Investigacao Geotecnica - Papel do Solo Rochas em Projetos de Engenharia

Profa Dra Nelcí Helena Maia Gutierrez Curso de Graduação em Engenharia Civil Universidade Estadual de Maringá DISCIPLINA MECÂNICA DOS SOLOS 2573 INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA Se constitui no suporte fundações para a maioria das estruturas civis edifícios pontes aterros etc PAPEL DO SOLOROCHA NAS OBRAS DE ENGENHARIA Serve como material de construção barragem de terra plataformas de rodovias aterros em geral aeroportos etc Interage com as estruturas com as quais está em contato tais como obras de contenção escavações taludes túneis etc SISTEMA Necessidade do conhecimento do comportamento dos elementos do sistema Fazer a estimativa do comportamento do conjunto sistema como um todo ESTRUTURAS SOLOSROCHAS Qualquer condição que impeça uma estrutura de desempenhar as funções para as quais foi concebida PROJETOS DE ENGENHARIA PRINCIPAL REQUISITO SEGURANÇA Estado Limite RUÍNA DA ESTRUTURA REQUISITOS DE UM PROJETO DE ENGENHARIA SEGURANÇA ESTADO LIMITE ÚLTIMO RUPTURA ESTADO LIMITE DE SERVIÇO RECALQUES EXCESSIVOS Elaboração de projetos geotécnicos com SEGURANÇA E ECONOMIA Requer um conhecimento adequado das características e propriedades dos materiais do subsolo solosrochas INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS investigação do subsolo Características Comportamento Qual a variabilidade de um solorocha LABORATÓRIO Ensaios realizados com amostras coletadas no campo INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA CAMPO Levantamento de superfície mapas pedológicos e geológicos visita no local Sondagens Retirada de amostras Ensaios As investigações são feitas em etapas ENSAIOS DE LABORATÓRIO E DE CAMPO ENSAIOS DE LABORATÓRIO Vantagem condições de contorno bem definidas Desvantagem depende da qualidade e representatividade das amostras trazidas do campo ENSAIOS DE CAMPO IN SITU Vantagem não necessitam de retirada de amostras no campo Desvantagem Dificuldade de estabelecer as condições de contorno As amostras de solos coletadas para os ensaios devem ser representativas AMOSTRAGEM Processo de retirada de amostras representativas dos solos de interesse TIPOS DE AMOSTRAS DE SOLOS São retiradas cuidadosamente através de talhagem de bloco de solo em trincheiras poços taludes de escavação ou através de amostradores tubulares especiais e de parede fina cravados estaticamente em furos de sondagem INDEFORMADAS São amostras que se destinam a preservar a textura constituição mineralógica umidade e estrutura do solo existentes no local e no instante de retirada das mesmas RETIRADA DE AMOSTRA INDEFORMADA AMOSTRA TIPO BLOCO RETIRADA EM POÇO RETIRADA EM TRINCHEIRA AMOSTRA INDEFORMADA DO TIPO BLOCO 1 2 3 4 RETIRADA DE AMOSTRA INDEFORMADA ACIMA DO LENÇOL FREÁTICO 1 2 3 Processo de talhagem de corpo de prova para realização de ensaio RETIRADA DE AMOSTRA ABAIXO DO LENÇOL FREÁTICO Amostradores Tubulares Ex Amostrador Tipo Shelby ABNT NBR 9820 São retiradas com pás enxadas picaretas etc à superfície ou à profundidade através de trincheiras poços furos de sondagem a trado taludes de escavação etc AMOSTRAS DEFORMADAS São amostras que se destinam a preservar a textura e a constituição mineralógica do solo não se mantendo a estrutura existente no local e no instante de retirada das mesmas Podem preservar a umidade quando de interesse Retirada no campo ex Talude AMOSTRA DEFORMADA AMOSTRA DEFORMADA Retirada em furos de sondagem a trado Coletada em amostrador de parede grossa ENSAIOS DE LABORATÓRIO ENSAIOS DE CAMPO Caracterização Classificação Determinação de propriedadesparâmetros Permeabilidade Compressibilidade Resistência Identificação Classificação Meio indireto Caracterização e determinação de parâmetros geotécnicos Permeabilidade Compressibilidade Resistência Estimativa de parâmetros OBJETIVOS DE UM PROGRAMA DE INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA Informações Geológicas Estratigrafia camadashorizontes extensão profundidades e espessuras Tipos de solos estado e estrutura Gênese do solo Profundidade da rocha existente observar espessura acamamento presença de falhas direção mergulho espaçamento de juntas e os estados de alteração ou de decomposição Ocorrência e Posição de nível dágua Informações Geotécnicas parâmetros mecânicos e hidráulicos Resistência ao cisalhamento c Compressibilidade E a Cv Cc CR PermeabilidadeCondutividade hidráulica k MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA DE CAMPO Prospecção de Campo Métodos Diretos Permitem o reconhecimento do material prospectado solo eou rocha mediante análise de amostras provenientes de furos executados no terreno cavas trincheiras poços de inspeção e sondagens Permitem ainda a observação e o posicionamento do nível dágua subterrâneo Ex Sondagem de simples reconhecimento com ou sem SPT Métodos Semidiretos São constituídos por processos que fornecem informações sobre as características do terreno sem permitir a coleta de amostras Essas informações espessura posicionamento e natureza das camadas e posicionamento do nível dágua são estimadas por meio da interpretação dos resultados dos ensaios de campo