Geotecnia - Aula 04

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Geotecnia
Aula 04: Mapeamento geológico-geotécnico. Investigações
geotécnicas: Sondagens a trado, trincheiras e poços. Coleta de
amostras indeformadas.
Apresentação
Abordaremos a �nalidade e o procedimento de execução de um mapeamento geológico-geotécnico, utilizado como
ferramenta de suporte a projetos de engenharia civil.
Apresentaremos os métodos de investigação geotécnica em solos através de sondagem a trado, escavação manual de
poços de visita e de trincheiras, que permitem a coleta de amostras deformadas e sua classi�cação táctil-visual.
Analisaremos o procedimento para a coleta de amostras indeformadas de solos do tipo “blocos”, utilizadas em ensaios de
laboratório.
Objetivos
Examinar as técnicas de execução das sondagens a trado, para coleta de amostras deformadas de solo e
classi�cação táctil-visual;
Analisar as técnicas de execução de trincheiras e poços escavados manualmente, bem como a metodologia de
coleta de amostras indeformadas tipo “bloco”;
Identi�car, através da simulação simpli�cada de um caso, como são aplicadas as atividades de geotecnia em um
projeto de construção de uma ferrovia.
Mapeamento geológico-geotécnico
Caracterização da área de estudo
As investigações geotécnicas, também conhecidas como sondagens de reconhecimento, são fundamentais no suporte a
diversos tipos de projetos de engenharia civil. Através das investigações geotécnicas executadas num terreno, podemos obter
amostras de solos ou rocha de acordo com o método de investigação empregado.
Há diversos métodos de sondagens e, por meio deles, várias são as
formas de coleta de amostras e de dados a serem determinados.
As informações obtidas com as sondagens são consideradas diretas. Entretanto, são informações pontuais. Signi�ca que um
único ponto de sondagem fornece dados do subsolo representativos daquele exato local. Por conta deste aspecto, as normas e
as especi�cações técnicas sobre investigações geotécnicas não consideram como su�ciente e representativa a execução de
uma única sondagem para caracterização de uma área.
Entendendo melhor a questão através de exemplos correntes
Na pesquisa de uma jazida para material de aterro é comum estabelecer-se uma campanha com várias sondagens a trado
distribuídas na área de interesse, selecionada principalmente pela aspecto morfológico. A partir daí, de uma maneira geral,
determina-se uma área adequada e programam-se as sondagens que mostrarão até que profundidade o solo apresenta
características satisfatórias ao projeto.
Obstáculos à perfuração podem ocorrer, tais como a presença de matacões, níveis de seixos, dentre outros que impeçam o
prosseguimento de uma sondagem a trado. Mas podem não signi�car a presença de um di�cultador ou contínuo, que
inviabilize a continuidade da pesquisa. É nesse tipo de situação que o conhecimento dos aspectos geológicos regionais e locais
contribuem com os esclarecimentos necessários para manter a continuidade do levantamento.
Casos como este apresentado, mesmo com algumas variações, são
considerados comuns em projetos desta natureza, e incluem-se dentre os
fatores que consolidam a importância do mapeamento geológico-
geotécnico. Portanto, é fundamental a aquisição de dados su�cientes e
con�áveis sobre o subsolo para o desenvolvimento de um projeto de
engenharia civil, sobretudo de alta complexidade.
As investigações geotécnicas, devem ser esclarecedoras. Não devem acrescentar dúvidas aos projetistas, nem aos
responsáveis pela execução dos projetos.
Visando alinhar a programação de investigações geotécnicas em algumas das suas modalidades mais usuais, a ABNT
(Associação Brasileira de Normas Técnicas) produz e atualiza normas para grande número de modalidades de investigações
geotécnicas a trado.
Além disso, os órgãos contratantes de grandes projetos de engenharia civil usualmente determinam que as investigações
geotécnicas devam ser realizadas mediante as especi�cações técnicas por eles fornecidas.
Conforme foi abordado, diversos projetos de engenharia civil dependem de dados geológicos para executar fundações ou
escavar o terreno com segurança, prevenindo desde riscos de recalques à instabilidade de taludes e cortes ou de aterros.
