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Obras Geotécnicas I - Investigação Geotécnica 
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Investigação Geotécnica 
 
1. Introdução 
 
 O reconhecimento das condições do subsolo constitui requisito indispensável para projetos de 
fundações seguros e econômicos. Estima-se que os gastos com sondagem de reconhecimento 
representem 0,2 a 0,5% do custo total da obra. As informações geotécnicas são indispensáveis ao 
projeto e execução. 
 A investigação das condições do subsolo é indispensável em projetos de fundações, 
estabilidade de taludes, estruturas de contenção, pavimentos, infra-estrutura hídrica, etc... 
 A investigação geotécnica busca de forma geral: 
• Determinar se um terreno é adequado para o projeto proposto; 
• Permitir o desenvolvimento de projetos mais adequados e econômicos; 
• Revelar e prever dificuldades que possam surgir durante a construção, devido ao próprio solo 
ou outras condições locais. 
 
De forma mais específica, a investigação geotécnica tem como objetivo: 
• Obtenção dos parâmetros geotécnicos para o projeto. 
• Identificação, classificação e avaliação das diversas camadas e substrato. 
 
Por mais que se possua conhecimento de determinada área, a natureza sempre revela surpresas 
(grande variabilidade). 
 
 
Figura 1. Perfil geotécnico típico da região nordeste do RS, traçado da BR 101. 
 
Pergunta: 
Como prever uma variabilidade geotécnica como a mostrada, sem conhecimento prévio da área? 
 
A extensão da investigação geotécnica depende do tipo, tamanho e importância da estrutura, da 
familiaridade do engenheiro com os solos da região, e dos códigos de obra locais. 
O projeto de fundações de uma indústria que irá comportar equipamentos muito sensíveis a 
recalques, necessitará uma investigação muito mais aprofundada que a requerida para o projeto das 
fundações de uma casa. 
A determinação das propriedades de engenharia poderia, em princípio, tanto ser feita através de 
ensaios de laboratório quanto de ensaios em campo. Na prática os ensaios in situ são predominantes. O 
Eurocode 7 destaca: 
 
Solo residual 
Contato entre derrames 
Basalto colunar Argila mole 
Areia 
Colúvio
 
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“Na engenharia geotécnica o conhecimento das condições do terreno depende 
da amplitude e da qualidade dos estudos de caracterização geotécnica. Tal 
conhecimento e o controle da execução são mais importantes para satisfazer 
os requisitos fundamentais do que a precisão dos modelos de cálculo e dos 
coeficientes de segurança parciais”. 
 
Ainda do Eurocode 7: 
As propriedades dos solos e rochas são quantificadas por parâmetros geotécnicos que são 
utilizados no dimensionamento. Os seus valores devem ser obtidos com base nos resultados de ensaios 
de campo e laboratoriais e em outros dados relevantes, devendo a interpretação dos resultados ser feita 
de forma adequada ao estado limite em consideração. 
Tendo em vista a determinação de valores confiáveis para os parâmetros geotécnicos, deve-se 
ter em consideração os seguintes aspectos: 
• Muitos parâmetros dos solos não são constantes verdadeiras, já que dependem de fatores reais 
como nível de tensão, modo de deformação, etc. 
• Na interpretação dos resultados dos ensaios deve-se ter em consideração a informação 
publicada que seja relevante para cada tipo de ensaio, em condições de terreno semelhantes; 
• Os programas de ensaios devem incluir um número de ensaios suficiente para que seja possível 
determinar os vários parâmetros relevantes para o dimensionamento, bem como sua variação. 
• O valor de cada parâmetro deve ser comparado com dados relevantes publicados e com 
experiência local e geral; 
• Caso seja possível, deve-se verificar se existem correlações entre os resultados de mais de um 
tipo de ensaio. 
 
2. Etapas do programa de investigação 
 
Um programa de investigação geotécnica deve ser desenvolvido em fases, podendo-se 
estruturar este programa da seguinte forma: 
 
• Anteprojeto 
− Levantamento de escritório para reconhecimento geológico/geotécnico da área. 
− Sondagens esparsas para caracterização do subsolo. 
 
O número de sondagens deve-ser tal que garanta o reconhecimento satisfatório do subsolo, 
devendo ser atendidas as recomendações da ABNT NBR 8036/1983 - Programação de sondagens de 
simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios. 
Essa norma fixa as condições exigíveis na programação das sondagens de simples 
reconhecimento dos solos destinada à elaboração de projetos geotécnicos para construção de edifícios. 
Esta programação abrange o número, a localização e a profundidade das sondagens. 
 
