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Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 1 NOTAS DE AULAS DE ENGENHARIA DE FUNDAÇÕES 1º SEMESTRE DE 2018 PROFESSORES: RIDECI FARIAS HAROLDO PARANHOS BRASÍLIA / DF FEVEREIRO / 2018 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 2 SUMÁRIO 1.0. INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO – ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DAS SONDAGENS .................................................................................................................... 12 1.1. SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO ....................................................... 12 1.1.1. Perfuração acima do nível d’água ................................................................................ 12 1.1.2. Determinação do nível d’água ..................................................................................... 12 1.1.3. Perfuração abaixo do nível d’água ............................................................................... 12 1.1.4. Amostragem de solos ................................................................................................... 13 1.1.5. Resistência à penetração - SPT .................................................................................... 15 1.1.6. Apresentação dos resultados ........................................................................................ 17 1.1.7. Programação de sondagens .......................................................................................... 17 1.1.8. Principais Vantagens da Sondagem SPT ..................................................................... 17 1.2. Sondagem de Penetração Estática – “Cone Penetration Test” (CPT) - NBR 12069 .......... 22 1.2.1. Relação entre os resultados do CPT e SPT .................................................................. 26 1.3. Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de Edifícios (Número e Locação das Sondagens) .............................................................................. 27 1.4. Critérios de Paralisação da Sondagem SPT (Item 6.4 da NBR 6484:2001) ....................... 28 1.5. Sondagem Rotativa (SR) ..................................................................................................... 29 1.5.1. RQD (Rock Quality Designation) ou Índice de Qualidade da Rocha.......................... 32 1.5.2. Percentagem de Recuperação ....................................................................................... 33 2.0. TIPOS DE FUNDAÇÕES ........................................................................................ 35 2.1. FUNDAÇÃO SUPERFICIAL (RASA OU DIRETA) ........................................................ 35 2.1.1. Sapata ........................................................................................................................... 36 2.1.1.1. Sapata isolada ....................................................................................................... 37 2.1.1.2. Sapata associada ................................................................................................... 38 2.1.1.3. Sapata corrida ....................................................................................................... 39 2.1.1.4. Sapata em divisa (Sapata excêntrica) / Sapata alavancada ................................... 40 2.1.2. Bloco ............................................................................................................................ 42 2.1.3. Radier ........................................................................................................................... 43 2.2. FUNDAÇÃO PROFUNDA ................................................................................................ 46 2.2.1. Estaca ........................................................................................................................... 46 2.2.1.1. Estaca pré-moldada ou pré-fabricada de concreto ................................................ 46 2.2.1.2. Estaca de reação (mega ou prensada) ................................................................... 47 2.2.1.3. Estaca de concreto moldada “in loco” .................................................................. 47 2.2.1.4. Estaca mista .......................................................................................................... 63 2.2.1.5. Estaca metálica ou de aço ..................................................................................... 63 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 3 2.2.2. Tubulão ........................................................................................................................ 64 2.2.2.1. Tubulão a céu aberto ............................................................................................. 64 2.2.2.2. Tubulão a ar comprimido ...................................................................................... 65 3.0. CRITÉRIOS BÁSICOS PARA A ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÕES .............. 67 3.1. PRINCIPAIS TIPOS DE FUNDAÇÕES E CRITÉRIOS A SEREM CONSIDERADOS NAS ANÁLISES PARA A ESCOLHA DA FUNDAÇÃO .......................................................... 67 3.1.1. Fundação rasa ............................................................................................................... 67 3.1.1.1. Métodos para Estimativa de Tensões Admissíveis ............................................... 67 3.1.1.2. Resistência à Penetração em Sondagens SPT ....................................................... 68 3.1.2. Fundações profundas.................................................................................................... 69 4.0. DIMENSIONAMENTO DAS FUNDAÇÕES ............................................................. 71 4.1. DIMENSIONAMENTO DE BLOCOS DE FUNDAÇÃO ................................................. 71 4.2. DIMENSIONAMENTO DE SAPATA ISOLADA ............................................................74 5.0. DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE SAPATAS ISOLADAS ......................... 83 5.1. MÉTODO DAS BIELAS .................................................................................................... 83 5.1.1. Sapatas isoladas............................................................................................................ 83 5.1.1.1. Cálculo do volume de concreto de uma sapata isolada ........................................ 84 6.0. DIMENSIONAMENTO DE TUBULÕES .................................................................. 88 6.1. TUBULÕES A CÉU ABERTO .......................................................................................... 88 6.2. FASES DE EXECUÇÃO DE TUBULÃO A CÉU ABERTO............................................ 89 7.0. CARGA ADMISSÍVEL DE ESTACAS ................................................................... 104 8.0. DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS ................................................................... 106 8.1. CAPACIDADE DE CARGA DAS ESTACAS ................................................................ 106 8.2. DIMENSIONAMENTO DA SEÇÃO DA ESTACA ....................................................... 110 9.0. BLOCOS DE COROAMENTO DE ESTACAS E TUBULÕES ............................... 117 9.1. BLOCO PARA UMA ESTACA ....................................................................................... 117 9.2. BLOCO SOBRE DUAS ESTACAS ................................................................................. 122 9.3. BLOCO SOBRE TRÊS ESTACAS .................................................................................. 127 9.4. BLOCO SOBRE QUATRO ESTACAS ........................................................................... 