1 -INTRODUCAO E ENSAIOS DE CAMPO - AULAS 1,2,3 e 4

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Raphael M. Mantuano
Estruturas de Fundações
e Contenções
Pós-Graduação em 
Engenharia XXXXXXXX
FUNDAÇÕES E OBRAS 
DE TERRA
Encontro 01
ABORDAGEM SOBRE FUNDAÇÕES
Na Engenharia de Fundações, ou de
forma mais ampla, na Geotecnia, o
profissional vai lidar com um material
natural sobre o qual pouco pode atuar, isto
é, tem que aceita-lo tal como ele se
apresenta, com suas propriedades e
comportamentos específicos.
CONCEITOS
O QUE É FUNDAÇÃO?
É o elemento estrutural responsável por
transmitir as cargas provenientes da
estrutura para o terreno.
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Quais são os requisitos básicos que uma
fundação deve atender para que tenha um
desempenho satisfatório?
ESTABILIDADE EXTERNA
SEGURANÇA QUANTO À RUPTURA DO
SOLO DE FUNDAÇÃO
OU SEJA
(i)
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Quais são os requisitos básicos que uma
fundação deve atender para que tenha um
desempenho satisfatório?
RECALQUES COMPATÍVEIS COM A ESTRUTURA
DEFORMAÇÕES ACEITÁVEIS SOB AS
CONDIÇÕES DE TRABALHO
OU SEJA
(ii)
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
Quais são os requisitos básicos que uma
fundação deve atender para que tenha um
desempenho satisfatório?
ESTABILIDADE INTERNA
SEGURANÇA QUANTO À RUPTURA DOS
ELEMENTOS ESTRUTURAIS DA FUNDAÇÃO
OU SEJA
(iii)
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
As consequências do NÃO cumprimento
destes requisitos ocasiona:
(i)
Geotécnico
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
(i)
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
As consequências do NÃO cumprimento
destes requisitos ocasiona:
(ii)
Geotécnico
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
SOBRE O PROJETO DE FUNDAÇÕES
As consequências do NÃO cumprimento
do requisito “iii” ocasiona:
(iii)
Estrutural
Tipos de fundações e Terminologia
De acordo com a NBR-6122 / 2010, existem as seguintes classes 
de fundações:
❑ Fundações Superficiais (ou “diretas” ou rasas)
As cargas são transmitidas ao terreno pela base da fundação.
❑ Fundações Profundas
As cargas são transmitidas ao terreno pela base (ponta), por sua
superfície lateral (fuste) ou por uma combinação das duas.
devendo sua ponta ou base estar assente em profundidade
superior ao dobro de sua menor dimensão em planta, e no
mínimo 3,0 m. Neste tipo de fundação incluem-se as estacas e
os tubulões.
Tipos de fundações e Terminologia
Tipos de fundações e Terminologia
A distinção entre esses dois tipos de fundações
é feita também segundo um critério geral (arbitrário)
de que uma fundação profunda é aquela cujo
mecanismo de ruptura, do ponto de vista
geotécnico, não atinja a superfície do terreno.
Tipologia das Fundações diretas
Os principais tipos de fundações superficiais
são:
o BLOCO - Elemento de fundação de
concreto simples , dimensionado de
maneira que as tensões de tração
nele produzidas possam ser resistidas
pelo concreto, sem necessidade de
armadura.
o SAPATA – Elemento de fundação
superficial de concreto armado,
dimensionado de tal modo que as
tensões de tração sejam resistidas
por armadura (por isso as sapatas
tem uma menor altura que o
blocos).
Tipologia das Fundações Superficiais
➢ SAPATA ASSOCIADA – Elemento de
fundação que recebe pilares alinhados,
geralmente de concreto armado.
➢ GRELHA – Elemento de fundação
constituído por um conjunto de vigas que
se cruzam nos pilares.
Tipologia das Fundações Superficiais
Tipologia das Fundações Superficiais
➢ RADIER – Elemento de fundação que recebe todos os
pilares da obra.
Tipologia das Fundações rasas
o SAPATA CORRIDA – Sapata sujeita a uma carga
distribuída.
Tipologia das Fundações Profundas
São separadas em três tipos principais:
A. ESTACA — Elemento de fundação profunda executado
com auxílio de ferramentas ou equipamentos,
execução esta que pode ser por cravação a
percussão, prensagem, vibração ou por escavação, ou,
ainda, de forma mista, envolvendo mais de um destes
processos.
