Cartografia Geotécnica

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Introdução à 
CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA 
Seminários em Ciências da Engenharia da Terra 
M. F. Costa Pereira 
http://geomuseu.ist.utl.pt/SEMINAR2011 
Carta geotécnica (Engineering geological map) 
Contém informações sobre as características e 
propriedades do solo e do subsolo de uma 
determinada região 
Instrumento de trabalho da Engenharia Geológica 
Avaliação do comportamento e previsão dos problemas 
geológicos e geotécnicos 
Cartografia que contém informações de índole 
geológico-geotécnica necessárias para a 
planeamento e gestão do território e, para os 
projectos, construção e manutenção de obras de 
engenharia 
(1) Discussão alargada do tema in http://www.rc.unesp.br/igce/aplicada/ead/cartas/carta03.html 
(1) 
A utilidade das Cartas Geológicas 
 Topografia 
 
 Litologias 
 
 Estrutura das formações geológicas 
 
 Tectónica frágil e dúctil 
 
 Informação hidrogeológica 
 
 Informação sobre recursos geológicos 
 
 Informação arqueológica 
As limitações das Cartas Geológicas 
 Não contêm dados quantitativos das propriedades 
físicas e mecânicas, nem dados referentes às 
heterogeneidades e anisotropia dos materiais 
 
 Não apresentam os componentes do meio 
geológico com significado geotécnico e a sua 
influência nos trabalhos de planeamento e de 
engenharia 
 
 Não contêm informação sobre a dinâmica do meio 
geológico relativamente à engenharia 
 
Conteúdos gerais das cartas geotécnicas 
 Descrição e classificação geotécnica dos solos e 
das rochas 
 
 Propriedades físicas e mecânicas dos materiais 
 
 Condições e processos geomorfológicos 
 
 Processos dinâmicos 
 
Factores condicionantes do conteúdo, pormenor e 
grau de complexidade das cartas geotécnicas 
 Escala e extensão 
 
 Objectivos concretos a atingir 
 
 Importância dos diferentes factores geológico- 
 geotécnicos e respectivas relações 
 
 Informação disponível, dados e representatividade 
 
 Técnicas de representação 
 
UTILIDADE DAS CARTAS GEOTÉCNICAS 
 Informação descritiva (materiais e processos 
geológicos) 
 
 Dados quantitativos (meio geológico, propriedades 
físicas e mecânicas dos materiais) 
 
 Informação Interpretativa com relevo para as 
aplicações geotécnica ou de engenharia 
AJUDA INSUBSTITUÍVEL PARA O PROJECTO RACIONAL DAS 
OBRAS, NA PREVISÃO DOS PROBLEMAS GEOLÓGICO-
GEOTÉCNICOS DE REGIÕES PARTICULARES, PLANIFICAÇÃO 
DAS INVESTIGAÇÕES IN SITU E NA INTERPRETAÇÃO DOS 
RESULTADOS DOS ENSAIOS DE CAMPO E DE LABORATÓRIO 
CARTAS GEOTÉCNICAS 
OBJECTIVO CONTEÚDO ESCALA 
PLANEAMENTO REGIONAL 
 
INFORMAÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA BÁSICA 
 
 
OBRAS GEOTÉCNICAS 
 
INFORMAÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA ESPECÍFICA 
UNESCO - INTERNATIONAL ASSOCIATION OF ENGINEERING GEOLOGY (1976) 
Específico - apresenta informação sobre um aspecto 
particular de engenharia geológica ou sobre um 
objectivo concreto (aterro para resíduos, traçados de 
caminhos de ferro, condições do terreno para fundação 
de uma barragem, escavações subterrâneas, etc.). 
 
