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QUESTÃO 01 (1P). NO QUE SE REFERE AOS MÉTODOS INDIRETOS DE INVESTIGAÇÃO APLICADOS NA ENGENHARIA CIVIL, EXPLIQUE OS PROCESSOS E COMENTE AS DIFERENÇAS ENTRE A SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL (SEV) E O CAMINHAMENTO ELÉTRICO. QUAIS AS CARACTERÍSTICA GEOLÓGICAS DE SUBSUPERFÍCIE ESSES DOIS MÉTODOS GEOFÍSICOS PODEM DETERMINAR? REPRESENTE POR MEIO DE ILUSTRAÇÕES. DIFERENÇAS ENTRE A SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL (SEV) E O CAMINHAMENTO ELÉTRICO A Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e o Caminhamento Elétrico (CE) ambos métodos indiretos de sondagem (onde não há extração direta do testemunho do solo), diferenciam-se no que se diz respeito ao modo de trabalho, finalidade, área do terreno, custo e tempo de aplicação: Modo de trabalho A Sondagem Elétrica Vertical (SEV) é mais simplificada e menos elaborada que o Caminhamento Elétrico (CE), justamente por sua locação pontual na área a ser estudada, enquanto que o caminhamento elétrico é mais trabalhoso pelo fato de ser necessário o estaqueamento dos perfis do terreno. Finalidade A finalidade é basicamente definida por um fator onde os métodos são bem divergentes, a profundidade. Com ela podemos determinar qual usar em função do projeto a que se destina as sondagens, por exemplo, em barragens a investigação geofísica do site deverá ser mais profunda e portanto exige a utilização da Sondagem Elétrica Vertical (SEV) e em estradas e fundações rasas poderá ser usado o Caminhamento Elétrico (CE). Área do terreno Essa diferenciação das sondagens é caracterizada pela rapidez com que se obtém com o uso do Caminho Elétrico (CE) em relação a Sondagem Elétrica Vertical (SEV) para se atingir a sondagens de área mais extensas. Custo De acordo com tabelas de referências de pesquisas de preços da construção civil, o valor da hora de trabalho do Caminhamento Elétrico (CE) é superior ao da Sondagem Elétrica Vertical (SEV), justificado pelo seu grau de elaboração e preparação superior. Abaixo um exemplo da tabela de preços da AGEPAR – ASSOCIAÇÃO PROFISSIONAL DOS GEÓLOGOS DO PARANÁ: Tempo de aplicação No caminhamento elétrico o tempo gasto para realização do processo é bem mais produtivo que a sondagem elétrica vertical, em se tratando de áreas, pois a SEV é instalada em um ponto e o analisa isoladamente, por exemplo: se o objeto consiste em uma área relativamente ampla o caminho elétrico, por analisar diversos pontos consecutivos, se torna mais viável e rápido. PROCESSO DE SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL (SEV) 1. Primeiramente a aplicação da Sondagem Elétrica Vertical (SEV) tem como finalidade principal identificar estratos geoelétricos de cada tipo de rocha e solo presente no local a ser estudado, para isso é utilizado por meio de software com um computador acoplado com os seguintes materiais: 2. O processo de Sondagem Elétrica Vertical (SEV) se principia na definição do local e profundidade a ser investigada geologicamente: inicialmente com uma pequena distância entre os eletrodos A e B (dois metros), que vão sendo afastados simetricamente nesse alinhamento: 3. Os captores M e N são responsáveis pela coleta dos dados, aumentados gradativamente com o aumento do campo elétrico formado pelos eletrodos A e B, onde o resistivímetro RESISTIVÍMETRO registra a resistência do solo no raio de alcance do campo elétrico, podendo chegar a 300 metros de profundidade: 4. Através da polarização induzida, é possível a determinação dos estratos geoelétricos, e através destes, a identificação da resistência elétrica do solo/rocha em relação a profundidade da rocha, podendo assim identificar o tipo de rocha (com sua extensão de profundidade) e nível do lençol freático (saturação), conforme ilustração abaixo: Dist ânc ia (m) Resistência (Ohms•m) 5. Finalmente após a coleta dos dados referentes ao estratos geoelétricos, identificam-se então quanto ao tipo de rocha/solo de acordo com as diferenças entre os graus de resistência característicos de cada zona. Onde um padrão é pré-estabelecido por ensaios de laboratórios, podendo ser constatado com precisão o tipo de rocha ou solo e analisar a profundidade de ambos com