B. TUBULÃO — Possui forma cilíndrica, e em pelo menos na
sua fase final de execução, há a descida de operário (o
tubulão nào difere da estaca por suas dimensões mas
pelo processo executivo, que envolve a descida de
operário);
C. CAIXÃO — Possui forma prismática, concretado na
superfície e instalado por escavação interna.
Tipologia das Fundações Profundas
Tipologia das Fundações Profundas
Alguns tipos de
ESTACAS:
a) Metálicas;
b) Pré-moldadas
de concreto;
c) Madeira
d) Tipo Franki e
Strauss
e) Tipo Raiz
f) Escavadas
Tipologia das Fundações Mistas
Existem ainda, as fundações mistas que são
aquelas que associam fundações superficiais e
profundas.
o SAPATA SOBRE ESTACAS.
Tipologia das Fundações Mistas
o RADIER SOBRE ESTACAS E TUBULÕES.
FUNDAÇÕES
o SAPATA
Na superfície correspondente à base da sapata atua a
máxima tensão de tração, que supera a resistência do
concreto à tração, de modo que torna-se necessário dispor
uma armadura resistente, geralmente na forma de malha.
FUNDAÇÕES
o SAPATA
FUNDAÇÕES
o SAPATA
É a mais comum nas edificações, sendo aquela que transmite ao solo as ações
de um único pilar. As formas que a sapata isolada pode ter, em planta, são
muito variadas, mas a retangular é a mais comum, devido aos pilares
retangulares.
FUNDAÇÕES
o SAPATA CORRIDA
Um limite para a sapata retangular é que a dimensão maior da base não
supere cinco vezes a largura (A ≤ 5B), Quando A > 5B, é chamada sapata
corrida.
FUNDAÇÕES
o SAPATA CORRIDA
As sapatas corridas são comuns em construções de pequeno porte, como
casas e edificações de baixa altura, galpões, muros de divisa e de arrimo, em
paredes de reservatórios e piscinas, etc. Constituem uma solução
economicamente muito viável quando o solo apresenta a necessária
capacidade de suporte em baixa profundidade.
FUNDAÇÕES
o BLOCO
Quando o elemento é projetado com grande altura e a
tensão de tração máxima diminui e pode ser resistida apenas
pelo concreto, sem necessidade de acrescentar armadura, o
elemento é chamado bloco de fundação direta, definido na
NBR 6122
FUNDAÇÕES
o ESTACA
HÉLICE
CONTÍNUA
MONITORADA
FUNDAÇÕES
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
A. CRITÉRIOS GERAIS - Algumas características da
obra podem impor um certo tipo de fundação.
Exemplo: de uma obra cujo subsolo é
constituído por argila mole até uma
profundidade considerável.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
A. CRITÉRIOS GERAIS
No exemplo anterior, uma fundação em
estacas é a solução que se impõe. Quanto ao
tipo de estaca, haverá, em geral, algumas
opções a examinar.
Outras obras podem permitir uma
variedade de soluções. Nesse caso é
interessante proceder-se a um estudo de
alternativas e fazer a escolha com base em:
• Menor custo;
• Menor prazo de execução.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
A. CRITÉRIOS GERAIS
Neste estudo de alternativas pode-se incluir
mais de um tipo de fundação superficial ou
mais de um nível de implantação com mais de
um tipo de fundação profunda.
Na avaliação de custos e prazos é importante
considerar escavações e reaterros.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações Superficiais
As sapatas e os blocos são os elementos de 
fundação mais simples e, quando é possível sua 
adoção, os mais econômicos. 
Os blocos são mais econômicos que as 
sapatas para cargas reduzidas, quando o maior 
consumo de concreto é pequeno e justifica a 
eliminação da armação. Não há, porém, 
qualquer restrição ao seu emprego para cargas 
elevadas.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações Superficiais
Soluções em viga de fundação, sapata 
corrida e/ou radier são adotadas quando:
• As áreas das sapatas imaginadas para 
os pilares se aproximam umas das outras ou 
mesmo se interpenetram em consequência 
de cargas elevadas nos pilares e/ou de 
tensões de trabalho baixas;
• Se deseja uniformizar os recalques por 
meio de uma fundação associada. 
Rigidez
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações Superficiais
Quando uma ou as duas condições
anteriores são satisfeitas em apenas uma área
específica da obra, pode-se adotar a fundação
associada nesta área com fundações isoladas no
restante da obra.