Nesse contexto, enquadra-se uma gama diversi�cada de projetos que
inclui desde os mais simples, como as construções residenciais, até os
maiores e mais complexos, como as rodovias, ferrovias, portos,
barragens, metrôs etc.
É uma condição ideal que o mapeamento geológico-geotécnico dê suporte à programação de estudos preliminares dos
projetos, mas que também seja alimentado e aferido pelas informações obtidas nas investigações geotécnicas.
Em projetos e obras dessa natureza, geólogos e engenheiros devem atuar como integrantes de equipes multidisciplinares,
trocando informações e conhecimentos adquiridos em projetos e obras similares.
Caso prático
Vamos entender melhor simulando de forma sucinta a
apresentação do que ocorre num projeto para construção
de um trecho de ferrovia, reunindo condições passíveis de
ocorrerem nas fases de projeto e preliminar da sua
implantação.
Consideraremos alguns dados hipotéticos para dar mais
praticidade ao estudo e aos cuidados especiais que devem
ser considerados:
 Composição em trecho de ferrovia. (Fonte: Mikhail Sedov / Shutterstock).
Estudos preliminares propostos para a concepção de projeto e detalhamento para a implantação de uma ferrovia,
considerando hipoteticamente:
1
Várias áreas com possibilidades de aterros na proposta de
traçado e de greide;
2
Áreas de cortes em solos e em rocha;
3
Necessidade de estudo de áreas de empréstimo – jazidas
de solos e rocha;
4
Trechos em seção mista (corte e aterro);
5
Possibilidade de construção de um túnel;
6
Construção de drenagem;
7
Estudo de fundações de aterros e obras de arte;
8
Construção de ponte para travessia de rio;
9
Estabilização de taludes;
10
Construção de cortinas atirantadas.
Estudos complementares
Serão necessários dados adicionais sobre os volumes aproveitáveis e as características dos materiais de corte que servirão
como jazidas para aterros (solo, saibro, rocha etc.), bem como os volumes prováveis de bota-fora.
Nas obras de arte especiais, são necessárias informações mais detalhadas, tais como estudos hidrológicos, estudos
geotécnicos, entre outros adequados a essas condições especí�cas. As áreas propostas para aterros deverão ser estudadas
em detalhe, prevendo a possibilidade da ocorrência de substrato de material argiloso compressível e impermeável (brejos etc.),
e riscos prováveis.
Cortes em solo deverão ter suas condições de estabilidade avaliadas a partir
de sua con�guração natural, e não após o corte ter sido realizado. Os cortes
em rocha devem considerar: A litologia da rocha; a atitude (direção e
mergulho); o estado de alteração; e o grau de faturamento, com análise da
posição espacial das fraturas naturais em relação à estabilidade do maciço.
Embora o mapeamento geológico-geotécnico deva estar disponível para utilização nas fases preliminares de projeto, ele deve
ser atualizado na medida em que novas informações forem obtidas.
A elaboração do mapeamento geológico-geotécnico requer a disponibilização de documentação técnica do projeto,
considerando os seguintes elementos a serem disponibilizados:
Levantamento aerofotogramétrico da área em escala adequada;
Levantamentos planialtimétricos incorporados aos projetos;
Estudo de traçado e greide da ferrovia;
Projetos: Geométrico, terraplanagem, drenagem, obras especiais e detalhamentos;
Seções transversais;
Estudo de Impacto Ambiental (EIA) e Relatório de Impacto Ambiental (RIMA) relativos ao projeto em pauta e necessários
ao Licenciamento Ambiental, entre outros.
O mapeamento geológico-geotécnico deve ser elaborado em escala adequada às dimensões da obra, podendo ser distribuído
em diferentes folhas para evitar escalas muito reduzidas.
O mapeamento deve ser acompanhado de um relatório geológico-geotécnico descritivo, que deverá assinado pelo geólogo
responsável, contendo o número de seuregistro no CREA e disponibilizando a anotação de responsabilidade técnica à
atividade.
 Argissolo Vermelho. (Fonte: Embrapa Solos).
Sondagens a trado
Finalidades e método
As sondagens a trado têm entre as suas �nalidades o
reconhecimento do subsolo, através da coleta de amostras
deformadas a cada metro de profundidade.