realizados Ex Cone Penetration Test CPTCPTu Métodos Indiretos As informações sobre a natureza dos materiais constituintes do subsolo posições e espessuras das camadas etc são obtidas indiretamente através de correlações com medidas de resistividade elétrica velocidade de propagação de ondas entre outras Ex Métodos Geofísicos SOLO NATURAL Amostragem de campo Ensaios de laboratório Tipo padrão Tipo simulação de comportamento Estimativas de parâmetros resistência deformabilidade e permeabilidade Ensaios de campo Correlações eou simulação Estimativas de comportamento de obra ou de elemento de obra DIMENSIONAMENTO GEOTÉCNICO FLUXOGRAMA BÁSICO DE INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA DE SOLO INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA COMPLETA EM OBRAS Constituídas normalmente das seguintes etapas Levantamento de superfície levantamento de escritório através de informações disponíveis ou de mapas pedológicos ou geológicos e de visita ao local de implantação da futura obra Sondagens de campo constituídas basicamente de sondagens de simples reconhecimento com SPT CUSTO DE UM PROGRAMA DE PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA 02 e 05 do custo total da obra podendo ser mais elevado em obras especiais ou em condições adversas de subsolo É comum antes ou durante a execução definitiva de um projeto geotécnico ou da própria obra a realização de sondagens complementares ou específicas e eventualmente retirada de amostras de solo para ensaios de laboratório Identificar quais parâmetros devem ser obtidos na investigação geotécnica Especificar os tipos de sondagens e ensaios a serem realizados Classificação das investigações segundo Peck 1969 1 Investigação geotécnica limitada e adoção de uma abordagem conservativa no projeto com altos fatores de segurança 2 Investigação geotécnica limitada e elaboração de projeto com base na prática regional 3 Investigação geotécnica detalhada O custo de uma investigação do subsolo pode significar um grande investimento numa obra pois permite a elaboração de projetos com fatores de segurança mais adequados e com otimização dos custos para a sua implantação Projetista Abrangência da investigação é dependente das características do meio físico da complexidade da obra e dos riscos envolvidos SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO EM SOLO Observação in loco das camadas de solos raramente incluindo a parte superior do topo rochoso Permitem no mínimo a coleta de amostras de solo do tipo deformada Incluemse Poços de inspeção Trincheiras cavas Trados manuais e mecânicos POÇOS DE INSPEÇÃO Escavação manual Coleta de amostras deformadas ou indeformadas blocos ou anéis Objetivo Exame das camadas do subsolo ao longo de suas paredes Objetivo Perfuração manual pá picareta balde sarilho Execução Diâmetros em torno de 80 cm POÇOS DE INSPEÇÃO Escavação mecanizada Limitações dos poços Perfuração mecânica perfuratrizes Execução Profundidade é dependente das condições de estabilidade das paredes e da presença do nível de água subterrâneo Objetivos Obter uma exposição contínua do subsolo ao longo da seção de uma encosta natural áreas de empréstimo locais de pedreiras etc Coleta de amostras deformadas ou indeformadas Abertura Manual Escavadeira ou Retroescavadeira Apresentação Perfis geológicos estimados em função dos solos encontrados nas diferentes profundidades Profundidade Limitada às condições de estabilidade do talude à presença de nível dágua subterrânea ou camada de solo de alta resistência TRINCHEIRAS OU CAVAS DE INSPEÇÃO Escavação em Trincheira OBRA DE REBAIXAMENTO DA LINHA FÉRREA MaringáPR SOLO EVOLUÍDO SOLO DE ALTERAÇÃO SUBSOLO DE MARINGÁ REGIÃO DO NOVO CENTRO OBRA DO CONTORNO NORTE MaringáPR SOLO EVOLUÍDO SOLO DE ALTERAÇÃO Escavação em Trincheira RESERVATÓRIO ELEVADO Zona 05 MaringáPR Escavação em TrincheiraCava Poços de inspeção Trincheiras cavas Permitem o acesso de técnicos e de geotécnicos NORMAS BRASILEIRAS ABNT NBR 96042024 Abertura de poço e de trincheira de inspeção em solo com retirada de amostras deformadas e indeformadas NBR 90611985 Segurança de escavação a céu aberto Objetivos Retirada de amostras do tipo deformada para análise visualtátil ensaios de caracterização e de compactação Muito utilizado no levantamento de jazidas áreas de empréstimo de material para obras de terra ex rodovias barragens de terra etc Determinação da posição do nível dágua ex loteamentos implantação de indústrias etc Observação das mudanças de camadas Avanço da perfuração para ensaios de penetração SONDAGENS A TRADO Manuais Trados tipo cavadeira concha ou helicoidal Diâmetros entre 60mm e 250mm e alturas entre 20cm e 50cm Hastes de ferro ou meio aço com roscas e luvas nas extremidades Extensões de 1m a 3m Barra para rotação e luva em T Chaves de grifo Sacos e recipientes para acondicionamento das amostras coletadas SONDAGENS A TRADO MÉTODO DE PERFURAÇÃO SONDAGENS A TRADO ABNT NBR 96032023 Trado concha solos arenosos Trado helicoidal solos argilosos Ambos com diâmetro de 635 mm O trado concha é mais seletivo quanto ao material de uma dada profundidade trazido à superfície Trado concha Trado helicoidal