4. Prospecção Geotécnica do
Solo
◦ Métodos indiretos: São aqueles em que a determinação
das propriedades das camadas do subsolo é feita
indiretamente pela medida, seja da sua resistividade
elétrica ou da velocidade de propagação de ondas
elásticas.
◦ Estes consistem em ensaios de campo que não alteram as
propriedades físicas do material pesquisado, onde se
utilizam as feições topográficas, morfológicas e físicas do
terreno. Nesse método o solo é analisado visualmente
através de imagens por sensoriamento remoto e fotos
aéreas.
5. Prospecção Geotécnica do
Solo
◦ Métodos semidiretos: São processos que fornecem informações
sobre as características do terreno, sem contudo possibilitarem a
coleta de amostras ou informações sobre a natureza do solo.
◦ Ex: “Vane-test”; Ensaio de penetração de cone; Ensaio
pressiométricos.
6. Prospecção Geotécnica do
Solo
◦ Métodos diretos: Consistem em qualquer conjunto de operações
destinadas a observar diretamente o solo ou obter amostras ao
longo de uma perfuração.
◦ Exemplos: Manuais: Poços; Trincheiras; Trados manuais.
Mecânicos: Sondagens à percussão; Sondagens rotativas;
Sondagens mistas; Sondagens especiais com extração de
amostras indeformadas.
10. Radar de Penetração no Solo.
◦ A utilização do radar de penetração no solo,
como método de investigação de subsuperfície
no Brasil é bastante recente.
◦ Os sinais são emitidos e recebidos através de
antenas dispostas na superfície do terreno. As
medidas de tempo de percurso das ondas
eletromagnéticas são efetuadas ao longo de
uma linha e, quando justapostas lado a lado,
fornecem uma imagem detalhada (de alta
resolução) da subsuperfície ao longo do perfil
estudado.
20. MÉTODOS DIRETOS DE
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
◦ Os principais métodos diretos são:
a) Manuais
- Poços
- Trincheiras
- Trados manuais
b) Mecânicos
- Sondagens à percussão com circulação de água
- Sondagens rotativas
- Sondagens mistas
21. Manuais- POÇOS
◦ São escavações manuais (ou mecanizadas) que permitem um exame
do solo nas paredes e fundo da escavação e a retirada de amostras
indeformadas tipo blocos ou em anéis;
◦ É normalizado pela ABNT através da NBR-9604/86;
◦ Profundidade limitada pela presença de água, material instável e
rocha;
◦ Visualização de grande extensão do material e a possibilidade de
retirada de grandes volumes de amostra deformadas e indeformadas;
◦ Relativamente de rápida execução até 10 metros , sendo que em
condições ideais, profundidade máxima de 20 metros;
◦ Cuidados especiais com a instabilização das paredes da escavação,
quedas de pessoas e animais (necessário cerca e cobertura de
proteção).
22. Manuais- POÇOS
◦ Objetivos: Exame das camadas do subsolo ao longo de suas
paredes; coleta de amostras deformadas ou indeformadas.
◦ Equipamento utilizado: Pá, picareta, balde e sarilho.
◦ Limitações: A profundidade é limitada pela presença do nível
da água.
23.
24. TRINCHEIRAS - Manuais
◦ Escavações feitas no solo com a
finalidade de retirada de amostras e
inspeção direta do terreno ao longo
da profundidade de estudo;
◦ São valas longas com profundidade
máxima de 2metros, para uma
investigação linear das primeiras
camadas do terreno, em situações
específicas;
◦ Podem ser feitas mecanicamente;
◦ Cuidados especiais com a
estabilidade das escavações;
◦ Permitem a observação da
estratificação das camadas de solo
e a coleta de amostras para a
caracterização do solo e
determinação dos parâmetros de
compressibilidade e resistência.
25. TRINCHEIRAS
◦ Objetivos: Obter uma
exposição contínua do
subsolo, ao longo da seção
de uma encosta natural,
áreas de empréstimos, locais
de pedreiras, etc.
◦ Equipamento utilizado:
Escavadeira.
◦ Apresentação: Perfis
geológicos, estimados em
função dos solos encontrados
nas diferentes profundidades.
26. Manuais- TRADOS MANUAIS
◦ Vantagens: Processo mais simples, rápido e econômico
para as investigações preliminares das condições
geológicas superficiais.
