2 - Solos 2 - Aula 02 Investigação do subsolo

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Mecânica dos Solos 2
PROFESSORA: ANALICE FRANÇA LIMA AMORIM
AULA 2
Investigação do subsolo
Universidade Federal de Pernambuco
Centro de Tecnologia e Geociências (CTG)
Departamento de Engenharia Civil
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Investigação Geológica-Geotécnica
PROBLEMA 
GEOTÉCNICO
CONHECIMENTO 
DO SUBSOLO
SOLUÇÃO
Embasamento teórico
Experiência acumulada
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Objetivo geral:
• Conhecimento, utilizando técnicas disponíveis, do solo e/ou rocha
que será utilizado como material de construção ou fundação onde
serão construídas as obras de engenharia.
• Obtenção dos parâmetros e características dos solos e/ou rochas sob
as diversas condições que a obra de engenharia pode ser submetida
durante sua vida útil.
Um programa de investigação deve fornecer características e
parâmetros necessários para construção e segurança.
Segurança
•Técnica (não ruptura) – Ex.: Edifícios e Fundação
•Ambiental (não contaminação) – Ex.: Posto de Gasolina
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Objetivos específicos:
• SOLO - Determinar extensão, profundidade e espessura de cada
camada de solo, e descrição do solo: compacidade (solo granular) e
consistência (solo coesivo).
• ROCHA - Determinar profundidade da superfície da rocha,
classificação, extensão, profundidade e espessura de cada extrato
rochoso, direção das camadas, espaçamento de juntas, planos de
acamamento, presença de falhas e o estado de alteração e
decomposição.
• ÁGUA - Informações sobre ocorrência de água no subsolo:
profundidade do lençol freático e suas variações e lençóis artesianos.
• COLETA DE AMOSTRAS INDEFORMADAS: quantificar propriedades
mecânicas do solo (compressibilidade, permeabilidade e resistência
ao cisalhamento).
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Para tanto é necessário:
1. Conhecimento prévio do tipo de obra e problemas específicos:
• Interação solo-estrutura (túneis, muro de arrimo, estacas);
• O próprio solo é a estrutura da obra (barragens);
• Estruturas naturais de solo e rocha (taludes de cortes e encostas
naturais).
2. Condições geológicas da área: Pode indicar a ocorrência de áreas
que possam trazer problemas às obras.
3. Características do local a ser investigado: Condições físicas do local a
ser investigado. Ex: Presença de nível d’água.
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Etapas de um programa de investigação:
1. Investigação de reconhecimento: Consulta à mapas, perfis
geológicos, cartas geológicas para escolha de áreas;
2. Investigação preliminar (anteprojeto): Realizadas em áreas
escolhidas na etapa anterior. Onde se determina o perfil do solo e
coleta material para ensaios laboratoriais. Estudo de seleção de
áreas, escolha de área e projeto básico.
3. Investigação detalhada (projeto executivo): Solução de problemas
específicos.
4. Investigação durante á construção: realizadas em obras de grande
porte para avaliar o tipo de material e suas características durante a
construção (túneis, barragens....).
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
ENSAIOS: CAMPO X LABORATÓRIO
ENSAIOS DE CAMPO:
VANTAGENS
• solo ensaiado no próprio local da 
obra
• menor efeito de amolgamento do 
solo (ex.: umidade natural) 
• rapidez / praticidade – maior 
volume de solo ensaiado
• medidas contínuas com a 
profundidade (CPTU e DMT )
DESVANTAGENS
• condições de contorno mal 
definidas
• sem controle da trajetória de 
tensões
• mobilização do equipamento
• condições de drenagem e grau 
de amolgamento desconhecidos
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
ENSAIOS: CAMPO X LABORATÓRIO
ENSAIOS DE LABORATÓRIO:
VANTAGENS
• condições de contorno bem 
definidas
• escolha da trajetória de tensões e 
drenagem controlada
DESVANTAGENS
• efeito de amolgamento da 
amostra
• ensaios em amostras pequenas
• maior tempo / custo
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Fluxograma de Ensaios de Campo:
Interpretação de ensaios de campo (SCHNAID 2000)
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Métodos de Investigação:
MÉTODOS DE 
INVESTIGAÇÃO
PENETRAÇÃO NO 
SOLO
RETIRADA DE 
AMOSTRAS
Direto SIM SIM
Indireto NÃO NÃO
Semi-Direto SIM NÃO
INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
MÉTODOS DIRETOS:
Tipos de amostras
• Amolgada ou Deformada
• Indeformada
Retiradas de amostras:
a) Métodos manuais:
• Trados Manuais
• Poços
• Trincheiras
b) Métodos mecânicos:
• Sondagem à Percussão com circulação d’água - SPT
• Sondagem Rotativa
• Sondagem Mista
• Sondagens Especiais com extração de amostras – tipo Shelby.
MECÂNICA DOS SOLOS 2
AMOSTRAGEM
(Solos moles e Solos compactos)
TIPOS DE AMOSTRAS
1. Amostras Não Representativas
• Solos de várias camadas misturados;
• Alguns componentes do solo removidos;
• Materiais estranhos dentro da amostra.
2. Amostras Representativas – amolgadas ou
deformadas
• Estrutura do solo destruída;
• Variação na umidade ou índice de vazios;
• Sem variação nos constituintes do solo.
3. Amostras Indeformadas
• Sem destruição (amolgamento) da estrutura
do solo;
• Sem variar umidade, índice de vazios e
composição química.