O número de sondagens e a sua localização em planta depende do tipo da estrutura, de suas 
características especiais e das condições geotécnicas do subsolo. O número de sondagens deve ser 
suficiente para fornecer um quadro, o melhor possível, da provável variação das camadas do subsolo 
do local em estudo. 
As sondagens devem ser, no mínimo, de uma para cada 200 m² de área da projeção em planta 
do edifício, até 1200 m² de área. Entre 1200 m² e 2400 m² deve-se fazer uma sondagem para cada 400 
m² que excederem de 1200 m². Acima de 2400 m² o número de sondagens deve ser fixado de acordo 
com o plano particular da construção. Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de sondagens 
deve ser: 
a) dois para área da projeção em planta do edifício até 200 m²; 
b) três para área entre 200 m² e 400 m². 
 
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Nos casos em que não houver ainda disposição em planta dos edifícios, como nos estudos de 
viabilidade ou de escolha de local, o número de sondagens deve ser fixado de forma que a distância 
máxima entre elas seja de 100 m, com um mínimo de três sondagens. 
A profundidade a ser explorada pelas sondagens de simples reconhecimento, para efeito do 
projeto geotécnico, é função do tipo de edifício, das características particulares de sua estrutura, de 
suas dimensões em planta, da forma da área carregada e das condições geotécnicas e topográficas 
locais. 
 
• Projeto 
Um programa de investigação complementar pode ser necessário durante a fase de projeto e 
execução da obra. As sondagens complementares buscam: 
− Dirimir dúvidas da investigação preliminar 
− Caracterizar solos em função de sua particularidade 
 
3. Normas técnicas 
 
 Algumas normas técnicas regulamentam a execução de investigação geotécnica, entre elas cita-
se: 
− NBR 12069/1991: Solo - Ensaio de penetração de cone in situ (CPT). 
− NBR 10905/1989: Solo - Ensaios de palheta in situ. 
− NBR 9603/1986: Sondagem a trado. 
− NBR 8036/1983: Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para 
fundações de edifícios – Procedimento. 
− NBR 6484/2001: Execução de sondagens de simples reconhecimento com SPT – Método de 
ensaio. 
− NBR 6121/1980: Provas de cargas em estacas 
− NB 27/1980: Prova de carga direta 
− NBR 6122/2010: Projeto e execução de fundações 
 
4. Investigação de campo 
 
Atualmente existe uma série de ensaios in situ, com diferentes potencialidades e aplicabilidade. 
A escolha do ensaio a ser realizado passa pela complexidade do problema, parâmetros de 
comportamento necessários, disponibilidade, atratividade econômica. 
A Tabela 01 mostra um resumo dos ensaios de campo mais conhecidos e parâmetros que 
podem ser obtidos a partir deles. 
 
Tabela 1. Aplicabilidade e uso de ensaios in situ (modificado de SCHNAID, 2000). 
Equipamento Tipo de solo Perfil u φ' SU Dr cV k σh OCR 
SPT A B - C C B - - - C 
CPT elétrico B A - C B A/B - - B/C B 
CPTU A A A B B A/B A/B B B/C B 
Dilatômetro B A C B B C - - B B 
Pressiômetro (SBP) B B A B B B A B A/B B 
Palheta B C - - A - - - - B/C 
Sísmicos C C - - - - - - - B 
Permeabilidade C - A - - - B A - - 
Aplicabilidade: A – alta; B – moderada; C – baixa; - Inexistente. 
u – poropressão;φ’ – ângulo de atrito efetivo; SU - resistência ao cisalhamento não-drenada; Dr – densidade relativa; cv – 
coeficiente de adensamento; k – coeficiente de condutividade hidráulica; σh – tensão horizontal; OCR – razão de pré-
adensamento. 
 
 
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5. SPT – Standard Penetration Test 
 
É sem dúvidas o ensaio in situ mais utilizado no Brasil, pelo baixo custo e relativa 
simplicidade. O ensaio é normalizado pela NBR 6484/1991 (Sondagens de simples reconhecimento 
com SPT - Método de ensaio). 
 
Ao realizar um ensaio SPT pretende-se conhecer: 
- o tipo de solo atravessado através da retirada de uma amostra deformada a cada metro perfurado. 
- A resistência (NSPT) oferecida pelo solo à cravação do amostrador padrão, a cada metro perfurado. 
- A posição do(s) nível(is) d’água, quando encontrado durante a perfuração. 
 