o campo elétrico: PROCESSO DE CAMINHAMENTO ELÉTRICO (CE) 1. O material utilizado no Caminhamento Elétrico (CE) é bem semelhante ao Sondagem Elétrica Vertical (SEV), diferenciando se nos aparelhos de medição e estaqueamento dos perfis por onde se faz o caminhamento elétrico, como também a utilização do Resistivímetro acoplado ao um equipamento móvel, observe: 2. Ao iniciar o Caminhamento Elétrico (CE), é definido o sentido e a área do caminhamento, por meio de trena ou aparelhos de medição horizontal e estacas para marcação dos perfis, desenvolvendo assim, o ensaio ao longo desses perfis estaqueados com espaçamento constante, em função das profundidades de investigações requeridas: 3. Após a disposição do arranjo no terreno, e obterem-se as leituras pertinentes, todo o arranjo é deslocado para a estaca seguinte e efetuadas as leituras correspondentes, continuando esse procedimento até o final do perfil a ser levantado. Considerando que tanto o espaçamento de eletrodos quanto o número de eletrodos utilizados regulam as profundidades de investigações atingidas de 10 até 100 metros de profundidade: 4. As leituras obtidas das medições do Caminhamento Elétrico (CE) indicam como são afetados os parâmetros de resistividade dos materiais presentes no solo e rochas. Estes parâmetros são afetados principalmente por quatro fatores: composição mineralógica; porosidade; teor em água; quantidade e natureza dos sais dissolvidos. Onde, com esses dados, é definido o padrão do solo inspecionado. CARACTERÍSTICA GEOLÓGICAS DE SUBSUPERFÍCIE DETERMINADOS ATRAVÉS DO O CAMINHAMENTO ELÉTRICO (CE) E SONDAGEM ELÉTRICA VERTICAL (SEV) Caracterização de sedimentos, solos e rochas; Determinação da profundidade do nível de água e lençol freático; Determinação de fraturas, fissuras e recalques; Determinação de plumas de contaminação no solo; Exploração mineral; Avaliação de infiltrações em barragens; Determinação da profundidade de topo rochoso; Determinação de espessura de camadas litológicas; Determinação do nível da água; Mapa da superfície piezométrica. QUESTÃO 02 (1P). COM O ADVENTO DA TECNOLOGIA, FORAM CRIADOS MUITOS MÉTODOS ESPECIAIS DE PERFURAÇÃO NAS OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL, EM TRABALHOS DE FUNDAÇÕES. ENTRETANTO, AS SONDAGENS AINDA PODEM SER DIVIDIDAS EM TRÊS GRANDES CATEGORIAS: ROTATIVAS, PERCUSSIVAS E A TRADO. DESCREVA SOBRE AS CARACTERÍSTICAS DESSES TRÊS TIPOS DE SONDAGENS? REPRESENTE-AS POR MEIO DE FIGURAS. SONDAGENS ROTATIVAS 1. Definição Sondagem rotativa é um método de investigação geológico-geotécnica que consiste no uso de um conjunto moto-mecanizado, com a finalidade de obter amostras de materiais rochosos, contínuas e com formato cilíndrico, através da ação perfurante dada basicamente por forças de penetração e rotação que conjugadas, atuam com poder perfuro-cortante. Nas sondagens rotativas as rochas perfuradas são cortadas pelo movimento de rotação de um elemento cortante (broca, trépano ou coroa), que fica em contato direto com as rochas. O material é trazido para a superfície graças a um fluido de perfuração (água, lama ou ar), que circula sobpressão no interior do furo, ou fica retido em tubos especiais (barriletes), que são retirados periodicamente dos furos, recuperando-se desta forma cilindros das formações atravessadas que constituem os testemunhos de sondagens. A escolha do método de sondagem depende das propriedades físico-mecânicas das rochas que deverão ser atravessadas, principalmente a sua dureza, abrasão, consistência e grau de fraturamento. A sondagem rotativa é ideal pra rochas que apresentam alta dureza e apresenta grande rapidez na execução de furos a grandes profundidades. Na sondagem rotativa é possível a execução de furos inclinados, verticais, descendentes, ascendentes (no caso de túneis). Em geral são necessárias quando a sondagem de simples reconhecimento atinge estrato rochoso, matacões ou solos impenetráveis à percussão. Em outras palavras, são usadas quando no curso de uma perfuração se encontra solo de alta resistência. Os solos geralmente são dispostos na natureza como no esquema abaixo, os testemunhos são retirados para testificar a disposição do solo: 2. Sondagem Rotativa a Diamante Na sondagem a