A classi�cação táctil-visual das amostras coletadas, permitir
o conhecimento de características como a determinação da
granulometria dos solos, coloração predominante e
evidências de umidade produzirão dados sobre o subsolo.
Esse processo permite que sejam delimitadas camadas
com características semelhantes, determinando suas
dimensões, importante tanto no cálculo de volume dos
cortes quanto na cubagem das escavações, bem como em
pesquisas de jazidas de material para empréstimo.
Atenção
Esse tipo de classi�cação é feita por técnico especializado em solos, que utiliza o atrito da ponta dos dedos e o olhar para
interpretar aspectos como granulometria, cor, umidade etc.
Existem, entretanto, ensaios laboratoriais especí�cos para a determinação de parâmetros básicos dos solos com esse tipo de
amostras deformadas: Ensaios de caracterização completa, que incluem os ensaios de granulometria por peneiramento, limite
de liquidez, limite de plasticidade, e teor de umidade.
As sondagens a trado devem atender à NBR 9603:2015 da ABNT. Os equipamentos utilizados são bastante simpli�cados e
demandam uma equipe bem reduzida, que em geral é composta por um encarregado e, pelo menos, um ajudante para operar
cada equipamento.
Como trata-se de um sistema operado manualmente, sua aplicabilidade é restrita a fatores como profundidades limitadas à
sua operacionalidade e ocorrência de solo muito resistente, pedregulhos, rocha, ou à presença do lençol freático.
Equipamento
A constituição básica de cada equipamento para sondagem a trado inclui, em geral:
Trado tipo cavadeira, com diâmetro a partir de 63,5 mm; e trados
alternativos como trado helicoidal e trado tipo concha;
Trépano para rompimento de solo mais rígido ou compacto;
Hastes de emendas de ferro com 1 metro de comprimento cada, para
serem conectadas por nipples (luvas de emenda);
Cruzeta para manobras da coluna de hastes na superfície;
Chaves de grifo;
Metro ou trena;
Recipientes não contaminados para acondicionamento das amostras
compatíveis com os volumes desejados – vidros ou potes plásticos.
Devem ter tampa apropriada para o uso de para�na adequado à
manutenção da umidade da amostra;
Boletim de sondagem impresso para a descrição de cada ponto sondado,
com a devida identi�cação e as demais observações pertinentes (cota da
boca do furo em relação à referência de nível adotada, presença de nível
d’água, mudança de solo; conclusão);
Etiquetas de identi�cação individual das amostras, resistentes à
umidade;
Sacos para coleta de maiores volumes de amostras.
Procedimento da execução
As sondagens a trado deverão atender à programação de
projeto, com os pontos a serem sondados materializados
no campo através de estacas numeradas previamente pela
equipe de topogra�a. Cada sondagem deve ser iniciada com
trado concha, o mais adequado para coleta de amostra.
Havendo necessidade operacional, pode ser utilizado outro
tipo de trado que otimize o progresso da sondagem.
Ocorrendo algum obstáculo persistente, golpes de trépano
devem causar seu rompimento. Ainda assim, não sendo
possível prosseguir, o ponto deverá ser deslocado e novo
furo iniciado, com devida anotação nas observações do
boletim.
 Trados tipo concha em diferentes diâmetros. (Fonte: Emaze).
Atenção
É recomendado que sejam feitos deslocamentos quando o terreno impenetrável ao trado ocorrer muito próximo à superfície. Os
deslocamentos deverão ser diametralmente opostos e afastados de cerca de um metro entre si.
Deve ser realizada a medição diária do nível d’água em relação à boca de cada furo de trado. Durante a execução destas
sondagens, os furos devem ser mantidos com tamponamento provisório, evitando a queda da água das chuvas.
A sondagem a trado, salvo especi�cações técnicas recomendadas em
projeto, é dada concluída nos seguintes casos:
a. quando atingir a profundidade especi�cada na programação dos
serviços;
b. quando ocorrerem desmoronamentos sucessivos da parede do furo;
c. quando o avanço do trado for inferior a 5cm em 10 minutos de operação.
Não havendo interesse na manutenção do furo aberto, após sua conclusão, o furo deve ser totalmente preenchido com solo,
deixando-se cravada no local uma estaca com sua identi�cação e sinalizando estar concluído.