131 9.5. BLOCO SOBRE MAIS DE QUATRO ESTACAS .......................................................... 134 10.0. PROVAS DE CARGA (TESTE DE CARGA) ...................................................... 139 10.1. PROVA DE CARGA DIRETA SOBRE TERRENO DE FUNDAÇÃO (ABNT NBR 6489: 1984) .................................................................................................................................. 139 10.2. PROVA DE CARGA ESTÁTICA (ABNT NBR 12131:2006) .................................... 140 10.3. PROVA DE CARGA COM CARREGAMENTO DINÂMICO (ABNT NBR 13208:2007) ................................................................................................................................. 144 10.4. QUANTIDADE DE PROVAS DE CARGA ESTÁTICA EM ESTACAS .................. 147 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 4 10.5. QUANTIDADE DE PROVAS DE CARGA COM CARREGAMENTO DINÂMICO 148 10.6. CONTROLE DE CRAVAÇÃO DE ESTACAS (NEGA, REPIQUE ELÁSTICO E DIAGRAMA DE CRAVAÇÃO)................................................................................................. 148 10.6.1. Nega........................................................................................................................ 148 10.6.1.1. Cálculo da nega .................................................................................................. 149 10.6.2. Repique ................................................................................................................... 149 10.6.3. Diagrama de cravação ............................................................................................ 149 11.0. LISTA DE EXERCÍCIOS ..................................................................................... 151 LISTA DE FOTOS Foto 1.1 – Trépano de lavagem (http://www.contenco.com.br). ....................................................... 13 Foto 1.2 - Amostrador-padrão de parede grossa “Raymond” (NBR 6.484 / 2001) – Fechado. ....... 14 Foto 1.3 - Amostrador-padrão de parede grossa “Raymond” (NBR 6.484 / 2001) – Aberto. .......... 14 Foto 1.4 – Execução de sondagem. Avanço por lavagem. ................................................................ 18 Foto 1.5 – Execução de sondagem SPT. ............................................................................................ 18 Foto 1.6 – Material da lavagem do furo de sondagem. ...................................................................... 19 Foto 1.7 – Limpeza do furo de sondagem com o balde. .................................................................... 19 Foto 1.8 - Limpeza do furo de sondagem com o balde. ..................................................................... 19 Foto 1.9 – Material da lavagem retirado do furo de sondagem. ........................................................ 19 Foto 1.10 – Solo recuperado no amostrador da sondagem. ............................................................... 19 Foto 1.11 – Solo recuperado no amostrador da sondagem. ............................................................... 19 Foto 1.12 – Cone instrumentado para CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro-pressão). ................ 25 Foto 1.13 – Cone instrumentado para CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro-pressão). ................ 25 Foto 1.14 – Ponteira cônica do cone CPT. ......................................................................................... 25 Foto 1.15 – Caminhão dotado para execução de ensaio CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro- pressão). ............................................................................................................................................. 25 Foto 1.16 – Maquinário em esteira dotado para execução de ensaio CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro-pressão). ................................................................................................................................. 25 Foto 1.17 – Coroa com pastilha de vídia. .......................................................................................... 29 Foto 1.18 – Barrilete. ......................................................................................................................... 29 Foto 1.19 – Caixa com testemunhos obtidos em sondagem rotativa. ................................................ 30 Foto 1.20 – Caixas com testemunhos obtidos em sondagem rotativa. .............................................. 30 Foto 1.21 – Sonda rotativa motorizada e Bomba de água (Fabricante Maquesonda). ...................... 31 Foto 1.22 – Sonda rotativa motorizada (Fabricante Sondeq)............................................................. 31 Foto 2.1 – Área a ser escavada para execução de sapata. .................................................................. 36 Foto 2.2 – Montagem da forma para a execução de sapata. .............................................................. 36 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações– 1º Semestre de 2018 5 Foto 2.3 – Montagem da forma para a execução de sapata. .............................................................. 36 Foto 2.4 – Montagem da forma para a execução de sapata. .............................................................. 36 Foto 2.5 – Montagem da forma para a execução de sapata. .............................................................. 36 Foto 2.6 – Bomba para a concretagem da sapata. .............................................................................. 36 Foto 2.7 – Execução de sapata. .......................................................................................................... 37 Foto 2.8 – Sapata concretada. ............................................................................................................ 37 Foto 2.9 – Sapata concretada. ............................................................................................................ 37 Foto 2.10 – Sapata já executada. ........................................................................................................ 37 Foto 2.11 – Radier armado. ................................................................................................................ 44 Foto 2.12 – Radier armado. ................................................................................................................ 44 Foto 2.13 – Radier armado. ................................................................................................................ 44 Foto 2.14 – Radier armado. ................................................................................................................ 44 Foto 2.15 – Radier armado. ................................................................................................................ 44 Foto 2.16 – Radier protendido. .......................................................................................................... 44 Foto 2.17 – Fotos relativas a radier protendido. ................................................................................ 45 Foto 2.18 – Estaca pré-moldada circular de concreto. ....................................................................... 46 Foto 2.19 – Estaca pré-moldada de concreto. Estacas quadradas e circular vazada. ......................... 46 Foto 2.20 – Bate-estaca de gravidade (convencional). ...................................................................... 46 Foto 2.21 – Bate-estaca hidráulico. .................................................................................................... 46 Foto 2.22 – Fuste circular para estaca mega. ..................................................................................... 