diamante o processo de perfuração é realizado em geral com auxílio de uma coroa de forma anelar, contendo inúmeros diamantes encravados, que girando a alta velocidade, corta o terreno segundo uma seção circular, separando um cilindro do material penetrado do resto da rocha. Na sondagem a diamante os furos podem ser verticais ou inclinados e com profundidade variando entre alguns metros até mais de mil metros. As máquinas utilizadas na perfuração dos furos com pequeno diâmetro e com uma profundidade de até 500 metros, geralmente são portáteis e podem ir montadas em caminhões e em reboques apropriados. TESTEMUNHO Para um melhor entendimento, na figura abaixo é mostrado um esquema da instalação de Instalação típica de uma sonda não-portátil para exploração geológica, constituída de: (1) máquina de perfuração composta do motor, embreagem e caixa de câmbio; (2) bomba d’água conectada a coluna de perfuração e ao depósito d’água; (3) tripé de sustentação contendo a alça, o eixo, a roldana e o andaime, sendo que pela roldana passa um cabo de aço ligado ao guincho e que tem na extremidade um tornel para içamento da composição; (4) coluna de perfuração constituída de cima para baixo das hastes, barrilete, calibrador e coroa diamantada e que é acoplada ao cabeçote da máquina pelo mandril. SONDAGENS A TRADO A sondagem a trado é uma perfuração manual de pequeno diâmetro, para a investigação de solo de baixa a média resistência. O trado geralmente é constituído por uma concha metálica dupla ou uma espiral (helicoidal) que perfura o solo enquanto guarda em seu interior o material perfurado. O equipamento é acionado por hastes de aço rosqueáveis e composto, em seu topo, por uma cruzeta para aplicação de torque. A coleta de amostras é feita a cada metro de avanço ou quando ocorre mudança do tipo do material perfurado, para que seja identificada uma possível mudança de horizontes pedológicos ou de camadas geológicas. É muito importante coletar a última amostra retirada do furo e anotar o motivo da paralisação da perfuração. A sondagem a trado geralmente penetra somente os horizontes de solo (baixa a média resistência) e acima do nível d'água. Todavia, camadas argilosas plásticas situadas abaixo do nível d'água podem ser amostradas com trado tipo espiral (trado pistão). Camadas de seixos ou blocos de rocha impedem o avanço deste tipo de sondagem. A investigação a trado geralmente utilizada para o estudo de áreas de empréstimo de solo, de subleitos de rodovias e para avaliação de jazidas de argila, talco e outros minerais de baixa dureza. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://www.agepar.org/tabela-de-honorarios/ http://altaresolucao.com.br/sondagemeletrica.php SONDAGENS A PERCUSSIVAS Nas sondagens a percussão o furo progride graças à ação de um elemento pesado (trépano), que é deixado cair em queda livre no fundo do poço, quebrando a rocha que está sendo furada em pequenos fragmentos, que são retirados do poço com auxílio de caçambas amostradoras ou bombas de areia. Na sondagem a percussão só é possível a realização de furos verticais descendentes. Sendo limitada a terrenos com fraturas e rochas que apresentam baixa dureza sendo mais rápida para a perfuração de pequenas profundidades. Na sondagem manual, a equipe de perfuração é constituída por um tripé, contendo roldana ou polia na parte superior, por onde passa uma corda grossa ou um cabo de aço, que se liga a um peso de bater, contendo uma haste guia. Esta é introduzida na haste de percussão através de um cabeçote de bater, atarrachado à primeira haste, que contém um orifício, para ultrapassagem da haste guia. Estas sondagens são as mais frequentes na engenharia e usualmente executadas para: Perfil geológico das camadas do subsolo; Determinação da capacidade de carga das diferentes camadas do subsolo; Coleta de amostras das diversas camadas; Determinação do nível do lençol freático; Determinação da compacidade ou consistência das camadas do subsolo em solos arenosos ou argilosos, respectivamente, e também para a determinação de eventuais linhas de ruptura que possam ocorrer em subsuperfície. QUESTÃO 03 (1P). EXPLICAR SOBRE O MÉTODO DE INVESTIGAÇÃO DIRETA DO SUBSOLO MAIS APROPRIADO PARA OBTENÇÃO DE