Você sabe o que é a fortificação de maciço rochoso? Esse é um sistema muito importante para a Engenharia Civil, de Minas e Geotécnica, uma vez que visa garantir a melhoria da condição de estabilidade das obras.

A fortificação, que pode ser passiva ou ativa, tem um papel fundamental na segurança das pessoas e na preservação de ativos, como máquinas e equipamentos. Continue com a leitura e saiba mais sobre o assunto!

O que é um maciço rochoso?

Os maciços rochosos consistem em unidades geológicas que compõem a superfície da Terra. Eles são essencialmente formados por aglomerados de rochas, sejam elas ígneas, sedimentares ou metamórficas, bem como pelas descontinuidades. Observe que desse sistema complexo são derivadas as características e comportamentos hidráulico e geomecânico.

Com o caráter dinâmico da superfície terrestre, o desenvolvimento de intemperismo influencia as principais propriedades geotécnicas dos maciços, intensificando a ação da gravidade — que representa um dos mecanismos instabilizantes no ponto de vista da Engenharia.

Por que os maciços rochosos são classificados?

A classificação dos maciços rochosos é importante para auxiliar na definição das características geotécnicas de determinada área. Por isso, deve ser realizada antes de se iniciar um projeto de Engenharia.

Esse tipo de estudo é realizado por meio de observações e ensaios realizados em campo ou em laboratório. De maneira simplificada, as etapas de classificação consistem em:

• realizar um mapeamento geológico da área para classificação das rochas;
• elaborar um estudo de descontinuidades por meio de observação e ensaios in situ;
• caracterizar rochas mecanicamente, em laboratório e em campo;
• definir a descrição de propriedades físicas, como composição mineralógica, textura, tamanho do grão, cor, porosidade, grau de saturação, peso específico, permeabilidade, durabilidade, alterabilidade, resistência a compressão, resistência a tração e deformabilidade.

Dessa forma, é possível classificar os diferentes domínios do maciço rochoso em termos de grau de alteração, grau de faturamento e resistência mecânica das estruturas de acordo com as propriedades supracitadas. A partir desses dados, os métodos construtivos e os principais mecanismos estabilizantes serão definidos.

Por fim, tal caracterização é relevante para definição da viabilidade técnico-econômica do projeto, que envolve desde os custos para contração de equipe especializada até o orçamento para implantação do futuro sistema de monitoramento — também denominado instrumentação do maciço rochoso —, responsável por mensurar o desenvolvimento de deformações, assim como alívios de tensões e interações entre descontinuidades. Essas medições alertam quanto a necessidade de medidas preventivas ou corretivas mediante o desenvolvimento de deformações que atingiram limites preestabelecidos.

Quais as classificações dos maciços rochosos?

Ao longo dos anos, em diversos locais, autores criaram classificações que são aplicadas especialmente em obras subterrâneas como túneis com cimbres, sondagens, taludes, galerias de minas, fundações e cavernas. São elas:

• Carga no suporte — elaborada por Terzagui, em 1946;
• Período auto-portante — Lauffer, em 1958;
• New Austrian Tunneling Method (NATM) — Pacher, em 1964;
• RQD — Deere, em 1967;
• Rock Structure Rating (RSR) — Wichham, em 1972;
• Rock Mass Rating (RMR) — Bieniawski, em 1973;
• Q-System — Barton, em 1974;
• Manuel Rocha — Manuel Rocha, em 1976.

Tais sistemas, como o Q-System, podem orientar quanto ao tipo de estruturas de sustentação ou revestimento a serem aplicadas como suportes contínuos e descontínuos.

Quando fazer a fortificação de maciço rochoso?

A fortificação deve ocorrer sempre que um projeto de Engenharia for realizado em locais em que há risco de colapso parcial ou total das galerias, convergência ou outros efeitos de rochas altamente tensionadas.

Então, sempre que a investigação geotécnica para o propósito do projeto, indicar que a estabilidade da estrutura não é satisfatória, torna-se necessário utilizar os métodos de fortificação para garantir condições ideais de estabilidade aos maciços, reduzindo os riscos envolvidos na execução e promovendo a preservação da vida e dos ativos.

Que tipos de fortificação podem ser aplicadas?

Abordaremos dois tipos de fortificações de maciços rochosos: os sistemas ativos e os passivos. Entenda melhor cada um deles!

Sistema passivo

No sistema passivo, é preciso aguardar uma resposta do maciço rochoso a alguma deformação ou aplicação de carga para, só então, começar a atuação do sistema. Esse processo é observável, por exemplo, na aplicação de cordoalhas de aço não protendidas em perfurações preenchidas com calda de cimento, em intersecções de galerias subterrâneas. A aderência da interface cimento-rocha garante a ancoragem do sistema, e a resistência à tração do elemento de aço contribui para absorção dos esforços instabilidades durante a deformação.

Sistema ativo

O sistema ativo, por sua vez, consiste na execução intencional de um sistema que aplique forças de caráter estabilizante sobre o maciço, a fim de conter a movimentação. Tais características são observáveis nos conjuntos de tirantes protendidos em zonas altamente fraturadas, com propósito de aplicar uma tensão confinante que intensifica o imbricamento das rochas e, consequentemente, reduz o desenvolvimento de deformações e movimentação de blocos.

Quais os principais exemplos de fortificação de maciço rochoso?

O desenvolvimento de sistemas de fortificação em obras subterrâneas, como túneis para passagens de veículos e escavações para mineração, demanda maior detalhamento e critério de dimensionamento. Isso porque esse tipo de obra apresenta maior risco do que as que são executadas em uma área a céu aberto, como no caso das rodovias, tendo em vista o caráter de ambiente confinado.

Nesses espaços confinados, algumas funcionalidades se destacam, entre elas:

• retenção de rochas — muito empregado como fortificação protetiva durante a abertura de galerias em descontinuidades, principalmente quando há presença ou a possibilidade de abatimento de chocos;
• reforço — esse tipo de fortificação é muito utilizado em escavações em maciços cujas rochas são competentes do ponto de vista mecânicos, mas apresentam um considerável índice de fraturamento;
• suporte — tipo de fortificação do maciço adotado em situações de escavações que apresentam elevadas deformações, com tendência a convergência das galerias…

Como escolher o tipo de fortificação ideal?

Essa pergunta não tem uma resposta simples. Isso porque não existe uma solução que pode ser aplicada em todos os casos, assim como não existe um sistema melhor que o outro. 

Tendo em vista que uma obra em um maciço rochoso altera as condições de equilíbrio naturais — tanto em relação à tensão, resistência, como às condições hidráulicas — a escolha do método mais eficiente deve levar em conta o tipo de mecanismo de ruptura que pode ocorrer no local.

No mais, para alcançar maior eficiência, é essencial prever e monitorar os movimentos dos maciços rochosos, além de aplicar devidamente os métodos de classificação e realizar uma execução adequada do sistema escolhido.

Para além do aspecto técnico, também é importante considerar o viés econômico. Assim, é possível otimizar o orçamento para atingir os coeficientes de segurança que são necessários para a obra em questão. 

Como você pôde ver, a fortificação de maciço rochoso diz respeito a sistemas de intervenção que visam melhorar a condição de segurança e reduzir os riscos de determinada obra. E, para ser efetivo, deve-se aplicar o método baseando-se em dados confiáveis que permitam a definição e dimensionamento.

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