Quando são satisfeitas emtoda a área da
obra pode-se adotar o radier. Nesse caso,
quando a área total da fundação ultrapassa
metade da área da construção, o radier
costuma ser a solução melhor solução segundo
os critérios de custo e prazo.
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações Superficiais
Quanto à forma ou sistema estrutural, os 
radiers são projetados segundo 4 tipos 
principais, so eles:
➢ Radiers lisos;
➢ Radiers com pedestais ou cogumelos;
➢ Radiers nervurados;
➢ Radiers em caixão;
+ Rigidez
- Rigidez
ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
B. Fundações profundas
Há uma variedade muito grande de tipos
estacas para fundações.
Exemplo de Dimensionamento
Dimensione uma sapata de base quadrada para
um pilar de 30x30cm e carga de 1.500kN sendo a
Tensão admissível do solo de 0,3Mpa :
Comentários
Não há grande dificuldade no cálculo,
entretanto, qual a garantia que o valor
fornecido de tensão admissível para o solo
representa a realidade de campo?????????
DESAFIO
OBTENÇÃO DAS PROPRIEDADES DO SOLO.
• Seção transversal considerada na massa de solo e conceito de tensão
Perfil de uma 
camada de solo
N
F
TTT N
FF
N
N
F
T
Seção transversal qualquer
Qualquer ponto no interior da massa de solo está sujeito a
esforços em razão do peso próprio e gerados por ação de forças
externas
1- Conceito de Tensão
• Seção transversal considerada na massa de solo e conceito de tensão
Seção transversal qualquer
Tensão normal:
Tensão cisalhante:
a x a)área (
ΣN
σ
=
=
a x a)área (
ΣT
τ
=
=
N: forças normais
T: forças cisalhantes
1- Conceito de Tensão
Tensões nos solos
✓ Devido ao peso próprio do solo
✓ Devido a forças externas aplicadas no solo
Tensões verticais devido ao peso próprio dos solos:
Quando a superfície do terreno é horizontal e o 
tipo de solo varia pouco na direção horizontal :
• Cálculo das tensões num determinado ponto
1- Conceito de Tensão
Az= nAv,σ 
Tensão vertical em A:
)(σ satnBv, WBW zzz −+= 
Tensão vertical em B 
(abaixo do NA):
n
sat
z
zAzW
zB
NA ● A
● B
1- Conceito de Tensão
Tensão vertical total
devida ao peso
próprio do solo
somatório das tensões verticais provocadas 
pelas camadas de solo acima do
ponto considerado ( ) 
=
 = zγσ nv
v = 16x3 = 48 kN/m2
v = 16x3 + 21x2 =
Perfil das camadas de 
solo de um terreno
NT
3
m
2
m v = 90 kN/m2
= 90 kPa
1- Conceito de Tensão
→ A tensão normal total () num plano qualquer é a soma 
de duas parcelas (Princípio das Tensões Efetivas):
- a tensão transmitida entre as partículas sólidas
- a pressão na água
• Tensão total, poropressão e tensão efetiva no solo
total = suportada pelas 
partículas sólidas
suportada
pela água
 = ’ + u  ’ =  - u
+ 
: tensão efetiva (’)
: poropressão ou Pressão neutra (u)

1- Conceito de Tensão
• Princípio das tensões efetivas (Terzaghi)
(1) A tensão efetiva para solos saturados (S=100%) pode ser 
expressa por:
(2) Todos os efeitos mensuráveis resultantes de variações de 
tensões nos solos, como compressão, distorção e variação da 
resistência ao cisalhamento devem-se à variação das tensões 
efetivas.
’ =  - u
CONCEITOS BÁSICOS
• Princípio das tensões efetivas (Terzaghi)
Carlos de Sousa Pinto
→ Como definir o valor da poropressão (u)?
O cálculo da poropressão depende da condição de fluxo em que 
a água se encontra no solo.
- condição hidrostática (sem fluxo)
- condição hidrodinâmica (com fluxo) – depende do 
fluxo
abaixo do nível d’água 
(N.A)
acima do nível d’água 
(N.A) - capilaridade
1- Conceito de Tensão
uA= w x hw
nível do terreno
A
▪
▪
▪
• Poropressão na condição hidrostática (sem fluxo):
nível do terreno
A▪
1- Conceito de Tensão
Em B: u = w x altura da coluna 
de água
= w x (zB - zw)
Em A: u= 0; ’A=A
Em B: u= w x (zB - zw) ; ’B= ?