AMOSTRAS POUCO PROFUNDAS E INDEFORMADAS? REPRESENTE ATRAVÉS DE FIGURAS. O método de investigação direta do subsolo indicado para obtenção de amostras pouco profundas e indeformadas são os poços de inspeção. Onde uma amostra indeformada pode ser retirada do solo que se corta, acondicionando-se com as menores alterações possíveis. Essas amostras são utilizadas para, entre outros fins, verificar em laboratório a densidade (peso unitário) e a resistência do solo indeformado, seja pelo ensaio CBR ou pelo ensaio de compressão não confinada. O bloco deverá ser envolto por fita gazes e em seguida parafinado, para que assim possa garantir o mínimo esforço possível ao bloco. A amostra indeformada é o solo que se corta, retira-se e acondiciona-se com as menores alterações possíveis. Deverá orientar o bloco com o norte magnético e indicar topo, base e lateral para cada vértice da amostra indeformada. Este tipo de sondagem é comum em estudos de áreas de jazida. Executados de forma simples, rápida e de baixo custo. E pode ser retiradas tanto amostras indeformadas quando deformadas: Amostra deformada: extraída pela raspagem ou escavação, implicando na destruição da estrutura e na alteração as condições de compacidade ou consistência naturais. Amostra indeformada: extraída com o mínimo de perturbação, procurando manter sua estrutura e condições de umidade e compacidade ou consistência naturais. QUESTÃO 04 (1P). EM SOLOS COM PRESENÇA DE MATACÕES, QUAL O TIPO DE FUNDAÇÃO PROFUNDA RECOMENDADA EM FUNÇÃO DA PRODUTIVIDADE E CUSTO? JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA E REPRESENTE COM FIGURAS. A perfuração em terrenos arenosos, constituídos de pedregulhos e matacões, com nível d’água elevado, são praticamente impossíveis para os métodos de perfuração convencionais. Porém a estaca raiz é um tipo de fundação indireta mais usada na presença de matacão, justificada por sua característica de poder ser executada tanto em solo quanto em rocha, ainda que atinjam grandes profundidades com sua capacidade de perfurar rochas de elevada dureza. Outras vantagens do uso da estaca raiz é sua particularidade de poder serexecutada em lugares de difícil acesso, em razão do tamanho reduzido do equipamento, como também a capacidade de provocar poucas vibrações e evitar a poluição sonora. Entretanto, para avaliar o emprego da fundação tipo estaca raiz é preciso analisar seu custo benefício, uma vez que, o alto consumo de cimento e ferragens, combinados com o grande desperdício de água, alagamento da área de escavação e necessidade de um equipamento especial, geram um custo elevado para a execução. QUESTÃO 05 (1P). COM RELAÇÃO ÀS OBRAS DE ESTABILIZAÇÃO DE TALUDES E ENCOSTAS, DESCREVA SOBRE A TÉCNICA DENOMINADA SOLO GRAMPEADO. EXEMPLIFIQUE ESSA TÉCNICA COM FIGURAS. A técnica de solo grampeado tem origem na técnica de execução de suportes de galerias e túneis denominada NATM (“New Austrian Tunneling Method”), aplicada na engenharia de minas. Onde suporte flexível é aplicado para permitir que o terreno se deforme, ocorrendo uma formação de uma região plastificada no entorno da escavação, que pode ser reforçada através de chumbadores. Logo após a escavação, a cavidade que está submetida ao efeito do peso de terras e tensões confinantes, é estabilizada com um revestimento flexível de concreto projetado (espessura entre 10 e 30 cm), tela metálica, cambotas e chumbadores curtos radiais introduzidos na zona plástica. O solo grampeado é uma técnica bastante eficaz no que diz respeito ao reforço do solo “in loco” em taludes naturais ou taludes resultantes de processo de escavação. O grampeamento do solo é obtido através da inclusão de elementos lineares passivos, semirrígidos, resistentes à flexão composta, denominados grampos. Os grampos podem ser barras ou tubos de aço ou ainda, barras sintéticas de seção cilíndrica ou retangular. Estes elementos de reforço são posicionados horizontalmente ou inclinados no maciço, de forma a introduzir esforços resistentes de tração e cisalhamento. Sua função é minorar os deslocamentos do maciço terroso pelo acréscimo de forças internas contrárias ao sistema natural de acomodação de massa. Quando a técnica é utilizada como estrutura de contenção ou em