47 Foto 2.23 – Fuste hexagonal para estaca mega. ................................................................................. 47 Foto 2.24 – Fuste circular, execução e ilustração para estaca mega. ................................................. 47 Foto 2.25 – Estaca mega executada em concreto. .............................................................................. 47 Foto 2.26 – Estaca mega executada em concreto. .............................................................................. 47 Foto 2.27 – Execução de estaca-raiz em rocha. Obra Ponte Estaiadas – São Paulo/SP. ................... 50 Foto 2.28 – Execução de estaca-raiz. ................................................................................................. 50 Foto 2.29 – Cortina de estaca-raiz. São Paulo. .................................................................................. 50 Foto 2.30 – Estaca-raiz em local com pé-direito reduzido – Edifício Núncio Malzoni, Santos/SP. . 50 Foto 2.31 – Estaca-raiz com utilização de martelo de fundo. Jurubatuba/SP. ................................... 50 Foto 2.32 – Martelo de fundo utilizado em rocha. ............................................................................. 50 Foto 2.33 – Perfuratriz montada sobre caminhão. ............................................................................. 52 Foto 2.34 – Perfuratriz montada sobre esteira. .................................................................................. 52 Foto 2.35 – Perfuração com trado mecânico. ..................................................................................... 52 Foto 2.36 – Perfuração com trado mecânico. ..................................................................................... 52 Foto 2.37 – Esquema básico de execução da estaca Strauss. ............................................................. 53 Foto 2.38 – Esquema básico de execução da estaca Strauss. ............................................................. 53 Foto 2.39 – Execução da estaca Strauss. ............................................................................................ 53 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 6 Foto 2.40 – Execução da estaca Strauss. ............................................................................................ 53 Foto 2.41 – Execução da estaca Strauss. ............................................................................................ 53 Foto 2.42 – Execução da estaca Strauss. ............................................................................................ 53 Foto 2.43 – Equipamento para execução de parede diafragma e estaca barrete, montado em guindaste Bucyrus (Geyer)................................................................................................................. 55 Foto 2.44 – Clam Shell hidráulico (Brasfond). .................................................................................. 55 Foto 2.45 – Equipamento para estaca Franki. .................................................................................... 57 Foto 2.46 – Equipamento para estaca Franki. .................................................................................... 57 Foto 2.47 – Pilão Franki. .................................................................................................................... 57 Foto 2.48 – Pilão Franki. .................................................................................................................... 57 Foto 2.49 – Camisas metálicas Franki. .............................................................................................. 58 Foto 2.50 – Brita da bucha. ................................................................................................................ 58 Foto 2.51 – Concretagem da estaca Franki. ....................................................................................... 58 Foto 2.52 – Cravação da camisa metálica. ......................................................................................... 58 Foto 2.53 – Concreto da estaca Franki. .............................................................................................. 58 Foto 2.54 – Concretagem da estaca Franki. ....................................................................................... 58 Foto 2.55 – Concretagem da estaca Franki. ....................................................................................... 59 Foto 2.56 – Concretagem da estaca franki. ........................................................................................59 Foto 2.57 – Concretagem da estaca franki. ........................................................................................ 59 Foto 2.58 – Extração da camisa. ........................................................................................................ 59 Foto 2.59 – Concreto da estaca Franki. .............................................................................................. 59 Foto 2.60 – Concretagem da estaca Franki. ....................................................................................... 59 Foto 2.61 – Hélice contínua (Modelo EM 1000/32, CZM). .............................................................. 60 Foto 2.62 – Hélice contínua (Modelo EM 800/30, CZM). ................................................................ 60 Foto 2.63 – Equipamento para hélice contínua de deslocamento monitorada. .................................. 62 Foto 2.64 – Equipamento para hélice contínua de deslocamento monitorada. .................................. 62 Foto 2.65 – Processo básico de execução da estaca hélice contínua de deslocamento. ..................... 62 Foto 2.66 – Estaca trado vazado segmentado. ................................................................................... 63 Foto 2.67 – Estaca trado vazado segmentado. ................................................................................... 63 Foto 2.68 – Estaca trado vazado segmentado. ................................................................................... 63 Foto 2.69 – Estaca trado vazado segmentado. ................................................................................... 63 Foto 2.70 – Cravação de perfil metálico. ........................................................................................... 64 Foto 2.71 – Cravação de perfil metálico. ........................................................................................... 64 Foto 2.72 – Escavação de fuste para tubulão. .................................................................................... 64 Foto 2.73 – Sarilho para retirada de material do tubulão a céu aberto. ............................................. 64 Foto 2.74 – Alargamento de base de tubulão a céu aberto. ............................................................... 65 Foto 2.75 – Ferragem para tubulão. ................................................................................................... 65 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 7 Foto 2.76 – Tubulão a ar comprimido................................................................................................ 66 Foto 2.77 – Tubulão a ar comprimido................................................................................................ 66 Foto 2.78 – Tubulão a ar comprimido................................................................................................ 66 Foto 2.79 – Concretagem do tubulão a ar comprimido...................................................................... 66 Foto 9.1 – Exemplo de 2 estacas para receberem o bloco de coroamento. ...................................... 