◦ Utilização: Amostras amolgadas em pesquisa de jazidas;
Determinação do nível da água; Mudança de camadas;
Avanço da perfuração para ensaio de penetração.
◦ Equipamento utilizado:
◦ Haste de ferro ou meio aço (1/2” ou 3/4“) com roscas e
luvas nas extremidades – extensões de 1, 2 e 3 m.
◦ Barra para rotação e luva em T.
◦ Brocas – podem ser do tipo cavadeira, helicoidal ou torcida
com diâmetros de 2 ½’, 4 ou 6“ (fig. 3.1).
◦ Chaves de grifo, sacos e vidros para as amostras.
27.
28. ◦ Execução: A perfuração é feita com os operadores girando a
barra horizontal acoplada a hastes verticais, em cuja
extremidade encontra-se a broca. A cada 5 ou 6 rotações,
forçando-se o trado para baixo é necessário retirar a broca
para remover o material acumulado que é colocado em
sacos de lona ou plástico devidamente etiquetados.
◦ Limitações:
◦ Camadas de pedregulhos mesmo de pequena espessura (5
cm).
◦ Pedras ou matacões. Solos abaixo do nível da água. Areias
muito compactas.
◦ Normalmente podem atingir 10 m.
◦ Apresentação: Os resultados de cada sondagem são
apresentados sob forma de perfis individuais ou de tabelas e
são traçados perfis gerais do subsolo.
29. Sondagem de
Reconhecimento do Solo
◦ É um tipo de investigação do subsolo, bastante utilizado na
construção civil, também conhecido como Sondagem à
percussão, que tem como objetivo conhecer o tipo de terreno
(argila, areia, rocha e etc.), as camadas que constituem os
solos, suas resistências, nível do lençol freático e outras
características que permitirão definir e dimensionar o tipo de
fundação mais adequado da obra ou até mesmo, decidir
pela necessidade de estudos geológicos mais aprofundados.
30. ◦ A Sondagem a Percussão (SPT-T), é atualmente
a forma mais tradicional de investigação
geotécnica no Brasil, sendo realizada por
centenas de empresas em todo o
território nacional. Padronizada pela norma
ABNT NBR-6484, que possibilita a obtenção de
amostras de solo, medida de resistência (SPT),
leitura do lençol freático.
34. SONDAGEM À PERCUSSÃO –
PROCEDIMENTO
• Em cada ponto de sondagem, monta-se uma torre
(tripé), com altura em torno de 5 metros e um
conjunto de roldanas e cordas, que auxiliará no
manuseio da composição de hastes por força
manual.
• A amostra a zero metro é coletada e inicia-se a
escavação com trado manual; na base do furo,
apóia-se o amostrador padrão acoplado a hastes
de perfuração; marca-se na haste, com giz, um
segmento de 45 cm dividido em trechos iguais de 15
cm; ergue-se o martelo padronizado ou “peso
batente” de 65 kg até a altura de 75 cm e deixa-se
cair em queda livre sobre a haste.
35. SONDAGEM À PERCUSSÃO –
PROCEDIMENTO
◦ Tal procedimento é repetido até que o amostrador
penetre 45 cm do solo; a soma do número de
golpes necessários para a penetração do
amostrador nos últimos 30 cm é o que dará o índice
de resistência do solo na profundidade ensaiada
(Nspt).
◦ Nas operações subseqüentes de perfuração,
intercaladas às operações de amostragem, deve-se
utilizar o trado cavadeira ou o helicoidal até se
atingir o nível d’água ou até que o avanço seja
inferior a 5 cm após 10 minutos de operação. Nestes
casos e passa-se ao método de perfuração por
circulação de água (lavagem).
36.
37. • O ensaio será interrompido quando já tiver atingido
o critério técnico adequado para aquela obra ou
atingir o impenetrável.
As amostras coletadas a cada metro são
acondicionadas em recipientes, etiquetadas e
enviadas ao laboratório para análise tátil-visual por
geólogo especializado.
• As amostras extraídas recebem classificação
quanto às granulometrias dominantes, cor,
presença de minerais especiais, restos vegetais e
outras informações relevantes encontradas. A
indicação da consistência ou compacidade e da
origem geológica da formação, complementa a
caracterização do solo.
