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Apostila Mecânica dos Solos I - USP

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deste plano faz-se a perfuração por intermédio do processo de lavagem com
circulação d'água, que permite um avanço rápido do furo, sendo por isso preferido pelas equipes de
perfuração, em detrimento dos processos manuais. Nele, a água é bombeada, para o fundo do furo,
através da haste oca e retorna pelo espaço anelar existente entre a haste e o tubo de revestimento. O
trépano de lavagem biselado contém dois orifícios laterais, para a saída d'água e escava o furo nos
movimentos de percussão feitos na haste pelo sondador. Os detritos da escavação são carregados pela
água no seu movimento ascensional.
O processo de circulação de água dificulta a determinação da posição do N.A. e altera as
características geotécnicas dos solos. Por esta razão, os furos são abertos a trado, até, alcançar o N.A., e
as operações de amostragem exigem que o avanço dá furo por lavagem seja interrompido a cerca de O,5O
m de cota de colheita da amostra.
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6.4.4 - A Amostragem
A cada metro de profundidade, são colhidas amostras pela cravação dinâmica de amostradores-
padrão. Estas amostras são deformadas e prestam-se à caracterização dos solos. os amostradores são tubos
metálicos de parede grossa com ponta biselada, constituídos de duas meia canas solidarizadas entre as
extremidades. Figura 93.
O sistema de percussão consiste na queda do peso padronizado de uma altura também
padronizada, de forma que a energia de cravação seja sempre constante, durante o processo de
amostragem.
No Brasil, existem três tipos de amostradores-padrão, distinguidos pelas diferentes dimensões do
tubo e pela energia de cravação empregada.
Deve-se ressaltar que a tendência atual é a adoção do amostrador tipo Terzaghi (Figura 93) com
vistas à obtenção da padronização das diversas fases da sondagem e dos equipamentos utilizados. Os
amostradores tipo Mohr-Geotécnica e IPT foram grandemente empregados no Brasil, porém hoje estão
quase em desuso.
Nome do amostrador Diâmetro Interno
(polegadas)
Diâmetro externo
(polegadas)
Massa (kg) Altura de
Queda (cm)
Terzaghi-Peck
SPT
2
8
31
65 75
Mohr-Geotécnica
IRP 8
51
1 65 75
IPT
16
131
2
11
60 75
6.4.5 - Índice de Resistência à Penetração
Paralelamente à amostragem do subsolo, pode-se obter o índice de resistência à penetração. Na
cravação dinâmica do amestrador, anota-se o número de golpes do martelo necessários, parae efetuar a
cravação de cada 15 centímetros do amostrador.
Para os amestradores tipo TERZAGHI, o índice de resistência à penetração refere-se ao numero de golpes
necessários, para a cravação dos últimos 30 centímetros do amostrador, desprezando-se os golpes
correspondentes à cravação dos 15 centímetros iniciais. Este índice é conhecido como SPT, iniciais de
sua designação em Inglês, "STANDARD PENETRATION TEST".
Para os amostradores Mohr-Geotécnica e IPT, o índice de resistência à penetração refere-se ao
número de golpes, para cravação dos 30 centímetros iniciais.
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O índice de resistência à penetração, ou numero N, como é comumente chamado, ainda que não seja um
ensaio de campo preciso (ele é muitas vezes influenciado por fatores ligados à forma de execução e pelo
equipamento empregado), pode dar uma indicação razoável dos estados de compacidade e consistência
dos solos. Os Quadros a seguir fornecem a compacidade e a consistência dos solos, em função de N.