Execução do ensaio 
 
Uma perfuração é realizada por meio de um trado ou trépano, sendo o material da perfuração 
retirado por circulação de água (lavagem). 
 Durante a lavagem é feita análise tátil visual do material retirado com a água, podendo ser 
identificada mudança de material. 
A cada metro escavado faz-se a medida do NSPT. Consiste em cravar um amostrador padrão 
(Amostrador Raymond-Terzaghi) por meio de golpes de um peso de 65 Kg caindo de 75 cm de altura. 
Anota-se o número de golpes necessários para cravar os 45 cm do amostrador em três conjuntos de 
golpes para cada 15 cm. O NSPT é dado pela soma dos golpes necessários para cravar os 30 cm finais 
do amostrador, sendo anotados também os golpes dos 15 cm iniciais. Quando o amostrador não pode 
mais ser cravado por resistência do solo, diz-se atingido o impenetrável. 
 Quando o solo não permanece aberto, por falta de estabilidade do solo, utiliza-se um 
revestimento metálico cravado à medida que se avança com a escavação. 
O equipamento SPT pode ser utilizado para coleta de amostras indeformadas. Os tubos Shelby 
podem ser acoplados ao conjunto de hastes, permitindo a coleta de amostras indeformadas de solos 
moles. Neste caso a cravação é estática, e não há medida de resistência. Para a realização desse 
procedimento o diâmetro da perfuração precisa ser maior. 
 
 
Figura 2. Esquema de execução do ensaio SPT. 
 
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Figura 3. Amostrador padrão. 
 
 
 
Figura 4. Laudo de sondagem SPT. 
 
 
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Figura 5. Laudo de sondagem SPT. 
 
 
 
 
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Tabela 2. Descrição dos solos com base no NSPT (NBR 7250/1982). 
Solos NSPT Compacidade/consistência 
Areias e silte arenosos ≤ 4 Fofa 
5 – 8 Pouco compacta 
9 – 18 Medianamente compacta 
19 – 40 Compacta 
> 40 Muito compacta 
Argilas e siltes argilosos ≤ 2 Muito mole 
3 – 5 Mole 
6 – 10 Média 
11 – 19 Rija 
> 19 Dura 
 
 Os resultados do ensaio SPT são influenciados por diversos fatores, como a integridade e 
variações nas dimensões do equipamento, o treinamento da equipe que o executa, profundidade da 
investigação, solo prospectado, etc. 
 Por isso foi proposta uma correção para se transformar o NSPT medido em um valor de 
penetração de referência, com base no padrão americano de N60. A correção é obtida pela seguinte 
expressão: 
 
N60 = (NSPT x Energia aplicada) / 0,6 
 
Ex.: Se a energia transmitida for de 70% da teórica, e for medido um valor de penetração N=25, então 
N corrigido é dado por N60=(25 x 0,7)/0,6 = 29 
 
Assim, quando os resultados de ensaio forem interpretados visando à estimativa de parâmetros 
de comportamento do solo, deve-se verificar a necessidade de correção de N. 
 
Parâmetros geotécnicos derivados do ensaio 
 
Densidade relativa de solos granulares 
2
1
0
60
27'28,0 ⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛
+⋅= vr
ND σ Skempton (1986) 
com σ’v0 em kPa 
 
Ângulo de atrito de solos granulares ( ) 712,0'tan49,1 =− ϕrD De Mello (1971) 
 
 
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Figura 6. Estimativa do ângulo de atrito através de NSPT de campo (SCHMERTMANN, 1975) 
 
Módulo elástico não-drenado de solos coesivos pré-adensados 
Eu/N60 = 1 (MPa) Stroud & Butler (1975) 
 
Módulo elásticos de rochas brandas 
E/N60 = 0,9 a 1,2 (MPa) Leach & Thompson (1979) 
 
6. SPT com medida de torque (SPT-T) 
 
Há algum tempo fez-se uma adaptação no equipamento de ensaio SPT, por Ranzini (1988), 
tornando possível a medida do torque ao final de cada etapa de penetração. O resultado do ensaio é o 
índice de torque (TR), que é a relação entre o torque medido em kgf.m e N. 
Correlações estatísticas entre o torque e N permitem enquadrar os solos em uma classificação 
em que a estrutura tem papel fundamental, além de permitirem identificar a ocorrência de pedregulhos 
e fragmentos de rocha, solos colapsíveis, entre outros aspectos. 
Através do torque é possível definir um valor de N equivalente, Neq: 
12
TNeq = , sendo o torque medido em kN.m. 
 
Segundo Decóurt esse valor pode ser utilizado de forma análoga ao NSPT na determinação de 
capacidade de carga de estacas. 
A utilização de ensaios SPT-T é mais comum na região sudeste do Brasil, tendo pouca 
aplicação na região Sul. 
 
 
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Figura 7. Laudo de sondagem SPT-T. 
 