38. ◦ No relatório final constará a planta do local da
obra com a posição das sondagens e o perfil
individual de cada sondagem e/ou seções do
subsolo, indicando a resistência do solo a cada
metro perfurado, o tipo e a espessura do
material e as posições dos níveis d’água,
quando encontrados durante a perfuração.
39.
40.
41. SONDAGENS À PERCUSSÃO
COM CIRCULAÇÃO DE ÁGUA
◦ O método da sondagem conhecido como de percussão com
circulação de água, originário da América do Norte, é o mais
difundido no Brasil.
◦ Seu emprego fornece as seguintes vantagens principais:
◦ Custo relativamente baixo.
◦ Facilidade de execução e possibilidade de trabalho em locais de
difícil acesso.
◦ Permite a coleta de amostras do terreno, a diversas profundidades,
possibilitando o conhecimento da estatigrafia do mesmo.
◦ Através da maior ou menor dificuldade oferecida pelo solo à
penetração de ferramenta padronizada, fornece indicações sobre
a consistência ou compacidade dos solos investigados.
◦ Possibilita a determinação da profundidade de ocorrência do lençol
freático.
42. • Tripé equipado com
sarrilho, roldana e
cabo.
• Tubos de
revestimento de aço
• Composição de
perfuração e de
cravação do
amostrador
• Trado concha
• Trado helicoidal
• Trépano de lavagem
ou peça de lavagem
• Amostrador padrão
43. Procedimento
◦ A perfuração é iniciada com trado cavadeira até a profundidade
de 1 metro, em seguida, utiliza-se o trado espiral, até que se torne
inoperante ou até encontrar o nível da água.
◦ Quando o avanço da perfuração com emprego do trado helicoidal
for inferior a 50 mm após 10 min de operação ou no caso de solo
não aderente ao trado, passa-se ao método de perfuração por
circulação de água, também chamado de lavagem, no qual
usando-se o trépano de lavagem como ferramenta de escavação,
a remoção do material escavado se faz por meio de circulação de
água, realizada pela bomba da água motorizada.
◦ Quando se atingir a cota de ensaio e amostragem, a composição
de perfuração deve ser suspensa a uma altura de 0,20 m do fundo
do furo, mantendo-se a circulação de água por tempo suficiente,
até que todos os detritos da perfuração tenham sido removidos do
interior do furo.
44. ◦ Toda vez que for descida a composição de perfuração com o
trépano ou instalado novo segmento de tubo de revestimento, os
mesmo devem ser medidos.
◦ Durante as operações de perfuração, caso a parede do furo se
mostre instável, procede-se a descida do tubo de revestimento até
onde se fizer necessário, alternadamente com a operação de
perfuração.
◦ Em sondagens profundas, onde a descida e a posterior remoção
dos tubos de revestimento for problemática, poderão ser
empregadas lamas de estabilização em lugar do tubo de
revestimento.
◦ Durante a operação de perfuração são anotadas as
profundidades das transições de camadas detectadas por exame
táctil-visual e da mudança de coloração dos materiais trazidos à
boca do furo pelo trado espiral ou pela água de lavagem.
◦ Durante a sondagem o nível da água no interior do furo é mantido
em cota igual ou superior ao nível do lençol freático encontrado e
correspondente.
45. Amostragem
◦ Será coletada, para exame posterior, uma parte
representativa do solo colhido pelo trado concha durante a
perfuração até um metro de profundidade.
◦ Posteriormente, a cada metro de perfuração, a contar de um
metro de profundidade, são colhidas amostras dos solos por
meio dos amostrador padrão.
◦ Obtém-se amostras cilíndricas, adequadas para a
classificação, porém evidentemente comprimidas.
◦ As amostras colhidas devem ser imediatamente
acondicionadas em recipientes herméticos e de dimensões
tais que permitam receber pelo menos um cilindro de solo
colhido do bico do amostrador padrão.
◦ Nos casos em que não haja recuperação da amostra pelo
amostrador-padrão, deve-se anotar claramente no relatório.
46. Cada recipiente de amostra
deve ser provido de uma
etiqueta
a) designação ou número do trabalho;
b) local da obra
c) número da sondagem;
d) número da amostra;
e) profundidade da amostra; e
f) números de golpes e respectivas penetrações do amostrador.
