slide Geotecnia

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

GEOTECNIA 
Universidade Federal do Cariri
Campus Juazeiro do Norte
Disciplina: Introdução a Engenharia Civil
Curso: Engenharia Civil
Equipe 4: -Gabriel Vieira Ribeiro -Mateus Florencio Sousa
 -José Igor Noronha Sousa -Marcos Antonio Ferreira Barroso Filho
 -Klinsmann Bezerra Rabelo -Marlon Anderson Leandro Lima Filho
 -Levy Felipe S. Saldanha -Victor Ardiles de Lima Oliveira
 
 Professor: Paulo Fernando
Juazeiro do Norte – CE
26 de Junho de 2017
Definições
Solo;
Mecânica Dos Solos;
Engenharia Dos Solos;
Engenharia Geotécnica.
Contexto Histórico
A Engenharia Geotécnica antes do século XVIII:
Rio Nilo, Tigre, Eufrates, Huang Ho e Indo.
Torre Garisenda construída na Bolonha, Itália
Divisão do Período de 1700 a 1927
Pré-clássico(1700 a 1776);
Mecânica Dos Solos – FASE I(1776 a 1856);
Mecânica Dos Solos – FASE II(1856 a 1910);
Mecânica Dos Solos Moderna(1910 a 1927).
Período Pré-clássico(1700 a 1776)
Engenheiro Francês, Henri Gautier(1660-1737);
Engenheiro Bernard Forest De Belidor(1671-1761);
Mecânica dos Solos – FASE I(1776 a 1856)
Cientista Francês Charles Augustin Coulomb(1736-1806).
Mecânica dos Solos – FASE II(1856 a 1910)
Engenheiro francês Henri Philibert Gaspard Darcy(1803-1858);
Sir George Howard Darwin(1845-1912);
Joseph Valentin Boussinesq(1842-1929).
Mecânica dos Solos Moderna(1910 a 1927)
SUBDIVISÕES DA GEOTECNIA
TOPOGRAFIA 
ESTUDO DOS SOLOS
FUNDAÇÕES
Altimetria
 Altimetria é a técnica para medir distância e ângulos verticais, que na planta não podem ser representados. Para representação é utilizada a vista lateral, corte e elevação. 
Altura de um Ponto
 Distância vertical de um ponto na superfície terrestre até uma superfície de referência. 
Cota:
Distância vertical de um ponto na superfície terrestre até uma superfície de referência.
Altitude:
Distância de um ponto qualquer no plano em relação ao nível do mar.
Diferença de nível:
Diferença na altura entre dois pontos.
Referência de nível: 
São pontos no terreno, nos quais são colocadas as altitudes e as coordenadas geográficas.
Representação 
Representação Gráfica do Relevo 
Apresenta duas características essenciais, que são a tridimensionalidade e a continuidade. Pode ser expressa em um espaço tridimensional com coordenadas x, y, z.
Curvas de nível: Representação do relevo através de linhas curvas e fechadas formadas a partir da intersecção imaginária dos planos.
Representação 
Obtenção de Curvas de Nível
Nos mapas ou cartas topográficas, as curvas de nível são representadas a partir de informações obtidas de restituição aerofotogramétrica ou por imagens de satélite.
Medidas de Distância
Medida direta:
Medida feita quando o instrumento de medida é colocado diretamente sobre o solo.
Principais equipamentos:
Diastímetros;
Piquetes;
Estacas testemunhas;
Balizas;
Nível de mangueira;
Nível de cantoneira;
Diastímetros
Piquetes
Estacas Testemunhas
Balizas
Nível de Cantoneira 
Nível de Mangueira
Medidas Indiretas
Também chamada de taqueometria; é a medição feita com a obtenção do valor da distância através de cálculos trigonométricos.
Principais Instrumentos
Níveis ópticos; 
 
Estação total;
Nível Óptico
Estação Total
Níveis Ópticos
Estação Total
Planimetria
A Planimetria é a parte da Topografia que estuda os métodos e procedimentos que serão utilizados na representação do terreno, sem a preocupação com o relevo.
Como é feita a Planimetria Topográfica?