126 Foto 9.2 – Exemplo de Bloco de coroamento para 2 estacas. .......................................................... 126 Foto 9.3 – Execução para bloco de coroamento de 3 estacas (Rossi Bizerris). ............................... 130 Foto 9.4 – Execução para bloco de coroamento de 3 estacas (Rossi Bizerris). ............................... 130 Foto 9.5 – Execução para bloco de coroamento de 3 estacas (Rossi Bizerris). ............................... 130 Foto 9.6 – Bloco de coroamento de 3 estacas. ................................................................................. 130 Foto 9.7 – Execução para bloco de coroamento para 4 estacas. ...................................................... 133 Foto 9.8 – Execução para bloco de coroamento para 4 estacas. ...................................................... 133 Foto 9.9 – Execução para bloco de coroamento para 4 estacas. ...................................................... 133 Foto 9.10 – Preparo de 4 estacas para receber o bloco de coroamento. ........................................... 133 Foto 10.1 – Teste da nega. ............................................................................................................... 148 Foto 10.2 – Teste da nega. .............................................................................................................. 148 Foto 10.3 – Teste da nega. .............................................................................................................. 148 LISTA DE TABELAS Tabela 1.1 - Estados de compacidade e de consistência dos solos (NBR 6484 / 2001). ................... 16 Tabela 1.2 – Valores sugeridos de k (Danzinger e Velloso, 1986, 1995). ......................................... 26 Tabela 1.3 – Número mínimo de furos de sondagens. ....................................................................... 27 Tabela 1.4 – Diâmetros mais comuns de furos e testemunhos. ......................................................... 30 Tabela 1.5 – Qualidade do maciço rochoso pelo RQD. ..................................................................... 32 Tabela 1.6 – Tipo de rocha em função da recuperação. ..................................................................... 33 Tabela 6.1 – Estacas moldadas “in loco”: parâmetros para dimensionamento (Norma ABNT NBR 6122:2010). ........................................................................................................................................ 92 Tabela 6.2 – Aço CA 50: Características de massa e seção. .............................................................. 93 Tabela 6.3 – Aço CA 60: Características de massa e seção. .............................................................. 93 Tabela 7.1 – Estacas pré-moldadas de concreto (Velloso & Lopes, 1996). .................................... 104 Tabela 7.2 – Estacas de madeira (Velloso & Lopes, 1996). ............................................................ 104 Tabela 7.3 – Estacas de aço (Velloso & Lopes, 1996). ................................................................... 105 Tabela 7.4 – Estacas escavadas. ....................................................................................................... 105 Tabela 7.5 – Outros tipos de estacas. ............................................................................................... 106 Tabela 8.1 – Valores de C em função do tipo de solo (Décourt e Quaresma, 1978). ...................... 108 Tabela 8.2 – Valores de C em função do tipo de solo para estacas escavadas com lama bentonítica (Décourt, 1986). ............................................................................................................................... 108 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D.CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 8 Tabela 8.3 – Valores de coeficientes α. ........................................................................................... 109 Tabela 8.4 – Valores de coeficientes β. ........................................................................................... 110 Tabela 10.1 – Quantidade de provas de carga. ................................................................................ 147 LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 – Trépano de lavagem (NBR 6484 / 2001). ...................................................................... 13 Figura 1.2 - Dimensões do corpo do amostrador tipo raymond de 50,8 mm (NBR 6.484 / 2001). ... 13 Figura 1.3 – Esquema de perfuração por percussão e amostragem. .................................................. 15 Figura 1.4 - Perfil de uma sondagem realizada em Brasília/DF com N. A. não encontrado. ............ 20 Figura 1.5 - Perfil de uma sondagem realizada em Brasília/DF com N. A. encontrado. ................... 21 Figura 1.6 – Ensaio CPT (a) princípio de funcionamento e (b) vista de um equipamento (desenvolvido pela COPPE / UFRJ com a GROM – Automação e Sensores) .................................. 22 Figura 1.7 – Penetrômetros para CPT (a) Delft, (b) Begemann, (c) cone elétrico (FUGRO, tipo subtração) e (d) piezocone (COPPE / UFRJ, modelo 2), estando indicados: (1) luva de atrito; (2) anel de vedação de solo; (3) anel de vedação de água; (4) célula de carga total; (5) célula de carga de ponta; (8) transdutor (medidor) de poro-pressão; (9) elemento poroso. ....................................... 23 Figura 1.8 – Ponteira mecânica (Begemann) com luva de atrito lateral (dimensões em mm). ......... 23 Figura 1.9 – Resumo de execução da sondagem CPT (Pini). ............................................................ 24 Figura 1.10 – Perfil típico de um ensaio CPTu. ................................................................................. 24 Figura 1.11 – Esquemático da execução do ensaio CPT. .................................................................. 25 Figura 1.12 – Sugestão de locação de furos de sondagem para edificações. ..................................... 28 Figura 1.13 – Exemplo de determinação do RQD (Rock Quality Designation). ............................... 33 Figura 1.14 – Laudo de uma sondagem mista (SPT + Rotativa). ...................................................... 34 Figura 2.1 – Principais tipos de fundações. ....................................................................................... 35 Figura 2.2 – Esquema de uma sapata isolada. .................................................................................... 37 Figura 2.3 – Perspectiva de uma sapata isolada. ................................................................................ 38 Figura 2.4 – Perspectiva de uma sapata associada. ............................................................................ 38 Figura 2.5 – Esquema de uma sapata corrida. .................................................................................... 39 Figura 2.6 – Perspectiva de uma sapata corrida. ................................................................................ 39 Figura 2.7 – Sapata em divisa. ........................................................................................................... 40 Figura 2.8 – Perspectiva de uma sapata alavancada. ......................................................................... 40 Figura 2.9 – Sapata como viga de equilíbrio. .................................................................................... 41 Figura 2.10 – Sapata com viga alavanca. ........................................................................................... 41 Figura 2.11 – Sapata com viga alavanca. ........................................................................................... 42 Figura 2.12 – Esquema de blocos de fundação. ................................................................................. 