Múltiplo ou geral - apresenta informação referente a 
diversos aspectos da engenharia geológica, para 
diversos objectivos e utilizações geotécnicos. 
CARTAS GEOTÉCNICAS 
OBJECTIVO CONTEÚDO ESCALA 
UNESCO - INTERNATIONAL ASSOCIATION OF ENGINEERING GEOLOGY (1976) 
Temático ou analítico – contém detalhes ou avalia um 
componente do meio geológico (ex. Grau de meteorização, 
grau de fracturação) 
 
Integrado – a) inclui os condiconalismos de todos 
componentes principais do meio geológico; b) divide o 
território em zonas geotécnicas homogéneas 
 
Auxiliar – apresenta dados concretos sobre algum 
aspecto geológico ou geotécnico 
 
Complementar – informação básica sobre algum 
aspecto geológico, geomorfológico, hidrogeológico, etc. 
CARTAS GEOTÉCNICAS 
OBJECTIVO CONTEÚDO ESCALA 
UNESCO - INTERNATIONAL ASSOCIATION OF ENGINEERING GEOLOGY (1976) 
 
Grande escala (local) > 1:10 000 
 
Escala média 1:10 000 a 1:100 000 
 
Pequena escala (regional) < 1:100 000 
 
CARTAS GEOTÉCNICAS 
OBJECTIVO CONTEÚDO ESCALA 
CARTAS DE AVALIAÇÃO GEOTÉCNICA DO TERRENO 
 
Informação essencialmente qualitativa com 
classificações gerais, zonas problemáticas, aptidão 
do terreno para diversos usos, etc 
CARTAS DE CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA 
 
Informação quantitativa de propriedades e 
indicadores geotécnicos 
CARTAS DE AVALIAÇÃO GEOTÉCNICA DO 
TERRENO 
 
 Interpretação da cartografia geológica (1:50 000 e 
1:100 000), legenda de origem geológica – utilidade 
limitada 
 
 Características geotécnicas das formações 
superficiais (1:25 000 a 1:100 000) 
 
 Coberturas, solos, aluviões, etc. 
 
 Caracterização qualitativa (por vezes quantitativa) 
e zonamento geral pouco pormenorizado 
CARTAS DE CARACTERIZAÇÃO 
GEOTÉCNICA 
 
 Caracterização global do terreno (1:25 000 a 1:50 000) - 
grandes unidades geotécnicas, com dados de 
propriedades e indicadores de qualidade 
 
 Zonamento geotécnico para projectos de 
engenharia (1:5 000 a 1:25 000) – informação quantitativa 
de acordo com a aplicação (fundações, taludes, 
escavações, materiais de construção, etc.) 
 
 Cartografia geotécnica de pormenor (1:100 e 1:2 000) – 
informação e dados geotécnicos para uma obra concreta 
CONTEÚDO DAS CARTAS GEOTÉCNICAS 
 Topografia e toponímia 
 Distribuição e descrição litológica das unidades 
 geológicas 
 Espessura dos solos, formações superficiais e rochas 
 alteradas 
 Descontinuidades e dados estruturais 
 
 Classificação geotécnica de solos e rochas 
 Propriedades de solos e rochas 
 Condições hidrogeológicas 
 Condições geomorfológicas 
 Processos dinâmicos 
 
 Investigações prévias existentes 
 Riscos geológicos 
CLASSIFICAÇÃO E PROPRIEDADES GEOTÉCNICAS 
DE SOLOS E DE ROCHAS 
Propriedades Geológicas vs. Propriedades Geotécnicas 
Composição mineralógica 
e litologia 
 
 
Textura e Estrutura 
 
 
Condições hidrogeológicas 
 
 
 
Frequência, distribuição e 
tipo de fracturas. Grau de 
alteração 
Densidade e plasticidade dos 
solos; dureza, resistência, 
alterabilidade das rochas 
 
Comportamento mecânico 
(densidade e porosidade) 
 
Consistência dos solos, 
condições de alteração em 
solos e rochas 
 
Resistência, deformabilidade 
e permeabilidade 
CLASSIFICAÇÃO E PROPRIEDADES GEOTÉCNICAS 
DE SOLOS E DE ROCHAS 
Parâmetros geotécnicos a representar na cartografia 
 Densidade 
 Porosidade 
 Consistência e Actividade 
 Permeabilidade 
 Resistência à compressão simples e à tracção 
 Parâmetros resistentes 
 Deformabilidade 
 Durabilidade ou alterabilidade 
CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA DE SOLOS (USCS) 
E DE ROCHAS (ISRM) E CORRELAÇÕES EMPÍRICAS 
CLASSIFICAÇÃO E PROPRIEDADES GEOTÉCNICAS 
DE SOLOS E DE ROCHAS 
 Classificação litológica de rochas 
 
