Trabalho de Estudo dos Solos - Métodos de Sondagem Diretos e Semidiretos

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PROF. ADILSON DO LAGO LEITE | ALUNO: RALF SOARES DE MELLO
MARÇO 2017
INVESTIGAÇÃO DOS SOLOS PARA CONSTRUÇÃO
CIVIL COM ÊNFASE EM ENSAIOS DIRETOS
E “SEMIDIRETOS”: PRINCÍPIOS, MÉTODOS
E ANÁLISE DOS RESULTADOS
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
 ESCOLA DE MINAS
-DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
 CIV630 – ESTUDOS DOS SOLOS 
Introdução
Processo da Investigação dos Solos
Métodos Investigativos | Aparelhos e Sondagens
Ensaio Percussivo - SPT
Poços
Sondagens a Trado
Sondagens a Varejão
Sondagens Rotativas
Sondagens Roto-Percussivas
Trincheiras
Métodos Indiretos
Ensaio de Penetração de Cone (CPT | CPTU)
Ensaio pressiométrico
Vane-Test
SUMÁRIO
Estudar as características dos solos é de fundamental importância para todo 
tipo de obra na construção civil, possibilitando o avanço seguro nas etapas para 
a conclusão do projeto executivo. Descobrir as propriedades do solo, através da 
investigação geotécnica, por meio de furos e sondagens de reconhecimento, 
previnem gastos futuros (mesmo gerando custos adicionais), eliminando o 
risco de rupturas inesperadas, que podem até incorrer em perdas humanas.
Para desenvolvermos um projeto com qualidade e segurança, é imperativo que 
conheçamos o solo em que o mesmo será sustentado. A investigação 
geotécnica se inicia por uma fase em que temos um planejamento, através da 
coleta de dados existentes sobre a obra e o subsolo, para assim passarmos para 
os métodos diretos e semidiretos de investigação do subsolo.
Os métodos diretos se dão na coleta e observação direta do solo, por meio de 
ensaios in situ, poços, trincheiras e sondagens. Já os métodos semidiretos 
consistem em processos que nos fornecem informações sobre as 
características do solo, sem contudo coletarmos amostras ou informações 
sobre a natureza do mesmo, a não ser por correlações indiretas.
A partir desses processos, conseguimos determinar o nível dos corpos hídricos 
e as propriedades gerais do solo em questão. 
INTRODUÇÃO
O processo da investigação dos solos, o planejamento, organiza as etapas de 
investigação geotécnica, separando-as em cinco fases: 
I) Coleta de informações sobre a obra
II) Coleta de informações existentes sobre as condições físicas e geológicas da 
área;
III) Inspeção de reconhecimento;
IV) investigação detalhada do local;
V) acompanhamento na obra.
 Na etapa I, na qual grande parte é empírica, se escolhe o tipo de estrutura que 
será construída, de acordo com a legislação regional e o estudo das cargas 
aplicadas na estrutura. A etapa II é dada pelas investigações superficiais do 
subsolo e suas condições atuais. Nessa etapa, reúnem-se informações oriundas 
de mapas geológicos, planos diretores, relatórios geotécnicos, etc. A partir 
disso já é possível prever os possíveis problemas que a obra poderá enfrentar, 
relacionando as informações sobre as cargas e estruturas com as informações 
básicas obtidas sobre o subsolo, podendo, inclusive, inviabilizar a obra e 
requerer mudanças no projeto original. Na etapa III, o objetivo é reunir 
informações mais conclusivas sobre o local de construção e áreas ao redor, a 
partir de uma inspeção visual. Possivelmente esses dados irão influenciar no 
projeto e no planejamento. A partir dessas etapas são feitos os planejamentos 
de drenagem e de acessibilidade ao local. Tendo em vista as observações feitas, 
pode-se concluir que tipo de fenômenos agem sobre a região, como e quando 
se dará o adensamento das terras vizinhas. A etapa IV consiste em sondagens 
efetivas no solo, coletando-se de amostras e análise/ensaio laboratorial. 
Fornecendo resultados um pouco mais precisos e conclusivos, possibilitando 
construir uma enorme gama de classificações e parâmetros decisivos para que a 
implantação do projeto seja feita. A etapa V se define pelo acompanhamento 
da obra, para que cumpra-se o planejamento feito e, em caso de imprevistos, se 
tenha possibilidade de contorná-los da melhor forma possível.