42 Figura 2.13 – Perspectiva de bloco de fundação sem escalonamento. .............................................. 42 Figura 2.14 – Esquema de radier de fundação. .................................................................................. 43 Figura 2.15 – Perspectiva de um radier. ............................................................................................. 43 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 9 Figura 2.16 – Fases de execução de estaca-raiz. ................................................................................ 48 Figura 2.17 (a) - (j) – Fases de execução de estaca-raiz. ................................................................... 49 Figura 2.18 – Micro estaca. Perfuração, instalação e injeção. ........................................................... 51 Figura 2.19 – Detalhe do obturador de injeção. ................................................................................. 51 Figura 2.20 – Sequência executiva de parede-diafragma e estaca barrete moldada in loco (Brasfond). ......................................................................................................................................... 54 Figura 2.21 – Processo básico da estaca Franki. ................................................................................ 56 Figura 2.22 – Processo básico de execução da estaca hélice contínua. ............................................ 60 Figura 2.23 – Detalhe do elemento de perfuração. ............................................................................ 61 Figura 2.24 – Processo básico de execução de tubulão a ar comprimido (Pine). .............................. 65 Figura 3.1 – Estimativa de N médio. ................................................................................................. 69 Figura 4.1 – Esquema de blocos de fundações. ................................................................................. 71 Figura 4.2 – Gráfico para retirada do ângulo α. ................................................................................ 71 Figura 4.3 – Esquema de uma sapata isolada. .................................................................................... 74 Figura 4.4 – Resposta do Exercício 4.2. ............................................................................................ 76 Figura 4.5 – Resposta do Exercício 5.3. ............................................................................................ 78 Figura 4.6 – Pilar em L. ..................................................................................................................... 79 Figura 4.7 – Resposta do Exercício 4.4. ............................................................................................ 80 Figura 4.8 – Pilar em C. ..................................................................................................................... 81 Figura 4.9 – Resposta do Exercício 4.5. ............................................................................................ 82 Figura 5.1 – Caminhamento da carga do pilar em direção à base da sapata. ..................................... 83 Figura 5.2 – Detalhe de sapata isolada. ..............................................................................................83 Figura 5.3 – Resposta do exercício 5.1. ............................................................................................. 87 Figura 6.1 – Perspectiva e corte longitudinal de um tubulão. ............................................................ 88 Figura 6.2 – Tubulões com base circular e falsa elipse. .................................................................... 89 Figura 6.3 – Fases de execução do tubulão a céu aberto. .................................................................. 89 Figura 6.4 – Cálculo do volume da base do tubulão falsa elipse. ...................................................... 91 Figura 8.1 – Laudo de sondagem SPT. ............................................................................................ 113 Figura 9.1 – Distribuição de tensões no bloco para uma estaca. ..................................................... 118 Figura 9.2 – Exemplo de disposição da ferragem no bloco para uma estaca. ................................. 118 Figura 9.3 – Dimensões do bloco..................................................................................................... 120 Figura 9.4 – Disposição das armaduras no bloco............................................................................. 121 Figura 9.5 – Exemplo de configuração para bloco com duas estacas. ............................................. 122 Figura 9.6 – Exemplo de distribuição de estacas em torno do centro de carga do pilar para blocos padronizados. ................................................................................................................................... 137 Figura 10.1 - Curva tensão x recalque de ensaio de placa em argila (Vargas, 1951). ..................... 139 Figura 10.2 - Curva tensão x recalque de ensaio de placa em areia (Macacari, 2001). ................... 139 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 10 Figura 10.3 – Esquema básico de prova de carga direta sobre terreno de fundação (Profa. Deyse Macêdo). .......................................................................................................................................... 140 Figura 10.4 – Prova de carga direta em placa sobre o terreno de fundação. .................................... 140 Figura 10.5 – Prova de carga direta em placa sobre o terreno de fundação. .................................... 140 Figura 10.6 – Prova de carga direta em placa sobre o terreno de fundação. .................................... 140 Figura 10.7 – Prova de carga direta em placa sobre o terreno de fundação. .................................... 140 Figura 10.8 – Macaco hidráulico para 100 toneladas. ..................................................................... 141 Figura 10.9 – Macaco hidráulico para 800 toneladas. ..................................................................... 141 Figura 10.10 – Bomba manual para acionamento de cilindro hidráulico. ....................................... 141 Figura 10.11 – Bomba motorizada e macaco hidráulico. ................................................................ 141 Figura 10.12 – Instalação de extensômetro para medidas de deslocamentos. ................................. 142 Figura 10.13 – Macaco hidráulico e extensômetros para medidas de deslocamentos. .................... 142 Figura 10.14 – Macaco hidráulico e extensômetros para medidas de deslocamentos. .................... 142 Figura 10.15 – Prova de carga estática. ........................................................................................... 142 Figura 10.16 – Sistema de prova de carga para 6.000 toneladas. .................................................... 142 Figura 10.17 – Montagem de prova de carga à compressão. ........................................................... 142 Figura 10.18 – Montagem de prova de carga à compressão com reação em tirantes de cordoalha. 143 Figura 10.19 – Montagem de prova de carga à compressão com reação em estacas. ..................... 143 Figura 10.20 – Macaco hidráulico e acessórios para prova de carga (http://anson.com.br). ........... 144 Figura 10.21 – Perfuração da estaca para instalação de sensores (geodactha.com.br). ................... 145 Figura 10.22 – Estaca perfurada para instalação de sensores (geodactha.com.br). ......................... 145 Figura 10.23 – Estaca com sensores instalados (geodactha.com.br). .............................................. 