422) PROCEDIMENTO BÁSICO DE TOPOGRAFIA PARA OBRAS DE CONTENÇÃO
METODOLOGIA DE TRABALHO
TOPOGRAFIA
GEOTECNIA OBRAS DE CONTENÇÕES
Engenheiros Responsáveis:
LUIZ ANTONIO NARESI JÚNIOR / FERNANDO SCHIMIDT
RELATÓRIO TÉCNICO
13/02/2023
1. OBJETIVO
O objetivo deste trabalho é elaborar um relatório sobre “Metodologia de Trabalho – Serviços de Topografia em áreas destinadas a Obras de Geotecnia / Contenções, ao longo da Malha Ferroviária da MRS Logística S.A.
Serão descritas os métodos e equipamentos utilizados, assim como programas e metodologias utilizadas para projeto e execução, assim como formas de medição serviços utilizados.
Serão expostos a instrumentação e monitoramento necessários ao controle de deslocamentos horizontais, verticais e nível d’água.
2. INTRODUÇÃO
Inicialmente será abordado os principais instrumentos de medição relacionados a levantamento topográfico e monitoramento das obras de geotécnica com suas principais funções.
Após este conhecimento das ferramentas de levantamentos topográfico e monitoramento e controle será apresentado a metodologia de criação do modelo digital do terreno (M.D.T.)– Primitivo e Projetado. E as formas de se obter os volumes.
3. OBRAS DE GEOTECNIA – NBR 13.133
A topografia utilizada nas obras de geotecnia devem obedecer às Normas da NBR – 13.133 – Execução de levantamento topográfico, que fixa as condições exigíveis para a execução de levantamento topográfico destinado a obter:
conhecimento geral do terreno: relevo, limites, confrontantes, área, localização, amarração e posicionamento;
informações sobre o terreno destinadas a estudos preliminares de projetos;
informações sobre o terreno destinadas a ante-projetos ou projetos básicos;
informações sobre o terreno destinadas a projetos executivos.
Figura 1: Imagem de um do local onde há trabalho de contenção.
MRS Logistica SA
Fonte: Progeo 2023
As condições exigíveis para a execução de um levantamento topográfico devem compatibilizar medidas angulares, medidas lineares, medidas de desníveis e as respectivas tolerâncias em função dos erros, selecionando métodos, processos e instrumentos para a obtenção de resultados compatíveis com a destinação do levantamento, assegurando que a propagação de erros não exceda os limites de segurança inerentes a esta destinação.
3.1 DEFINIÇÕES
Para os efeitos deste Trabalho são adotadas as definições de 3.1.1 a 3.1.7.
3.1.1 Apoio geodésico planimétrico
Conjunto de pontos, materializados no terreno, que proporciona aos levantamentos topográficos o controle de posição em relação à superfície terrestre determinada pelas fronteiras do país, referenciando-os ao datum planimétrico do país
Para tal utiliza-se o Sistema Geodésico Brasileiro – SIRGAS 2000.
Apoio topográfico altimétrico – é utilizado um datum de referência fornecido pelas leituras do equipamento. Altura, em função do elipsoide utilizado.
Em casos especiais pode-se utilizar as altitudes geométricas. Conjunto de pontos, materializados ao longo da ferrovia, que proporciona aos levantamentos topográficos o controle de posição em relação à superfície terrestre determinada, referenciando-os ao datum planimétrico do país. RNN – Localizada em Imbituba – Santa Catarina.
Apoio topográfico planimétrico - Conjunto de pontos, materializados no terreno, com coordenadas cartesianas (x e y) obtidas a partir de uma origem no plano topográfico, que serve de base planimétrica ao levantamento topográfico.
3.1.2 Levantamento de Detalhes
Conjunto de operações topográficas clássicas (poligonais, irradiações, interseções, ou por ordenadas sobre uma linha-base), destinado à determinação das posições planimétrica e/ou altimétrica dos pontos, que vão permitir a representação do terreno a ser levantado topograficamente a partir do apoio topográfico. Estas operações podem conduzir, simultaneamente, à obtenção da planimetria e da altimetria, ou então, separadamente, se condições especiais do terreno ou exigências do levantamento obrigarem à separação.
3.1.3 Levantamento Topográfico
Conjunto de métodos e processos que, através de medições de ângulos horizontais e verticais, de distâncias horizontais, verticais e inclinadas, com instrumental adequado à exatidão pretendida, primordialmente, implanta e materializa pontos de apoio no terreno, determinando suas coordenadas topográficas. A estes pontos se relacionam os pontos de detalhes visando à sua exata representação planimétrica numa escala predeterminada e à sua representação altimétrica por intermédio de curvas de nível, com eqüidistância também predeterminada e/ou pontos cotados.