(HVORSLEV, 1949 apud OLIVEIRA, 2002)
AMOLGAMENTO DE AMOSTRAS
1. Tipos de Amolgamentos (HVORSLEV 1949)
• Variação nas condições de tensão.
• Variação na umidade e no índice de vazios.
• Amolgamento da estrutura do solo.
• Variação química.
• Mistura e separação dos constituintes do solo.
2. Fatores Causadores (JAMIOLKOWSKI et al., 1985)
• Variação nas tensões devido a abertura do furo.
• Remoção das tensões cisalhantes de campo.
• Geometria e tipo de amostrador.
• Método de cravação do amostrador.
• Relação entre diâmetro do amostrador e do corpo de prova.
• Transporte, armazenagem e manuseio no laboratório.
COLETA DE AMOSTRAS INDEFORMADAS – MÉTODO MANUAL
Obtenção de cilindros cortantes e blocos
AMOSTRAGEM EM BLOCOS
Procedimento executivo:
Moldagem do bloco
AMOSTRAGEM EM BLOCOS
Parafinagem do bloco.Preparação do bloco
para parafinagem.
AMOSTRAGEM EM BLOCOS
Moldagem de corpos de
provas para ensaios de
laboratório
Acondicionamento do bloco
AMOSTRAGEM EM BLOCOS
Coleta de amostras – Alto do reservatório para determinação
de parâmetros de resistência – Estabilidade de talude
AMOSTRAGEM – TRADO MANUAL
Trados Manuais:
Processo simples, rápido e econômico para
investigações preliminares nas camadas
superficiais do solo.
OBJETIVOS:
• Classificação táctil-visual das camadas
atravessadas;
• Retirada de amostra amolgada;
• Definição de perfil geotécnico (tipo de solo,
espessura da camada, profundidade d’água,
anomalias);
• Auxiliar na abertura do furo para execução de
outros tipos de sondagens ou na instalação de
equipamentos.
AMOSTRAGEM – TRADO MANUAL
Tipos de trados manuais:
AMOSTRAGEM – TRADO MANUAL
Trado Concha 
(cavadeira)
Tipos de trados manuais:
Ótima : até 6m
Boa : até 8m
Profunda: até 12m
Muito Profunda : até 15m
Trado 
Torcido
Trado Helicoidal
AMOSTRAGEM – TRADO MANUAL
Procedimento:
AMOSTRAGEM – TRADO MANUAL
vantagens desvantagens
• rápida e barata;
• colhe um volume razoável de
amostra, suficiente para a
realização de ensaios de
caracterização e compactação;
• não exige equipamento nem
mão de obra especializada.
• Rasas. Geralmente inadequadas
para projetos de fundações;
• não colhe amostras indeformadas,
permitindo somente a realização de
ensaios onde a estrutura de
amostras não precisa ser
preservada;
• não dá ideia e nem oferece um
índice de resistência, como no caso
do SPT.
AMOSTRAGEM – TRADO MANUAL
• Presença de nível d’água;
• Presença de camadas de pedrgulhos, pedras, matacões;
• Areias muito compactas ou argilas duras (utilizar o trado com motor);
• Camada de areia muito fofa com teor de umidade muito baixo;
• Profundidade de perfuração acima de 10m de profundidade(depende
do solo – compacidade ou consistência)
Limitações:
AMOSTRAGEM – TRADO MANUAL
Deve conter:
• Local de sondagem ;
• Número do furo;
• Profundidade da amostra ;
• Número da amaostra;
• Classificação táctil-visual do solo amostrado;
• Sondador;
• Data
Etiqueta das amostras coletadas:
AMOSTRAGEM – TRADO MANUAL
Escolha dos trados:
• Trado de caneco standard – utilizável em quase todos os tipos de solo, com
exceção de solos secos muito soltos ou granulares.
• Trado de caneco para solos argilosos – possui uma ponteira e caçamba
desenvolvidas para facilitar a penetração e retirada da amostras de solo muito
coesos e úmidos.
• Trado de caneco para solos arenosos – possui uma ponteira desenvolvida
para reter materiais poucos coesos (secos, soltos ou granulares).
• Trado de rosca – possibilita a amostragem em solos coesos, variando de
macios a muito duros, não retendo materiais secos, soltos ou granulares.
• Trado holandês – desenvolvido especificamente para solos de várzeas com
presença considerável de materiais fibrosos e raízes.
• Trado plano – utilizado normalmente em conjunto com o trado de caneco e
amostradores tubulares, com a finalidade de limpar e nivelar o fundo de furos
já realizados.
AMOSTRAGEM – TRINCHEIRAS
Trincheiras – dimensões de 1,5 m de comprimento por 1,2 m de largura e
2,0 m de profundidade
Objetivos:
• Classificação táctil-visual das camadas
atravessadas;
• Retirada de amostra amolgada;
• Obtenção do perfil geotécnico ao longo
da escavação;
• Inspeção de estruturas abaixo do nível
do terreno
• Equipamento: Escavadeiras, pá,
picareta e etc.
AMOSTRAGEM – POÇOS
Poços :
Objetivos:
• Classificação táctil-visual das camadas
atravessadas;
• Retirada de amostra amolgada;
• Retirada de amostras indeformadas de argilas
médias, rijas e duras (bloco);
• Obtenção do perfil geotécnico ao longo da
escavação;