As projeções planas são obtidas em função da distância entre os vértices de um alinhamento e o azimute ou rumo, magnético ou geográfico, deste mesmo alinhamento
A projeção em “X” é a representação da distância entre os dois vértices do alinhamento sobre o eixo das abscissas e a projeção em “Y” a representação da mesma distância no eixo das ordenadas.
Cálculo de Azimutes a Partir de Coordenadas Planimétricas de Dois Pontos
Conhecendo-se as coordenadas planimétricas de dois pontos é possível calcular o azimute da direção formada entre eles. 
Azimute de uma direção é medido a partir do Norte, no sentido horário, varia de 0º a 360º e consiste no ângulo formado entre a meridiana de origem que contém os Polos, magnéticos ou geográficos, e a direção considerada.	
Para realizar posterior análise de quadrante, é importante que DX e DY sejam obtidos fazendo-se sempre a coordenada do segundo ponto menos a coordenada do primeiro.
Fórmulas
TÉCNICAS DE LEVANTAMENTO PLANIMÉTRICO
A poligonação é um dos métodos mais empregados para a determinação de coordenadas de pontos em Topografia, principalmente para a definição de pontos de apoio planimétricos. 
Uma poligonal consiste em uma série de linhas consecutivas onde são conhecidos os comprimentos e direções, obtidos através de medições em campo
O levantamento de uma poligonal é realizado através do método de caminhamento, percorrendo-se o contorno de um itinerário definido por uma série de pontos, medindo-se todos os ângulos, lados e uma orientação inicial. 
A partir destes dados e de uma coordenada de partida, é possível calcular as coordenadas de todos os pontos que formam esta poligonal.
Levantamento da Poligonal
Um dos elementos necessários para a definição de uma poligonal são os ângulos formados por seus lados. 
A medição destes ângulos pode ser feita utilizando técnicas como pares conjugados, repetição ou outra forma de medição de ângulos. 
Normalmente são determinados os ângulos externos ou internos da poligonal.
É possível ainda realizar a medida dos ângulos de deflexão dos lados da poligonal.
Ensaios de caracterização do solo:
Ensaio de Adensamento 
Ensaio de Compactação
Ensaio de Granulometria
Sondagem 
1. Ensaio de Adensamento
1.1 Objetivo:
Realização do ensaio de adensamento em corpo de prova indeformado de solo. Construção de curvas que relacionam deformações com o tempo e índices de vazios com pressões.
1.2 Material utilizado: 
1.2.1 – Prensa 
1.2.2 – Extensômetro mecânico
1.2.3 – Jogos de pesos
1.2.4 – Cronômetro 
Prensa
Extensômetro Mecânico
Jogo de pesos
Cronômetro
1.3 Procedimento:
- Preparação do Corpo de Prova 
- Aplica-se uma determinada (pressão) no corpo de prova e realizam-se leituras no extensômetro nos instantes 15 e 30s, 1, 2, 4, 8, 15, 30 min.
- Dobra-se a carga aplicada e procede-se como descrito anteriormente. 
- Cálculos 
Índice de Vazios num instante qualquer: e = h/hs - 1, sendo hs = ho /(1+eo), onde: 
e - índice de vazios;
h - altura do corpo de prova no dado instante; 
hs - altura reduzida do corpo de prova (altura de sólidos); 
ho - altura inicial do corpo de prova; 
eo- índice de vazios inicial. - Pressão Aplicada= Carga aplicada/Área do corpo de prova. 
2. Ensaio de Compactação
2.1 Objetivo:
Proceder a realização do ensaio de compactação tipo Proctor Normal, com a reutilização do solo, para a obtenção de sua curva de compactação.
2,2 Material Utilizado:
2.2.1 Almofariz;
2.2.2 Peneira (4,8mm);
2.2.3 Balança; Molde cilíndrico;
2.2.4 Soquete cilíndrico;
2.2.5 Extrator de amostras;
2.2.6 Cápsulas para determinação de umidade
2.2.7 Estufa
Amofariz
Peneira 4.8mm
Molde Cilíndrico
Balança
Soquete Cilíndrico
Extrator de amostras de solo
Cápsula 
Estufa
2.3 Procedimento
Preparação da amostra;
Compacta-se a amostra no molde cilíndrico em 3 camadas iguais (cada uma cobrindo aproximadamente um terço do molde)
Retira-se a amostra do molde com auxílio do extrator, e partindo-a ao meio, coleta-se uma pequena quantidade para a determinação da umidade.