estabilização de escavações, os grampos são geralmente posicionados horizontalmente e os esforços são principalmente de tração. Ao contrário, quando esta técnica é utilizada para a estabilização de taludes naturais, os elementos de reforço podem ser verticais ou perpendiculares à superfície potencial de ruptura e os esforços de cisalhamento e momentos fletores não devem ser desprezados. CRITÉRIOS DE APLICAÇÃO Dentre as diversas aplicações da técnica de solo grampeado, deve-se citar: Estabilização de taludes naturais – Inclusão de reforços em taludes, possivelmente instáveis, com inclinações da ordem de 45° a 70°. Contenção de escavações temporárias ou permanentes – Associadas às fundações de edifícios, escavações para vias subterrâneas (estacionamentos ou metrô), cortes para implantação de sistemas viários e escavações para portais de túneis. Recuperação de estruturas de contenção – Consistem em cortinas de terra armada (substituição de tiras ou conexões danificadas por sobrecarga), muros de concreto armado (antes ou logo após as rupturas causadas pela deterioração do muro ou de movimentos a montante) e cortinas atirantadas (após o colapso de ancoragens protendidas, por carregamento excessivo ou por corrosão dos tirantes) reporta o uso da técnica na recuperação de estruturas instáveis que apresentavam uma condição de possível ruptura. QUESTÃO 06 (2,5P). AS FIGURAS QUE SEGUEM REPRESENTAM A BARRAGENS DE TERRA E BARRAGEM DE CONCRETO EM ARCO, OBRAS DE ENGENHARIA MUITO IMPORTANTES PARA O DESENVOLVIMENTO DA SOCIEDADE. -Descreva sobre as características desses dois tipos de barragens, explicando principalmente sobre os processos construtivos, os tipos de fundações empregadas, em quais tipos de solos ou rochas podem ser assentados, suas finalidades, etc. BARRAGENS DE TERRA As barragens de terra e/ou enrocamento são aquelas construídas com materiais naturais tais como argilas, siltes e areias ou com materiais produzidos artificialmente tais como britas e enrocamentos. No caso de barragens de contenção de rejeitos, os próprios rejeitos podem ser utilizados como materiais de construção e, assim, estas estruturas são denominadas barragens de rejeitos. Um exemplo de barragem de terra aqui no Piauí é a barragem de algodões no município de Cocal-Pi, onde foi registrado seu rompimento em 2009 deixando nove mortos e centenas desabrigados, evidenciando ainda mais a importância do estudo dessas estruturas geológicas, conforme a figura: As barragens de terra/enrocamento destinadas ao armazenamento permanente de água devem possuir um elevado grau de estanqueidade (presença de um elemento de vedação). Estas barragens são construídas, por via de regra, com materiais oriundos de áreas de empréstimo, devidamente selecionadas, que são transportados, lançados e compactados, com equipamentos especiais, sob um rigoroso processo de controle executivo. Possuem comumente um sistema de drenagem interna eficiente (presença de um elemento drenante) e coeficientes de segurança elevados, tanto para a possibilidade de ocorrência de erosão interna como para possibilidade de ruptura por cisalhamento (presença de um elemento estabilizante). As barragens de terra/enrocamento devem ter sistemas de EXTRAVASAMENTO bem dimensionados que lhes confiram elevados coeficientes de segurança contra a possibilidade de galgamento. PROPRIEDADES - BARRAGENS DE TERRA Barragens mais comumente utilizadas Utilizam materiais naturais com um mínimo de processamento Podem ser utilizadas em condições de fundações menos resistentes Maciço constituído por solos compactados em camadas sucessivas Podem ser homogêneas ou zonadas BARRAGENS DE TERRA SÃO CARACTERIZADAS PELOS SEGUINTES ELEMENTOS PRINCIPAIS: ZONA DE VEDAÇÃO (NÚCLEO) SISTEMA DE DRENAGEM INTERNA ZONA RESISTENTE (ESPALDARES) FUNDAÇÕES DAS BARRAGENS DE TERRA Na locação das fundações de barragens de terra, pode ser considerados 2 problemas principais que requererem tratamento: Deformabilidade das Fundações: Pode ser controlada no projeto e na construção: Uma investigação geológica detalhada identificando regiões deformáveis nas ombreiras e leito do rio; Escavação das ombreiras, leito, removendo materiais deformáveis; Repara de trincas e fissuras (transversais e