 Descrição e Classificação geológico-geotécnica das 
rochas e maciços rochosos 
 
 Matriz rochosa cor, textura, estrutura, porosidade, alteração e resistência 
 
 Maciço rochoso estrutura, nº descontinuidades, tamanho e forma dos 
 blocos, grau e perfil de meteorização 
 
 Características das descontinuidades 
 
 Classificação e descrição geológico-geotécnica dos 
solos 
 
 Número e tipo tamanho do grão, matéria orgânica, plasticidade, 
 origem do depósito 
 
 Descrição do material cor, forma e composição, estado de alteração,resistência 
Metodologia 
IAEG (1981) 
Mapa Geotécnico geral de uma região de Toledo (González de Vallejo et al.,2004) 
(cont.) 
Mapa com características geomecânicas e factores com incidência na construção 
Região de 
Zaragoza 
González de Vallejo 
et al.(2004) 
(cont.) 
CONDIÇÕES HIDROGEOLÓGICAS 
A presença da água condiciona a escolha dos locais 
de implantação das obras e tem, frequentemente, um 
impacto muito negativo ao nível da prática da 
engenharia ligada à construção dessas obras 
 
 
Cerca de 75% dos problemas geotécnicos 
relacionam-se directa ou indirectamente com 
a presença da água 
 
Por outro lado, a construção de grandes obras de 
engenharia pode afectar as condições 
hidrogeológicas pré-existentes, criando ou 
amplificando os problemas geotécnicos associados 
CONDIÇÕES HIDROGEOLÓGICAS 
 Prever as variações hidrogeológicas no 
terreno provocadas pelas actividades de 
engenharia 
 
 Evitar, minimizar ou controlar as 
variações hidrogeológicas 
OBJECTIVOS 
Devem ser cartografadas as zonas inundadas no 
passado e as potencialmente inundáveis, assim 
como a frequência e o período de retorno das 
inundações 
CONDIÇÕES HIDROGEOLÓGICAS – Dados Importantes 
 Distribuição da água e teor em água dos materiais 
 
 Formações aquíferas 
 
 Lagos, rios, nascentes 
 
 Níveis piezométricos, profundidade e flutuações 
(Estações do ano e outras) 
 
 Aquíferos confinados 
 
 Fluxos, direcção e velocidade 
 
 Zonas e condições de infiltração 
 
 Parâmetros hidrológicos: permeabilidade 
 
 Propriedades hidroquímicas e qualidade da água 
CONDIÇÕES GEOMORFOLÓGICAS 
OBJECTIVOS 
 Conhecer os processos geradores de 
instabilidade 
 
 Identificar as zonas instáveis 
 
 Escolher os melhores locais para a 
implantação e os traçados das obras de 
engenharia 
CONDIÇÕES GEOMORFOLÓGICAS – Dados Importantes 
 Topografia 
 
 Elementos do relevo (vales, terraços, vertentes, 
escarpas, etc.) 
 
 História recente e desenvolvimento da paisagem e 
do relevo e sua relação com a geologia 
 
 Origem, evolução e idade dos elementos 
geomorfológicos 
 
 Relação com a hidrogeologia 
 
 Relação com processos geodinâmicos internos e 
externos 
 
 Previsões de processos de erosão, assentamentos, 
movimentos de vertente, etc. 
PROCESSOS DINÂMICOS 
OBJECTIVOS 
 Obter informações espaciais e temporais 
sobre os processos geo dinâmicos 
internos e externos 
 
 Efectuar a análise de Riscos Geológicos 
 
Perigosidade 
Vulnerabilidade 
 
PROCESSOS DINÂMICOS – Dados Importantes 
 Localização e extensão dos processos 
 
 Limites e traços morfológicos associados 
 
 Idade (datação) 
 
 Intensidade e frequência de ocorrência 
 
 Grau de actividade, velocidade 
 
 Condições, causas e factores condicionantes 
 
 Previsões de processos potenciais 
R = P . V. C 
R – Risco 
P – Perigosidade 
V – Vulnerabilidade 
C – Custo/valor do elemento exposto 
Mapa de inventário 
de deslizamentos 
 Alcoy - Alicante 
(González de Vallejo et al.,2004) 
Fotografia aérea 
+ 
Reconhecimento 
de campo 
Informação suporte das cartas geotécnicas 
É comum não existirem mapas geológicos à 
escala requerida pelas obras 
 
