Atividade Pesquisa Métodos de sondagem

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIFTC, CAMPUS: SALVADOR - PARALELA
MECÂNICA DOS SOLOS I
CURSO: ENGENHARIA CIVIL
Pesquisa Métodos de Sondagem
DISCENTE: ISABELLA MAIA NASCIMENTO
DOCENTE: ALINE PASSOS
SALVADOR - BA
03 de Junho de 2021
A sondagem de solo consiste na investigação ou prospecção do subsolo de um
determinado terreno. O procedimento é fundamental antes do início de qualquer
obra, o estudo do solo através da sondagem visa garantir a segurança e economia
de materiais, elucida o conhecimento adequado do solo. Um dos objetivos
desvendados através dessa investigação são: a descrição, classificação e origem
dos elementos geológicos (informações do subsolo como: espessura e dimensão de
cada camada do solo até a profundidade desejada), a estratigrafia e distribuição
geológico-geotécnica das camadas, estimativa da espessura das camadas de solo e
rochas,as propriedades do solo ou da rocha como permeabilidade,
compressibilidade e resistência ao cisalhamento, compreender a resistência da
camada investigada e a posição do nível d’água (existência de água com a posição
do nível de água encontrado durante a investigação do solo).
A profundidade de estudo, ou profundidade determinada durante o processo de
sondagem, é apresentada de acordo com o tipo de estudo realizado.
De acordo com o manual de execução de sondagens regido pela CASAN -
Companhia Catarinense de águas e saneamento, o tipo e a quantidade de
sondagens será definido em função da estrutura a ser implantada, como
exemplificaremos a seguir:
Para obras estruturais localizadas o número de sondagens é previsto de acordo
com a área ocupada da construção, como por exemplo, para uma área de projeção
de Até 1.200 m² a quantidade de furos 1 para cada 200 m² (com o mínimo de três
furos, de 1.200 a 2.400 m² a quantidade de furos é 1 para cada 250 m², para áreas
de projeção acima de 2.400 m² é recomendado uma quantidade de furos 1 para
cada 300 m².
Para obras de Terraplanagem e Jazidas de Empréstimo de Solos, para casos com
implantação de lagoas de estabilização, valos de oxidação com diques em terra e
obras similares deverá ser previsto uma malha de furos de 30 X 30 m, cobrindo toda
a área de projeto. No caso de Jazidas para rodovias a profundidade será entre 0,20
a 1,20 metros, e na exploração de petróleo pode chegar a mais de 1000 metros.
Interceptores, Coletores Tronco, Emissários, Adutoras e Linhas Tronco:
“Para sistemas de esgoto sanitário, após definidos os traçados dos interceptores,
coletores troncos e emissários, deverão ser executadas sondagens a percussão e/
ou rotativas nos trechos de diâmetro igual ou superior a 400 mm e/ou profundidade
igual ou superior a 3 metros. Sondagens a trado e/ou poços de inspeção nos
trechos de menor diâmetro e profundidade, devendo o plano de sondagem ser
baseado nas quantidades mínimas abaixo e aprovado previamente pela
Fiscalização.”
Um furo de sondagem para cada 300 m de interceptor, coletor tronco ou emissário,
com um mínimo de 2 furos.
No caso de sistema de abastecimento de águas recomenda-se a execução de
sondagens a percussão ou rotativas nos trechos de diâmetros igual ou superior a
300 mm e profundidade igual ou superior a 2 metros. A sondagens a trado para
trechos de menor diâmetro e profundidade, um furo de sondagem para cada 400 m
de adutora ou linha tronco, com um mínimo de 2 furos.
Para redes coletoras, como sistemas de esgoto sanitário, o plano de sondagem
baseia-se em 4 furos a trado e/ou poços de inspeção e 1 furo a percussão e/ou
rotativa para cada hectare de projeto.