3.1.4 Sistema Geodésico Brasileiro
Conjunto de pontos geodésicos descritores da superfície física da Terra, implantados e materializados na porção da superfície terrestre delimitada pelas fronteiras do país, com vistas às finalidades de sua utilização, que vão desde o atendimento a projetos internacionais de cunho científico, passando pelas amarrações e controles de trabalhos geodésicos e cartográficos, até o apoio aos levantamentos no horizonte topográfico, onde prevalecem os critérios de exatidão sobre as simplificações para a figura da Terra. Estes pontos são determinados por procedimentos operacionais associados a um sistema de coordenadas geodésicas, calculadas segundo modelos geodésicos de precisão, compatíveis com as finalidades a que se destinam, tendo como imagem geométrica da Terra o Elipsóide de Referência o SIRGAS 2000. Como este elipsóide é o mesmo que o adotado no sistema de representação cartográfica UTM (Universal Transversa de Mercator) pela Cartografia Brasileira, há uma correspondência matemática biunívoca entre as coordenadas geodésicas dos pontos do SGB e as suas homólogas plano-retangulares nos sistemas parciais UTM, o que vem a facilitar as amarrações e os controles dos levantamentos cartográficos e topográficos com o emprego das coordenadas UTM, por serem estas planas, enquanto aquelas arcos de meridianos e paralelos.
3.1.5 Rede de Referencia Cadastral
Rede de apoio básico de âmbito da ferrovia para todos os levantamentos que se destinem a projetos, cadastros ou implantação de obras, sendo constituída por pontos de coordenadas planialtimétricas materializados no terreno, referenciados a uma única origem (Sistema Geodésico Brasileiro - SGB) e a um mesmo sistema de representação cartográfica, permitindo a amarração e conseqüente incorporação de todos os trabalhos de topografia num mapeamento de referência cadastral. Compreende, em escala hierárquica quanto à exatidão, os pontos geodésicos (de precisão e de apoio imediato), pontos topográficos e pontos reverenciadores da ferrovia, todos codificados, numerados e localizados no mapeamento de referência cadastral.
3.1.6 Levantamento Topográfico Planialtimétrico
Levantamento topográfico planimétrico acrescido da determinação altimétrica do relevo do terreno, linhas de crista e pé de erosões, afloramento de rochas, cadastramento arbóreos e da drenagem natural e artificial, e as interferências com outros modais.
3.1.7 Desenho Topográfico Final
Peça gráfica realizada, a partir do original topográfico, quadriculada previamente, em formato definido nas NBR 8196, NBR 8402, NBR 8403, NBR 10068, NBR 10126, NBR 10582 e NBR 10647, com área útil adequada à representação do levantamento topográfico, comportando, ainda, moldura e identificadores segundo modelo definido pela destinação do levantamento e padrões da MRS Logística.
4. EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
Para a execução das operações topográficas previstas nestas atividades são indicados os seguintes instrumentos:
4.1.1 Sistema de Posicionamento Global: GPS – RTK
Na topografia e ou geodésia, existem métodos de posicionamento que ajudam o sistema GPS a ter mais precisão, como é o caso do RTK, Real-time Kinematic., o RTK reduz o erro chegando a precisão de milímetros.
No posicionamento relativo são necessários dois receptores rastreando simultaneamente, sendo que um deles deve ser instalado em um ponto de coordenadas conhecidas. Para se obter precisão milimétrica, dependendo da situação, requer um longo período de ocupação para armazenar dados brutos e, além disso, realizar obrigatoriamente o pós-processamento dos dados em escritório.
Já no DGPS, uma rede de bases fixas transmitem as diferenças entre as posições indicadas por satélites e suas próprias posições, sendo que tais diferenças são utilizadas no cálculo da posição final.
Porém, existe um método de posicionamento nos permite obter alta precisão e produtividade! Tal método é chamado de RTK (traduzido do inglês, cinemático em tempo real). Também são utilizados dois receptores, no qual um deles é estacionário e é chamado de “estação base” (geralmente fica em um ponto de coordenadas conhecidas), o outro é o “rover”, e fica junto ao usuário executando a coleta de dados.
A ideia é simples, mas a matemática não, por isso utilizamos de equipamentos que fazem todos estes cálculos automaticamente.