Desmancha-se o material compactado até que possa ser passado pela peneira (4,8mm),
misturando-o em seguida ao restante da amostra inicial (para o caso de reuso do material); 
Adiciona-se água à amostra homogeneizando-a (normalmente acrecenta-se água numa quantidade da órdem de 2% da massa original de solo, em peso). Repete-se o processo pelo menos por mais quatro vezes. 
Cálculos:
Peso específico úmido: γ = [(Peso Cilindro + Solo Úmido) - (Peso Cilindro)]/(Volume Cilindro) 
Peso específico seco: γd = (γ .100)/(100 + w) 
Peso específico seco em função do grau de saturação: γd = (Sr.γs.γw)/(w.γs+Sr.γw)
3. Ensaio de Granulometria
3.1 Objetivo:
O objetivo primordial do ensaio de granulometria é obter a curva granulométrica de um solo. Através da curva granulométrica pode-se estimar as percentagens (em relação ao peso seco total), correspondentes a cada fração granulométrica do solo. 
3.2 Material Utilizado:
3.2.1 Jogo de peneiras (50; 38; 25; 19; 9,5; 4,8; 2,4; 1,2; 0,6; 0,42; 0,30; 0,15; 0,075mm);
3.2.2 Cápsulas;
3.2.3 Balança;
3.2.4 Agitador de peneiras;
3.2.5 Estufa
Jogo de peneiras
Cápsula 
Balança
Agitador de Peneiras
Procedimento
- Preparação da Amostra
- Lavagem do Material na peneira 2mm
- Peneiramento Grosso
Pesar a amostra retida em cada peneira
- Peneiramento Fino
Pesar a amostra em cada peneira
- Cálculos
Peneiramento Grosso: PR = (MR/MTS).100
Peneiramento Fino: Pr = (Mr/MSPF).100 
Argila < 0,005mm
Silte 0,005 até 0,075mm
Areia fina 0,075 até 0,18mm
Areia Média 0,18 até 0,42mm
Areia Grossa 0,42 até 2mm
Pedregulho 2mm até 76mm
4. Ensaio de Sondagem 
4.1 Objetivo: é um processo de exploração e reconhecimento do solo, usado normalmente para solos granulares, solos coesivos e rochas brandas; largamente utilizado na engenharia civil para se obter subsídios que irão definir o tipo e o dimensionamento das fundações que servirão de base para uma edificação.
4.2 Tipos de Sondagem:
4.2.1 Sondagem SPT 4.2.2 Sondagem á Trado 4.2.3 Sondagem Rotativa
Conforme a NBR 6122/1996 as fundações superficiais são elementos de fundação em que a carga é transmitida ao terreno, predominantemente pelas pressões distribuídas sob a base da fundação, e em que a profundidade de assentamento em relação ao terreno adjacente é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. Incluem-se neste tipo de fundação as sapatas, os blocos, os radiers , as sapatas associadas, as vigas de fundação e as sapatas corridas.
Conforme a NBR 6122/2010, as fundações superficiais são elementos de uma fundação em que a carga é transmitida ao terreno pelas tensões distribuídas sob a base da fundação, e a profundidade assentamento em relação ao terreno adjacente à fundação é inferior a duas vezes a menor dimensão da fundação. 
Fundações superficiais (rasas)
Tipos de fundações
Sapata
Tipo de fundação constituída de concreto armado com base quadrada, retangular ou trapezoidal. Assim, a tensão da fundação é projetada para armadura e não pelo concreto.
Radier
Tipo de fundação formado por concreto armado ou não armado ligado diretamente com o terreno, assim recebendo a carga da superfície e transferindo para o solo.
Blocos
Tipo de fundação cuja função é transferir as cargas das fundações rasas para as profundas.