Quando são necessários mapas de escala média 
ou grande, recorre-se normalmente aos mapas 
disponíveis na escala 1:50 000 ou 1:25 000, 
complementando-os com levantamentos de 
campo detalhados 
Mapa geológico básico 
+ 
 Fundo topográfico 
ZONAMENTO GEOTÉCNICO 
Consiste na classificação de zonas geotecnicamente 
homogéneas, que podem incluir diferentes idades 
geológicas – UNIDADES GEOTÉCNICAS. São divisíveis 
em subunidades 
 
O pormenor e grau de homogeneidade depende da 
escala, do objectivo e dos dados disponíveis 
 
Nos mapas específicos para aplicações concretas, o 
zonamento deve basear-se nos parâmetros ou 
condições geotécnicas e nos fenómenos ou processos 
geológicos que dizem respeito ao objectivo do mapa 
Qual o objectivo do mapa ? 
UNIDADES PARA CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA 
Designação Tipo de Uniformidade 
TIPO GEOTÉCNICO 
(ESCALA GRANDE) 
 
 
TIPO LITOLÓGICO 
(ESCALA GRANDE OU MÉDIA) 
 
 
COMPLEXO LITOLÓGICO 
(ESCALA MÉDIA A PEQUENA) 
 
 
 
CONJUNTO LITOLÓGICO 
(ESCALA PEQUENA) 
Litológica e física 
Valores médios das propriedades 
 
Composicional, textural e estrutural 
Intervalo de valores 
 
Genética e de tectónica - grupos de 
tipos litológicos relacionados 
Dados de litologias individuais e 
comportamento geral da unidade 
 
Genética e de tectónica - vários 
complexos litológicos 
Propriedades geotécnicas muito gerais 
IAGEG (1981); Unesco - IAEG (1976) 
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REPRESENTAÇÃO DOS DADOS 
MAPA + LEGENDA + MEMÓRIA* 
 
Não existe um procedimento padrão, entre as 
principais associações de Engenharia Geológica, em 
relação aos dados representados nas cartas e no modo 
como são apresentados 
* Inclui resultados dos reconhecimentos e investigações 
realizadas, os dados obtidos, as metodologias e critérios 
utilizados para elaborar o mapa, sendo frequente incluir as 
classificações geológico-geotécnicas dos materiais, 
colunas de sondagens, folhas de resultados de ensaios e 
fotografias com aspectos de interesse geotécnico 
REPRESENTAÇÃO DA INFORMAÇÃO NO MAPA 
 Atribuição de propriedades geológico-
geotécnicas às diferentes unidades 
estabelecidas 
 
 Delimitação as zonas homogéneas 
relativamente a propriedades individuais 
 
 Zonamento em unidades geotécnicas 
homogéneas e indexando valores 
quantitativos 
 
 Isolinhas de valores quantitativos 
Exemplos de diagramas para representação 
de dados pontuais 
sondagens 
ensaios 
APLICAÇÕES INFORMÁTICAS E SIG 
 Tratamento automático dos dados 
 
 Mapas de elementos ou factores 
individuais ou combinados entre si 
 
 Preparação de bases de dados 
 
 Actualização contínua dos mapas com 
dados e informação 
 Preparação de modelos 3D e simulação 
de acções sobre o terreno 
CORTES GEOTÉCNICOS 
 Profundidades pelo menos iguais às da região de trabalho 
 
 Não incluir interpretações subjectivas 
Imprescíndíveis em projectos de fundações, barragens, 
obras subterrâneas, etc. 
Perfil de sectorização geomecânica de um túnel 
González de 
 Vallejo 
et al.(2004) 
(Legenda perfil anterior) 
* ** 
* Ripável - Removível com rippers ** desmonte com explosivos 
Os métodos de obtenção de dados com vista à criação 
de mapas geotécnicos devem incluir os métodos 
habituais em engenharia geológica, complementados 
com 
 
MÉTODOS DE PROSPECÇÃO INDIRECTA 
MÉTODOS DE PROSPECÇÃO DIRECTA 
 
de acordo com o tipo e objectivo do mapa e da 
complexidade da zona em estudo. O tempo disponível 
também poderá condicionar a realização destes 
mapas. 
 