145 Figura 10.24 – Detalhe dos sensores (geodactha.com.br). ............................................................... 145 Figura 10.25 – Sistema de aquisição de dados (geodactha.com.br). ............................................... 146 Figura 10.26 – Sistema de aquisição de dados durante a execução do ensaio (geodactha.com.br). 146 Figura 10.27 – Estaca preparada para execução do ensaio (concredol.com.br). ............................. 146 Figura 10.28 – Detalhe dos sensores (dynamistechne.com). .......................................................... 146 Figura 10.29 – Execução do ensaio (dynamistechne.com). ............................................................ 146 Figura 10.30 – Execução do ensaio (indaiatubafacil.com.br). ........................................................ 146 Figura 10.31 - (a) Medida simples da nega. (b) Medida da nega e do repique (Velloso e Lopes, 2002). ............................................................................................................................................... 149 Figura 10.32 - Planilha preenchida em campo e representação gráfica do diagrama de cravação (Vieira, 2006). .................................................................................................................................. 150 Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 11 APRESENTAÇÃO Estas Notas de Aulas foram organizadas para alunos de graduação em Engenharia Civil na disciplina Engenharia de Fundações com o objetivo de familiarizar os futuros Engenheiros com as fundações mais comumente utilizadas no Brasil. Este material pode também ser utilizado por qualquer Faculdade, desde que seja para fins educacionais, sem consulta prévia aos autores. O material que serviu de base para a elaboração deste material foi, dentre outros: a) Experiências dos professores Rideci Farias e Haroldo Paranhos na Área Geotécnica; b) Normas ABNT/ NBR; Normas ASTM; Normas DNIT; etc.; c) Livros, apostilas, notas de aulas, entre outros materiais diversos, tais como dos professores: Yopanan C. P. Rebello; Márcio M. Fabrício; João A. Rossignolo. d) “Sites” diversos consultados na “Internet”, tais como: http://www.radierprotendido.com.br/;http://www.estacasipr.com.br/produtos.php; http://www.benaton.com.br/html/estacas-benaton.htm; http://www.perfurac.com.br/reforcos-fundacoes-mega.htm; http://www.solotrat.com.br/; http://www.fundesp.com.br; http://www.brasfond.com.br; http://www.fxsondagens.com.br; http://www.tecgeo.com.br/; http://www.engeconfundacoes.com.br; http://www.franki.com.br; http://www.geofix.com.br; http://www.solossantini.com.br; http://www.geone2010.com.br/download/Palestra_GeoNE_2010.pdf; http://www.acharimoveis.com/blog_imobiliario/?m=201103; http://www.dicionariogeotecnico.com.br. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 12 1.0. INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO – ANÁLISE E INTERPRETAÇÃO DAS SONDAGENS Para os projetos de engenharia, deve ser feito um reconhecimento dos solos envolvidos para sua identificação, avaliação de seu estado e, eventualmente, para amostragem visando à realização de ensaios especiais. Amostragem em taludes, abertura de poços e perfurações no subsolo são os procedimentos empregados com este propósito. 1.1. SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO O método mais comum de reconhecimento do subsolo é a Sondagem de Simples Reconhecimento, que é objeto de uma norma Brasileira, a NBR – 6484. A sondagem consiste essencialmente em dois tipos de operação: perfuração e amostragem. 1.1.1. Perfuração acima do nível d’água A perfuração do terreno é iniciada com trado tipo cavadeira, com 10 cm de diâmetro. Repetidas operações vão aprofundando o furo e o material recolhido vai sendo classificado quanto a sua composição. O esforço requerido para penetração do trado dá uma primeira indicação de consistência ou compacidade do solo, mas uma melhor informação sobre este aspecto será obtida com a amostragem (relatada adiante) que costuma ser feita de metro em metro de perfuração, ou sempre que ocorre mudança de material. Atingida certa profundidade, introduz-se um tubo de revestimento, com duas e meia polegadas de diâmetro, que é cravado com o martelo que será também usado para a amostragem. Por dentro desse tubo, a penetração progride com o trado espiral. 1.1.2. Determinação do nível d’água A perfuração com o trado é mantida até ser atingido o nível d’água, ou seja, até que se perceba o surgimento de água no interior da perfuração ou no tubo de revestimento. Quando isto ocorre, registra-se a cota do nível d’água e interrompe-se a operação, aguardando-se para determinar se o nível se mantém na cota atingida ou se ele se eleva no tubo de revestimento. Se isto ocorrer, é indicação de que a água estava sob pressão. Aguarda-se o nível d’água ficar em equilíbrio e registra-se a nova cota. A diferença entre esta e a cota em que foi encontrada a água indica a pressão a que está submetido o lençol. Níveis d’água sob pressão são bastante comuns, principalmente em camadas de areias recobertas por argilas que são muitos menos permeáveis. A informação referente à pressão do lençol é bastante importante, pois estas pressões interferem, por exemplo, na estabilidade de escavações que se façam neste solo. Algumas vezes, ocorre mais do que um lençol d’água. São lençóis suspensos em camadas argilosas. Cada um destes lençóis deve ser detectado e registrado. A data em que foi determinado o lençol também deve ser anotada, pois o nível d’água, geralmente varia durante o ano. 1.1.3. Perfuração abaixo do nível d’água Depois de atingido o nível d’água, a perfuração pode prosseguir com a técnica de circulação de água, também conhecida como percussão e lavagem. Uma bomba d’água motorizada injeta água na extremidade inferior do furo, através de uma haste de menor diâmetro, por dentro do tubo de revestimento. Na extremidade deste, existe um trépano com ponta afiada e com dois orifícios pelos quais a água sai com pressão (Figura 1.1 e Foto 1.1). A haste interna é repetidamente levantada e deixada cair de cerca de 30 cm. A sua queda é acompanhada de um movimento de rotação imprimido manualmente pelo operador. Estas ações provocam o destorroamento do solo no fundo da perfuração. Simultaneamente, a água injetada Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 13 pelos orifícios do trépano ajuda a desagregação e, ao retornar à superfície, pelo espaço entre a haste interna e o tubo de revestimento, transporta as partículas do solo que foram desagregadas. Figura 1.1 – Trépano de lavagem (NBR 6484 / 2001). Foto 1.1 – Trépano de lavagem (http://www.contenco.com.br). De metro em metro, ou sempre que se detectar alteração do solo pelos detritos carreados pela água de circulação, a operação é suspensa e realiza-se uma amostragem. O material em suspensão trazido pela lavagem não permite boa classificação do solo, mas mudanças acentuadas do tipo de solo são detectáveis. A perfuração por lavagem é mais rápida do que pelo trado. Ela é geralmente empregada abaixo do nível d’água porque acima dele estaria alterando a umidade do solo e, conseqüentemente, as condições de amostragem. 1.1.4. Amostragem de solos Para a amostragem, utiliza-se um amostrador padrão, que é constituído de um tubo com 50,8 mm (duas polegadas) de diâmetro externo e 34,9 mm de diâmetro interno, com a extremidade cortante biselada. A outra extremidade, que é fixada à haste que a leva até o fundo da perfuração, deve ter dois orifícios laterais para saída de água e ar, e uma válvula constituída por uma esfera de aço. A Figura 1.2 e Foto 1.2 e 1.3 ilustram o amostrador. Figura 1.2 - Dimensões do corpo do amostrador tipo raymond de 50,8 mm (NBR 6.484 / 2001). Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 14 Foto 1.2 - Amostrador-padrão de parede grossa “Raymond” (NBR 6.484 / 2001) – Fechado. Foto 1.3 - Amostrador-padrão de parede grossa “Raymond” (NBR 6.484 / 2001) – Aberto. O amostrador é conectado à haste e apoiado no fundo da perfuração. A seguir, é cravado pela ação de uma massa de ferro fundido (chamada martelo) de 65 kg. Para a cravação, o marteloé elevado a uma altura de 75 cm e deixado cair livremente. O alteamento do martelo é feito manualmente ou por meio de equipamento mecânico, através de uma corda flexível ou cabo de aço que passa por uma roldana existente na parte superior do tripé. A cravação do amostrador no solo é obtida por quedas sucessivas do martelo, até a penetração de 45 cm. Ver Figura 1.3. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 15 Roldana Tripé Peso de 65 kg Corda ou cabo de aço Sarilho Operação Manual ou Mecânica Ressalto Haste Furo de 2 1/2" Barrilete A ltu ra de qu ed a = 75 cm Figura 1.3 – Esquema de perfuração por percussão e amostragem. A mostra colhida é submetida a exame táctil-visual e suas características principais são anotadas. Estas amostras são, então, guardadas em recipientes impermeáveis para análises posteriores. 1.1.5. Resistência à penetração - SPT Ainda que o exame da mostra possa fornecer uma indicação da consistência ou compacidade do solo, geralmente a informação referente ao estado do solo é considerada com base na resistência que ele oferece à penetração do amostrador. Durante a amostragem, são anotados os números de golpes do martelo necessários para cravar cada trecho de 15 cm do amostrador. Desprezam-se os dados referentes ao primeiro trecho de 15 cm e define-se resistência à penetração como sendo o número de golpes necessários para cravar 30 cm do amostrador, após aqueles primeiros 15 cm. A resistência à penetração é também referida como o número N do SPT ou, simplesmente, como SPT do solo, sendo o SPT as iniciais de “Standard Penetration Test”. Quando o solo é tão fraco que a aplicação do primeiro golpe do martelo leva a uma penetração superior a 45 cm, o resultado da cravação deve ser expresso pela relação deste golpe com a respectiva penetração. Por exemplo, 1/58. Em função da resistência à penetração, o estado do solo é classificado pela compacidade, quando areia ou silte arenoso, ou pela consistência, quando argila ou silte argiloso. Estas classificações são apresentadas na Tabela 1.1, de acordo com a norma NBR 6484/2001 e com a proposta original de Terzaghi. As diferenças decorrem do fato da energia de cravação do amostrador ser diferente no Brasil e nos Estados Unidos, em virtude, principalmente, da maneira diferente como o martelo é acionado. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 16 Tabela 1.1 - Estados de compacidade e de consistência dos solos (NBR 6484 / 2001). Observação 1.1: Como forma de resumo, tem-se que a sondagem a percussão SPT é um procedimento geotécnico de campo, capaz de amostrar o subsolo. Quando associada ao ensaio de penetração dinâmica (SPT), mede a resistência do solo ao longo da profundidade perfurada de forma que ao se realizar uma sondagem pretende-se conhecer principalmente: a) o tipo de solo atravessado pela retirada de uma amostra deformada, a cada metro perfurado; b) a resistência (N) oferecida pelo solo à cravação do amostrador padrão, a cada metro perfurado; c) a posição do nível ou dos níveis d’água, quando encontrados durante a perfuração. Observação 1.2: São muitas as maneiras de se relacionar os números do SPT, obtidos na sondagem à percussão, com a resistência do solo. Uma maneira bastante rápida de se correlacionar esses valores é usando a fórmula empírica a seguir: 1−= Nadmσ (kgf/cm2) Onde: admσ é a tensão admissível à compressão do solo, também denominada “taxa do solo”; e, N é o número de golpes para cravar os últimos 30 cm, ou SPT. Como exemplo, ao se ter o valor do SPT igual a 10 (N = 10), tem-se para a tensão admissível: 1−= Nadmσ → 110 −=admσ 2/)116,3( cmkgfadm −=σ → 2/16,2 cmkgfadm =σ ou 2/6,21 mtonadm =σ Observação 1.3: Outra forma bastante utilizada é dividir o valor do SPT por 3; 4 ou 5, dependendo se o solo for areia, silte ou argila, respectivamente, e assim tem-se a resistência do solo em kgf/cm2. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 17 1.1.6. Apresentação dos resultados Os resultados são apresentados em perfis do subsolo, como se mostra nas Figura 1.4 e 1.5, onde são apresentadas as descrições de cada solo encontrado, as cotas correspondentes a cada camada, a posição do nível d’água (ou níveis d’água) a sua eventual pressão, a data em que foi determinado o nível d’água e os valores da resistência à penetração do amostrador. Quando não ocorre penetração de todo o amostrador, registra-se o SPT em forma de fração (por exemplo, 30/14, indicando que para 30 golpes houve penetração de 14 cm). Sondagens feitas com proximidade (por exemplo, a cada 20 m) permitem o traçado de seções do subsolo, que ligam as cotas de materiais semelhantes na hipótese de que as camadas sejam contínuas. 1.1.7. Programação de sondagens A programação das sondagens, número, disposição e profundidade dos furos dependem do conhecimento prévio que se tenha da geologia local, do solo e da obra específica para a qual se está fazendo prospecção. Recomendações sobre a programação de sondagens são feitas na norma NBR 8036/1983. Observação 1.4: Recomenda-se também, além das Normas NBR 6484/2001 e 8036/1983, a leitura das Normas NBR 6122/2010; NBR 9603/1986 e NBR 13441/1995. As Fotos 4.4 a 1.11 mostram execução de sondagens e as Figuras 1.4 e 1.5 mostram boletins resultantes da investigação. 1.1.8. Principais Vantagens da Sondagem SPT a) Custo relativamente baixo; b) Facilidade de execução e possibilidade de trabalho em locais de difícil acesso; c) Permite descrever o subsolo em profundidade e a coleta de amostras; d) Fornece um índice de resistência à penetração correlacionável com a compacidade ou a consistência dos solos; e) Possibilita determinação do nível freático (com ressalvas). Rideci Farias. HaroldoParanhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 18 Foto 1.4 – Execução de sondagem. Avanço por lavagem. Foto 1.5 – Execução de sondagem SPT. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 19 Foto 1.6 – Material da lavagem do furo de sondagem. Foto 1.7 – Limpeza do furo de sondagem com o balde. Foto 1.8 - Limpeza do furo de sondagem com o balde. Foto 1.9 – Material da lavagem retirado do furo de sondagem. Foto 1.10 – Solo recuperado no amostrador da sondagem. Foto 1.11 – Solo recuperado no amostrador da sondagem. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 20 Folha n.