Cada tipo de fundação é utilizada de acordo com o porte da construção e o tipo de solo que é encontrado. Sendo possível através de uma sondagem do solo.
Sapata Isolada
Projetada pra suportar carga de apenas um pilar ou coluna.
Sapata Corrida
Projetada para suportar qualquer tipo de construção alongada em uma direção única como muros, paredes ou também para suportar uma sequência de pilares ou colunas.
 Sapata Corrida
Sapata Alavancada
Projetada para compensar o momento fletor gerado devido a diferença no centro de gravidade entre as sapatas.
Sapata Associada	
Projetada quando duas sapatas isoladas são sobrepostas. Assim, há a necessidade de construir uma única sapata para dois ou mais pilares ou colunas.
Radier Protendido
Projetado com equipamentos que produzam forças de protensão(armadura ativa) como barras, fios isolados ou cordoalhas. Assim, aumentando a capacidade de sustentar cargas.
Armadura ativa 
aumentam a força de protensão.
Radier Armado	
Formado apenas com concreto armado(armadura passiva). Menos resistente que o protendido.
Bloco de fundação
Fundação que tem a capacidade de transferir as tensões de fundações rasas para profundas.
Fundações Profundas
Estacas metálicas
Tubulão a céu aberto
Definição
Por que “profunda”?
Segundo a NBR 6122/1996.
Definição
Fundação profunda segundo a NBR 6122/1996
Tipos
Estacas, Tubulões e Caixões;
Estacas pré-moldadas;
Estacas moldadas “in-loco”;
Tubulões a céu aberto;
Tubulões pneumáticos (Tubulões a ar comprimido);
Caixões abertos;
Caixões fechados;
Caixões pneumáticos;
Tipos
Estacas Pré-Moldadas
Estacas de madeira
Estacas metálicas
Estacas de concreto
Estacas pré-moldadas de concreto
Estacas Pré-Moldadas
Estacas pré-moldadas metálicas
Estacas Moldadas “In-loco”
Estacas tipo Franki;
Estacas tipo Strauss;
Estacas tipo hélice contínua;
Estacas-raiz
Microestacas
Estacas tipo broca
Estacas escavadas
Tangent piles (pilhas tangentes)
Secant piles (pilhas secantes)
Estacas Moldadas “In-loco”
Estacas de ponta
Estacas de atrito
Estacas mistas
Estacas Moldadas “In-loco”
Etapas do processo referente à estaca hélice contínua
Tubulões a Céu Aberto
Tubulão a céu aberto
Tubulões a Céu Aberto
Tubulão a céu aberto
Tubulões a Ar Comprimido
Tubulão a ar comprimido
Tubulões a Ar Comprimido
Tubulão a ar comprimido
Caixões Abertos
Caixão aberto
Caixões Fechados e Pneumáticos
Principais diferenças
Quase que exclusivos para água
Normas Geotécnicas
Estudo, Projeto e Execução de obras:
 ● NBR-6497 (1983): Levantamento Geotécnico.
Ensaios Laboratoriais:
 ● NBR-6457 (1986): Amostras de Solo – Preparação
para Ensaios de Compactação e Ensaios de 
Caracterização;
 *Necessário consultar: NBR 5734 – Peneiras para
Ensaio – Especificação.
Normas Geotécnicas
 ● NBR-7181 (1984): Solo – Análise Granulométrica; 
 *Necessário consultar: 
 NBR 5734 – Peneiras para Ensaio – Especificação;
 NBR 6457 – Amostras de Solo;
 NBR 6508 – Determinação da Massa Específica.
 ● NBR-7182 (1986): Solo – Ensaio de Compactação;
 *Necessário consultar:
 NBR 5734 – Peneiras para Ensaio – Especificação;
 NBR 6458 – Grãos de Pedregulho Retidos na Peneira
de 4,8 mm;
 NBR 6508 – Determinação da Massa Específica.