A fase final compreende 
 
SELECÇÃO, ANÁLISE, INTERPRETAÇÃO DOS DADOS 
Método Dados para cartografia geotécnica 
Foto-interpretação e teledeteção Cartografia de solos e rochas 
Estruturas geológicas 
Hidrologia e redes de drenagem 
Processos dinâmicos 
Reconhecimento e recolha de 
dados de Campo 
Aspectos geológicos e geomorfológicos 
Dados e medidas geológico-geotécnicas 
Métodos geofísicos Resistividade eléctrica: 
Porosidade, fracturação, saturação, salinidade 
Profundidade do nível freático 
Profundidade do substrato rochoso 
Sísmica: 
Densidade,módulo de deformação 
Grau e profundidade de zonas alteradas 
Profundidade do substrato rochoso 
Sondagens, valas e amostras Colheita de amostras representativas 
Observação directa dos materiais 
Propriedades físicas e características do terreno 
Condições hidrogeológicas 
Ensaios in situ Propriedades resistentes e deformacionais 
Tensões naturais 
Permeabilidade, pressão de água 
Dados de ensaios em sondagens 
Ensaios de laboratório Propriedades físicas e mecânicas dos materiais 
PLANEAMENTO DO TERRITÓRIO 
MAPAS INTEGRADOS COM DIVERSOS 
ASPECTOS GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS 
REGIONAL LOCAL E URBANO 
 
 SELECÇÃO DOS LOCAIS ADEQUADOS, 
AMBIENTALMENTE FAVORÁVEiS OU SUSTENTÁVEIS 
 
 SOLUÇÃO DE COMPROMISSO ENTRE ASPECTOS 
TÉCNICOS, ECONÓMICOS E AMBIENTAIS 
 
 SOLUÇÃO DE PROBLEMAS DURANTE AS FASES DE 
DESENVOLVIMENTO, PROJECTO E CONSTRUÇÃO 
 
(ESCALAS MÉDIA E PEQUENA) 
A – Muito expansivo 
B – Expansivo 
C – Ligeiramente expansivo 
D – Não expansivo 
Afloramentos 
 rochosos 
ou com 
coberturas < 2m 
Mapa geotécnico geral (Tenerife) 
(G
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) 
ENGENHARIA 
ESTUDOS PRÉVIOS OU DE VIABILIDADE PARA SELECÇÃO DE 
LOCALIZAÇÃO DE OBRAS OU DE TRAÇADOS 
 
INFORMAÇÃO E DADOS PARA O PROJECTO 
E CONSTRUÇÃO DA OBRA 
MAPA + CORTES OU PERFIS GEOTÉCNICOS 
(ESCALA GRANDE) 
 Localização das sondagens e investigações realizadas 
 Processos dinâmicos (deslizamentos e subsidências), áreas 
instáveis e riscos geológicos 
 Aptidão geotécnica para fundações e suportes 
 Taludes em escavações 
 Localização e qualidade dos materiais de empréstimos 
Cidade de Cartagena – Murcia (González de Vallejo et al.,2004) 
Legenda simplificada. Escala 1:15 000 
Bibliografia recomendada 
 
Geological Society of London (1972). The preparation of maps and 
plans in terms of engineering geology. Qt. J1. Engineering Geology, 
voI 5, pp. 239-381. 
 
IAEG (1981). Rock and soils description and classification for 
engineering geological mapping. Report by the IAEG Commission 
on Engineering Geologi-cal Mapping. BulI. of the IAEG, n.º 24, pp. 
235-274. 
 
UNESCO-IAEG (1976). Engineering geological mapping. A guide to 
their preparation. Commision on Engineering Geological Maps of 
the IAEG. Earth Sciences, 15. The Unesco Press. 
 
Referência principal da apresentação 
 
González de Vallejo, L.; Ferrer M.; Ortuño L. & Oteo C. (2004). 
Ingeniería Geológica. Pearson Educación, Madrid. 744 p.