Em redes de distribuição, ou seja, sistemas de abastecimento de água deverá ser
elaborado um plano de sondagem baseado em 4 furos a trado e/ou poços de
inspeção e 1 furo a percussão e/ou rotativa para cada hectare de projeto.
Obs: Os valores definidos (furos realizados), para definição das obras estruturais,
obras de Terraplanagem e Jazidas de Empréstimo de Solos, adutoras e linhas
tronco, deverão ser adotados como quantidade mínima a ser executada, podendo a
critério da Fiscalização, ser ampliadas em face do terreno sondado.
O processo de sondagem, ou investigação geotécnica, é diretamente afeiçoado a
viabilidade de um projeto de construção, visto que a amostragem obtida, atinge todo
o decurso do subsolo ou a profundidade de acréscimo de tensão devido ao peso da
construção. A partir de dados como a determinação da estratigrafia e classificação
dos solos, posição do nível d´água e o índice de resistência, o construtor saberá
qual é a profundidade necessária para as fundações e consequentemente o melhor
tipo de fundação para a edificação, a tecnologia mais adequada para escavação e
as suas respectivas dimensões, compreendendo qual será a profundidade
necessária para o seu terreno suportar o peso da obra.
Como mencionou o engenheiro Artur Quaresma, tesoureiro da Associação Brasileira
de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS); “Se o projetista não tiver
conhecimento sobre o que existe no subsolo, é grande a possibilidade de a
fundação ou mesmo a estrutura da edificação ter seu dimensionamento calculado
de maneira errada.
Os diferentes tipos de sondagens distinguem-se: - pela retirada de amostras
deformadas e são ditas sondagens de reconhecimento (o diâmetro dos tubos de
revestimento ou de guia é geralmente de 2"); - pela retirada de amostras
indeformadas (o diâmetro dos tubos é, er.t geral, de 6 " ).
1. Escavação de poços de exploração:
Figura 01: Escavação de poços
Fonte: Igeológico - Métodos de investigação geológica
A abertura de poços de exploração, pois não só permite uma observação in loco das
diferentes camadas como, também, a extração de boas amostras. O seu emprego,
no entanto, encontra-se , na prática, limitado pelo seu elevado custo, o qual o torna,
às vezes, economicamente proibitivo, exigindo onerosos trabalhos de proteção a
desmoronamentos e esgotamento d'água, quando a prospecção precisa descer
abaixo do nível d'água. Mesmo assim, tem sido empregado em obras de vulto, que
justificam grandes despesas com estudos prévios.
Em se tratando de terrenos cobertos por aterros onde se encontram corpos
estranhos ou grandes blocos de rocha ou, ainda, terrenos com restos de antigas
construções, aconselha-se o emprego de uma técnica mista, isto é, abertura de
poços até a base desses aterros ou dessas antigas construções e, daí por diante,
então, prosseguimento da prospecção por meio de sondagens. Solução idêntica
pode ser adotada quando se atinge o nível do lençol freático.
Em solo é uma escavação vertical de seção circular ou quadrada (menores em
largura em comparação às trincheiras e maiores em profundidade), com dimensões
mínimas suficientes para permitirem o acesso de um observador, visando a
inspeção das paredes e fundo, bem como a retirada de amostras representativas,
deformadas e indeformadas.
As amostras deformadas são extraídas pela raspagem ou escovação, implicando na
destruição da estrutura e na alteração às condições de compacidade ou
consistência naturais. Já as amostras indeformadas são extraídas com o mínimo de
perturbação, procurando manter sua estrutura e condições de umidade e
compacidade ou consistência naturais.
Os equipamentos e ferramentas consiste em: sarilho, corda, enxada, picareta, pá,
balde, escada, colher de pedreiro, espátula de aço, faca de cortar frios, serrote sem
costura, fio de arame de aço, caixa cúbica de madeira, talagarça, parafina,
aquecedor, pincel, serragem, guarda-sol, carrinho de mão, sacos plásticos e de
lona, etiquetas para identificação, trena.