Processo de perfuração a trado ABNT NBR 96032023 Mecânicas Perfuratrizes trados mecânicos SONDAGENS A TRADO Vantagens Processo mais simples rápido e econômico para as investigações preliminares Limitações Ocorrência de pedras ou matacões estratos muito resistentes mesmo de pequena espessura topo rochoso nível dágua Apresentação Resultados em forma de relatório com assinatura de um responsável técnico credenciado pelo CREA Segundo a ABNT NBR 96032023 o relatório técnico deverá constar Descrição completa da metodologia empregada Planta de locação dos furos com amarrações planialtimétricas Perfis individuais dos furos de sondagem Posição do nível dágua quando atingido SONDAGENS A TRADO LOCAL CIDADEEST ESTAÇÃO CLIMATOLÓGICA PRINCIPAL DE MARINGÁ UEM MARINGÁPR PROFUND TIPO AMOSTRA PROFUND DESCRIÇÃO DO CARACTERÍSTICAS COR DO DE N m SOLO ROCHA GEOLÓGICAS DA NÍVEL PERFURAÇÃO DA AMOSTRA DÁGUA TC TH IDENTIFICAÇÃO AMOSTRA NA m VISUALTÁTIL TC 100 SOLO PEDALÓGICAMENTE EVOLUIDO MARROM AVERMELHADO TH ATÉ 1570m 870 SOLO 950 SEMI EVOLUIDO VARIEGADO com diáclases SOLO DE ROXO salientadas por ALTERAÇÃO E oxidações DE BASALTO MARROM de cor AMIGDALOIDAL AMARELADO preta e VESICULAR amarela 1465 com muitas VARIEG MARROM 1570 diáclases AMARELADO TÉRMINO DA SONDAGEM OBSERVAÇÕES 1 2 O nível de água NA foi observado a 1570m de profundidade após o término da sondagem LEGENDA NA 157 0 TÉRMINO 27042000 PERÍODO DA REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS LOCAÇÃO ESQUEMÁTICA S ESCALA A sondagem foi iniciada com TRADO CAVADEIRA TC com diâmetro de 635mm e posteriormente utilizouse do TRADO HELICOIDAL TH com diâmetro de 635mm PERFIL INDIVIDUAL DE SONDAGEM A TRADO NBR 960386 INFLUÊNCIA DE ASPECTOS ESTRUTURAIS NO COLAPSO DE SOLOS DO NORTE DO PARANÁ NORMA DE REFERÊNCIA PROJETO DE PESQUISA INÍCIO 26042000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Estação Climatológica UEM SP 01 SP 04 P 01 ST 01 TR 01 SP 02 SP 03 A r g i l a S i l t o s a P o r o s a A r g i l a S i l t o s a 12 13 14 15 16 NA Nível de água após a estabilização TH Trado helicoidal de 635mm TC Trado cavadeira de 635mm PERFIL INDIVIDUAL DE SONDAGEM A TRADO ST 01 Argila siltosa porosa Solo Evoluído marrom avermelhada Argila siltosa variegada Saprolito Rocha Basalto 1570 m Perfil de Solo Perfuração Bomba motorizada Composição de hastes tubos Φi nominal 25 mm Trépano de lavagem acoplado na extremidade da composição SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO COM PERFURAÇÃO POR CIRCULAÇÃO DE ÁGUA Substituição do trado pelo trépano de lavagem Uso do trépano de lavagem Processo de perfuração por circulação dágua Sistema de perfuração com circulação de água Água com detritos de solo Bomba Bomba Procedimento Água injetada através dos tubos até o trépano de lavagem reciclada Quedas sucessivas do conjunto cerca de 30 cm com movimentos semigiratórios vai e vem para a desagregação do solo Detritos trazidos à superfície através da circulação de água Tubo de revestimento é utilizado se necessário Φi 635 a 165 mm Processo de perfuração com circulação de água Robusto perfuração até o topo rochoso Perfuração impedida antes do topo rochoso presença de matacões carapaças material petrificado USO DE FLUIDO DE ESTABILIZAÇÃO Lama bentonítica polímeros ou similares Redução das perdas dágua por infiltração Melhoria da estabilidade do furo Auxílio da subida dos detritos do solo Detritos recolhidos na descarga da água de circulação amostra desagregada e segregada Recolhimento da amostra e estimativa do tipo de solo análise visual e tátil difícil Charles R Gow 1902 Coleta de amostra deformada no tubo amostrador com melhor qualidade Amostra seca dry sample Cravação de tubo amostrador a cada 15 m eou mudança de camada de solo Golpes de um peso acionado junto à extremidade superior da composição de hastes Melhoria significativa no processo de coleta de amostra e na identificação das camadas de solo Estimativa de parâmetros e de comportamento dos solos cisalhamento deformabilidade e permeabilidade SPT Standard Penetration Test Origem a um dos ensaios de maior utilização no meio geotécnico Evolução do processo de coleta de amostra cravação dinâmica de amostrador padronizado Sondagem de Simples Reconhecimento com SPT Standard Penetration Test NBR 64842001 cancelada Sondagem de Simples Reconhecimento com SPT Standard Penetration Test NBR 64842020 Sistema de execução Sondagem manual 2 Sistemas de execução Sondagem manual Sondagem mecanizada e substituída Método de execução de sondagens de simples reconhecimento de solos com ensaio SPT SISTEMAS DE EXECUÇÃO MANUAL E MECANIZADO Medida de energia transferida ao conjunto de hastes devida ao impacto do martelo durante o ensaio SPT EFICIÊNCIA DO EQUIPAMENTO Medida de torque em sondagens de simples reconhecimento de solos a percussão com ensaio SPT TORQUE MÁX E RESIDUAL Sondagem de Simples Reconhecimento com SPT Standard Penetration Test NBR 64842020 Determinação dos tipos de solo e suas respectivas profundidades de ocorrência Observação da posição do nível dágua subterrâneo quando ocorrer Obtenção do índice de resistência à penetração N a cada metro Objetivo SISTEMAS DE EXECUÇÃO SONDAGEM MANUAL