° 01 Altitude Latitude Longitude Nível do terreno Nível d'água (m) / Data da observacão Inicial: Final: DATA INÍCIO: DATA TÉRMINO: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 8 5 2 Argila siltosa pouco arenosa vermelha úmida Mole 2 2 3 Argila siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 4 Argila siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 5 Argila siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 6 Argila siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 7 Argila siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 8 Argila siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 9 Argila siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 10 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 11 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 2 2 12 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Muito mole 3 4 13 Argila pouco siltosa pouco arenosa com pedregulho de fino a médio vermelha úmida Mole 4 4 14 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Mole 4 7 15 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 10 16 16 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Rija(o) 21 38 17 Areia vermelha à variegada úmida Compacta(o) 41 48 18 Areia vermelha à variegada úmida Muito Compacta(o) 54 58 19 Areia vermelha à variegada úmida Muito Compacta(o) 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Amostrador: Ø Externo = 50,8 mm e Ø Interno = 34,9 mm MÉTODO DE AVANÇO TC - Trado Concha Rideci Farias, DSc. TH - Trado Helicoidal Engenheiro Civil e Geotécnico CA - Circulação de Água CREA 9736/D PA N A n ão en co n tr ad o n o di a 5/ 8/ 20 11 (SPT) 30 cm FI N A IS SPT- 01 Referência: P251-08 Engenheiro Civil e Geotécnico CREA 9649/D DF Consistência/ Compacidade SI M BO LO G IA CLASSIFICAÇÃO DAS CAMADAS PR O FU ND ID AD E (m ) SONDADOR: Elias W% Revestimento: Ø Interno = 2 1/2" Camada Superficial - Argila siltosa vermelha Glanulometria Limite da sondagem = 18,45m (58 golpes / 30 cm) Areia vermelha à variegada, úmida, muito compacta. Haroldo Paranhos, MSc. Cor 4/8/2011 CLIENTE: PENETRAÇÃO GRÁFICO LOCAL: ESCALA: 4/8/2011 NÍ VE L DO LE NÇ O L FR EÁ TI CO ÍNDICE DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO 30 cm IN IC IA IS 30cm INICIAIS 30cm FINAIS NÚMERO DE GOLPES Figura 1.4 - Perfil de uma sondagem realizada em Brasília/DF com N. A. não encontrado. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 21 Folha n.° 01 Altitude Latitude Longitude Nível do terreno Nível d'água (m) / Data da observacão Inicial: Final: DATA INÍCIO: DATA TÉRMINO: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1 4 4 2 Argila pouco siltosa pouco arenoso vermelha úmida Mole 4 4 3 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Mole 4 4 4 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Mole 4 4 5 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Mole 5 6 6 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 6 6 7 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 6 7 8 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 7 7 9 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 6 7 10 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 7 7 11 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 6 6 12 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 7 7 13 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 7 8 14 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 8 8 15 Argila pouco siltosa pouco arenosa vermelha úmida Média(o) 25 25 16 Silte argiloso pouco arenoso variegado úmido Dura(o) 26 28 17 Silte argiloso pouco arenoso variegado úmido Dura(o) 40 52 18 Silte argiloso pouco arenoso variegado úmido Dura(o) 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Amostrador: Ø Externo = 50,8 mm e Ø Interno = 34,9 mm MÉTODO DE AVANÇO TC - Trado Concha Rideci Farias, DSc. TH - Trado Helicoidal Engenheiro Civil e Geotécnico CA - Circulação de Água CREA 9736/D PA N A en co n tr ad o a 13 ,7 0m da " bo ca " do fu ro em 24 /0 1/ 20 09 Limite da sondagem = 17,45 m (52 golpes / 30 cm) CLIENTE: PENETRAÇÃO GRÁFICO LOCAL: ESCALA: 23/1/2009 NÍ VE L DO LE NÇ O L FR EÁ TI CO ÍNDICE DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO 30 c m IN IC IA IS SPT- 02 TC 30cm INICIAIS 30cm FINAIS Consistência/ Compacidade NÚMERO DE GOLPES Haroldo Paranhos, MSc. Cor W% Revestimento: Ø Interno = 2 1/2" Camada Superficial - Argila vermelha, pouco siltosa, pouco arenosa. 30 c m FI N A IS -13,50m -13,70m 23/1/2009 SONDADOR: Hildeman Referência: P251-08 CLASSIFICAÇÃO DAS CAMADAS Engenheiro Civil e Geotécnico CREA 9649/D DF PR O FU ND ID A DE (m ) SI M B O LO G IA Glanulometria (SPT) Figura 1.5 - Perfil de uma sondagem realizada em Brasília/DF com N. A. encontrado. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 22 1.2. Sondagem de Penetração Estática – “Cone Penetration Test” (CPT) - NBR 12069 Esta sondagem recebe também o nome de sondagem com cone holandês, por ter sido criada, na década de trinta, no Laboratório de Mecânica dos Solos de Delf, na Holanda. O equipamento utilizado consta de hastes emendáveis que apresentam em sua ponta um cone com ângulo de 60º e uma área de 10 cm2. A penetração do cone é contínua, a uma velocidade de 2 cm/s. O esforço necessário para a penetração do cone no solo é registrado continuamente. Os valores registrados medem tanto a resistência de ponta (qc) como o atrito lateral. A grande vantagem deste tipo de sondagem, em relação à de percussão, é que os resultados são apresentados ao longo de toda a profundidade da sondagem, ininterruptamente, ao contrário da percussão que mede o número de golpes em 30 cm de cada metro. Os resultados obtidos na sondagem com cone recebem o nome de CPT (“Cone Penetration Test”). Nos equipamentos mais modernos, o cone é elétrico, permitindo que os resultados sejam registrados em um gráfico simultaneamente à realização da sondagem. Um dos problemas apresentados por este tipo de sondagem é a possibilidade de desvio do cone durante a penetração no solo. Por isso, a Norma Brasileira recomenda o uso de inclinômetro, aparelho que mede ângulos, para profundidades acima de 25 metros. Experiências têm mostrado que não são obtidos resultados satisfatórios quando a sondagem é realizada em argilas muito moles. No Brasil, essa modalidade de sondagem ainda não é muito comum, mas vem se desenvolvendo bastante e não é de duvidar que, em um futuro próximo, substitua a sondagem à percussão. As Figuras 1.6 a 1.11 mostram o ensaio e tipos de penetrômetros. Já as Fotos 1.12 a 1.16 mostram o cone, bem como a montagem para execução do ensaio. Figura 1.6 – Ensaio CPT (a) princípio de funcionamento e (b) vista de um equipamento (desenvolvido pela COPPE / UFRJ com a GROM – Automação e Sensores) Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 23 Figura 1.7 – Penetrômetros para CPT (a) Delft, (b) Begemann, (c) cone elétrico (FUGRO, tipo subtração) e (d) piezocone (COPPE / UFRJ, modelo 2), estando indicados: (1) luva de atrito; (2) anel de vedação de solo; (3) anel de vedação de água; (4) célula de carga total; (5) célula de carga de ponta; (8) transdutor (medidor) de poro-pressão; (9) elemento poroso. Figura 1.8 – Ponteira mecânica (Begemann) com luva de atrito lateral (dimensões em mm). Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 24 Figura 1.9 – Resumo de execução da sondagem CPT (Pini). A Figura 1.10 mostra um perfil típico do ensaio CPTu. Figura 1.10 – Perfil típico de um ensaio CPTu. Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 25 Figura 1.11 – Esquemático da execução do ensaio CPT. Foto 1.12 – Cone instrumentado para CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro-pressão). Foto 1.13 – Cone instrumentado para CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro-pressão). Foto 1.14 – Ponteira cônica do cone CPT. Foto 1.15 – Caminhão dotado para execução de ensaio CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro- pressão). Foto 1.16 – Maquinário em esteira dotado para execução de ensaio CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro-pressão). Rideci Farias. Haroldo Paranhos. Engenheiro Civil e Geotécnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotécnico, M. Sc. CREA/ PA 9736 – D. CREA/DF 9649 – D. Engenharia de Fundações – 1º Semestre de 2018 26 1.2.1. Relação entre os resultados do CPT e SPT Na sondagem, se a opção for pelo CPT, deve-se fazer a conversão para o SPT, para se determinar a resistência do solo usando as fórmulas e tabelas usuais. A Tabela 1.2, proposta por Danzinger e Velloso, fornece os valores de k que relaciona o número de golpes do SPT à resistência de ponta (qc) fornecida pela sondagem CPT. Para se fazer a transposição dos valores de qc para N, usa-se a seguinte relação: k qN c= Observar que para entrar nessa relação o valor de qc deverá ser expresso em MPa (Mega Pascal). Tabela 1.2 – Valores sugeridos de k
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