7. Ensaios de cone (CPT) e Piezocone (CPTU) 
 
Os ensaios de cone e piezocone vêm se caracterizando internacionalmente como uma das mais 
importantes ferramentas de prospecção geotécnica. Resultados de ensaios podem ser utilizados para 
determinação estratigráfica de perfis de solos, determinação das propriedades dos materiais 
prospectados, particularmente em depósitos de argilas moles, e previsão de capacidade de carga de 
fundações. 
No Brasil, o ensaio de cone vem sendo empregado desde o final da década de 50; a experiência 
brasileira limitava-se, porém, a um número relativamente restrito de casos com a possível exceção de 
projetos de plataformas marítimas para prospecção de petróleo. Esta tendência foi revertida na década 
de 1990, observando-se um crescente interesse comercial do ensaio de cone impulsionado por 
experiências de pesquisas desenvolvidas nas universidades brasileiras. 
Seu uso é recomendado principalmente em depósitos de solos compressíveis e de baixa 
resistência. A precisão do equipamento possibilita estimativas realistas das propriedades do solo, 
justamente em condições nas quais outras técnicas de ensaio mostram-se inadequadas. 
Os principais atrativos do ensaio são o registro contínuo da resistência à penetração, 
fornecendo uma descrição detalhada da estratigrafia do subsolo, informação essencial à composição de 
 
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custos de um projeto de fundações, e a eliminação de qualquer influência do operador nas medidas do 
ensaio. 
O ensaio consiste na cravação a velocidade lenta e constante (estática) de uma haste com ponta 
cônica, medindo-se a resistência encontrada na ponta e a resistência por atrito lateral. 
 O cone é cravado à velocidade constante de (2 cm/s) e a área da ponta do cone é de 10 cm². O 
ensaio é normalizado no Brasil pela NBR 12069 (1991). 
 A haste é composta de vários segmentos que são emendados ao passo que se executa a 
cravação. Assim, a cravação é interrompida a cada conexão de haste. 
O equipamento, ao contrário dos procedimentos ainda não é padronizado, podendo ser do tipo: 
a) cone mecânico, caracterizado pela medida na superfície, via transferência mecânica das hastes, dos 
esforços necessários para cravar a ponta cônica qc e o atrito lateral fs; 
b) cone elétrico, cuja adaptação de células de carga instrumentadas eletricamente permite a medida de 
qc e fs diretamente na ponteira; 
c) piezocone, que além das medidas elétricas de qc e fs permitea contínua monitoração das pressões 
neutras (u) geradas durante o processo de cravação. 
 
Figura 8. Esquema de execução do ensaio de cone e detalhes construtivos do cone. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9. Cones de penetração. 
 
O ensaio possui como vantagens: 
• Penetração rápida (20mm/s); 
• Obtém perfil estratigráfico contínuo; 
• Alta precisão e repetibilidade; 
At 
An 
 
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• Processamento automático dos dados; 
• Possibilidade de execução por um único operador; 
• Redução dos custos; 
 
Como desvantagem cita-se: 
• Impossibilidade de coleta de amostras; 
• Necessidade de operador treinado; 
• Equipamento e suporte técnico relativamente complexo; 
 
Grandezas medidas no ensaio 
 
O ensaio de cone mede: qc (resistência de ponta), fS (atrito lateral), u1, u2, u3 (poropressão 
medida na ponta, base do cone e no topo da luva de atrito). 
 
Destes valores derivam: 
 
Resistência de ponta corrigida: ( )auqq ct −+= 12 
Onde a=An/At, conforme esquematizado na Figura 9, e tende a variar entre 0,38 e 0,86. 
 
Atrito lateral corrigido: 
t
st
t
sb
ST A
Au
A
Auff 32 +−= 
Onde: Asb – área da base; Ast – área do topo da luva de atrito. 
 
Razão de atrito: TT fqRf /= 
Parâmetro de poropressão: ( )( )0
12
0
vTq
uuB σ−
−= 
 
 O laudo de uma sondagem CPTU é apresentado na Figura 10 e de uma sondagem CPT (sem 
medida de poropressão) na Figura 11. No laudo da Figura 10 têm-se a resistência de ponta (tip 
resistance), razão de atrito (friction ratio) e poropressão (pore pressure). No laudo da Figura 11 
constam: resistência de ponta (qc), atrito lateral (fs) e razão de atrito (Rf). 
 
 
 
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Figura 10. Laudo de uma sondagem CPTU. 
 
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Figura 11. Laudo de uma sondagem CPT. 
 