A execução da sondagem é definida através dos seguintes passos:
1) A escavação do poço deverá ser iniciada após a limpeza superficial de uma
área.
2) Para evitar a entrada de água da chuva no poço deverá ser providenciado a
abertura de um sulco para drenagem no perímetro da área cercada.
3) A dimensão mínima do poço a ser aberto será 1,10 m, sua forma deverá ser
de preferência circular, para maior segurança e rendimento.
4) A escavação deverá ser executada com picareta, enxadão e pá e prosseguirá
normalmenteaté uma profundidade que possibilite lançar para fora o material
escavado. Para o prosseguimento da escavação, deverá ser instalado um
sarilho munido de corda, para a entrada e saída dos trabalhadores e retirada
do material escavado.
5) Por razões de segurança é necessário o auxílio da corda de reserva, durante
todo o processo de execução. O escoramento das paredes do poço também
é uma medida de segurança em casos de indícios de instabilidade e
consequentemente verificar a estabilidade das paredes do poço.
6) Todo solo retirado do poço deverá ser depositado ao seu redor, em ordem
sequencial.
7) Quando a escavação estiver a uma profundidade de 0,10 m acima da cota
prevista para a retirada da amostra indeformada, deve-se evitar o
pisoteamento do terreno sobrejacente à superfície do topo da amostra.
8) Não havendo interesse na manutenção do poço aberto, após a conclusão
dos serviços, este deverá ser totalmente preenchido com solo.
9) Medição do nível da água deverá ser realizada todos os dias, sendo a leitura
final 24h após o término do furo.
10)Processo de amostragem: coleta das amostras, identificação das amostras:
As amostras deformadas deverão ser coletadas a cada metro perfurado,
amostras indeformadas são aquelas extraídas com o mínimo de perturbação
possível)
11)Apresentação dos resultados: número de amostras e suas respectivas
profundidades de coleta, cota da boca do poço, local e obra, número do poço,
profundidade do poço, data da amostragem e nome do operador.
2. Escavação de trincheiras:
Figura 02: Etapas da construção de trincheiras
Fonte: Igeológico - métodos de investigação geológica
A escavação de trincheiras é muito usada para prospecção de jazidas.
Caracteriza-se por uma seção retangular, mais conhecida como vala, onde
permitem a observação da estratificação das camadas do solo, a tomada de
amostras indeformadas para caracterização do solo e determinação dos parâmetros
de resistência, as escavações manuais geralmente não escoradas, até o encontro
do nível d'água ou onde for estável.
Detalhe das etapas de construção de trincheiras:
1) Escavação da vala
2) Colocação de manta para proteger o material drenante da trincheira
3) Preenchimento da trincheira com material poroso
4) Envelopamento da trincheira pronta.
3. Sondagens a trado:
Figura 03: Sondagem a Trado
Fonte: MTW - Sondagens
A sondagem a trado tem por finalidade a coleta de amostra deformadas,
determinação do nível d’água e identificação dos horizontes do terreno.
“É um método de investigação de solos que utiliza como instrumento o trado: um
tipo de amostrado de solo constituído por lâminas cortantes, que podem ser
espiraladas ou convexas. Tem por finalidade a coleta de amostras deformadas,
determinação da profundidade do nível d'água e identificação dos horizontes do
terreno.”
Essa sondagem pode ser identificada através da sigla ST seguida de número
indicativo.
A perfurações executadas com trados manuais, rápida e baratas, a profundidade
limitada à profundidade do nível d'água, permite a retirada de amostras deformadas.
Os equipamentos e ferramentas consistem em: Trado concha, com diâmetro mínimo
de 63 mm (2 1/2”), trado helicoidal, com diâmetro mínimo de 63 mm (2 1/2'),
cruzetas, hastes e luvas de ferro galvanizado (com diâmetro mínimo de 25 mm) ou
aço sem costura (diâmetro mínimo de 19 mm), ponteira constituída por peça de aço
terminada em bisel, chaves de grifo, metro ou trena, recipientes herméticos para
amostras tipo copo, parafina, sacos plásticos ou de lona, etiquetas para
identificação e medidor de nível d'água.