4.1.2 Estação Total:
As Estações Totais são classificadas segundo o desvio-padrão de uma direção observada em duas posições da luneta (ver DIN 18723), conforme Tabela 1 ( NBR 13.133)
Figura 2 : Classificação das Estação Total
Fonte NBR 13.133
A classificação de Estação Total, conforme DIN 18723, é normalmente definida pelos fabricantes. Em caso contrário, deve ser efetuada por entidades oficiais e/ou universidades, em bases apropriadas para classificação de estação total.
A Progeo – Utiliza equipamentos de precisão nominal ≤ 05”, ao qual atende as precisões necessárias aos serviços de levantamento para projeto e locação dos projetos de geotecnia.
4.1.3 Nível.
Os níveis são classificados segundo desvio-padrão de 1 km de duplo nivelamento, conforme Figura 3.
Figura 3 : Classificação dos Níveis
Fonte NBR 13.133
4.1.4 Distanciomentros
Os Medidores de Distâncias Eletrônicos são classificados segundo o desvio-padrão que os caracteriza de acordo com a Figura 4.
Figura 4 : Classificação dos Distanciometros
Fonte NBR 13.133
Como a NBR13.133 é de 30.06.1994, e com o advento posterior dos equipamentos eletrônicos, Estação Total, substituindo os teodolitos acoplados a distanciometros eletrônicos, prevaleceu-se as mesmas tolerâncias quanto as suas classificações.
4.1.5 Estações Totais
As estações totais (total station) - medidores eletrônicos de ângulos e distâncias - são classificadas segundo os desvios-padrão que as caracterizam, de acordo com a Figura 5
Figura 5 : Classificação dos Estações Totais
Fonte NBR 13.133
Como a NBR13.133 é de 30.06.1994, e com o advento posterior dos equipamentos eletrônicos, Estação Total, substituindo os teodolitos acoplados a distanciometros eletrônicos, prevaleceu-se as mesmas tolerâncias quanto as suas classificações.
5. METODOLOGIA
5.1 LEVANTAMENTO TOPOGRAFICO PLANIALTIMETRICO CADASTRAL
5.1.1 IMPLANTAÇÃO DE PONTOS DE APOIO
5.1.1.1 Os Marcos de Apoio de toda a obra será realizado através de monumentação de marcos de concreto ou madeira de lei fora da área de abrangência da obra e pontos seguros quanto a recalques e deslocamentos que por sua vez possa a vir a ocorrer.
5.1.1.2 Serão implantados no mínimo 3 pontos de apoio. Estes com coordenadas conhecidas serão feitas leituras preliminares em dos pontos e verificação no terceiro ponto. De forma a confirmar a inercia dos pontos implantados e evitar erros de implantação.
5.1.1.3 Tais pontos poderão servir também para monitorar a obra durante a execução.
5.1.1.4 A partir destes pontos poderão ser implantados pontos auxiliares para complementação cadastral do terreno e que permitam a visibilidade de toda a conformação do terreno.
5.1.1.5 Todo o sistema de cadastro é gerado e fornecido a fiscalização o conjunto de pontos em formato . txt na seguinte configuração:
· PONTO, E(X), Y (N), Z (Cota ), DESCRIÇÃO
5.1.1.6 A partir destes pontos em programa especifico e gerado o modelo digital do terreno – MDT.
5.1.1.7 A partir do relevo primitivo e gerado o projeto de terraplenagem e contenção com respectivos volumes de corte e aterro.
5.1.1.8 A partir do projeto e definido um conjunto de pontos tridimensionais no mesmo sistema de coordenadas que permite a implantação dos projetos.
5.1.1.9 Tais sistemas de pontos em coordenadas são “carregados” para a estação total de forma a ter dentro do equipamento toda a gestão do projeto.
5.1.1.10 Esta facilidade de tecnologia economiza tempo e melhora a eficácia na implantação do projeto.
5.1.1.11 No final, far-se-á o levantamento final de todo o projeto em campo, dentro deste mesmo sistema de referência, permitindo assim a verificação do “as buit” da obra. Comparado volumes projetados e executados. Possibilitando a confiabilidade na execução em conformidade com o projetista.
5.2 LOCAÇÃO E CONTROLE DO PROJETO
5.2.1 Todo o projeto será locado a partir de um sistema de coordenado pre estabelecido desde o levantamento primitivo;
5.2.2 Durante a obra poderá ser executado controles de recalque utilizando nível, para tal, deve-se executar a materialização de pontos fora da área de execução, para implantação de pontos de referencia altimetrica.
5.2.3 Deve-se utilizar nível de precisão – N2 Wild ou similar. ( NBR 13.133 / Precisão Alta)
