Prospeccao geotecnica

Prévia do material em texto

Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 1
Prospecção Geotécnica
Define-se como o conjunto de 
operações que visam a 
determinação da natureza e 
características do terreno, sua 
disposição e acidentes com 
interesse para a obra/projecto a 
realizar.
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 2
A Prospecção Geotécnica visa a:
- Determinação da extensão, profundidade e 
espessura das camadas do subsolo até à
profundidade desejada. Descrição do solo de cada 
camada, compacidade ou consistência, cor e outras 
características perceptíveis.
- Determinação da profundidade do nível freático.
- Determinação da profundidade a que se encontra a 
rocha mãe (bedrock) e sua classificação e grau de 
alteração.
- Obtenção das propriedades físicas, mecânicas e 
hidráulicas dos maciços e dos respectivos 
parâmetros (resistência, deformabilidade, 
permeabilidade, …)
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 3
Prospecção Geotécnica
Serve de base às diversas fases do projecto 
geológico – geotécnico:
Estudo prévio ou de viabilidade
Ante-projecto
Projecto 
Construção
Acompanhamento
Com particular relevância para as três 
primeiras fases.
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 4
A Prospecção Geotécnica divide-se 
em:
� Mecânica
� Sondagens
� Poços
� Galerias
� Valas ou trincheiras
� Geofísica
� Refracção e Reflexão sísmicas
� Resistividade eléctrica
� Métodos Electromagnéticos
� Métodos gravimétricos
� Métodos magnéticos
� Métodos radiométricos
� Sondagens geoeléctricas / Diagrafias
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 5
A Prospecção Geotécnica pode 
também dividir-se em:
� Directa (poços, galerias e 
trincheiras)
� Semi-directa (sondagens)
� Indirecta (prospecção 
geofísica)
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 6
Prospecção Geotécnica - Sondagens
Normalmente as sondagens geotécnicas são 
versáteis, de avanço rápido e realizadas 
com equipamento facilmente removível. 
Podem alcançar profundidades até 150 
metros. Dividem-se em:
� Furos abertos com trado (manual ou 
mecânico)
� Sondagens de furação
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 7
Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Furos abertos com trado (manual 
ou mecânico)
� Profundidades pequenas (até 10 m)
� Terrenos brandos
� Colheita de amostras remexidas
� Frequentemente utilizados em estradas 
e caracterização de manchas de 
empréstimo
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 8
Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Sondagens de furação
� Sondagens de percussão
� Sondagens de rotação
� Sondagens mistas (rotopercussão)
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 9
Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Sondagens à percussão
� O terreno é desagregado pela percussão do 
trépano suspenso num cabo ou ligado à
extremidade das varas. As camadas 
superficiais são abertas a trado
� Podem ser colhidas amostras recorrendo a um 
amostrador adequado
� Exequíveis apenas em solos ou rochas brandas 
podendo, dependendo do tipo de maciço, 
atingir os 15 metros. Para facilitar o desmonte 
do terreno pode introduzir-se água no furo. 