Normas Geotécnicas
Geologia de Engenharia
Ensaio de Compactação 
Normas Geotécnicas
Análise Granulométrica
Normas Geotécnicas
Caracterização do Solo
Peneiramento do Solo
Normas Geotécnicas
Ensaios de Campo, Prospecção e Controle Tecnológico:
 ● NBR-6484 (2001): Solo – Sondagens de Simples 
Reconhecimento com SPT – Método de Ensaio
 *Necessário consultar:
 NBR 6502 (1995) – Rochas e Solos – Terminologia;
 NBR 7181 (1984) – Solo – Análise Granulométrica;
 NBR 8036 (1983) – Programação de Sondagens de 
Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações de 
De Edifícios – Procedimento;
 NBR 13441 (1995) – Rochas e Solos – Simbologia. 
Normas Geotécnicas
● NBR-7250 (1982): Identificação de Amostras de Solos
Obtidas em Sondagens de Simples Reconhecimento 
Dos Solos.
 *Necessário consultar:
 NBR 6484 – Solo – Sondagens de Simples Reconhecimento 
com SPT – Método de Ensaio; 
 NBR 6502 – Rochas e Solos – Terminologia.
Normas Geotécnicas
Sondagem de simples
Resultado (Valor) da Sondagem
Curiosidades e o papel do profissional formado em engenharia civil no campo da geotecnia
Pode-se dizer que a carreira de engenheiro geotécnico existe há mais de 80 anos. O marco inicial
de sua história se deu em 1925, com a publicação do trabalho Erdbaumechanik, que lançou as bases do conhecimento em Mecânica dos Solos.
O campo de atuação do engenheiro geotécnico vem se ampliando. Uma das áreas de destaque, é a ambiental, com atribuições de investigação do nível de contaminação de solos e elaboração de projetos de tratamento dos terrenos.
Principal atuação: No segmento imobiliário clássico, os serviços desse profissional são solicitados principalmente nas etapas iniciais da obra. É ele quem coordenará as atividades de investigação do solo, terraplanagem, escavações, contenções, projeto e execução de fundações, entre outros.
Outras áreas de atuação: Mapeamento Geotécnico e Cartas de Risco:Desenvolvimento de metodologias voltadas à orientação de uso e ocupação ordenada do meio físico.
Principais funções:
1 – Escavações:Todas as obras de engenharia civil necessitam de algum tipo de movimento de terra
2 – Investigação e Análise Geotécnica:Nas sondagens de áreas, o engenheiro geotécnico é responsável por identificar as camadas do solo
3 – Taludes e Contenções:Para terrenos acidentados, o geotécnico pode projetar e construir muros de contenção ou taludes naturais, de acordo com a situação e as necessidades de utilização da área
4 – Barragens e Obras Hídricas:O geotécnico apresenta soluções para a construção de barragens, principalmente quando construídas com terra
5 – Vias e Estradas:O geotécnico direciona os serviços de corte e aterro necessários à instalação do grade da rodovia, em especial, nos casos em que a rodovia passa por serras, chapadas, ou qualquer outra formação em aclive/declive
O caminho para chegar à Engenharia Geotécnica:
é primeiro adquirir certa experiência em canteiro,a experiência do profissional é muito valorizada pelo mercado.A realização de cursos de atualização e pós-graduação em geotecnia é indispensável.Essa base teórica e prática irá compor os fundamentos da carreira do engenheiro geotécnico. Por isso, o profissional deve focar sua formação básica em disciplinas como geologia, mecânica dos solos e obras de terra, fundações, estabilidade da construção e estruturas de aço e concreto armado. Com essas ferramentas, será mais fácil lidar com os desafios que surgirão no dia-a-dia.
SALÁRIO MENSAL :
PODE VARIAR DE 5.OOO A 9.300
SALÁRIO MÉDIO :
7.300 
Referências
www.escolaengenharia.com.br/nocoes-basicas-de-fundacoes/
www.escolaengenharia.com.br/radier/
techne.pini.com.br/engenharia-civil/185/radier-protendido-285959-1.aspx
www.geotecnia.ufba.br
Fundamentos de Engenharia Geotécnica – Barja M. 6ª edição
geotecnia.ufsc.br/portugues/novidades/normasgeotecnicas.html