MECNICA DOS SOLOS III

(TEC04136)

Investigaes Geotcnicas

6 aula

Prof. Manoel Isidro de Miranda Neto

Eng.Civil, MSc

Alguns slides foram adaptados da aula de

INVESTIGAES GEOTCNICAS

do

Prof. Bruno Lima

no curso de Eng. Agrcola

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Todo PROJETO GEOTCNICO

envolve, de algum modo, a

INVESTIGAO GEOTCNICA (NBR8044 - Projeto Geotcnico)

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Por qu?

Porque desejamos caracterizar o material, por

exemplo: na avaliao de uma Jazida.

Para inferir propriedades mecnicas do material, por

exemplo, sob carregamento externo:

1) quanto resiste ?

2) quanto ir se deformar ?

3) quanto tempo levar para a estabilizao ?

Para conhecer o meio fsico, por exemplo, o subsolo.

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O Processo de Investigao

Abordagem Prescritiva:

Quando h normas ou regulamentos que condicionam o processo de investigao.

Por exemplo a NBR 8036 Programao de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundaes de Edifcios estabelece um mnimo do uma sondagem para cada 200 m2 de rea da projeo em planta do edifcio, sendo no mnimo duas.

Abordagem por Desempenho:

So realizadas investigaes por fases em um processo de descoberta progressiva selecionando-se zonas para um melhor detalhamento.

Por exemplo, em Investigaes Geombientais sobre uma rea contaminada e se deseja refinar o conhecimento sobre a natureza e a distribuio do contaminante na rea.

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Tipos de Investigao

Investigaes de reconhecimento: Tem como objetivo determinar a natureza das formaes locais para a

escolha das reas mais adequadas instalao de um projeto. Inclui mapas geolgicos e pedolgicos, aerofotogrametria, visitas aos locais e eventuais sondagens.

Explorao para anteprojeto: Realizadas nos locais indicados na etapa anterior, permitindo a escolha

de solues tais como: escolha do tipo de fundao, classificao e capacidade de uma jazida.

Explorao para projeto executivo: Destina-se a complementar as informaes geotcnicas disponveis,

visando a soluo de problemas do projeto executivo. Ex.: sondagens por estaca (1 em cada estaca ?) para clculo do comprimento de cravao.

Explorao durante a construo: Realizada quando surgem problemas no previstos nas etapas

anteriores.

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A NBR-6497 Levantamento Geotcnico

fixa as condies gerais da investigao

geotcnica em projetos de engenharia

por meio de estudos:

Preliminares sobre a rea de interesse do projeto; e

Detalhados em geologia de engenharia, engenharia de solos e engenharia de rochas.

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Os estudos de geologia de engenharia

envolvem:

A morfologia do terreno e a distribuio espacial das estruturas geolgicas;

A classificao petrogrfica e a gnese das formaes;

Feies geolgicas especficas e o perfil do intemperismo; e

As condies hidrolgicas de superfcie e de subsuperfcie (condies hidrogeolgicas).

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Os estudos de engenharia de solos envolvem:

A natureza do macio terroso;

O posicionamento espacial das diversas camadas;

Os parmetros fsicos e mecnicos e suas variaes espaciais; e

tempo.

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Os estudos de engenharia de rochas envolvem:

A natureza do macio rochoso;

O posicionamento espacial das diversas unidades geolgicas;

Os parmetros fsicos e mecnicos e suas variaes espaciais; e

A hidrulica do macio e sua variao no tempo.

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O Levantamento Geotcnico

pode envolver:

Mapeamento geolgico, topogrfico e hidrogrfico;

Sondagens geotcnicas e prospeces geofsicas;

Abertura de poos, trincheiras ou galerias;

Coleta de amostras representativas; e

Execuo de ensaios no Campo e em Laboratrio;

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Sondagens Geotcnicas

Sondagem com avano a trado;

Sondagem com avano por circulao de gua;

Sondagem rotativa; e

Sondagem mista.