)(σ satnB WBW zzz −+= 
)()(σ wsatnB WBWBW zzzzz −−−+= 
BBB uσσ −=
n
sat
z
zAzW
zB
NA
● A
● B
• , u e ’ na condição hidrostática :
)(σ subnB WBW zzz −+= 
Em A: u = 0
1m
Cota -7:
 = 57 + 16x4 = 121 kPa
u= 10 x 6 = 60 kPa
’ = 121 - 60 = 61 kPa
ou
’ = 37 + (16-10)x4 = 61kPa
Cota -10:
 = 121 + 21x3 = 184 kPa
u= 10 x 9 = 90 kPa
’ = 184 - 90 = 94 kPa
ou
’ = 61 + (21-10)x3 = 
94kPa
Cota -3:
 = n x 3 = 19x3 = 57 kPa
u= w x 2 = 10x2 = 20 kPa
’ =  - u = 57-20 = 37 kPa
ou
’ = n x 1+ sub x 2 = 19x1 
+ (19-10)x2 = 37 kPa
Diagrama de tensões
• Exemplo de cálculo de , u e ’ ao longo da profundidade: 
Perfil do solo
Considere neste exemplo n= sat
1m
Diagrama de tensões
• Exemplo de cálculo de , u e ’ ao longo da profundidade: 
Perfil do solo
Considere neste exemplo n= sat
Novo NA
Cota -7:
 = 57 + 16x4 = 121 kPa
u= 10 x 6 = 60 kPa 70kPa
’ = 121 - 60 = 61 kPa 51kPa
Cota -10:
 = 121 + 21x3 = 184 kPa
u= 10 x 9 = 90 kPa 100kPa
’ = 184 - 90 = 94 kPa 84kPa
Cota -3:
 = n x 3 = 19x3 = 57 kPa
u= w x 2 = 10x2 = 20 kPa 
30kPa
’ =  - u = 57-20 = 37 kPa 
27kPa
• Efeito da capilaridade da água nos solos: sucção
- abaixo do nível d’água (NA) → poropressão (u= z x w) > 0
- no NA → poropressão = 0
- acima do NA → poropressão < 0 (efeito do menisco capilar)
NA freático
+
-
u= z x w
(Gerscovich, 2012)
Poropressão
positiva
Carlos de Sousa Pinto
• Efeito da capilaridade da água nos solos: sucção
sucção (kPa)
Te
o
r 
d
e 
u
m
id
ad
e 
vo
lu
m
ét
ri
ca
 (

em
 %
)
areia
silte
argila
 totalVolume
água de Volume
θ =
• Efeito da capilaridade da água nos solos: sucção
’h
’v
’v
N.A.
Nível do terrenoCoeficiente de empuxo:
O valor de K depende do solo e 
da condição de confinamento lateral:
- Condição de repouso
(sem deformação lateral): K0
- Condição ativa
(desconfinamento lateral): Ka
- Condição passiva
(compressão lateral): Kp
v
h
'
'
K


=
• Coeficiente de empuxo e tensão efetiva horizontal
’h P
= K . ’v
1- Conceito de Tensão
v = (16x3) + 10 = 58 kN/m
2
v = (16x3) + (21x2) + 10 = 
100 kN/m2
Perfil das camadas de 
solo de um terreno
q = 10kN/m2 carregamento externo
• Tensões induzidas por carregamentos externos
- Quando o carregamento se dá numa área “infinita”:
sem carregamento externo
Tensão vertical total devida ao
peso próprio do solo e um
carregamento superficial (q) numa
área infinita
Somatório das tensões verticais
provocadas pelas camadas de solo acima
do ponto considerado
+ q ( )
=
qzγσ nv +=
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Quanto aos riscos, aspectos relacionados à
investigação das características do subsolo são as
causas mais frequentes de problemas de fundações
(Milititsky; Consoli; Schnaid, 2006).