A execução da sondagem é definida através dos seguintes passos:
1) Após a limpeza de uma área que permita o desenvolvimento de todas as
operações sem obstáculos.
2) O início da sondagem é a partir do trado concha e seu avanço deverá ser
feito até os limites especificados: quando atingir a profundidade especificada
na programação dos serviços, quando ocorrerem desmoronamentos
sucessivos da parede do furo, quando o avanço do trado for inferior a 5 cm
em 10 minutos de operação contínua de perfuração.
3) No caso de solos argilosos é utilizado o trado helicoidal, no caso de camadas
de cascalho adere-se ao uso de uma ponteira.
4) Quando trata-se de materiais duros e areias sem coesão, é indicado a adição
de pequenas quantidades de água, com o objetivo de ajudar a perfuração e
consequentemente a coleta de amostras.
5) A reserva do material retirado, visto que o mesmo deve ser guardado na
sombra, evitando sua contaminação com o solo superficial do terreno.
6) O controle da profundidade do furo deverá ser com precisão de 5 cm, pela
diferença entre o comprimento total das hastes com o trado e a sobra das
hastes em relação ao piquete de referência fixado junto à boca do furo.
7) Caso a sondagem atinja o nível freático essa profundidade deve ser anotada.
8) Medição do nível da água deverá ser realizada todos os dias, sendo a leitura
final 24h após o término do furo.
9) Processo de amostragem: coleta das amostras, identificação das amostras
(amostras para ensaios geotécnicos e estudos geológicos).
10)Apresentação dos resultados.
4. Sondagens a percussão:
Figura 05 - Sondagem a percussão spt.
Fonte: aliancasondagens/sondagem-percussao-spt.
“Sondagem a percussão é um método de investigação de solo cujo avanço da
perfuração por meio de trado ou de lavagem, sendo utilizada a cravação de um
amostrador para a medida de índices de resistência à penetração, obtenção de
amostras, determinação do nível d'água e execução de vários ensaios in situ. É
possível, ainda, no final do ensaio à penetração, medir o torque para ruptura da
amostra.” ABNT NBR 6484/01 - Solo - Sondagens de simples reconhecimentos com
SPT.
Os objetivos da sondagem a percussão é de determinar tipos de solo em suas
respectivas profundidades de ocorrência, encontrar o índice de resistência à
penetração (N) a cada metro de acordo com a posição do nível d’água.
Umas das suas principais vantagens, que diferencia das demais sondagens é a
capacidade de ultrapassar e posicionar o nível d'água, baixo custo e fácil execução
e pode ser realizado em locais de difícil acesso.
Os equipamentos e ferramentas consistem em: Tripé com roldana, guincho
mecânico, ou com moitão, trado concha e espiral, hastes e luvas de aço,
alimentador d'água, cruzeta, trépano e T de lavagem, barriletes amestradores e
peças para cravação destes, martelo com 65 kg e guia, tubos de revestimento,
bomba d'água, abraçadeiras para revestimento, abaixadores e alçadores para
hastes, saca-tubos, baldinho com válvula de pé, chaves de grifo, metro ou trena,
recipientes herméticos para amostras tipo copo, parafina, sacos plásticos, etiquetas
para identificação e medidor de nível d’água.
A execução da sondagem é definida através dos seguintes passos:
1) A sondagem deverá ser iniciada após a limpeza de uma área que
permita o desenvolvimento de todas as operações sem obstáculos.
2) O furo pode ser revestido se se apresentar instável.
3) Determina o tipo de solo em suas profundidades de ocorrência e
atravessa solos mais resistentes.
4) Mede a resistência a penetração do solo.
5) Medição dos níveis de água todos os dias antes do procedimento de
sondagem, na manhã seguinte e 24h após o término do furo.