 Conforme comentado, uma desvantagem deste tipo de ensaio é a impossibilidade de se coletar 
amostras de solo, para identificação tátil visual dos materiais. No entanto, atualmente já foram 
desenvolvidos equipamentos que permitem a amostragem de solo. 
 De qualquer forma, mesmo quando não é possível a coleta de amostras, pode-se determinar a 
estratigrafia do terreno. As medidas contínuas de resistência ao longo da profundidade, associadas à 
sensibilidade observada na monitoração de poropressões, possibilita a identificação precisa de camadas 
de solos, podendo-se detectar camadas mesmo que muito delgadas. 
 Para tal algumas cartas podem ser empregadas, conforme mostrado na Figura 12. 
 
Figura 12. Cartas para identificação dos solos com base nos dados do ensaio CPT. 
 
 
 
 
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Parâmetros geotécnicos derivados do ensaio 
 
Resistência não-drenada (para a Região Metropolitana de Porto Alegre) ( )
kt
vot
U N
q
S
σ−= , com Nkt ≈ 12 (entre 8 e 16) Schnaid (2000) 
 
Razão de pré-adensamento ( )
vo
votqOCR
'
305,0 σ
σ−⋅= 
( )
vo
t uqOCR
'
53,0 2σ
−⋅= Chen & Mayne (1996) 
 
Coeficiente de empuxo em repouso (solos coesivos) ( )
vo
votqK
'
1,00 σ
σ−⋅= Mayne e Kulhawy (1990) 
 
Densidade relativa (areias) 
( ) 5,010 'log6698 vo
c
r
qD σ⋅+−= Lancellotta (1985) 
A correlação entre Dr e φ’ para solos granulares pode ser feita pela mesma expressão apresentada para 
o ensaio SPT. 
 
Pesquisas recomendadas: 
Cone sísmico, Cone ambiental, Cone pressiométrico, Cone resistivo, Cone com coleta de amostras. 
 
8. Ensaio de Palheta 
 
O ensaio de palheta (Vane test) foi desenvolvido na Suécia por volta de 1920. Este ensaio é 
tradicionalmente empregado na determinação da resistência não-drenada (SU), de depósitos de argilas 
moles. Além disso, é possível obter-se alguma informação sobre a história de tensões do solo e de sua 
sensibilidade. Este ensaio é normalizado no Brasil pela NBR 10.905/1989. 
Os solos investigados por meio dessa técnica costumam ser argilas saturadas, de consistência 
mole a rija. O ensaio constitui-se da cravação de uma palheta de seção cruciforme no solo, que é 
posteriormente submetida a uma rotação de 6º/min, por meio da aplicação de um torque. A rotação 
provoca o cisalhamento do solo, em condições não drenadas. 
A palheta é constituída de quatro aletas, fabricadas com aço de alta resistência, com diâmetro 
de 65 mm e altura de 150 mm (para argilas rijas diâmetro de 50 mm e altura de 100 mm). A haste, 
fabricada com aço capaz de suportar os torques aplicados, conduz a palheta até a profundidade de 
ensaio. O tubo é preenchido com graxa para evitar a entrada de solo e eventuais atritos mecânicos. 
A palheta é apresentada na Figura 13. 
 O ensaio pode ser executado sem perfuração prévia, sendo os resultados obtidos com este tipo 
de ensaio de melhor qualidade. São usados em solos de baixa consistência, que permitem a cravação 
estática a partir do nível do terreno. 
 Quando o ensaio é executado com perfuração prévia, esta tem 75 mm de diâmetro e deve ser 
preferencialmente revestida, para impedir seu desmoronamento. Os resultados destes ensaios são 
susceptíveis de erros devido a atrito mecânico e translação da palheta. 
 
 
 
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Figura 13. Detalhes construtivos e de execução do ensaio de Palheta. 
 
A medida do torque T versus rotação permite a determinação dos valores de SU do solo em 
condições natural e amolgado. Para tal utiliza-se a seguinte expressão, onde o torque é utilizado em 
kN.m: 
 
3
86,0
D
TSU π
⋅= (kPa) 
 
Após a medida de SU em condição indeformada são aplicados 10 giros rápidos à haste com o 
intuito de amolgar o solo. Após esse procedimento faz-se nova medida de SU, desta vez em condição 
amolgada (SUR). A partir dessas duas medidas se determina a sensibilidade da argila (ST). 
 
RU
U
T S
SS = 
 
 A Figura 14 apresenta o resultado do ensaio em função da profundidade testada. Na Tabela 3 
apresenta-se a classificação das argilas quanto à sensibilidade, proposta por Skempton e Northey 
(1952). 
 