• As amostras devem ser conservadas pela empresa executora, à
disposição dos interessados por um período mínimo de 60 dias, a
contar da data da apresentação do relatório.
47. Critérios de paralisação da
sondagem
◦ Quando, em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para
penetração dos 15 cm iniciais do amostrador;
◦ Quando, em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para
penetração dos 30 cm iniciais do amostrador;
◦ Quando, em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para a
penetração dos 45 cm do amostrador.
48. SONDAGENS ROTATIVAS
◦ Quando uma sondagem alcança uma camada de rocha
ou quando no curso de uma perfuração as ferramentas
das sondagens à percussão encontram solo de alta
resistência, blocos ou matacões de natureza rochosa é
necessário recorrer às sondagens rotativas.
◦ As sondagens rotativas têm como principal objetivo a
obtenção do testemunho, isto é, de amostras da rocha
mas permitem a identificação das descontinuidades do
maciço rochoso e a realização no interior da perfuração
de ensaios “in situ”, como por exemplo, o ensaio de perda
de água, quando se deseja conhecer a permeabilidade
da rocha ou a localização das fendas e falhas.
49. Equipamento
◦ Sonda (Motor, Guincho e
Cabeçote de Perfuração)
◦ Hastes de perfuração
◦ Barriletes
◦ Ferramentas de corte
(Coroas compostas por:
Matriz de Aço, Corpo da
Coroa, Saídas de Água e
Diamantes)
◦ Conjugado motor-bomba
(Sistema de circulação de
água: Refrigeração,
expulsão de fragmentos e
diminuição da fricção)
◦ Tubos de revestimento.
50. Procedimento
◦ A sonda deve ser instalada sobre uma plataforma devidamente
ancorada no terreno a fim de se manter constante a pressão sobre a
ferramenta de corte.
◦ A seguir a composição (haste, barrilete, alargador e coroa) é
acoplada à sonda antes de ser acionada, põe-se em funcionamento
a bomba que injeta o fluido de circulação.
◦ A execução da sondagem rotativa consiste basicamente na
realização de manobras consecutivas, isto é, a sonda imprime às
hastes os movimentos rotativos e de avanço na direção do furo e
estas os transferem ao barrilete provido de coroa .
◦ O comprimento máximo de cada manobra é determinado pelo
comprimento do barrilete, que é em geral de 1,5 a 3,0 m.
◦ Terminada a manobra, o barrilete é alçado do furo e os testemunhos
são cuidadosamente retirados e colocados em caixas especiais com
separação e obedecendo à ordem de avanço da perfuração.
51.
52. Boletim
◦ No boletim de campo da sondagem são anotadas as
profundidades do início e término das manobras e o
comprimento de testemunhos recuperados medidos, na caixa
após a arrumação cuidadosa.
◦ Constam ainda do boletim de sondagem as seguintes
informações: tipo de sonda, os diâmetros de revestimento
usados nos diferentes comprimentos da perfuração, o número
de fragmentos em cada manobra, natureza do terreno
atravessado, nível d’água no início e no final da sondagem.
53.
54. Sondagem Mista
◦ Entende-se por sondagem mista aquela que é executada
à percussão em todos os tipos de terreno penetráveis por
esse processo, e executada por meio de sonda rotativa
nos materiais impenetráveis à percussão.
◦ Os dois métodos são alternados, de acordo com natureza
das camadas, até ser atingido o limite da sondagem
necessário do estudo em questão.
◦ Recomenda-se sua execução em terrenos com a
presença de blocos de rocha, matacões, lascas, etc.,
sobrejacentes a camada de solo.
◦ Operação: Consiste na combinação de equipamentos
tradicionais de sondagem à percussão e rotativa.
55. REFERÊNCIAS
◦ Alves, Fernando Pinto. Apostila de Topografia Básica. Universidade
Federal de Viçosa-
Departamento de Engenharia Civil.
◦ Brandalize, Maria Cecília Bonato. Apostila de Topografia . PUC/PR.
◦ LEINZ, V. & AMARAL, S.E. Geologia Geral. 11ª ed. São Paulo: Editora
Nacional, 1989.
◦ LOCZY, L. & LADEIRA, E.A. Geologia estrutural e introdução à
geotectônica. Rio de Janeiro/São Paulo: Conselho Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Cnpq) & Editora Edgard
Blücher Ltda, 1981.