RISCOS
Investigação geotécnica insuficiente e interpretação
inadequada de resultados contribuem para erros de
projeto, atrasos no cronograma executivo, custos
associados a alterações construtivas, necessidade de
jazidas adicionais para materiais de empréstimo,
impactos ambientais, gastos em remediação pós-
construtiva, além de risco de colapso da estrutura e
litígio subsequente. (US Army Corps of Engineers
(2001)
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Investimentos suficientes devem ser alocados para
garantir um programa geotécnico extensivo,
destinado a reduzir custos e minimizar riscos,
restringindo a possibilidade de confrontar o
engenheiro com condições geotécnicas
imprevistas que, frequentemente, resultam em
atrasos no contrato. Esses atrasos podem resultar
em custos elevados, muito superiores aos valores
que deveriam ser alocados no programa de
investigação. (Weltman; Head, 1983)
RISCOS
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
PROGRAMA DE INVESTIGAÇÃO
Uma campanha de investigação depende de fatores
relacionados às características do meio físico, à complexidade da
obra e aos riscos envolvidos, que, combinados, deverão
determinar a estratégia adotada no projeto. Há orientações de
categorizar os programas de investigação em três métodos. Peck
(1969)
a] Método I: executar uma investigação geotécnica limitada eadotar uma abordagem conservativa no projeto, com altos fatores
de segurança.
b] Método II: executar uma investigação geotécnica limitada e
projetar com recomendações baseadas em prática regional.
c] Método III: executar uma investigação geotécnica
detalhada.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
PROGRAMA DE INVESTIGAÇÃO
Independentemente da abordagem, projetos geotécnicos
de qualquer natureza são, em geral, executados com base em
ensaios de campo, cujas medidas permitem uma definição
satisfatória da estratigrafia do subsolo e uma estimativa
realista das propriedades de comportamento dos materiais
envolvidos.
Novos e modernos equipamentos de investigação foram
introduzidos nas últimas décadas, visando ampliar o uso de
diferentes tecnologias a diferentes condições de subsolo. Alguns
equipamentos consistem na simples cravação de um elemento
no terreno, medindo-se sua penetração (SPT), ao passo que
outros são dotados de sensores elétricos para medir grandezas
como força e poropressão.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
A simples observação das informações contidas no
quadro indica que a escolha do tipo de ensaio deve ser
compatível com:
• Características do subsolo;
• Propriedades a serem medidas.
Por exemplo, o SPT é particularmente adequado à
prospecção de solos granulares e à previsão de valores do ângulo
de atrito interno, mas não é utilizado com sucesso na previsão da
resistência não drenada de depósitos de argilas moles. Ensaios
de Palheta e Piezocone devem ser adotados para essa finalidade.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Esses aspectos são de particular importância na
concepção de programas geotécnicos de investigação
necessários à solução de problemas de fundações,
contenções e escavações, entre outros.
Note-se, ainda, que campanhas de retirada de
amostras indeformadas para a realização de ensaios de
laboratório, visando à determinação de parâmetros de
resistência e deformabilidade, podem ser adotados como
complemento às investigações de campo.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
O Fluxograma tem o
objetivo de orientar o
projetista quanto à
seleção do tipo de
ensaio e à
identificação das
abordagens
disponíveis para a
interpretação dos
ensaios de campo.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
A análise dos resultados com vistas a um projeto
geotécnico específico pode ser realizada segundo duas
abordagens distintas:
a] Métodos diretos: de natureza empírica ou semiempírica,
têm fundamentação estatística, a partir da qual as medidas
de ensaio são correlacionadas diretamente ao
desempenho de
obras geotécnicas.
b] Métodos indiretos: os resultados de ensaios são
aplicados à previsão de propriedades constitutivas de
solos, possibilitando a adoção de conceitos e formulações
clássicas de Mecânica dos Solos como abordagem de
projeto.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
O Standard Penetration Test, muitas vezes chamado
pela abreviação “SPT”, é reconhecidamente o sistema
de investigação geotécnica mais utilizado no Brasil e
no mundo.
Este ensaio se difundiu por ser um sistema com:
✓ Simplicidade do equipamento;
✓ Baixo custo;
✓ Obtenção de um valor numérico de ensaio que pode ser
relacionado por meio de propostas, não sofisticadas, mas
diretas, e com regras empíricas de projeto.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
O ensaio de “SPT” - Standard Penetration
Test é uma medida simples da resistência
dinâmica do solo conjugada com a obtenção de
amostras representativas do mesmo.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
➢ O procedimento de ensaio consiste na
cravação de um amostrador padronizado,
usando um peso de 65 kg, caindo de uma
altura de 750 mm.
➢ O valor NSPT é o número de golpes
necessários para fazer o amostrador penetrar
300 mm, após uma cravação inicial de 150
mm.