Tabela 3. Classificação da sensibilidade das argilas. 
Sensibilidade ST 
Baixa 2 – 4 
Média 4 – 8 
Alta 8 – 16 
Muito alta > 16 
 
 
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Figura 14. Resultados de ensaios de palheta executados no Rio de Janeiro. 
 
9. Ensaio Pressiométrico 
 
O pressiômetro de Menard é um elemento de forma cilíndrica projetado para aplicar uma 
pressão uniforme nas paredes de um furo de sondagem, através de uma membrana flexível de 
borracha, promovendo a consequente expansão da cavidade cilíndrica na massa do solo. Com isto 
busca-se determinar as características de rigidez dos solos, a partir do comportamento tensão-
deformação. O ensaio é interpretado à luz da teoria de expansão de cavidades. 
O equipamento consiste em uma sonda pressiométrica, um painel de controle de pressão e 
volume e uma fonte de pressão. Os pressiômetros podem ser agrupados em: pressiômetros em 
perfurações (furo previamente escavado), pressiômetro autoperfurante – SBPM e pressiômetro 
cravado. O pressiômetro é apresentado na Figura 15. 
 
 
Figura 15. Pressiômetro de Ménard. 
 
 
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 O procedimento de ensaio consiste na colocação da sonda dentro de um furo de sondagem na 
cota desejada. Em seguida a sonda é expandida por meio da aplicação de incrementos de pressão de 
mesma magnitude. Em cada incremento de pressão mede-se o volume da sonda em tempos de 15, 30 e 
60 s. Ao final do ensaio, tendo vários níveis de incrementos de tensão, tem-se uma curva onde plota-se 
o volume injetado após 60 s em função da pressão aplicada. A Figura 16 apresenta esquematicamente 
o procedimento de execução do ensaio e aFigura 17 mostra de forma genérica o resultado do ensaio. 
 
 
Figura 16. Procedimento de execução do ensaio pressiométrico. 
 
 
Figura 17. Resultado típico do ensaio pressiométrico. 
 
 Interpretando a curva mostrada a partir da teoria da expansão de cavidade, normalmente 
empregando rotinas de cálculo já implementadas, é possível a obtenção do módulo de 
deformabilidade (Em) e módulo cisalhante (G), além de estimativas a partir de da tensão horizontal 
(σh), resistência ao cisalhamento não-drenada (SU), ângulo de atrito (φ’) e dilatância (ψ). 
 Diante disto verifica-se o considerável alcance deste ensaio na solução de problemas de 
engenharia geotécnica. 
 
 
 
Fase de contato com a
parede do furo
Fase pseudo-elástica
Fase plástica
Pressão corrigida
V
ol
um
e 
co
rr
ig
id
o 
 
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10. Dilatômetro de Marchetti (DMT) 
 
O ensaio dilatométrico foi desenvolvido na Itália durante a década de 1970. O ensaio consiste na 
cravação no terreno de uma lâmina dilatométrica, para em seguida usar pressão de gás para expandir 
uma membrana circular (diafragma) no interior da massa de solo. O equipamento consiste em uma 
lâmina dilatométrica, uma unidade de controle de pressão, sistema de calibração, unidade de pressão e 
sistema de cravação. O diafragma é constituído de uma membrana de aço muito fina, permitindo assim 
que seja expandida. 
A Figura 18 apresenta detalhes do dilatômetro. 
 
 
Figura 18. Dilatômetro de Marchetti. 
 
 O procedimento do ensaio consiste na penetração da lâmina verticalmente no terreno, 
utilizando de preferência um sistema hidráulico de cravação. A cravação deve se dar a uma velocidade 
de 2 a 4 cm/s. A Figura 19 apresenta um esquema do procedimento de execução do ensaio. 
 A cravação é interrompida a cada 20 centímetros, procedendo-se imediatamente à expansão da 
membrana. Registram-se as seguintes pressões: 
a) pressão necessária para um deslocamento horizontal do centro da membrana de 0,05 mm. 
b) pressão de gás no interior do diafragma para um deslocamento radial da membrana de 1,1 mm. 
c) pressão interna no diafragma durante a despressurização do sistema, quando a membrana retorna ao 
deslocamento correspondente à pressão “a”. 
 A partir da interpretação dessas tensões é possível determinar, por meio de correlações semi-
empíricas, estimativas de: coeficiente de empuxo em repouso (K0), razão de pré-adensamento 
(OCR), módulo de deformabilidade (E), resistência ao cisalhamento não drenada (SU), ângulo de 
atrito interno (φ’) e tipo de solo analisado. 
 A Figura 20 mostra resultados típicos de um ensaio dilatométrico. No primeiro gráfico tem-se 
os módulos dilatométricos, no segundo o índice de material, que permite definir a natureza do solo 
investigado, e no terceiro a relação entre índice de material e módulo dilatométrico 
 
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Figura 19. Esquema do procedimento de execução do ensaio. 
 
