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Aula 07 – Investigação Geotécnica
Prof. Paula Sant'Anna Moreira Pais
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1. Introdução
O conjunto de operações que visam a determinação da
natureza e características do terreno, sua disposição com
interesse para a obra/projeto a realizar é definido como
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.
Constitui um pré-requisito para projetos geotécnicos seguros
e econômicos, os quais são normalmente executados com
base em ensaios de laboratório e/ou campo.
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1. Introdução
A prospecção geotécnica visa:
Determinação da extensão, profundidade e espessura das
camadas do subsolo até à profundidade desejada.
Descrição do solo de cada camada, compacidade ou consistência,
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.
Determinação da profundidade do nível freático.
Determinação da profundidade a que se encontra a rocha mãe,
sua classificação e grau de alteração.
Obtenção das propriedades físicas, mecânicas e hidráulicas dos
maciços e dos respectivos parâmetros (resistência, deformabilidade,
permeabilidade, …)
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1. Introdução
A investigação geotécnica serve de base às diversas fases do
projeto geológico – geotécnico:
Estudo prévio ou de viabilidade
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Ante-projeto
Projeto
Construção Acompanhamento
Com particular relevância para as três primeiras fases.
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2. Métodos de Investigação Geotécnica
Métodos Diretos:
Permite a observação direta do subsolo ou através de
amostras coletadas ao longo de uma perfuração ou a
medição da propriedade in situ.
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Podem ser manuais ou mecânicos.
Exs.: poços, trincheiras e galerias de inspeção; sondagem a
trado; sondagem a percussão; sondagem rotativa.
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2. Métodos de Investigação Geotécnica
Semi-diretos: Exs.: Vane test, CPT, pressiométrico.
Fornecem características mecânicas dos solos prospectados.
São importantes devido a dificuldade de se amostrar solos
muito moles ou areias puras ou mesmo pela dificuldade de
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o tenç o e amostras n e orma as.
Indiretos Geofísicos: Exs.: sísmico, gravimétrico, magnético.
Não fornecem os tipos de solos prospectados, mas tão
somente correlações entre as resistividades elétricas e
velocidades de propagação de ondas sonoras.
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Diretos
Manuais
Poços
Trincheiras
Trados manuais
Mecânicos
Sondagens à percussão (SPT)
Sondagens rotativas
Sonda ens mistas
2. Métodos de Investigação Geotécnica
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Métodos de
investigação
geotécnica
Sond. Especiais com extração de
amostras indeformadas
Semi-diretos
Ensaio de palheta ou “vane test”
Ensaio de penetração dinâmica (CPT)
Ensaio pressiométrico
Indiretos (Geofísicos)
Sísmico
Gravimétricos
Magnéticos
Elétricos
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2. Métodos de Investigação Geotécnica
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3. Procedimento Mínimo NBR 8036
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4. Localização das Sondagens NBR 8036
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4 0
4. Localização das Sondagens NBR 8036
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7
2 5
3 0
10-12 20
3 0
20
A distância entre os furos de sondagem deve ser de 15 a 25m,
evitando que fiquem numa mesma reta e de preferência, próximos
aos limites da área em estudo.
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5. Profundidade das Sondagens NBR 8036
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5. Profundidade das Sondagens NBR 8036
Profundidade de Investigação Insuficiente.
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5. Interrupção NBR 8036
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
Também conhecido por sondagem de simples
reconhecimento é um dos ensaios in situ mais utilizados em
todo o universo na investigação do subsolo, permitindo tanto a
retirada de amostras, quanto a medida da resistência à
penetração dinâmica do solo.
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No Brasil é regulamentado pela ABNT NBR 6484.
A perfuração inicia-se com uso do trado tipo cavadeira ou
concha, diâmetro de 10 cm até 1m de profundidade.
Amostragem é feita a cada metro de perfuração, ou sempre
que houver mudança de mudança de material (solo).
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
Vantagens:
Custo relativamente baixo;
Facilidade de execução e possibilidade de trabalho em
locais de difícil acesso;
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Permite descrever o subsolo em profundidade e a coleta
de amostras;
Fornece um índice de resistência a penetração
correlacionável com a compacidade ou a consistência dossolos;
Possibilita a determinação do nível freático.
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
Ao se realizar uma sondagem pretende-se conhecer:
O tipo de solo atravessado através da retirada de uma
amostra deformada, a cada metro perfurado;
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res s nc a o erec a pe o so o cravaç o o
amostrador padrão, a cada metro perfurado;
A posição do nível ou dos níveis d'água, quando
encontrados durante a perfuração.
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
Os procedimentos de uma sondagem de simples
reconhecimento, dividem-se em diversas fases:
Abertura do furo – Trado concha ou cavadeira
Ensaio de enetra ão
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Amostragem – Amostrador padrão (bipartido)
Avanço – Trado helicoidal ou Trépano
Avaliação do nível d’água
Identificação e classificação das amostras
Relatório
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
NSPT Números de golpes do martelo necessários
para cravar 30 cm do amostrador, após os
primeiros 15 cm, ou seja os 30 cm finais.
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A resistência a penetração é também referida como N
do SPT ou, simplesmente, como SPT do Solo, as iniciais
de Standart Penetration Test.