SONDAGEM MECANIZADA SISTEMA DE SONDAGEM MANUAL NBR 64842020 Amostrador é cravado no solo com o uso de martelo elevado manualmente por meio de um cabo têxtil que passa pela roldana localizada na parte superior de um tripé ou torre de sondagem SONDAGEM COM SISTEMA MECANIZADO NBR 64842020 Amostrador é cravado no solo com o uso de martelo acionado mecanicamente tubo pivotante Diminuir variabilidade dos resultados por subjetividade eou falha humana controle de queda do martelo Maior velocidade de execução Maior mobilidade utilização em áreas urbanas Atender anseios do mercado no Brasil desde o final da década de 1990 Metrô SP 1ª Utilização no projeto executivo da Linha 4 Amarela SONDAGEM COM SISTEMA MECANIZADO Sondagem de Simples Reconhecimento com SPT Standard Penetration Test NBR 64842020 Perfuração Ensaio SPT a cada metro de perfuração Observação do nível dágua subterrâneo a Trado helicoidal até o nível dágua subterrâneo ou até solo de elevada resistência b Circulação dágua abaixo do nível dágua subterrâneo ou em solo de elevada resistência Método SISTEMA DE EXECUÇÃO MANUAL Torre com roldana moitão e corda Componentes Opcional guincho motorizado ou sarilho para auxílio nas manobras com hastes ou tubos de revestimento com exceção do momento de levantamento do martelo Composição de perfuração e de cravação do amostrador hastes de aço tubos Φi 25mm massa 323 kgm segmentos de 1m e 2m acoplados de luvas e roscas formando um conjunto retilíneo Tubos de revestimento de aço Φi 635 mm a 165 mm segmentos de 1m a 2m acoplados através de luvas e roscas Trado helicoidal com diâmetro igual ao diâmetro do revestimento menos uma folga variando de 5mm a 7mm Para revestimento de 635mm o diâmetro nominal usual do trado tem sido de 58 mm Tradoconcha ou cavadeira manual com diâmetro compatível com o tubo de revestimento Trépanopeça de lavagem peça de aço com dimensão do diâmetro do revestimento menos uma folga variando de 3mm a 5mm terminada em bisel e dotada de duas saídas laterais para água Para revestimento de 635mm é usual a dimensão de 60mm T de lavagem cruzeta de lavagem Tradoconcha ou cavadeira Trado helicoidal Trépano de lavagem Tubo de revestimento Haste de aço Bomba dágua centrífuga motorizada com caixa para decantação de detritos e circulação dágua com mangueiras de engates rápidos Água com detritos de solo Bomba Caixa para decantação de detritos Amostrador padrão do tipo Raymond dimensão externa 508mm 2mm e diâmetro interno 349 2mm constituído de 3 partes cabeça corpo e sapata cabeça do amostrador contendo dois orifícios laterais de saída dágua e do ar e válvula interna constituída de esfera de aço inoxidável permitem balanceamento da pressão interna do amostrador corpo do amostrador constituído de tubo inteiriço ou bipartido com dimensões nominais comprimento 6096mm diâmetro interno 35mm e diâmetro externo 51mm sapata ou bico do amostrador constituído de aço temperado isento de trincas amassamentos ondulações denteações rebordos ou qualquer outro tipo de deformação que altere a sua seção nominal Amostrador padrão do tipo Raymond Cabeça de bater tarugo de aço diâmetro 88mm 10mm altura 90mm 10mm massa nominal entre 35 kg e 45 kg Martelo padronizado para cravação do amostrador constituído de massa de ferro de 65 kg podendo ser maciço ou vazado na forma cilíndrica ou prismática com coxim de madeira dura embutido na sua face inferior com o objetivo de proteger o martelo do impacto aço com aço e para melhoria de contato das seções no instante do impacto martelo maciço deve ter hasteguia de 12 m de comprimento fixada à face inferior no mesmo eixo de simetria longitudinal a fim de assegurar a centralização do impacto na queda martelo vazado furo central para deslizamento em uma hasteguia fixada na cabeça de bater ao longo de seu eixo de simetria longitudinal marca 75 cm Amostrador Raymond Trépano de lavagem Trado helicoidal Revestimento Trado helicoidal Trépano de lavagem Amostrador Raymond Revestimento Bica de lavagem bica de lavagem Importância da fiscalização do equipamento e procedimentos de campo inadequados ao uso PROCEDIMENTO LOCAÇÃO DOS FUROS Em planta deve ser fornecida pelo contratante Deve constar a referência de nível RN com cota preferencialmente georreferenciada adotada para o nivelamento dos pontos de sondagem na falta de dados sobre a referência de nível devese adotar um RN arbitrário fora do perímetro da obra ex guia calçada No terreno cada ponto de sondagem deve ser marcado com a cravação de um piquete identificado servindo de referência de nível para a execução da sondagem e posterior determinação de cota por meio de nivelamento topográfico PROCESSO DE PERFURAÇÃO Perfuração com trado concha ou cavadeira manual até 1m de profundidade e instalação até 1m do 1º segmento do tubo de revestimento elevação da superfície usual 70cm Perfurações subsequentes com trado helicoidal intercaladas às operações de ensaio SPT e amostragem Até atingir o nível dágua freático ou Até presença de solo de elevada resistência avanço do trado 50 mm em 10 min de operação ou não aderente ao trado helicoidal Não é permitido o avanço da perfuração com o uso do próprio amostrador Elevação