Poços de inspeção e retirada de amostras
Os poços são escavações executadas manualmente, com seção geralmente circular e diâmetro aproximado de 1,20 metros. As
principais �nalidades desta modalidade de investigação geotécnica são possibilitar a inspeção em suas paredes e no fundo do
poço e permitir a coleta de amostras deformadas e indeformadas, como os blocos moldados in situ.
As amostras deformadas deverão ser coletadas de forma que o material seja representativo do horizonte investigado no
interior do poço. Uma vez realizada a coleta de cada amostra deformada, esta deve ser conduzida à superfície para ser
devidamente armazenada em recipientes para acondicionamento.
Dica
Os recipientes devem ser compatíveis com os volumes coletados, podendo ser utilizados vidros ou potes plásticos com tampa
apropriada para o uso de para�na derretida, visando preservar ao máximo a umidade da amostra.
As amostras indeformadas devem ser coletadas de tal forma que não sejam transmitidas perturbações a amostras que
ocasionem alterações à sua estrutura. O tipo mais usual de amostra indeformada coletada em poços é o bloco.
O processo de amostragem do bloco é lento e artesanal, pois consiste no desgaste lento de suas paredes laterais até que seja
possível a ele adentrar numa forma com medidas pré-determinadas. A forma também atuará como embalagem e tem seções
quadráticas, o que auxilia em praticamente toda a operação funcionando como um gabarito.
Finalizada a moldagem bloco, o mesmo deverá ser coberto por para�na derretida objetivando sua proteção e a manutenção da
umidade original da amostra.
Equipamento
A constituição básica de cada equipamento para sondagem através de poço
de inspeção, inclui:
Escada, sarilho com corda e roldana e balde;
Carrinho de mão;
Enxadão e picareta;
Forma cúbica de madeira;
Caixa de ferramentas;
Tecido apropriado para enformar a para�na; pincel, serragem e fogareiro;
Sacos plásticos, Recipientes para amostras, boletim e etiquetas de
identi�cação;
Trena.
 Pá e picareta para escavação de solo (poços trincheiras etc). (Fonte: rawf8 /
Shutterstock).
Procedimento da execução
Deve ser instituída uma área cercada de proteção de 4,0m X
4,0m, com quatro �os de arame farpado no entorno do
poço. A escavação será conduzida inicialmente até 2,0m de
profundidade, quando deverá ser instalado o sarilho. Deve
ser mantida uma outra corda esticada no poço e presa à
superfície para segurança dos operários.
Havendo qualquer indício de instabilidade, a escavação do
poço deve ser interrompida e as paredes devem ser
escoradas, para que só depois haja prosseguimento. Nessa
nova etapa deverão ser deixadas janelas laterais para a
inspeção e coleta de amostras deformadas.
Todo material removido do poço deve ser espalhado na
superfície em formato circular no entorno da escavação,
empilhando na medida do possível para que reproduza, sem
escala, a sequência vertical dos materiais escavados.
A superfície no entorno do poço deve ser protegida por
drenagem que evite a penetração de enxurrada. O poço
deverá ter identi�cação na superfície por placa indicando a
sua numeração, sua cota de emboque, data de início e data
de término
Ao �nal de cada jornada o poço deverá ser tamponado de
forma segura para que impeça a queda de pessoas ou
animais. Após concluído, e certi�cando-se de que não
haverá mais utilização, o poço deverá ser totalmente
aterrado.
 (Fonte: Paokatos / Shutterstock).
Trincheiras parainspeção de solo e retirada de amostras
 Vista superior de uma trincheira. (Fonte: Ilia Baksheev / Shutterstock).
As trincheiras assemelham-se a valas abertas no solo de
forma contínua ao longo de um alinhamento, e devem ter
cerca de um metro de largura, alongando-se
adequadamente às necessidades da pesquisa e da
amostragem especi�cadas.
As trincheiras deverão ser mantidas cercadas e protegidas
com arame farpado. Após a conclusão da investigação
através da trincheira, ela deverá ser totalmente aterrada.
A metodologia para a execução de trincheiras se presta
principalmente para retiradas de amostras indeformadas de
solos em forma de blocos, cujo procedimento é o mesmo
adotado para as coletas realizadas nos poços, conforme
descrito anteriormente.