 
Figura 20. Resultados típicos de um ensaio dilatométrico. 
 
 
11. Métodos geofísicos 
 
São métodos suplementares aos métodos diretos de investigação e permitem levantamento de 
grandes áreas em tempo reduzido. São métodos precisos, mas a interpretação é fundamental e 
dependem de informações pré-existentes (para “calibração”) e da experiência do profissional. Entre os 
métodos geofísicos disponíveis destacam-se: 
 
11.1. Geoelétricos / eletrorresistividade 
 
 Este método é empregado para determinação da posição e geometria de topos rochosos; 
caracterização da estratigrafia do solo, identificação de zonas de falha, zonas alteradas, fraturas, 
contatos litológicos, cavidades e diques, caracterização de plumas de contaminação e posição e nível 
d’água. 
 
Obras Geotécnicas I - Investigação Geotécnica 
20
A propriedade analisada pelo equipamento é a resistividade elétrica (ohm.m). Emprega-se uma 
corrente elétrica introduzida no terreno através de dois eletrodos com o objetivo de medir o potencial 
gerado em outros dois eletrodos nas proximidades do fluxo de corrente. As relações entre corrente 
elétrica, potencial elétrico e disposição geométrica dos eletrodos no terreno permitem calcular a 
resistividade real ou aparente. 
O parâmetro resistividade pode ser considerado como a resistência dos materiais em conduzir a 
corrente elétrica. A resistividade de solos e rochas é afetada principalmente por quatro fatores: 
 
• Composição mineralógica; 
• Porosidade; 
• Teor em água; 
• Quantidade e natureza dos sais dissolvidos. 
 
ΔV
i
z
Linhas de corrente
Varia-se AB. Quanto maior AB, maior z
5
ABMN ≤
BA
M N
ΔVΔV
ii
z
Linhas de corrente
Varia-se AB. Quanto maior AB, maior z
5
ABMN ≤
BA
M N
 
Figura 21. Esquema de execução de ensaios de eletrorresistividade. 
 
 
Figura 22. Resultado típico de ensaio de eletrorresistividade. 
 
Embora bastante prático, é necessário correlacionar medidas de eletrorresistividade com 
sondagens mecânicas. O método funciona bem quando existem contrastes de índice de vazios ou 
 
Obras Geotécnicas I - Investigação Geotécnica 
21
umidade, fluxo de água concentrado, etc., mas não tem bom funcionamento quando materiais 
diferentes apresentam resistividade semelhante. 
Existem duas metodologias de investigação conforme sentido da varredura: 
 
• Sondagem elétrica vertical (SEV) 
Distribuição vertical da resistividade em um determinado ponto 
 
• Caminhamento elétrico 
Distribuição horizontal da resistividade a uma ou várias profundidades. 
 
11.2 GPR (Ground penetration radar) 
 
Este é um método recente, baseado na emissão de ondas eletromagnéticas e recepção de sinais 
refletidos. Sua aplicação se dá a pequenas profundidades (até 20 m), cabendo salientar que seu uso é 
prejudicado em áreas urbanas, já que sofre o problema de interferências. A Figura 23 apresenta o 
resultado típico de uma análise com GPR. 
 
 
Figura 23. Resultado típico de ensaio GPR. 
 
 Como pode ser observado na Figura 23, não é simples a inferência de estratigrafia e 
propriedades do solo com base apenas no espectro do ensaio, sendo interessante a realização de 
sondagens de reconhecimento para “calibração” dos resultados. 
 
 Métodos sísmicos 
 
A velocidade de propagação de ondas sísmicas está relacionada com características físicas do 
meio, como: densidade, constantes elásticas, porosidade, teor de água, tensão de confinamento e 
secundariamente, composição química e mineralógica. 
O ensaio consiste na aplicação de choques ao solo que são lidos em pontos da superfície por 
geofones, conforme esquematizado na Figura 24. 
 
 
Obras Geotécnicas I - Investigação Geotécnica 
22
 
Figura 24. Esquema de execução de um ensaio sísmico tipo “Crosshole” 
 
 
Os resultados, contudo, como-se vê na Figura 25 costumam ser muito fiéis, desde que corretamente 
interpretados. 
 