da composição de hastes em torno de 30 cm do fundo da perfuração e queda acompanhada de movimentos de rotação alternados vai e vem aplicados manualmente pelo operador Perfuração com circulação de água intercaladas às operações de ensaio SPT e amostragem utilizandose o trépano de lavagem A medida que se aproxima da cota de ensaio devese ir reduzindo gradativamente a altura de queda da composição de perfuração Proceder a limpeza do fundo do furo de sondagem Levantar a composição 20 cm do fundo do furo deixando a água circular por tempo suficiente para remoção dos detritos Quando a cota de ensaio for atingida Instabilidade da parede do furo durante a perfuração Adotar medidas que assegurem a limpeza do furo e a estabilização do solo na cota de ensaio Recomendável uso de tubo de revestimento fluido de estabilização como lama bentonítica polímeros ou similares Para a realização do ensaio SPT o tubo de revestimento deverá estar no mínimo 100 mm acima da cota ponto de ensaio Para melhoria das condições de estabilidade do furo de sondagem sempre manter o nível dágua no interior do furo em cota igual ou superior ao nível freático Mudanças de camadas e mudanças de coloração do solo detectadas por exame tátilvisual difícil quando da perfuração com circulação dágua Profundidade do SPT deve ser verificada a cada ensaio ATENÇÃO ESPECIAL Não descer o tubo de revestimento à profundidade além do comprimento perfurado Medir comprimentos das hastes de perfuração com o trépano antes da descida e dos revestimentos quando da instalação de um novo segmento AMOSTRAGEM E SPT a cada metro Amostras coletadas no amostrador dry sample O amostrador padrão conectado à composição de cravação deve descer livremente no furo até ser apoiado no fundo devendose cotejar a profundidade com aquela medida na operação anterior Diferença 20 mm a composição deve ser retirada repetindose a operação de limpeza do furo 15 cm 15 cm 15 cm N1 N2 N3 N N2 N3 Amostrador padrão do tipo Raymond Diâmetro externo 51 mm Diâmetro interno 35 mm ENSAIO SPT Resistência à penetração N Cravação do amostrador 30 cm após 15 cm de assentamento inicial utilizando golpes de um martelo com massa de 65 kg com queda livre de 75 cm Standard Penetration Test SPT Descida das hastes PH peso das hastes Registro do avanço estático antes da realização do ensaio para solos moles 15 cm 15 cm 15 cm Marcação das 3 parcelas de 15 cm na haste Standard Penetration Test SPT Registro do avanço estático antes da realização do ensaio para solos moles PM peso do martelo Standard Penetration Test SPT 15 cm 15 cm 15 cm ENSAIO Cravação do amostrador deve ser contínua sem aplicação de qualquer movimento rotacional ao mesmo 75 cm Queda 75 cm 65 Kg Coxim Furo Haste Amostrador Øext 50 mm Øint 35 mm L 760 mm 015 m 1º Incremento 015 m 2º Incremento 3º Incremento 015 m 2 golpes 3 golpes 4 golpes Amostra Resistência do SPT N ou nº de golpes para cravar 30 cm finais do amostrador padrão N 7 Standard Penetration Test SPT EXECUÇÃO DO ENSAIO SPT ABERTURA DO AMOSTRADOR PARA RETIRADA DA AMOSTRA Chave de grifo amostrador AMOSTRA DEFORMADA COLETADA EM AMOSTRADOR DE PAREDE GROSSA Amostras colhidas devem ser imediatamente acondicionadas em recipientes herméticos devidamente identificados análise tátilvisual Empresa Conservadas por no mínimo 60 dias a contar da data do relatório Detalhes do registro e identificação das amostras coletadas Identificação das amostras coletadas em cada furo para transporte e análise complementar em laboratório Amostragem e SPT A cada metro perfurado Em qualquer um dos segmentos de 15 cm o número de golpes ultrapassar 30 Ex 1216 3011 Não se observe avanço do amostradorpadrão durante a aplicação de cinco golpes sucessivos do martelo Ex 50 Obs Devese atentar para o fato de a sapata do amostrador estar apoiada em fragmento de rocha ou na própria rocha possibilidade de danificar o amostrador Interrupção da cravação do amostrador antes de completar 45 cm de penetração ABNT NBR 64842020 Tabela 1 Apresentação das penetrações Penetração Registro dos golpes Exemplo Penetração de 45 cm Três trechos iguais a 15 cm Golpes por trecho 315 315 415 Penetração diferente de 45 cm Trechos diferentes de 15 cm Número de golpes para uma penetração imediatamente superior a 15 cm 317 414 515 Penetração superior a 45 cm com a aplicação do primeiro golpe de martelo Número de golpes e respectiva penetração 158 Penetração com haste e amostrador sem número de golpes Sem número de golpes PH50 Penetração com martelo haste e amostrador sem número de golpes Sem número de golpes PM70 Penetração superior a 45 cm com a aplicação de poucos golpes do martelo Número de golpes e respectiva penetração nos respectivos intervalos 133 120 Penetração inferior a 45 cm Se em qualquer dos três segmentos o número de golpes ultrapassar 30 Número de golpes para cada intervalo de penetração 3215 Se não for observado avanço do amostrador durante a aplicação de cinco golpes sucessivos do martelo Número de golpes para zero centímetros de penetração 50 quando em 10 m sucessivos N 25 golpes quando em 8 m sucessivos N 30 golpes quando em 6 m sucessivos N 35 golpes Critério de paralisação da sondagem de