PROCESSO DA INVESTIGAÇÃO
DOS SOLOS
A NBR-8036, no Brasil, regulamenta os procedimentos para sondagem de 
simples reconhecimento da seguinte forma segundo textos retirados da 
própria norma: 
- as sondagens devem ser de, no mínimo, uma para cada 200m² de área de 
projeção, até 1200m² de área. Entre 1200 e 2400m², uma sondagem a cada 400m² 
excedentes de 1200. Para áreas maiores do que 2400m², fica a critério do 
projetista. 
- as sondagens devem ser marcadas em planta, com sua disposição e número 
seguindo uma série de regras que dependerão da estrutura em questão. 
- para casos que não dispõe de uma planta de edifício, o número de sondagens 
deve ser feito de forma que a distância máxima entre os furos seja de 100m.
- as sondagens devem ser levadas até a profundidade onde o solo não seja mais 
significativamente solicitado pelas cargas estruturais da edificação.
(ABNT | NBR-8036)
No nosso país, o método de sondagem mais usado é o Ensaio SPT (Standard 
Penetration Test), a partir do qual se obtêm um dos parâmetros de resistência 
mais importante na construção civil, o N (spt).
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 APARELHOS E SONDAGENS
Segundo a NBR-6502 define-se o Ensaio SPT (standard penetration test) por: 
”3.1(...)Ab
resistência à penetração (N). 3.2 N: Abreviatura do índice de resistência à 
penetração do SPT, cuja determinação se dá pelo número de golpes 
correspondente à cravação de 30 cm do amostrador-padrão, após a cravação 
inicial de 15 cm, utilizando-se corda de sisal para levantamento do martelo 
padronizado. 3.3 solos grossos: Aqueles nos quais a fração predominante dos 
grãos é visível a olho nu, compreendendo as areias e os pedregulhos. 3.4 solos 
finos: Aqueles nos quais a fração predominante dos grãos não é visível a olho nu; 
compreendendo as argilas e os siltes. 3.5 solos orgânicos: Aqueles que contêm uma 
quantidade significativa de matéria orgânica, apresentando geralmente cores 
escuras (por exemplo, preto e cinza escuro). 3.6 plasticidade: Propriedade dos 
solos finos argilosos de sofrerem grandes deformações permanentes, sem 
ruptura, fissuramento ou variação de volume apreciável.” 
O SPT também é conhecido como “sondagem simples” e a partir dele, obtemos 
dados para o índice de resistência à penetração N (a cada metro perfurado), os 
tipos de solo em questão e suas respectivas profundidades, e o nível hídrico. 
Após os locais de furos de sondagem serem determinados, extraem-se 
amostras do solo nesses locais com o trado-concha (Figura 1), através da 
retirada de uma camada de um metro de solo.
Após será feita uma amostragem com um amostrador-
padrão (Figura 2): a partir do tubo referencial de 45cm de 
comprimento, determina-se o número de golpes (N) 
necessário para fazer a amostra ceder, de 15 em 15 cm. (15, 
30, 45). Quanto maior N, mais resistente será a camada do 
solo em questão. A NBR-6484 apresenta uma tabela 
(Tabela 1) que relaciona N, o tipo de solo e a designação 
como veremos a seguir.
reviatura do nome do ensaio pelo qual se determina o índice de 
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 ENSAIO SPT (STANDARD PENETRATION TEST) 
(Figura 1 - Trado Concha |
http://www.twenga.com.br) 
(Figura 2 - Amostrador tipo Raymond de 50,8mm | NBR-6484) 
(Tabela 1 - N(SPT) | petcivilufjf.files.wordpress.com) 
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 ENSAIO SPT (STANDARD PENETRATION TEST) 
Os Poços se dão através de uma escavação vertical de uma seção circular ou 
quadrada (mínimo de 1,2m e de 1m respectivamente), com dimensões mínimas 
suficientes para permitirem o acesso de um observador, com objetivo de 
inspecionar as paredes e o fundo, assim como a retirada de amostras 
representativas dos mesmos, conforme veremos a seguir(Figuras 3,4 e 5),podendo ser deformadas e indeformadas.
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.