longitudinais) na barragem (preenchimento, injeção). Permeabilidade e Fluxo nas Fundações: Pode ocorrer de forma errática e consequentemente imprevisível: Formações geológicas não aparentes e/ou não detectáveis podem gerar fluxos intensos após o enchimento da barragem; Previsões difíceis e controle do fluxo; Medidas de Reparo mais difíceis, caras, e de resultados incertos; Medidas de Tratamento devem atender ao princípio básico de barragens: Impermeabilizar a montante (tapetes de montante, cut off, septos.); Drenar a jusante (trincheiras drenantes, drenos invertidos, poços de alivio). BARRAGENS EM ARCO São construídas em vales mais apertados, podendo desta forma a altura ser maior que a largura. A dupla curvatura, vertical e horizontal, aliada à grande altura pode conferir-lhes grande espetacularidade. A curvatura horizontal permite a transmissão da força da impulsão da água da albufeira às margens. Esta estrutura possui um pequeno volume e o empuxo da água é transmitido em arqueamento horizontal para as ombreiras. As pressões exercidas na fundação são 8 elevadas, e portanto, requer ombreirase fundação, ambas, em rocha sã com alta resistência e rigidez, maior que nos outros tipos de barragem (SAYÃO, 2009). E o concreto armado utilizado na estrutura deve ser de alta resistência. As barragens em arco são indicadas para regiões com vales estreitos e profundos, onde a barragem ficará “encaixada”, como é o caso da barragem de Gordon mostrada na figura abaixo: Existem ainda as barragens de arcos múltiplos que são utilizadas em vales menos estreitos. Estas barragens são compostas por arcos individuais de pequeno raio, apoiados em contrafortes. Um dos exemplos desse tipo de barragem no Brasil é a de Santa Luiza, em Minas Gerais, mostrada na figura abaixo: BARRAGEM EM ARCO - SISTEMA CONSTRUTIVO As barragens em arco podem ser basicamente: Barragem em Arco em concreto convencional. É alternativa para sítios com relação comprimento/altura menor que 6. A redução de volume comparada a barragem de gravidade convencional dependerá da relação acima e pode chegar a 35%. Barragem em Duplo Arco em concreto convencional. É alternativa para sítios estreitos, com relação comprimento/altura menor que 3. Exige boas condições geológicas e leva a redução de volume da ordem de 50% a 55% em relação a barragem gravidade convencional. É necessário um concreto mais rico e o prazo de execução é maior que os para as barragens gravidade. Permite sistemas de desvios mais curtos. A Barragem em Arco com Dupla Curvatura, é alternativa a ser construída em vales estreitos, com geologia de boa qualidade. Por suas características técnicas é dentre todas as alternativas, a que requer o menor volume de concreto. Sua estrutura é em massa de concreto, não armado, em blocos com largura da base aproximadamente igual a 25% da altura e distância entre juntas de aproximadamente 18 metros. A sua geometria é complexa e a dupla curvatura é utilizada para aperfeiçoar a distribuição dos esforços, limitando ao máximo as zonas de tração e minimizando o volume de concreto. Muitas barragens de gravidade têm uma ligeira curvatura em planta, não só porque muitas vezes é exigida pela topografia local, mas também é projetada com a finalidade de provocar pressões tangenciais no arco, sob o efeito da pressão d’água do reservatório, de tal forma que possam compensar a retração do concreto. CUIDADOS PARA A FUNDAÇÃO DAS BARRAGENS EM ARCO •Análises de percolação da água através do aterro e das fundações da barragem (traçado de redes de fluxo em meios porosos); • Dimensionamento dos filtros, drenos e transições da barragem • Análises da estabilidade dos taludes da barragem • Análises do Comportamento Tensão – Deformação da barragem (prevenção a fissuramentos internos) À esquerda foto da barragem de Alqueva (Portugal) e à direita da Barragem Kölnbrein(Austria) onde se observa a seqüência de execução pelo sistema de líderes e seguidores QUESTÃO 07 (2,5P). DESCREVA SOBRE OS PROCEDIMENTOS DA SONDAGEM DE CONE (CPT) E DO ENSAIO DE PIEZOCONE (CPTU) E SUAS APLICAÇÕES EM OBRAS DE ENGENHARIA CIVIL. CITE 8 PROPRIEDADES QUE A SONDAGEM PIEZOCONE DETERMINA: SONDAGEM DE CONE (CPT) O ensaio CPT consiste na cravação estática lenta de um