 Remoção de solo. (Fonte: Ljupco Smokovski / Shutterstock).
Relatórios
Os resultados das sondagens a trado, dos poços e das trincheiras deverão ser apresentados em forma de relatórios contendo
nome do interessado, endereço, natureza da obra e descrição sucinta dos métodos empregados.
Atenção
Em anexo, devem ser apresentados os per�s individuais de cada sondagem, com sua identi�cação, descrição dos solos
encontrados, planta de locação, nome da empresa que executou a sondagem, e rubricados pelo desenhista e pelo responsável
técnico pela atividade.
A metodologia executiva deve atender às normas da ABNT: NBR 9603 – Sondagens a trado - Procedimento e NBR 9004/2015 -
Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas — Procedimento.
 Atividade
1. Dados de mapeamento geológico-geotécnicos subsidiam e apoiam projetos de engenharia civil porque: Assinale a resposta
incorreta.
a) A observação do fraturamento de uma estrutura rochosa pelo geólogo pode prevenir a instabilidade de lascas e fragmentos e rocha
num talude.
b) Projetos de engenharia civil utilizam dados geológico-geotécnicos para prevenir riscos de recalques em fundações.
c) Dados geológico-geotécnicos contribuem para prevenir a instabilidade de taludes.
d) Pesquisas de jazidas de materiais de empréstimo em obras de terraplanagem não são pontos de interesse no escopo de um
mapeamento geológico-geotécnico.
2. Os dados obtidos com cada sondagem geotécnica, se analisados individualmente, são considerados diretos e fornecem
informações pontuais. Signi�ca dizer que, na avaliação de uma área pouco extensa, o resultado obtido por uma única
sondagem é ..................... e..................... para um projeto de fundações. Selecione a resposta correta.
a) É representativo e suficiente.
b) É representativo, mas não é suficiente.
c) É suficiente, mas não é representativo.
d) Não é representativo, pois não é suficiente.
3. A principal vantagem da sondagem a trado sobre as demais modalidades de investigações geotécnicas é a possibilidade de
realizar a coleta de amostras indeformadas a cada metro perfurado. Sobre esta informação, opine:
a) É possível desde que utilizado o trado cavadeira.
b) É possível mediante a utilização de trado concha.
c) Não é possível na modalidade de sondagem a trado.
d) Todas as repostas estão incorretas.
4. A modalidade de investigação geotécnica que se assemelha a uma vala aberta denomina-se ................., e presta-se
principalmente para a .............. .
a)Sondagem com trado concha / coleta de amostras deformadas.
b) Sondagem com trado helicoidal / coleta de amostra deformada.
c) Trincheira / coleta de amostra indeformada.
d) Poço / coleta de amostra indeformada.
5. Após �nalizada a moldagem de uma amostra indeformada tipo bloco, a mesma deverá ser coberta por ..................,
objetivando a ....................................... .
a) Lama bentonítica – proteção e a manutenção da umidade da amostra.
b) Nata de cimento – proteção da amostra.
c) Parafina derretida – proteção e manutenção da umidade da amostra.
d) Nata de cimento – manutenção da umidade da amostra.
Notas
Título modal 1
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Referências
ABNT. Sondagens a trado Procedimento. NBR 9603. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Disponível em:
https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=349564. Acesso em: 19 fev. 2020.
ABNT. Abertura de Poço e Trincheira de inspeção em solo – Coleta de amostras Deformadas e indeformadas. NBR 9604.
Associação Brasileira de Normas Técnicas. Disponível em: https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=350468. Acesso
em: 19 fev. 2020.
BRAJA, M.D. Fundamentos de Engenharia Geotécnica. São Paulo: Thomson Learning, 2007.
DNIT. Estudos Geotécnicos. ISF 207, 2015. Disponível em: //www.dnit.gov.br/ferrovias/instrucoes-e-procedimentos/instrucoes-
de-servicos-ferroviarios/isf-207-estudos-geotecnicos.pdf/view. Acesso em: 28 set. 2019.
LIMA, M.J.C.P.A. Prospecção Geotécnica do Subsolo. Rio de Janeiro: Livros Técnicos Cientí�cos, 1979.
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Amostras indeformadas;
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