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 POÇOS 
(Figura 3 - Perfuração do Poço | http://geoenge.wixsite.com) 
(Figura 4 - Poço | http://geoenge.wixsite.com) 
(Figura 5 - Amostras Inderfomadas |
http://geoenge.wixsite.com) 
As sondagens a trado consistem na investigação mecânica que se utiliza do 
trado (Figura 6), um tipo de amostrador de solo com lâminas cortantes, que 
podem ser espiraladas ou convexas. Essa sondagem permite a coleta de 
amostras deformadas, a determinação do nível d'água e a identificação dos 
horizontes do terreno. É de execução simples, rápida e econômica para 
investigarmos preliminarmente as condições geológicas superficiais.
A perfuração é feita com os operadores girando a barra horizontal acoplada a 
hastes verticais (Figura 7), que tem a broca em sua extremidade. A cada 5 ou 6 
rotações, forçando-se o trado para baixo se faz necessário retirar a broca para 
remover o material acumulado que é depositado em sacos de lona ou plástico 
devidamente etiquetados. A sondagem a trado é limitada pelas camadas de 
pedregulho, mesmo que de pequena espessura (5cm). 
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 SONDAGEM A TRADO 
(Figura 6 - Tipos de Trado | http://www.laboratoriorural.com.br) 
(Figura 7 - Sondagem com Trado | http://www.jornal-sisderesp.com.br) 
Feita com uma haste lisa de ferro, cravada manualmente, ou golpes de marreta, 
em sedimentos inconsolidados. Utilizada para avaliar depósitos de areia, 
cascalho e argila. A haste penetra 2m, sendo o material identificado pela reação 
sonora, atrito e força necessária para penetração.
 Solos mais argilosos (moles), por exemplo, exigem menos esforço e provocam 
reações mais brandas do que areias de granulometria mais elevada. Essa 
sondagem, portanto, depende muito da interpretação e experiência empírica 
do próprio operador.
Procedimento feito por meio de sondas rotativas, que perfuram as camadas de 
solo/rocha branda para obtenção do testemunho (amostra). É um processo 
com custo elevado, mas é muito efetivo na obtenção da amostra indeformada. 
O testemunho (Figura 8) é retirado, embalado e acondicionado em caixas 
plásticas apropriadas. Após, encaminha-se ao laboratório para análise de um 
geólogo especializado e ensaio de resistência. O maciço é organizado dentro de 
vários parâmetros, tais como graus de alteração, coerência, fraturamento, RQD 
(Rock Quality Designation), indicativo da qualidade de maciços rochosos, 
classificação geológica e classificação de descontinuidades. Para realização 
desse procedimento necessitamos de uma série de equipamentos (Figura 9) 
como tripé, sonda rotativa, hastes, barrilhetes, coroas e, é óbvio, de sondadores 
profissionais. Durante o processo, a lama de perfuração (mistura de água e 
agregados minerais) é forçada para baixo, e o fluxo que retorna força o material 
fissurado pela sonda para cima. 
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 SONDAGENS A VAREJÃO 
 SONDAGENS ROTATIVAS 
Processo mais indicado para rochas e/ou solos tão compactados que tem 
comportamento semelhante ao das rochas. A sonda realiza um furo de 
aproximadamente 7 centímetros de diâmetro, o que determina o diâmetro do 
testemunho. A profundidade pode chegar até 25 metros, dependendo do 
equipamento, do solo em questão e do objetivo da sondagem (podendo se 
estender a 35m). Esse processo é feito através do impacto de uma broca que 
utiliza ar comprimido para transportar os fragmentos da rocha até a superfície. 
A sondagem de roto-percussão, além de objetivar a investigação geotécnica, 
também atende exploração mineral e o desenvolvimento de minas. A 
aparelhagem necessária incluí uma perfuratriz, podendo ser 
adiamantada (rochas muito resistentes), torre, hastes, dentre outras 
ferramentas de perfuração. Esse tipo de sondagem é usado na construção civil 
em casos muito específicos, sendo quase nunca aplicado no Brasil, devido ao 
seu elevado preço, mas é necessário para estudos em rochas resistentes.