cone mecânico ou elétrico que armazena em um computador os dados a cada 20 cm. O cone alocado nesta bomba hidráulica é penetrado no terreno a uma velocidade de 2 cm por segundo. O próprio equipamento, por ser hidráulico, crava o cone no terreno e funciona como uma prensa. Após cravado ele adquire os dados de forma automática e o próprio sistema captura os índices e faz o registro contínuo dos mesmos ao longo da profundidade. Esse método fornece a resistência de ponta (qc), a resistência do atrito lateral (fs) e a correlação entre os dois (Fr, medida em %) que permitem a identificação do tipo de solo. De acordo com a norma ABNT NBR 12069:1991 - Ensaio de penetração de cone in situ (CPT), as ponteiras do cone podem ser mecânicas ou elétricas. A ponteira elétrica possui um ou mais elementos elétricos para medir dentro da própria ponteira um dos componentes de resistência à penetração. A ponteira mecânica possui a mesma função, só que essa resistência é medida por meio de hastes internas. A norma relata como funciona todo o procedimento da execução do ensaio. Geralmente, é necessário que o terreno tenha condições de acessibilidade para receber o equipamento que pode estar montado sobre um caminhão. Dentro da equipe que acompanha esse procedimento é necessário que haja algum engenheiro geotécnico. O método de ensaio CPT consiste na utilização de um equipamento hidráulico para empurrar uma ponta do cone instrumentado para dentro do solo através de várias hastes. Ele mede continuamente a resistência necessária para penetrar no solo a uma velocidade constante de dois centímetros por segundo. A força total que atua sobre o cone é chamada de resistência de cone e verifica a qualidade de seu solo. A força que age sobre as hastes de sondagem fornece a fricção total. Medidas com um cone elétrico, equipado com uma luva de atrito, fornecem a resistência ao atrito lateral local (CPT-E). Quando o nível exato do lençol freático precisa ser monitorado, um piezômetro é rapidamente instalado para coletar dados de pressão da água. A capacidade de pressão do equipamento de sondagem é fornecida pelo lastro de um caminhão ou por buchas para atingir uma reação extra. A informação coletada é usada para calcular os seguintes parâmetros geotécnicos: Ângulo de atrito efetivo Coeficiente de adensamento Capacidade de rolamento Comportamento do assentamento de uma fundação Esse conjunto detalhado de cálculos nos permite oferecer um relatório completo com as recomendações certas para garantir a adequação dos seus projetos de fundação. Usamos apenas as técnicas mais modernas de CPT, incluindo: Penetrômetro de cone mecânico- fornece os cálculos para a construção de fundações, medindo a resistência de cone em intervalos regulares de 20 centímetros. Usamos o cone holandês com um manto cônico e o cone Begemann com medição do atrito lateral. Penetrômetro de cone elétrico - coleta informações mais completas, que permitem uma melhor classificação das camadas de solo (por exemplo, pode detectar uma fina camada de turfa em solos argilosos). O atrito e a resistência lateral do cone são medidos continuamente a cada dois centímetros, permitindo o cálculo da taxa de atrito. Um computador registra as medidas, que são transmitidas pelo cone elétrico para a superfície, através de um cabo que fica dentro das hastes do penetrômetro. Piezocone (CPT-U)- coleta dados adicionais sobre a pressão da água nos poros. SoniCPT- baseado no "sonic samp drill", o SoniCPT é um sistema único que desenvolvemos usando vibrações para tornar o solo mais fluido. As vibrações são usadas para deixar o solo mais fluido e reduzir o atrito, permitindo que o sistema sônico atravesse camadas duras da superfície ou sedimentos soltos. Quando o CPT sofre um bloqueio, o Sonic pode atravessar e continuar a medir, poupando um tempo valioso. Para cada investigação apresentamos um relatório detalhado, ilustrando claramente as medições e os parâmetros calculados em tabelas e gráficos. Fornecemos uma descrição e a interpretação dos locais de ensaio, sua estratigrafia e relatórios sobre as águas subterrâneas. Você receberá um plano detalhado do local, com recomendações de como adaptar suas fundações (onde necessário) e obter força de suporte