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
O equipamento é composto
por:
Martelo de 65 kg
Amostrador padrão bipartido
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Tripé com roldana
Tubos de revestimento
Hastes de avanço (lavagem e
penetração)
Trépanos e Trados (concha e
helicoidal)
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
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Martelo de
65 kg
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
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Amostrador padrão bipartido
para sondagem SPT
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6. Sondagem à Percussão (SPT)
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Trépano
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Locação em planta
A representação gráfica dos furos de sondagem e a
identificação dos furos, e suas respectivas cotas, deverão
obedecer o que segue:
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Locação do furo em campo
Cada furo de sondagem deve ser marcado com a cravação
de um piquete de madeira ou material apropriado.
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Este piquete deve ter gravada a identificação do furo e estar
suficientemente cravado no solo, servindo de referência de
nível para a execução da sondagem e posterior determinação
de cota através de nivelamento topográfico.
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
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Inserção do amostrador no
furo
Cravação do amostrador
(intervalos de 15 cm)
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
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Martelo de 65 kg cravando o
amostrador.
Amostrador SPT com
amostra de solo.
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Observação sobre o NA:
Durante a perfuração com o auxílio do trado helicoidal,
o operador deve estar atento a qualquer aumento aparente da
umidade do solo, indicativo da presença próxima do nível’
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, ,
encontrar molhado em determinado trecho inferior do trado
helicoidal, comprovando ter sido atravessado um nível d’água.
Neste caso, interrompe-se a operação de perfuração e passa-
se a observar a elevação do nível d’água no furo, efetuando-seleituras a cada 5 min, durante 10 a 15 min no mínimo.
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Observação sobre o NA:
Caso o NA se eleve no tubo de revestimento é indicação de que
água estava sob pressão.
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gumas vezes, ocorre e ma s e um enço re co. o enç s
suspensos (empoleirados) em camadas argilosas. Cada um desses
lençóis deve ser detectado e registrado.
Quando o avanço a trado helicoidal for inferior a 5 cm após 10minutos de operação, ou quando não estiver ocorrendo a
recuperação do solo escavado devido ao NA, passa-se ao método
de perfuração por circulação de água→ Trépano.
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Critérios de paralisação:
A NBR 6484 prescreve os seguintes critérios para
paralisação de sondagens à percussão:
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, ,
para penetração dos 15 cm iniciais;
Quando, em 4 metros sucessivos, se obtiver 50 golpes
para penetração dos 30 cm iniciais;
Quando, em 5 metros sucessivos, se obtiver 50 golpes
para a penetração dos 45 cm.
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Critérios de Paralisação - Ensaios de lavagem por tempo.
Quando forem atingidas as condições prescritas na
observação anterior ou quando a etapa de avanço por
circulação de água verificar-se a existência de material muito
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, , , .
deve-se recorrer ao ensaio de lavagem por tempo.
O ensaio de lavagem por tempo consiste na realização do
procedimento de circulação de água, entretanto, verificando-seatravés de marcas realizadas com giz nas hastes de
perfuração, o avanço ocorrido em três intervalos de 10minutos.
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Critérios de Paralisação - Ensaios de lavagem por tempo.
Em 30 min os avanços em cada intervalo de 10 min formem
inferiores a 5 cm.
Ou em uatro ensaios consecutivos não for alcan ada a
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profundidade de execução do ensaio penetrométrico seguinte.
Nestes casos deverá constar no relatório a designação de
“Impenetrável à peça de lavagem ou ao trépano”.
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Vídeo
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7. SPT : Procedimentos – NBR 6484
Caso queira a continuidade do ensaio, deve-se
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proce er a
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Conjunto motomecanizado projetado para obtenção de
amostras contínuas de materiais rochosos através de
ação perfurante dada for forças de penetração e rotação.
Em re adas uando a sonda em a ercussão atin e
8. Sondagem Rotativa
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estrato rochoso, matacões ou solos impenetráveis a
percussão.
Permitem a obtenção de amostras (testemunhos de
sondagem) que permitem a distinção da qualidade da
rocha abaixo do estrato de solo.
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O equipamento é composto por:
Sonda rotativa: motor, guincho e cabeçote de perfuração;
Hastes (tubos de 1,5 a 6 m) ligados por conectores
(niples);
8. Sondagem Rotativa
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Barriletes (tubos destinados a receber o testemunho);
Coroas: matriz de aço, diamantes, ou vídia;
Revestimentos; Conjunto motor bomba, tanque e mangueiras.
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8. Sondagem Rotativa
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8. Sondagem Rotativa
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Barriletes e Coroas.
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8. Sondagem Rotativa - Resultados
• RQD (rock quality designation)
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Classificação da Rocha com base na % de
recuperação
8. Sondagem Rotativa - Resultados
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Classificação da Rocha com base no RQD
8. Sondagem Rotativa - Resultados
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Relatório de
sondagem
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9. SPT : Relatório
Para calcular a resistência do solo (NSPT ou N ou SPT), que
será utilizado em várias correlações, basta somar o número de
golpes dos 2 últimos trechos de 15 cm.
Mecânica dos Solos – Aula 7
NSPT = 13 + 15 = 28
NSPT = 15 + 19 = 34
NSPT = 14+ 18 = 32
NSPT = 17 + 8 = 25
NSPT = 7 + 7 = 14
Por camada:
NSPT médio = (28+34+32+25+14)/5 =26,6
Argila silto arenosa dura
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Tabela dos estados de compacidade e consistência NBR 7250.
9. SPT : Relatório
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9. SPT : Perfil longitudinal
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10. Sondagem Mista Relatório
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SPT
RotativaSPT
Rotativa