➢ O número de golpes (NSPT) e as amostras
representativas do solo são obtidos a cada
metro de profundidade.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Os equipamentos que
compõem um sistema de
sondagem SPT são compostos
basicamente por seis partes
distintas:
(a) amostrador;
(b) hastes;
(c) martelo;
(d) cabeça de bater;
(e) conjunto de perfuração
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
a] Amostrador padrão
c] Martelo
O martelo, constituído de aço, com massa de 65 kg (NBR 6484/2001),
é o elemento que aplica o golpe sobre a composição (cabeça de bater, haste,
amostrador). Trata-se do elemento que apresenta maior diversidade de
configurações. A norma NBR 6484/2001 define as dimensões e a geometria do
martelo, assim como o uso de um coxim de madeira na sua parte inferior, no seu
ponto de impacto sobre a cabeça de bater.
b] Hastes
As hastes nada mais são que tubos mecânicos providos de roscas
em suas extremidades, permitindo a ligação entre elas por meio do uso de
um elemento de conexão (luva ou nípel). De acordo com a NBR 6484/2001,
as hastes devem possuir 3,23 kg por metro linear.
❑ As hastes devem ser lineares e, ao apresentar desgastes nas
roscas ou empenamento, ser substituídas. Hastes empenadas
podem transferir parte da energia fornecida pelo golpe do
martelo para a parede da perfuração, o que vai exigir um maior
número de golpes para a cravação do amostrador.
c] Martelo
Os martelos de gatilho podem ser elevados manualmente ou por meio de
guincho autopropelido. Os martelos automáticos, além da altura de queda controlada,
promovem a elevação da massa automaticamente, com o auxílio de motores
hidráulicos, proporcionando melhor controle e reprodutibilidade de procedimento.
d] Cabeça de bater
A cabeça de bater é um elemento cilíndrico de aço maciço que tem
por finalidade promover a transferência da energia do golpe do martelo para a
haste. De acordo com a NBR 6484/2001, ela é constituída por tarugo de aço de
83 ± 5 mm de diâmetro, 90 ± 5 mm de altura e massa nominal de 3,5 kg a 4,5
kg.
e] Sistema de perfuração
Os equipamentos normalmente usados para a abertura do furo de
sondagem são os trados manuais, com destaque para aqueles de tipo helicoidal e
tipo concha, além do trépano ou faca de lavagem.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Do ensaio “SPT” são retiradas as seguintes
informações:
✓ Caracterização da estratigrafia do solo por meio de
uma amostragem direta e reconhecimento tátil-
visual.
✓ Profundidade do Nível d´água;
✓ Medida indireta de resistência, anotando-se o
número de golpes necessários à cravação de um
Amostrador-Padrão.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Procedimentos
Quanto aos procedimentos de ensaio,
destacam-se:
(a) a execução do ensaio;
(b) O procedimento de perfuração;
(c) Forma de elevação e liberação do martelo.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
(a) Execução do ensaio;
Com o amostrador devidamente posicionado no fundo da perfuração, na
profundidade de ensaio, coloca-se cuidadosamente o martelo sobre a cabeça de
bater (conectada à composição da haste) e mede-se a penetração da composição
decorrente do peso próprio do martelo.
Caso o valor seja representativo, ele é registrado na folha de ensaio (p. ex.,
P/32 – peso para 32 cm de penetração permanente).
Caso não haja penetração, marcam-se sobre a haste três segmentos de 15
cm cada um e inicia-se a cravação, contando-se o número de golpes necessários para
a cravação de cada segmento (p. ex., 5/15, 7/15 e 9/15).
Como nem sempre é possível obter um número exato de golpes para cada
15 cm de penetração, recomenda-se anotar o valor efetivamente aplicado (p. ex.,
5/14, 7/16 e 9/15). O número de golpes NSPT utilizado nos projetos de engenharia é
a soma dos valores correspondentes aos últimos 30 cm de penetração do
amostrador.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
(a) Execução do ensaio;
Adicionalmente, apresenta-se o número de golpes para a penetração dos
30 cm iniciais. Diferenças elevadas no número de golpes referentes aos primeiros e
aos últimos 30 cm poderão indicar amolgamento do solo ou deficiência na limpeza
do fundo do furo de sondagem.
Há, ainda, duas representações adicionais: quando o solo é mole ou muito
resistente. No primeiro caso, pode-se, com umúnico golpe, penetrar além dos 15 cm
iniciais, registrando-se o número de golpes com a penetração correspondente (p. ex.,
1/45 - 45 cm de penetração para um golpe).