QUADRO XI – Compacidade das areias, de acordo com os resultados de SPT (NBR 7250/82)
Número de Golpes N Grau de Compacidade
0 – 4 fofa
5 - 8 Pouco compacta
9 - 18 Medianamente compacta
19 - 40 Compacta
> 40 Muito compacta
QUADRO XII – Consistência das argilas, de acordo com os resultados de SPT(NBR 7250/82)
Número de Golpes N Grau de Compacidade
0 – 2 Muito mole
3 – 5 Mole
6 – 10 Média
11 – 19 Rija
>19 Dura
As correlações existentes entre o índice de resistência à penetração e a consistência das argilas,
principalmente das argilas sensíveis, podem estar sujeitas a erros grosseiros, em razão da diferença de
comportamento da argila, em face de cargas estáticas e dinâmicas, e ainda pelo fato de o amolgamento da
argila destruir sua estrutura, e, consequentemente, modifica sua resistência à penetração. É importante
notar, como já foi dito, quê a resistência a penetração de uma camada pode apresentar diferentes valores,
se sobre ela forem executadas sondagens por firmas distintas. Há erros originados da carência de
normalização quando se executam sondagens, além dos advindos do estado de conservação dos
amestradores. Estes, por serem mais dificilmente controláveis, exigem, por parte do engenheiro, maior
atenção.
Fatores ligados à execução da sondagem:
- Erro na contagem do número de golpes.
- Má limpeza do furo.
- Furo não alargado suficientemente, para a livre passagem do amostrador.
- Variação da energia de cravação.
- Diferentes interações solo-amostrador.
- Emprego de técnica de avanço por circulação de água, acima do N.A..
Fatores ligados ao equipamento:
- Dimensões e estado de conservação do amostrador.
- Estado de conservação das hastes: uso de hastes de diferentes pesos.
- Martelo não calibrado ou sem coxim de madeira.
6.5 - Sondagem Rotativa
A sondagem rotativa é empregada na perfuração de rochas, de solos de alta resistência e de
matações ou blocos de natureza rochosa.
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O equipamento compõe-se de uma haste metálica rotativa, dotada, na extremidade, de um amostrador,
que dispõe de uma coroa de diamante.
O movimento de rotação da haste é proporcionado pela sonda rotativa, que se constitui de um
motor, de um elemento de transmissão e um fuso que imprime às hastes os movimentos de rotação, recuo
e avanço. A haste é oca e, por injeção de água no seu interior, consegue-se atingir o fundo da escavação,
por meio de furos existentes no amestrador. Esta água tem a função de refrigerar a coroa e carrear os
detritos da perfuração no seu movimento ascensional.
Tal como no processo, à percussão, quando as paredes do furo mostrarem-se instáveis, pondo em
risco a coluna de perfuração, que poderia ficar presa, usa-se um tubo de revestimento metálico, com
diâmetro nominal superior ao das hastes. Em outras ocasiões emprega-se o revestimento do furo, quando,
atravessando camadas permeáveis ou bastante fraturadas, houver grande perda de água de circulação.
As coroas são peças de aço especial, com incrustações de diamante ou vidia nas suas
extremidades. O efeito abrasivo da coroa desgasta a rocha e permite a descida do furo de revestimento e
o alojamento do testemunho, no interior do amostrador.
Dentre os diâmetros mais utilizados em Engenharia Civil, podem-se enumerar:
Denominação φ do furo (mm) φ do testemunho (mm)
EX 38 20
AX 49 29
BX 60 41
NX 76 54
6.6 - Sondagem Mista
A sondagem mista é a conjugação do processo, à percussão, associado ao processo rotativo.
Quando, por exemplo, nas sondagens à percussão, os processos manuais forem incapazes de perfurar
solos de alta resistência, matacões ou blocos de natureza rochosa, usa-se o processo rotativo como
instrumento complementar. As sondagens mistas são, pois, associações dos dois métodos, não
importando a ordem de execução.
7. Amostragem
7.1 - Introdução
A Mecânica dos Solos teórica apoia-se em características de comportamento mecânico dos
maciços terrosos, medidas em averiguações experimentais em amostras representativas. A obtenção de
amostras de fato representativas tem sido uma preocupação de investigadores das mais diversas partes do
mundo.
No final da década de 5O, entre os congressos de Mecânica dos Solos de Londres (l957) e o de
Paris (l961), um grupo de pesquisadores começou a atuar no sentido de dar uma nova dimensão ao
problema da mostrarem Este grupo, o IGOSS - Internacional Group on SoilSampling, surgiu do esforço
de alguns pesquisadores que notaram um progresso acentuado nos métodos de calculo e nas técnicas
experimentais da Mecânica