Para suster as paredes do furo recorre-se a 
tubagem (casing) ou lamas de sondagem
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 10
Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Sondagens à rotação
� A ferramenta de furação é a coroa 
(tungsténio ou diamante) que se 
encontra enroscada nas varas
� Permite a amostragem contínua e 
integral do terreno no interior das 
varas (tarolo, carote ou testemunho)
� Para evitar o desgaste e eventual 
fractura dos tarolos pode recorrer-se ao 
amostrador de parede dupla
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 11
Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Sondagens mistas
� As sondagens à rotopercussão são 
normalmente utilizadas para detecção 
de vazios e cavidades
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 12
Prospecção Geotécnica - Poços
� Permitem o acesso directo à formação para realização 
de ensaios in situ, observação e colheita de amostras 
intactas e/ou remexidas
� Utilizam-se para pequenas profundidades (2 dezenas 
de metros) e em solos ou rochas brandas
� Podem apresentar problemas de segurança e 
rentabilidade abaixo do NF
� Indicados para reconhecimento de solos, determinação 
do firme e pesquisa de superfícies de escorregamento
� Utilizados em barragens
� Abertos manualmente com enxadas ou picaretas e/ou 
martelos pneumáticos ou recorrendo a explosivos
� Podem ser elípticos (1,80x0,80m), quadrados ou 
rectangulares
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 13
Prospecção Geotécnica - Galerias
� Permitem o acesso ao maciço, a observação 
directa e a realização de ensaios in situ
� Podem ser inclinadas e mudar de direcção
� São úteis para o estudo de taludes ou obras de 
fundação de barragens e túneis, tendo a 
vantagem de poderem ser incorporadas na obra
� Podem necessitar de entivação
� Podem ser abertas com ferramentas pneumáticas 
ou com recurso a explosivos
� As dimensões mais frequentes são 1,80x1,20 m 
(altura x largura), com profundidades até poucas 
dezenas de metros
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 14
Prospecção Geotécnica – Valas e 
Trincheiras
� Frequentes em locais de barragens ou 
estradas
� Permitem o acesso ao maciço, a 
observação directa e a realização de 
ensaios in situ
� Só são exequíveis para pequenas 
profundidades (< 2m) e em solos ou 
rochas brandas
� Abertura manual, com abre-valas ou 
“Buldozers”
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 15
Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Método sísmico
� Quer a refracção quer a reflexão utilizam o 
facto de rochas diferentes apresentarem 
velocidades diferentes de propagação das 
ondas sísmicas
� O grau de alteração, a presença de 
descontinuidades e a água são factores que 
implicam a diminuição da velocidades de 
propagação das ondas sísmicas, permitindo 
assim avaliar a qualidade dos maciços
� A geração de ondas sísmicas pode ser 
produzida pela detonação de explosivos, queda 
de uma massa, martelo sísmico ou por um 
vibrador electrodinâmico, entre outros
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 16
Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Método sísmico
� A metodologia de execução para o caso da 
refracção sísmica consiste no alinhamento dos 
geofones ao longo da superfície a estudar, 
detonar a carga explosiva colocada numa 
cavidade na extremidade do perfil e proceder 
às leituras obtidas
� No caso da reflexão sísmica o sistema 
detonador/geofone vai todo ele sendo 
deslocado ao longo do perfil. A frequência da 
descarga varia em função da profundidade e 
resolução que se pretende obter
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 17
Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Método sísmico
Velocidades das ondas p e s para alguns tipos de 
materiais (m/s)
Longitudinais (p) Transversais (s)
Ar 330 -
Água 1450 -
Areia 300-800 100-500
Calcários 3500-6500 1800-3800
Granitos 4600-7000 2500-5000
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 18
Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Métodos eléctricos
� Terrenos diferentes têm normalmente 
resistividades eléctricas diferentes
� Estuda-se o campo eléctrico de potenciais, 
criado artificialmente pela introdução no 
terreno de uma corrente eléctrica, 
relacionando-o com as características 
geológicas do local
� Geralmente o dispositivo de medição inclui 4 
eléctrodos (2 para injecção da corrente + 2 
para leitura das diferenças de potencial) 
instalados ao longo de um perfil
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 19
Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Métodos eléctricos
A resistividade das rochas varia dentro de 
grandes limites:
Rocha/ Mineral Resistividade eléctrica (ohm.m)
Calcários cristalinos 10 5
Calcários 120-400
Grés 35-4000
Granitos 5000-106
Argilas 1-120
Quartzo 10 10
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 20
Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Diagrafias
� São realizadas ao longo de furos de 
sondagem
� Podem ser de vários tipos, conforme a 
fonte emissora que utilizam:� Polarização espontânea (corrente natural 
do terreno)
� Eléctricas
� Radiométricas (neutrões, raios gama, 
densidade)
� Acústicas
Geologia de Engenharia 
Engenharia Civil-ESTIG 21
Bibliografia
� González de Vallejo, Luis (2002), 
“Ingenieria Geológica”, Prentice Hall, 
España
� Amaral, Pedro (2004), “Formação 
Prospecção Geotécnica” (não publicado), 
LEMO, EIM, Oeiras
� S.A., (2000), “Textos de Apoio e 
Exercícios Práticos de Geologia de 
Engenharia”, Secção de Folhas, 
Associação de Estudantes do Instituto 
Superior Técnico