Figura 25. Resultado de ensaio sísmico e comparação com o perfil verificado existente em campo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Obras Geotécnicas I - Investigação Geotécnica 
23
12. Condutividade Hidráulica in situ – Piezômetro de Casagrande 
 
Os piezômetros são equipamentos muito utilizados no meio geotécnico para medidas de poro-
pressão e obtenção do coeficiente de condutividade hidráulica saturado de solos naturais ou 
simplesmente para monitoramento da qualidade das águas subterrâneas. A determinação do coeficiente 
de condutividade hidráulica por meio de piezômetros escavados apresenta a vantagem de o ensaio ser 
de fácil montagem e de rápida execução. 
Os piezômetros de Casagrande consistem em tubos de PVC instalados em furos de sondagem. 
Na parte inferior do tubo de PVC são executadas ranhuras intercaladas para a infiltração de água do 
solo. O comprimento do trecho ranhurado é aproximadamenteo mesmo comprimento do filtro 
granular de areia. A Figura 26 apresenta um esquema do Piezômetro de Casagrande para ensaio de 
condutividade hidráulica in situ. 
A diferença básica entre um piezômetro para a medida de condutividade hidráulica e um 
piezômetro convencional para a medida de poro-pressão é a adaptação de um sistema para medir o 
volume de água que infiltra no solo. 
A obtenção da vazão se dá a partir de medições, em uma bureta graduada, do volume de água 
infiltrado em um determinado intervalo de tempo. 
 
 
 
Figura 26. Esquema do piezômetro de Casagrande. 
 
Procedimento de ensaio 
 
Os piezômetros são instalados em furos executados previamente. É então executado o filtro de 
areia, que consiste do preenchimento do espaço entre a extremidade inferior do tubo de PVC (trecho 
ranhurado) e a parte final do furo com areia classificada com diâmetro dos grãos entre 1 mm e 2 mm. 
Em seguida é executado o selo de bentonita até o nível do terreno. Este selo impede que se 
formem vetores de fluxo ascendentes nas proximidades do furo durante o ensaio. 
Na extremidade superior do tubo conecta-se um tubo de PVC de 40 mm de diâmetro, com uma 
bureta graduada em paralelo (resolução de 1 ml), para monitorar o nível de água no interior do 
piezômetro durante o ensaio de condutividade hidráulica. 
 
Obras Geotécnicas I - Investigação Geotécnica 
24
A carga hidráulica é aplicada preenchendo-se o tubo de 40 mm e as medidas de carga 
hidráulica são realizadas observando-se a altura de coluna de água através da bureta graduada. A vazão 
é determinada através do tempo da variação do nível de água entre duas cargas hidráulicas definidas, 
para ensaios na modalidade carga variável. 
Para ensaios com carga hidráulica constante, ajusta-se uma vazão que mantém o nível de água 
constante no interior do tubo de água do piezômetro (sendo necessário, portanto, uma fonte de água, 
uma torneira com mangueira, por exemplo). 
O coeficiente de condutividade hidráulica pode ser determinado a partir da teoria de Hvorslev 
(1951), que considera o solo incompressível. 
 
Para ensaio de carga constante: 
 
HF
Qk ⋅= 
 
Onde: Q – vazão estabilizada; F – fator de forma; H – carga hidráulica. 
 
⎥⎥
⎥
⎦
⎤
⎢⎢
⎢
⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ ⋅++⋅
⋅⋅⋅=
2
1ln
2
f
f
f
f
f
D
Lm
D
Lm
Lm
F
π
 
 
Onde: m – parâmetro de ajuste (m=1 segundo Hvorslev); Lf – comprimento do filtro; Df – diâmetro do 
furo. 
 
 Para ensaio de carga variável: 
( )12
2
12 ln
ttF
H
H
d
k −⋅
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛⋅
= 
 
Onde: d – diâmetro do tubo; H1 e H2 – cargas hidráulicas para os tempos t1 e t2; F – fator de forma. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Obras Geotécnicas I - Investigação Geotécnica 
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Referências Bibliográficas 
 
 
Este material de apoio foi compilado a partir de fragmentos das seguintes obras: 
 
BUDHU, M. Soil Mechanics and Foundations. 2.ed. Wiley. New York. 2008. 632p. 
 
HACHICH, W. Fundações – Teoria e Prática. 2.ed. PINI, São Paulo, 1996. 751p. 
 
SCHNAID, F. Ensaios de campo e suas aplicações à engenharia de fundações. Oficina de Textos, São 
Paulo, 2000. 189p. 
 
SILVEIRA, R.M., Comportamento geotécnico de um solo coluvionar de São Vendelino (RS), Tese de 
Doutorado, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2008, 302p. 
 
http://pt.scribd.com/doc/20106263/PTM-Pressiometer-Menard-Test-FCTUC