Em solos muito resistentes, por sua vez, pode ser necessário um número
superior a 30 golpes para a penetração dos 15 cm. Nesse caso, registra-se o número
de golpes efetivamente executados com a respectiva penetração (p. ex., 30/10 - 30
golpes para 10 cm de penetração). Limita-se o número de golpes para evitar danos às
roscas e à linearidade das hastes.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
(b) Perfuração;
Não há um procedimento único de perfuração. A depender das condições
do subsolo e do sistema de perfuração utilizado, procedimentos e equipamentos
distintos podem ser empregados.
o Acima no nível freático deve ser executada com trados helicoidais.
o Abaixo do nível freático, prossegue-se com sistema de circulação de água,
bombeada pelo interior das hastes até a extremidade inferior do furo, na
cota onde se posiciona o trépano para a desintegração do solo.
No caso de equipamentos mecanizados, a perfuração é realizada com tubo
hollow auger, munido de conexões que permitem a sua extensão à cota de
ensaio.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
(b) Perfuração;
No caso de equipamentos mecanizados, a perfuração é realizada
com tubo Hollow Auger, munido de conexões que permitem a sua extensão à
cota de ensaio.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
C] Elevação e liberação do martelo
A elevação do martelo pode ser realizada de forma manual ou
mecanizada. No primeiro caso, o martelo é içado pelos operadores,
auxiliados ou não pelo uso do sarilho.
Nos sistemas mecanizados, por sua vez, o martelo é elevado
por um guincho autopropelido.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
C] Elevação e liberação do martelo
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Apresentação dos resultados
Os resultados são apresentados em planilha padrão, na
qual são descritas as:
✓Características do solo;
✓Número de golpes necessários para a penetração do
amostrador a cada metro;
✓Profundidade do nível freático;
✓Posição e a cota do furo.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Boletim de sondagem
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Cravação de um amostrador padronizado,
usando um peso de 65 kg, caindo de uma altura
de 75 cm.
Em que consiste o ensaio?
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
➢ Profundidade do N.A;
➢ O número de golpes (NSPT) necessários à
penetração dos amostrador;
➢ Amostras representativas do solo.
Quais resultados são obtidos?
A cada metro de profundidade
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Os resultados são expressos em boletins de sondagens, na
qual são descritas as:
✓ Posição e a cota do furo.
✓ Profundidade do N.A;
✓ Características do solo;
✓ Número de golpes necessários para a penetração do amostrador a
cada metro;
Além da planta de locação das sondagens no terreno.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
• Método de perfuração;
• Fluido estabilizante;
• Diâmetro do furo;
• Mecanismo de levantamento e liberação de queda
do martelo;
• Rigidez das hastes;
• Geometria do amostrador;
Fatores determinantes na medida de SPT
OBS: Diferentes técnicas de perfuração, equipamento e
procedimento de ensaio nos diversos países, em decorrência de
fatores locais e do grau de desenvolvimento tecnológico do setor.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Qual outro fator que determina
o resultado de um ensaio SPT?
“Bem executados VS Mal escutados”
Empresas idôneas X fraudulentas
Más práticas Vícios executivos
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Considerando que sejam seguidas as recomendações da NBR 6484 - 2001
Quais fatores relativos aos solos granulares, 
que afetam os resultados? 
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Considerando que sejam seguidas as recomendações da NBR 6484 - 2001
Quais fatores relativos aos solos granulares, 
que afetam os resultados? 
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Considerando que sejam seguidas as recomendações da NBR 6484 - 2001
Quais fatores relativos aos solos granulares, 
que afetam os resultados? 
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Considerando que sejam seguidas as recomendações da NBR 6484 - 2001
Quais fatores relativos aos solos granulares, 
que afetam os resultados? 
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
CORREÇÕES DOS VALORES DE NSPT
DEVIDO A ENERGIA DE CRAVAÇÃO
Deve-se considerar que no processo de
cravação, a energia nominal transferida à
composição pelo golpe do martelo,
NÃO É A ENERGIA DE QUEDA
LIVRE TEÓRICA DO ENSAIO.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
CORREÇÕES DOS VALORES DE NSPT
DEVIDO A ENERGIA DE CRAVAÇÃO
A eficiência do golpe do martelo é função das perdas 
por:
• Atrito;
• Sistema de elevação e liberação; 
• Geometria.