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Sondagem a trado (NBR9603)

Finalidade: coleta de amostras deformadas,

identificao dos horizontes do terreno;

Emprega-se o trado cavadeira (tipo concha) ou trado helicoidal;

Realizado em solos no saturados, friveis mas consistentes;

Amostras devem ser adequadamente identificadas e acondicionadas;

Os resultados devem ser anotados em boletim de campo e apresentados em relatrio.

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Trados

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Trado

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Sondagem de simples reconhecimento

com SPT (NBR6484)

Finalidades:

(i) coleta de amostras deformadas;

(iii) identificao dos horizontes do terreno; e

(iv) obteno do ndice de resistncia a penetrao NSPT.

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Equipamento SPT

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Sondagem de simples reconhecimento

com SPT - Procedimento

Identificao e locao dos furos de sondagens;

seguido de avano por circulao de gua na regio saturada ou em solos mais resistentes;

Execuo do ensaio SPT e coleta de amostras a cada metro utilizando o amostrador padro;

Profundidade da sondagem especificada pelo cliente ou at o impenetrvel (condies previstas na norma).

Os resultados devem ser anotados em boletim de campo e apresentados em boletim de sondagem.

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Standard Penetration Test (SPT)

A perfurao iniciada com o trado at 1 m e instalado o tubo de

revestimento.

A partir da troca-se a ferramenta de perfurao no segmento final da

composio de haste pelo amostrador padro e efetua-se o primeiro SPT.

O ensaio consiste em contar o nmero de golpes do martelo de 65 kg em

queda livre de 75 cm sobre a cabea de bater, at a penetrao de 45 cm

de toda a composio de hastes, contados em trs trechos iguais de 15 cm.

O amostrador padro bipartido para permitir a retirada de amostras do

solo que ingressa no interior do amostrador durante sua cravao.

O ndice de resistncia a penetrao denotado por N SPT ou N ou SPT

obtido pela soma do nmero de golpes do martelo para penetrao dos

30 cm finais.

A sondagem prossegue com avano at o segundo metro onde feita a

limpeza do furo e novo ensaio SPT. E assim para cada metro de avano.

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Standard Penetration Test (SPT) obrigatria a descida do revestimento quando as paredes do furo se

mostrarem instveis. Em casos especiais, pode-se estabilizar o furo com

lama.

Quando a perfurao com trado ficar difcil deve ser adotada a perfurao

com circulao de gua utilizando-se o trpano de lavagem e uma bomba.

O NSPT pode ser representado por uma frao, sendo, por exemplo, H/65

indicativo que pelo peso prprio da cabea de bater, composio de hastes

e amostrador houve penetrao de 65 cm do conjunto;

P/55 indicativo que pelo apoio suave do martelo (65 kg) na cabea de

bater, composio de hastes e amostrador houve penetrao de 55 cm do

conjunto;

1/48 indicativo que por apenas um golpe houve penetrao de 48 cm do

conjunto.

50/30 indicativo que dados 50 golpes houve penetrao de 30 cm do

conjunto. Um dos critrios de paralizao do ensaio. 24

SPT

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SPT

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SPT - T

O NSPT um ndice de resistncia penetrao que pode ser

correlacionado com algumas propriedades do solo como consistncia

ou compacidade e tambm com o ngulo de atrito.

Com a realizao das medidas de torque durante o SPT, este

passa a ser denominado SPT-T (Ensaio SPT com Medida de Torque).

Uma de suas principais caractersticas a possibilidade da

determinao esttica, com baixo custo adicional, de uma medida de

resistncia (T), o que no ocorre no SPT, j que a medida de

resistncia (NSPT) obtida por um processo dinmico.

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Classificao com base no NSPT (NBR6484 e 7250) 28

Exemplo de classificao base NSPT

Prof.