(Figura 10)
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 SONDAGENS ROTATIVAS 
(Figura 9 - Esquema de Sondagem Rotativa | http://engenheirocaicara.com) (Figura 8 - Testemunhos | http://www.pattrol.com.br) 
 
SONDAGENS ROTO-PERCUSSIVAS
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 SONDAGENS ROTO-PERCUSSIVAS 
Método manual de investigação do solo que permite o recolhimento direto de 
amostras de grandes dimensões, porém não se permite atingir profundidades 
superiores a 6/7 metros com esse método. As tricheiras (Figura 11) são 
empregadas com a finalidade de obtermos uma amostra indeformada do solo, 
possibilitando o reconhecimento das estruturas geológicas presentes. São 
empregadas geralmente na etapa inicial do projeto de investigação.
Consistem em uma escavação geralmente vertical, que determinam uma seção, 
com as dimensões mínimas para permitir o acesso seguro de um observador, 
que pode examinar as paredes do fundo e retirar amostras.
O procedimento para a coleta de amostras indeformadas de solo, com 
finalidade de ensaios em laboratórios, consiste em talhar, um cubo de, em geral 
30 cm de aresta no fundo ou na parede da escavação e protegê-lo com camadas 
de parafina fundida e talagarça, entremeladas. As amostras devem conter 
indicações de sua posição espacial, assim como nos poços, para possibilitar a 
execução de ensaios orientados, de acordo com o carregamento previsto para 
o corpo de solo.
(Figura 10 - Sondagens Rota-percussivas | http://www.geosol.com.br) 
 
TRINCHEIRAS
Processos que fornecem informações sobre as características do terreno, sem 
contudo possibilitarem a coleta de amostras ou informações sobre a natureza 
do solo, a não ser por correlações indiretas.
MÉTODOS INVESTIGATIVOS |
 TRINCHEIRAS 
(Figura 11 - Exemplo de Trincheira | https://femenovaledojequirica.wordpress.com) 
MÉTODOS SEMI-DIRETOS |
 
Considerado uma das mais importantes ferramentas de prospecção geológica. 
Consiste na cravação vertical de um cone com 60 graus de ângulo de abertura, a 
uma velocidade constante de 20mm/s. O cone tem um área de em torno de 
10cm2. Possibilita a medição da resistência a penetração e ao atrito do solo.
Segundo a norma ABNT | NBR-12069:1991, as ponteiras do cone podem ser 
elétricas ou mecânicas. Ambas possuem componentes para medir, dentro da 
própria ponteira, componentes de resistência à penetração.
Uma variação desse ensaio consiste na utilização do Piezocone (CPTU), que 
permite o monitoramento contínuo da pressão da água nos poros no decorrer 
do ensaio. O ensaio reconhece as camadas, avalia resistência, deformabilidade 
e tempo de adensamento. 
O CPT (Figura 12) é aplicado em estimativas para capacidade de carga de 
fundações superficiais, avaliação de potencial liquefação de areias, controle da 
compactação de solos arenosos em profundidade e avaliação da capacidade de 
fundações tipo para estruturas em profundidade (SILVA, 2008). 
MÉTODOS SEMI-DIRETOS |
 ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE CONE (CPT) 
(Figura 12 - Esquema de CPT | https://www.tecconcursos.com.br) 
Basicamente uma sonda com forma cilíndrica, projetada para aplicar de 
maneira controlada pressões nas paredes de um furo de sondagem por meio da 
expansão de uma membrana. A resposta do solo a esta expansão, ou seja, a 
relação entre pressões aplicadas no solo e deformações observadas, pode ser 
interpretada fornecendo propriedades do solo e parâmetros de projeto. A 
Figura 13 ilustra o pressiômetrojá instalado no subsolo por meio de cravação, 
porém podendo ser por autoperfuração ou colocação em um pré-furo. As 
hastes de cravação levam a sonda até a profundidade desejada e cabos e 
mangueiras realizam a conexão da mesma com a unidade de controle na 
superfície, que é usualmente constituída por reguladores, fonte de pressão e 
um sistema de aquisição de dados que controlam a expansão.
A pressão ao longo da seção ensaiada, bem como a expansão radial da 
membrana, são continuamente monitoradas pela unidade de controle e 
aquisição na superfície. Há diferentes tipos de testes, porém em todos eles 
pequenos acréscimos de pressão (∆p) são aplicados no interior da sonda 
provocando expansão de uma membrana. A medição dos deslocamentos 
radiais (εr) desta membrana ou variação volumétrica da cavidade (∆V/V), 
fornece a resposta do solo à dada variação de pressão. Esta resposta configura 
graficamente uma relação ∆p x εr, conhecida como curva pressiométrica ou 
curva-resposta do solo. Ensaios pressiométricos e de placas são os únicos 
ensaios in situ que fornecem valores diretos de tensão horizontal, rigidez e 
resistência do solo.