máxima. ENSAIO DE PIEZOCONE Além das medidas elétricas qc e fs, permite a contínua monitoração das pressões neutras (pressão de água) geradas durante o processo de cravação. Este monitoramento da pressão neutra permite,quando ocorre o excesso de pressão neutra, a realização do Ensaio de Dissipação, que consiste na paralisação da cravação da ponteira cônica e visualização da variação da Poro-pressão com o tempo (dado fornecido = coeficiente de adensamento). O equipamento de cravação consiste de uma estrutura de reação sobre o qual é montado um sistema de aplicação de cargas. Sistemas hidráulicos são normalmente utilizados para esta finalidade, sendo o pistão acionado por uma bomba hidráulica acoplada a um motor a combustão ou elétrico. Uma válvula reguladora de vazão possibilita o controle preciso da velocidade de cravação durante o ensaio. A penetração é obtida através da cravação contínua de hastes de comprimento de 1m, seguida da retração do pistão hidráulico para posicionamento de nova haste (automaticamente).O conjunto pode ser montado sobre um caminhão, utilitário ou reboque, cuja capacidade varia entre 10 T (Penetrômetro Sondagel) e 20T. A reação aos esforços de cravação é obtida pelo peso próprio do equipamento e/ou através de fixação ao solo de trado de ancoragem (Penetrômetro Sondagel). Sistemas automáticos de aquisição de dados são usualmente empregados em ensaios de cone. Programas de computador permitem o gerenciamento do processo de aquisição e armazenamento das medidas “in situ”, através da interação entre um conversor analógico/digital e um computador. SISTEMA INDEPENDE DO FATOR HUMANO! Em conclusão 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 custos de um projeto de fundações e a eliminação de qualquer interferência do operador nas medidas de resistências do solo. Os (ensaios de cone e piezocone, conhecidos pela sigla CPT (cone penetration test) e CPTU piezocone penetration test) respectivamente, 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 (tipo de solos), determinação de propriedades dos materiais prospectados, particularmente em depósitos de argilas moles, e previsão da capacidade de carga de fundações. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS MENDES, José M. B., DEHAINI, Jamile, BERTOLO, Reginaldo A., CYRO Bernardes Contribuição da Geofísica Aplicada para a Locação de Poços Tubulares Profundos. 5° Congresso Internacional da Sociedade Brasileira de Geofísica., Resumos Expandidos, SBGf, Florianópolis-SC, 1997. DNPM, Carta Metalogenética de Joinville. Folha SG.22-Z-B, CPRM, 1983, escala 1: 250.000. APPARAO, A., Geoelectric Profiling. Geoexploration,.Elsevier Science Publishers B.V.Amsterdan, 1991, 27: 351-389. GALLAS, José Domingos Faraco, Principais Métodos Geoelétricos e suas Aplicações em Prospecção Mineral, Hidrogeologia, Geologia de Engenharia e Geologia Ambiental, Tese de Doutorado, Instituto de Geociências e Ciências Exatas, UNESP, Campus de Rio Claro – SP, 2000. INTERPEX, RESIX V3, Resistivity Data Interpretation Software. Manual de Processamento e Interpretação, Golden, Colorado, USA, 1993. LOKE, M.H. RES2DINV ver. 3.3. for Windows 3.1 and 95 – Rapid 2D resistivity and IP Inversion using the last-squares method. Penang:M.H. Loke Software User’s Manual, 1976. STEVANATO, Rodoilton, FERREIRA, Francisco J. F., ROSA, Ernani F. Filho e HINDI, Eduardo C. Imageamento Elétrico 2-D Aplicado a Exploração de Água Subterrânea no Embasamento da Bacia de Curitiba (PR). Anais do XII Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas. ABAS, Florianópolis – SC, 2002. Links http://ngg.com.br/sondagem-eletrica-vertical/ http://geoanalisys.com/servicos/sondagem-eletrica-vertical/ Secretaria de estado da infra-estrutura departamento estadual de infra-estrutura – Estado de Santa catarina RICARDO, HÉLIO DE SOUZA; CATALANE, GUILHERME. Manual prático de escavação, terraplenagem e escavação de rocha. São Paulo, Ed. Pini, 2007. UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE. Tipos de sondagem. Disponível em http://www.civil.uff.br/mecanicadossolos/downloads/sondagem%20.pdf/. http://www.geocompany.com.br/ftp/fundacoes122009.pdf SLIDES DO PORTAL ACADÊMICO
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