(m)

1os

15

Golpes

2os

15

golpes

3os

15

golpes NSPT

Tipo de

Solo

Compacidade/

Consistncia

1,00 2 2 3 Areia

Argilosa

2,00 1 3 3 Areia

Argilosa

3,00 P/100 - - Argila

4,00 P/100 - - Argila

5,00 6 6 10 Silte

Arenoso

6,00 6 8 12 Areia

7,00 1/100 Argila

8,00 4 6 8 Silte

9,00 6 8 13 Areia

10,00 10 12 16 Argila

Arenosa

11,00 12 12 20 Argila

Arenosa

12,00 10 16 19 Areia

13,00 13 20 30 Areia

14,00 - - - - - IMPENETRVEL

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Fonte: www.martonio.eng.br

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Aplicaes do ndice de

Resistncia penetrao NSPT

O NSPT tem aplicaes relacionadas com a previso da tenso admissvel do solo em projetos de fundaes e, por meio de correlaes empricas, com outras propriedades geotcnicas (e.g., ngulo de atrito, densidade relativa).

Essas correlaes so estabelecidas para condies particulares e especificas, com a expressa limitao de uso por parte dos autores, mas acabam extrapoladas na prtica, muitas vezes de forma no apropriada.

Deve-se atentar para o fato de que os resultados de ensaios SPT realizados em um mesmo local podem apresentar disperso significativa.

Outra aplicao na identificao dos horizontes do subsolo, normalmente obtida combinando a descrio do testemunho de sondagem com as medidas de NSPT, como previsto na NBR7250 Identificao e descrio de amostras de solo obtidas em sondagens de simples reconhecimento, com vistas a elaborao de perfis geotcnicos ;

A NBR7250 preconiza a identificao visual ttil envolvendo a textura, cor, compacidade ou consistncia, plasticidade e origem;

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Critrio de paralisao NBR 6484

Houver penetrao nula em uma sequncia de 5 golpes do martelo;

No processo de circulao de gua, forem obtidos avanos inferiores a 5 cm em cada perodo de 10 minutos, ao longo de 30 minutos;

Em 3 m sucessivos se obtiver NSPT > 45/15

Em 4 m sucessivos se obtiver NSPT entre 45/15 e 45/30

Em 5 m sucessivos se obtiver NSPT entre 45/30 e 45/45

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Os PRS e CONTRAS do SPT

VANTAGENS Utilizao em quase todas as partes do mundo;

Procedimento do ensaio simples de seguir;

Equipamento simples e portanto, verstil, barato e robusto;

Obteno de amostra representativa (amolgada);

Ensaio pode ser empregado em quase todos os tipos de solos e rochas alteradas (brandas);

Ensaio pode ser realizado em condies adversas de clima;

Baixo custo e obteno de um valor numrico de ensaio que pode ser relacionado com regras empricas de projetos;

DESVANTAGENS Ensaio fortemente dependente da experincia e cuidados do operador (sondador);

Resultados dependem do tipo de equipamento alm de outros fatores. Assim, a padronizao, mesmo no Brasil, mas sobretudo de pas para pas, no efetiva;

diversas empresas mal preparadas para realizar o ensaio, mas que os fazem a custo muito baixo. Na realidade o ensaio simples, mas requer uma significativa dose de experincia por parte do sondador e emprego de materiais e tcnicas adequados.

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Sondagem Rotativa

em Macio Rochoso Muitas vezes h necessidade de conhecer a natureza do macio rochoso dado como impenetrvel na sondagem de simples reconhecimento.

A Sondagem Rotativa emprega ferramenta de corte do tipo coroa diamantada ou com pastilhas de tungstnio para perfurao e recuperao de testemunhos da rocha.

A anlise dos testemunhos permitem a classificao do macio rochoso por meio de um indicador de designao qualitativa de rocha (RQD Rock Quality Designation).

Tambm possvel obter testemunhos orientados que permitam a anlise do sistema de descontinuidades do macio rochoso (e.g., juntas, fraturas, falhas).

A sondagem mista aquela que emprega a sondagem de simples reconhecimento e a sondagem rotativa.

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