6) Conclusão: atingir a profundidade especificada na programação dos
serviços; • ocorrer a condição de impenetrabilidade ( quando se obtiver
penetração inferior a 5 cm durante 10 golpes consecutivos, não se
computando os cinco primeiros golpes do teste, ou quando o valor do
SPT ultrapassar 50, num mesmo ensaio. Nestas condições o terreno
será considerado impenetrável ao SPT o deverão ser anotados o
número de golpes e a penetração respectiva).
5. Sondagem rotativa:
Figura 05: Sondagem Rotativa
Fonte: GEO SONDAGENS
“Sondagem rotativa é um método de investigação que consiste no uso de um
conjunto motomecanizado à perfuração de maciços rochosos e obtenção de
amostras de materiais rochosos com formato cilíndrico, chamadas e testemunho.”
A sondagem rotativa visa investigare reconhecer as rochas e os materiais
impenetráveis à percussão, permitindo a retirada de amostras da rocha,
denominadas testemunhos. Por meio desse método é possível atingir grandes
profundidades dos perfis geológicos em cada furo.
Os equipamentos e ferramentas consistem em: tripé, sonda rotativa, bomba
d'água, hastes, barriletes, coroas, tubos de revestimento e demais acessórios e
ferramentas necessárias à execução de sondagens rotativas, além dos
equipamentos exigidos para sondagens à percussão.
http://www.apl.eng.br/geotecnia/execucao-de-sondagens-mistas-e-rotativas
A execução da sondagem é definida através dos seguintes passos:
1) Em terreno seco, a sondagem deve ser iniciada somente após a
limpeza de uma área que permita o desenvolvimento de todas as
operações sem obstáculos. No caso de terreno coberto por lâmina
d'água de grande espessura, a sondagem deve ser feita a partir de
plataforma fixa ou flutuante firmemente ancorada.
2) Uso de conjunto motomecanizado (penetração e rotação). Escolha de
equipamentos e acessórios apropriados às condições geológicas,
emprego de lamas bentoníticas como Sondagens rotativas, fluído de
perfuração, realização de manobras curtas, adequação da velocidade
de perfuração às características geológicas da rocha perfurada,
3) Obtenção de amostras de materiais rochosos
4) Barrilete com ponta cortante
5) Amostra
6) Testemunho: Os testemunhos recuperados são retirados, indicando as
principais caraterísticas, como o grau de alteração, percentual de
recuperação, xistosidade e índice de qualidade
Os resultados de um serviço de sondagem são sempre acompanhados de relatório,
dando as seguintes indicações:
a) planta de situação dos furos;
b) perfil de cada sondagem com as cotas de onde foram retiradas as amostras;
c) classificação das diversas camadas e os ensaios que as permitiram classificar;
d) níveis do terreno e dos diversos lençóis d'água, com a indicação das respectivas
pressões;
e) resistência à penetração do barrilete amostrador, indicando as condições em
que a mesma foi tomada {diâmetro do barrilete, peso do pilão e altura de queda).
Referências:
NBR 9604:2015 – Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com
retirada de amostras deformadas e indeformadas
NBR 9603:2015 – Sondagem a trado – Procedimento
ABNT NBR 6484:2001 - Solo - Sondagens de simples reconhecimentos com
SPT
Relação completa de equipamentos, Glossário de termos técnicos de
Geologia de Engenharia - Equipamentos de Sondagens, (1.980).
CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos Solos e suas aplicações:
fundamentos. 6. ed. : Ltc, 2015.
Torres Geotecnica, portifólio. Sondagem a percussão spt 2. Disponível em:
<URL>.http://www.torresgeotecnia.com.br/portfolio-view/sondagem-a-percuss
ao-spt-2/.
SONDATECH, serviço. Sondagem rotativa e mista inclinada. Disponível em:
<URL>.http://www.sondatech.com.br/servico/12/sondagem-rotativa-e-mista-in
clinada