MÉTODOS SEMI-DIRETOS |
 ENSAIO PRESSIONOMÉTRICO 
(Figura 13 - Esquema de Pressiômetro| www.maxwell.vrac.puc-rio.br) 
Empregado para determinar a resistência ao cisalhamento de argilas moles. 
Normatizado no Brasil, pela NBR-10905. O consiste na cravação de palheta de 
aço com seção transversal em forma de cruz (figura 14), de dimensões 
padronizadas, inserida no solo até a profundidade desejada de ensaio. Tem 
como objetivo: “determinação da resistência não drenada do solo in situ, através 
de uma palheta de seção cruciforme nele inserida e submetida a um torque capaz 
de cisalhá-lo por rotação.”(NBR-10905/89). Uma grande vantagen desse teste é 
permitir a determinação da resistência quando as condições de drenagem 
estiverem impedidas. A palheta é cravada utilizando um sistema duplo de 
hastes para reduzir o atrito dela com o solo. Uma vez cravada, aplica-se um 
torque a ela de 6 graus por minuto, tendo-se assim que o torque máximo 
permite a obtenção da resistência não-drenada do terreno. Para a obtenção da 
resistência não drenada, gira-se a palheta por dez voltas seguidas. Através dos 
resultados desse ensaio, obtém-se a sensibilidade das argilas, a resistência não-
drenada e um gráfico de torque em função da rotação dada. 
MÉTODOS SEMI-DIRETOS |
 VANE-TEST 
(Figura 14 - Esquema de Vane-Teste| https://www.eurocode.us) 
Vemos que se faz necessário a pesquisa e análise dos métodos de investigação 
geológica-geotécnica, suas singularidades e etapas de execução para 
podermos avaliar a importância das características dos solos para a construção 
civil. Apesar de negligenciarmos esses estudos devido ao empirismo utilizado 
no cotidiano de obra, o conhecimento do solo soma uma grande ajuda na 
construção em questão de segurança e confiabilidade da obra, além da 
prevenção de gastos futuros. A investigação dos solos deve configurar uma 
parte importante em qualquer projeto seguro.
No Brasil, mesmo em decorrência dos variados métodos de estudo existentes, 
com suas aplicações distintas, utiliza-se do SPT mais freqüentemente. Nota-se 
uma certa desconfiança e incerteza com relação a necessidade da realização 
dessa investigação. Escolhemos confiar em métodos empíricos e em 
decorrência disso corrermos riscos para os usuários das obras assim projetadas.
Portanto, devemos investir na conscientização de todos sobre a importância 
dos estudos de reconhecimento dos solos para a construção civil, de acordo 
com as normas existentes afim de galgarmos um trabalho consciente e de 
qualidade.
CONCLUSÃO 
1) PINTO, C.S. “Curso básico de mecânica dos solos”.
2) ABNT | NBR-6484
3) DAS, B.M. “Fundamentos da Engenharia Geotécnica”.
4) Manual de Execução de Sondagens - CASAN
5) Relatório: Geologia Aplicada a Obras Civis do curso de Engenharia Civil da 
CEULP/ULBRA orientada pela Professora Roberta Oliveira.
6) Ensaios para reconhecimento do subsolo - Execução e interpretação dos 
resultados e análise investigativa para escolha das fundações – 
UNIVERSIDADE PRESBITERIANA MACKENZIE
7)http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/165
38/material/SPT-Metodo_de_Ensaio_NBR_6484.pdf
8) https://www.target.com.br/produtos/materias-
tecnicas/2016/02/03/3861/nbr-9604-de-01-2016-como-abrir-um-poco-e-
trincheira-de-inspecao-em-solo
9) http://www.ebah.com.br/content/ABAAABgMAAI/texto-finalizado
10) http://pt.slideshare.net/thiagolf7/01-prospeco-e-amostragem-dos-solos
11)http://geo.web.ua.pt/index.php?option=com_content&view=article&id=1
35:sondagens&catid=22:geral&Itemid=25
12) http://www.civil.ist.utl.pt/~jaime/5_ME.pdf
13) http://geotecniaefundacoes.blogspot.com.br/2007/07/quais-so-os-
principais-mtodos-de.html
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS