocos de arenitos das camadas sobrejacentes perdessem sustentação e caíssem. Considerando que, a vertente do talude possui atitude N75E/ 85SE, foram mapeadas quatro famílias de descontinuidades, dentre elas, as fraturas: F1 de atitude N80W/ 85SW, a F2 de N50E/80NW, a F3 de N5E/75NW e a F4 correspondente aos planos de contato litológico. As famílias F1 e F2 formam um par conjugado de fraturas e elas condicionaram a quebra em blocos dos arenitos, cujas dimensões podem variar entre 20 e 115 cm, a depender do espaçamento entre as fraturas, sendo no geral, um maciço pouco fraturado. Conclui-se que, devido ao fator estratigráfico, à baixa coerência do diamictito e pelo fraturamento do maciço, que o movimento gravitacional ocorrido foi o de queda de blocos. O talude foi então setorizado, indicando que há o risco de novas quedas em alguns dos seus setores. Mediante desse cenário instável, recomendou-se primeiramente, a retirada dos blocos instáveis, para depois realizar a contenção por manta geotêxtil com revegetação, de telas metálicas e de concreto projetado, contendo assim, a erosão superficial e a queda de novos blocos

Abstract: The study of stability of road slopes has great importance in a country that heavily relies on transportation through highways, such as Brazil. In November 2022, slope destabilizations occurred on highways such as BR-277 and BR-376, in stretches of the Serra do Mar, leaving victims and affecting traffic for months. The study location of this work is on highway BR-277, at km 138, near the São Luiz do Purunã portal in Balsa Nova (PR), the slope is rocky, has 300 meters of extension, and ruptures occurred in April and October 2022, which closed the lane for a few hours. Therefore, in this study, the aim was to map the slope face, where this rupture occurred, in order to analyze its stability. This mapping consists of raising geological-geotechnical profiles and sections to investigate the rocks of this outcrop, performing a geotechnical characterization of the rock mass. The kinematic analysis tool was also used to determine the predisposition of the mass to ruptures and to understand the mechanism of rupture of the events that have already occurred on the slope. In this road cut, sedimentary rocks belonging to the Lagoa Azul formation of the Paraná Basin outcrop, and the main mapped units were the centimeter-thick intercalations of diamictite and sandstone. The geotechnical characterization carried out in the field showed that diamictite is a soft rock with low coherence (C5) and extremely altered (A4), being highly susceptible to erosion and disintegration, while sandstone is more coherent but friable. These processes were intensified by the high rainfall in the area during the year 2022. The intercalation of the two lithotypes caused differential weathering and made the sandstone blocks of the overlying layers lose support and fall. Considering that the slope face has an N75E/85SE attitude, four families of discontinuities were mapped, among them fractures: F1 with an N80W/85SW attitude, F2 with an N50E/80NW attitude, F3 with an N5E/75NW attitude, and F4 corresponding to lithological contact planes. Families F1 and F2 form a conjugate pair of fractures and conditioned the block breaking of the sandstones, whose dimensions can vary between 20 and 115 cm, depending on the spacing between the fractures, being generally a little fractured mass. It is concluded that due to the stratigraphic factor, the low coherence of the diamictite, and the fracturing of the mass, the gravitational movement that occurred was block fall. The slope was then sectorized, indicating the risk of new falls in some of its sectors. Given this unstable scenario, it was recommended, first of all, the removal of unstable blocks, and then to carry out the containment using geotextile mants with revegetation, metal screens and projected concrete, containing surface erosion and the fall of new blocks