CABO & ROLDANA
MARTELO
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Influência do tipo de martelo, para composição de 14 m de comprimento, martelo 
com coxim de madeira e cabeça de bater de 3,6 kg
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Influência do uso de coxim, para composição de 14 m de comprimento, martelo com 
pino guia e cabeça de bater de 3,6 kg
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Brasil SISTEMA MANUAL
70% a 80% 
EFICIÊNCIA
EUA & Europa
MECANIZADO
LIBERAÇÃO
DE QUEDA
60%
EFICIÊNCIA
COMO PADRONIZAR OS 
RESULTADOS???
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
COMO PADRONIZAR OS 
RESULTADOS???
Previamente ao uso de uma correlação internacional, deve-se majorar o
valor de NSPT quando medido em uma sondagem realizada segundo a prática
brasileira (Velloso; Lopes, 1996; Décourt, 1989; Schnaid, 2009).
RESP: A prática internacional sugere normalizar o número de
golpes com base no padrão internacional de N60.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
EXEMPLO
NSPT,60 = (20*0,66) / 0,60 = 22
Um ensaio realizado no Brasil segundo a norma brasileira, com
acionamento manual do martelo, fornecendo uma medida de
energia de 66% da energia teórica de queda livre Teria seu valor
medido de penetração de 20 golpes convertido para NSPT,60
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
CORREÇÕES DEVIDO AO 
NÍVEL DE TENSÕES
A correção do valor medido de NSPT para considerar o
efeito das tensões in situ é prática recomendável para ensaios
em solos granulares.
Essa correção pode ser feita com base na densidade
relativa das areias, por meio de correlações empíricas.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
CORREÇÕES DEVIDO AO 
NÍVEL DE TENSÕES
Areias puras a resistência à penetração aumenta
linearmente com a profundidade, OU SEJA, com a tensão
vertical efetiva, para uma dada densidade, e em função do
quadrado da densidade relativa, para v´ constante (Meyerhof,
1957), Skempton (1986) sugeriu a seguinte correlação:
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Onde:
• Dr é a densidade relativa;
• a e b são fatores dependentes do tipo do material;
• Cα é o fator de correção da resistência em função da
história de tensão;
• v´ é a tensão vertical efetiva (em kPa).
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
O valor de Cα é unitário para solos normalmente
adensados (NA), e aumenta com a OCR, refletindo o aumento
da tensão efetiva horizontal (h´) e, portanto, das tensões
efetivas médias. Com base nessa abordagem, foram
propostos os coeficientes de correção de NSPT.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Diversas correlações empíricas foram desenvolvidas com base nesse 
conceito.
Areias Finas
GERAL SOLOS GRANULARES
CONSIDERANDO A CORREÇÃO 
PARA ENERGIA E PARA O 
NÍVEL DE TENSÕES 
(N1)60 é o fator que leva em conta o “aging”
(envelhecimento) para uma eficiência
padrão de 60%.
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
Para ilustrar o efeito do nível de tensões na medida de
penetração, considere um depósito de areia normalmente
adensada, com peso específico γnat de 18 kN/m
3, nível d’água
profundo e resistência à penetração de 5 e 16 golpes nas
profundidades de 2 m e 20 m, respectivamente
EXEMPLO
a] Profundidade Z = 2 m
v0´ = 36 kN/m
2.
Para N60 = 5, 
N1,60 = CN · 5 
= (1,47 × 5)∼7.
b] Profundidade z = 20 m 
v0´ = 360 kN/m
2.
Para N60 = 16,
N1,60 = CN · 16 =
= (0,43 × 16) ∼7.
CONSIDERANDO A CORREÇÃO 
PARA ENERGIA E PARA O 
NÍVEL DE TENSÕES 
D50 está relacionado à mediana da
distribuição e corresponde ao diâmetro
médio de partícula.INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
(BURNISTER, 1948, adaptado por 
SCHMERTMANN, 1978) para obtenção do 
ângulo de atrito ’.
Estime o ângulo 
de atrito ´
 n=  sat = 20kN/m
2
D50 = 0,15mm
Eficiência = 72%
EXERCÍCIO 1
INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS
APLICAÇÃO DOS RESULTADOS
O ensaio de SPT tem sido utilizado para
inúmeras aplicações:
• Amostragem para a identificação de ocorrência dos
diferentes horizontes;
• Previsão da tensão admissível de fundações diretas;
• Correlações com outras propriedades geotécnicas.