simples reconhecimento com SPT CRITÉRIO DE PARALISAÇÃO DAS SONDAGENS é de responsabilidade técnica da contratante ou de seu preposto e deve ser definido de acordo com as necessidades específicas do projeto Na ausência do seu fornecimento Encerramento do ensaio em cada 10 min de perfuração avanços 50 mm Impenetrável ao trépano de lavagem Obs A NBR 6484 não especifica o porte do equipamento de bombeamento dágua de circulação NBR 6484 ENSAIO DE AVANÇO DA PERFURAÇÃO POR CIRCULAÇÃO DE ÁGUA Registro do avanço no tempo de 30 min 3 tempos de 10 min Deve ser realizado quando o amostrador padrão não avançar durante a aplicação de 5 golpes sucessivos do martelo Caso não se observe o avanço do amostrador padrão durante a aplicação de 5 golpes sucessivos do martelo antes da profundidade de 3 metros A sondagem deve ser deslocada no mínimo 2 vezes para posições diametralmente opostas a 2m da sondagem inicial ou conforme orientação do cliente ou seu preposto Em caso de necessidade técnica de investigação do subsolo até profundidades maiores do que aquelas limitadas pela NBR 6484 Substituição pelo Método de perfuração rotativa SONDAGEM ROTATIVA SONDAGENS ROTATIVAS Testemunhos de Rochas amostras OBSERVAÇÃO DO LENÇOL FREÁTICO DE ÁGUA SUBTERRÂNEA Importância NA é fator condicionante nos projetos geotécnicos Tipos de fundações Processo de escavação Rebaixamento do nível dágua NA Dimensionamento e execução de obras de contenção São dependentes da posição do NA no subsolo Sondagem sem indicação do NA Extremamente limitada em seus objetivos Observação do nível do lençol freático Durante a perfuração estar atento a qualquer indício de presença de NA Assim que notada a presença de água no furo de sondagem a trado a perfuração deve ser interrompida para a observação da posição do nível de água Anotase a posição do nível de água encontrada no furo de sondagem Interrupção da sondagem início e final posição do NA e tubo de revestimento profundidade do furo Durante sondagem Observar fuga dágua no furo ou qualquer forma de artesianismo Observação do nível do lençol freático Após o último ensaio SPT Rebaixar o nível de água no furo o máximo possível com auxílio do baldinho Após 12h mín não estando o furo obstruído medir a posição do NA e profundidade do furo os furos de sondagem devem ser preenchidos com calda de cimento bentonita ou mistura determinada tecnicamente pelo contratante para evitar que produtos eventualmente derramados na superfície atinjam o subsolo Em muitos casos Posição do NA só é possível com instalação de piezômetros eou medidores de nível dágua do tipo Casagrande Término dos trabalhos Identificação e organização sequencial das amostras coletadas em cada furo de sondagem Análise tátilvisual Abertura dos recipientes copinhos ordenados pela profundidade para exame individual Identificação das amostras e elaboração de perfil geológico geotécnico da sondagem Análise tátilvisual Classificação dos solos quanto à textura Tamanho das partículasgrãos mm SOLO NBR 6484 NBR 6502 20 60 20 pedregulho 01 20 grossas grãos 10 mm médias grãos 05 mm finas grãos 01 mm 20 06 grossa areia 06 02 média 02 006 fina 01 006 0002 silte 0002 argila granulometria textura solos grossos ásperos ao tato e solos finos macios denominação principal fração predominante adjetivada com no máximo 2 frações quando necessário com pedregulho com concreções com matéria orgânica micáceo plasticidade as argilas apresentam coesão e resistência quando secas ao ar quando umedecidas são plásticas e com características de saponáceas cor no momento da retirada no campo máximo duas cores predominantes designações branco cinza preto marrom amarelo vermelho roxo azul e verde podendose acrescentar claro ou escuro variegada mais de duas cores origem solos residuais indicar rocha de origem grau de evolução solos transportados coluvionares aluvionares fluviais e marinhos aterros APRESENTAÇÃO DE RESULTADOS Anotações de campo Relatório definitivo de sondagem Os dados planialtimétricos constantes na planta de locação devem ser referenciados a pontos bem distintos da obra assim como os dados altimétricos devem ser referenciados à um RN Referencial de Nível Apresentar numa forma ordenada e precisa os resultados de campo por meio de O relatório definitivo deve ser assinado por responsável técnico engenheiro civil ou geólogo com formação em Geotecnia devidamente registrado no CREA texto técnico plantas de locação dos pontos de sondagem com cota da boca do furo perfis individuais ou seções transversais Devem constar no relatório final identificação do contratante local e natureza da obra indicação do sistema utilizado manual ou mecanizado descrição sumária do método e dos equipamentos empregados na realização das sondagens e declaração de utilização da Norma o total perfurado nos pontos de sondagem expresso em metros m observações e comentários se julgados importantes desenho em anexo contendo planta do local da obra posição da referência de nível RN e localização das sondagens Relatório definitivo das sondagens NBR 6484 resultados das sondagens em desenho perfil individual ou seções do subsolo contendo obrigatoriamente nome da empresa executora das sondagens nomelocal da obra e do contratante nº da sondagem cota da boca do furo data do início e término da sondagem diâmetro do tubo de revestimento e do amostrador empregado processos de perfuração e posição do tubo de revestimento descrição do solo constituinte do subsolo e posição das amostras colhidas resultados dos ensaios SPT em número e em gráfico escala vertical 1100 posição dos nívelis dágua ou indicação de não ocorrência resultados dos ensaios de avanço de perfuração com circulação dágua procedimentos especiais utilizados como por exemplo o uso de lama bentonítica Relatório final das sondagens NBR 6484 Designação 1 Índice de resistência à penetração N Solo fofa o 4 areias e siltes arenosos pouco compacta o 5 a 8 medianamente compacta o 9 a 18 compacta o 19 a 40 muito compacta o 40 muito mole 2 argilas e siltes argilosos mole 3 a 5 média o 6 a 10 rija o 11 a 19 Muito rija o 20 a 30 dura o 30 1 As expressões empregadas referemse à deformabilidade e à resistência dos solos sob o ponto de vista de fundações Estados de consistência e de compacidade NBR 6484 ANEXO A NBR 6484 CARÁTER INFORMATIVO PERFIL DE SONDAGEM COM SPT Estação ClimatológicaUEM PERFIL DE SONDAGEM COM SPT Bloco C67 DECUEM PERFIL DE SONDAGEM COM SPT Folha 1 Edifício Vila Marin PERFIL DE SONDAGEM COM SPT Detalhe Edifício Vila Marin PERFIL DE SONDAGEM COM SPT Folha 2 Edifício Vila Marin PERFIL DE SONDAGEM COM SPT Edifício Dom Casmurro Basalto vesicular cavidades não preenchidas Basalto vesicularamigdaloidal cavidades não preenchidas e preenchidas Basalto Perfil do subsolo obtido a partir de sondagem de simples reconhecimento com SPT PERFIL GEOTÉCNICO PERFIL GEOTÉCNICO Santos SP PERFIL LONGITUDINAL DO SUBSOLO segundo o alinhamento das sondagens 15 cm 15 cm 15 cm N3 N2 N1 N N2 N3 Amostrador padrão do tipo Raymond Diâmetro externo 51 mm Diâmetro interno 35 mm Número de golpes em função da penetração do amostrador Teixeira 1975 1993 N1022 Nt N2033 Nt N3045 Nt 15 30 45 0 Penetração cm nº de golpes N030 055 Nt N1545 078 Nt 1 42 N N 30 0 15 45 Nt N1 N2 N3 PERFIL DE SONDAGEM SPT 1ª e 2ª parcelas 30 cm iniciais 2ª e 3ª parcelas 30 cm finais Definição do índice de resistência à penetração dinâmica N do SPT Estimativas valor de N Comportamento linear do número de golpes em função da penetração Observações de Teixeira N1n1 N2n2 e N3n3 nº golpes para cada parcela de penetração N1 N2 N3 L1l1 L2l2 L3l3 parcelas de penetração não necessariamente iguais a 15 cm próximas de 15 cm Ltlt L1l1 L2l2 L3l3 faixa de 42 cm a 48 cm Observações Teixeira 1975 1993 N1 022 Nt N2 033 Nt N3 045 Nt 1º método uso corrente Cravação tida como normal existem l1 l2 e l3 e são 15 cm Proporcionalidade linearidade de comportamento duas últimas parcelas Exemplo n1l1 n2l2 n3l3 N 30n2 n3 l2 l3 2155 3145 517 N 3035 145 17 76 2º método Belincanta et al Estimativa do número de golpes necessários à cravação dos primeiros 15 cm e depois estimativa do número de golpes para os últimos 30 cm Para o caso l1 15 cm Para o caso l1 15 cm Exemplo 2155 3145 517 N 30 n1 l1 15 l1 n2 n3 l1 15 l2 l3 N 30 2155 15 155 3 5 155 15 145 17 76 Exemplo 212 519 617 N 30 n2 l1 l2 15 l2 n3 l1 l2 l3 15 N 30 5 12 19 15 19 6 12 19 17 15 93 3º método mais completo Belincanta et al FÓRMULAS a Quando l1 15 cm e existem n1 n2 n3 l1 l2 e l3 N n2 l1 l2 15 l2 n3 45 l1 l2 l3 Exemplo 212 519 617 N n1 l1 15 l1 n2 n3 45 l1 l2 l3 b Quando l1 15 cm e existem n1 n2 n3 l1 l2 e l3 Exemplo 218 316 312 c Quando l1 15 cm e não existem n3 e l3 N n1 l1 15 l1 n2 45 l1 l2 Exemplo 133 115 d Quando somente da existência de n1 e l1 N n130 l1 Exemplo 142 n1l1 n2l2 n3l3 3º método mais completo Belincanta et al RACIOCÍNIO DE CÁLCULO a Quando l1 15 cm e existem n1 n2 n3 l1 l2 e l3 N n2 l1 l2 15 l2 n3 45 l1 l2 l3 Exemplo 212 519 617 N 5 12 19 15 19 6 45 12 19 17 915 N 92 Exemplo 212 519 617 Raciocínio de cálculo 𝑁1 2 5 19 𝑥 3 𝑁1 279 𝑁3 5 19 𝑥 1 6 17 𝑥 14 𝑁3 520 𝑁2 5 19 𝑥 15 𝑁2 395 27915 39515 52015 N 92 n1l1 n2l2 n3l3 N n1 l1 15 l1 n2 n3 45 l1 l2 l3 b Quando l1 15 cm e existem n1 n2 n3 l1 l2 e l3 Exemplo 218 316 312 N 2 18 16 18 3 3 45 18 16 12 608 N 61 Exemplo 218 316 312 16715 25815 35015 Raciocínio de cálculo 𝑁1 2 18 𝑥 15 𝑁1 167 𝑁3 3 16 𝑥 4 3 12 𝑥 11 𝑁3 350 𝑁2 2 18 𝑥 3 3 16 𝑥 12 𝑁2 258 N 61 c Quando l1 15 cm e não existem n3 e l3 N n1 l1 15 l1 n2 45 l1 l2 Exemplo 133 115 N 1 33 15 33 1 45 33 15 13 N 14 Exemplo 133 115 Raciocínio de cálculo 𝑁1 1 33 𝑥 15 𝑁1 045 𝑁3 1 33 𝑥 3 1 15 𝑥 12 089 N 14 𝑁2 1 33 𝑥 15 𝑁2 045 04515 04515 08915 d Quando somente da existência de n1 e l1 N n130 l1 Exemplo 142 N 1 30 42 071 N 07 Exemplo 142 Raciocínio de cálculo 𝑁1 1 42 𝑥 15 𝑁1 036 N 07 𝑁2 1 42 𝑥 15 𝑁2 036 𝑁3 1 42 𝑥 15 𝑁3 036 03615 03615 03615 Queda 75 cm 65 Kg Coxim Furo Haste Amostrador Øext 50 mm Øint 35 mm L 760 mm 015 m 1º Incremento 015 m 2º Incremento 3º Incremento 015 m 2 golpes 3 golpes 4 golpes Amostra Resistência do SPT N ou nº de golpes para cravar 30 cm finais do amostrador padrão N 7 Torque T Medida de Torque Sondagem de Simples Reconhecimento com SPT e Torque SPTT Medida de torque em sondagens de simples reconhecimento de solos a percussão com ensaio SPT TORQUE MÁX E RESIDUAL Medida de Torque no SPT SPT T ou SPTF Standard Penetration Test with Friction measurement Ranzini 1988 Propôs estimativa do atritoadesão na interface soloamostrador medida de torque necessário à rotação do amostrador cravado no ensaio SPT Torquímetro aferido Adaptadores de torquímetro Disco centralizador das hastes Adaptadores Revestimento Centralizador Cabeça de bater Torquímetro Ferramental O amostrador a ser utilizado deve ser preferencialmente de corpo inteiriço não bipartido Tmáx e Tmín residual a cada metro Procedimento de medida Medida de Torque no SPT Capacidade máxima do torquímetro Variação do N SPT 270 Nm 27kgfm 0 10 480 Nm 48kgfm 11 20 800 Nm 80kgfm 20 Girase o torquímetro sem interrupções e sem solavancos para a obtenção da leitura do torque máximo prosseguindose com a rotação até a estabilização da leitura que fornece o torque residual mínimo 31711 5366h 40 1000T fs 17 4060 5366h 40 1000T f s s 45 h T T penetrado medido c T s h 508 1994 Torque corrigido SPT corrigido T N T R Apresentação de resultados Ranzini 1988 s fs adesãoatrito em kPa T torque em Nm h penetração do amostrador em cm Décourt 1993 Uso de T Fator de correção do valor de N fs para cálculo de capacidade de carga de fundações Alonso 1994 Aferição de N e classificação geotécnica dos solos Utilização de T para a previsão da adesãoatrito lateral de estacas Perfil individual de sondagem de simples reconhecimento com SPT e TORQUE Queda 75 cm 65 Kg Coxim Furo Haste Amostrador Øext 50 mm Øint 35 mm L 760 mm 015 m 1º Incremento 015 m 2º Incremento 3º Incremento 015 m 2 golpes 3 golpes 4 golpes Amostra Resistência do SPT N ou nº de golpes para cravar 30 cm finais do amostrador padrão N 7 Torque T Medida de Energia Possibilitar comparação Sondagem de Simples Reconhecimento SPT e SPTT Medida de energia transferida ao conjunto de hastes devida ao impacto do martelo durante o ensaio SPT EFICIÊNCIA DO EQUIPAMENTO PROGRAMAÇÃO DE SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO DOS SOLOS PARA FUNDAÇÕES DE EDIFÍCIOS NBR 80361983 número localização em planta profundidade SONDAGENS Dependem do tipo de estrutura de suas características especiais e das condições geotécnicas do subsolo Deve ser suficiente para fornecer um quadro o melhor possível da provável variação das camadas do subsolo do local em estudo Norma Técnica Código ABNT NBR 80361983 Código Secundário ABNTNB 12 Data de Publicação 30061983 Título Programação de sondagens de simples reconhecimento do solos para fundações de edifícios Procedimento Título Idioma Sec Programme of soils recognizining simple drilling for building foundations Procedure Nota de Título Confirmada em 30112018 Comitê ABNTCB002 Construção Civil Páginas 3 Status Em Vigor Idioma Português Organismo ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas Preço R 3625 Objetivo Esta Norma fixa as condições exigíveis na programação das sondagens de simples reconhecimento dos solos destinada à elaboração de projetos geotécnicos para construção de edifícios Esta programação abrange o número a localização e a profundidade das sondagens Número mínimo de sondagens Número de sondagens n Área do edifício A projetada em planta m2 2 2 200 3 A200 200 1200 7 6 A 1200 400 1200 2400 9 estabelecido em função das condições específicas da obra 2400 Número de sondagens recomendado pela NBR 80361983 em função da área de projeção em planta do edifício INVESTIGAÇÃO PRELIMINAR não existência da disposição do edifício em planta Distância máxima entre sondagens é de 100 m com no mínimo 3 sondagens Profundidade a ser investigada Localização das sondagens a Fase de estudos preliminares ou de planejamento do empreendimento As sondagens devem ser igualmente distribuídas em toda a área b Fase de Projeto Podem ser localizadas de acordo com critério específico que leve em conta pormenores estruturais c Quando o número de sondagens 3 Não devem ser distribuídas ao longo de um mesmo alinhamento Deve incluir todas as camadas impróprias ou questionáveis como apoio de fundações de tal forma que não venham a prejudicar a estabilidade e o comportamento estrutural do edifício Ideal profundidade onde o solo não seja mais significativamente solicitado pelas cargas estruturais acréscimo de tensão transmitido 10 da tensão geostática efetiva ESTABILIDADE DE ENCOSTAS ABNT NBR 116822009 Elaboração de análises e projetos de estabilização de encostas obrigatoriedade de executar sondagens para a caracterização da encosta e a determinação da estratigrafia do terreno Número de furos de sondagem mínimo 3 furos dependendo do tipo de estrutura de suas características especiais e das condições geotécnicas do subsolo Profundidade dos furos deverá atingir o substrato mais resistente do terreno solo residual jovemrocha com a finalidade de caracterizar a zona de interesse ao estudo da estabilidade devendose caso necessário utilizar sondagem rotativa Não necessidade de realização de sondagens em casos específicos taludes com até 3m de altura solo homogêneo sem influência da água sem sobrecarga e com superfícies planas tanto a montante quanto a jusante com extensão mínima medida normal à face do talude correspondente a 5 vezes a altura do mesmo SONDAGENS