Notas de aulas parte 3 (Mec. Solos I)

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Notas de aulas de Mecânica dos Solos I (parte 3) 
 
 
 
 
Helio Marcos Fernandes Viana 
 
 
 
 
Tema: 
 
Prospecção e amostragem de solos (2.
o
 parte) 
 
 
Conteúdo da parte 3 
 
3 Processos (ou métodos) de prospecção do subsolo (continuação) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2 
3 Processos (ou métodos) de prospecção do subsolo (continuação) 
 
3.3.4 Ensaio pressiométrico 
 
 
 O ensaio pressiométrico, que explora o subsolo, é realizado com uso de uma 
sonda cilíndrica, que se dilata (ou expande) devido a aplicação de água sobre 
pressão, tal sonda é denominada pressiômetro. 
 
 Existem 3 (três) tipos de pressiômetros, que são usados no ensaio 
pressiométrico; Os 3 (três) tipos de pressiômetros são classificados de acordo com o 
modo que são instalados no solo; Assim sendo, tem-se: 
 
a) O pressiômetro de perfuração, o qual é instalado em um furo previamente 
aberto; 
b) O pressiômetro autoperfurante, o qual escava o solo durante a sua penetração; 
e 
c) O pressiômetro cravado, o qual é cravado no solo de forma similar ao ensaio do 
cone. 
 
 Neste tópico será considerado o ensaio realizado com o pressiômetro de 
perfuração, que é bastante difundido na literatura. 
 
i) Principio básico de funcionamento, e principais procedimentos do ensaio 
pressiométrico 
 
 O principio básico de funcionamento, e os principais procedimentos do 
ensaio pressiométrico são apresentados como se segue. 
 
a) Uma sonda de forma cilíndrica, denominado pressiômetro, é introduzida em um 
furo de sondagem previamente aberto; 
b) Posteriormente, aplica-se água sob pressão no pressiômetro, o que causa 
aumento do volume do pressiômetro e produz uma pressão no solo nas paredes do 
furo. A atuação da pressão radial do pressiômetro no solo causa o aumento da 
cavidade cilíndrica do furo em torno do pressiômetro; 
c) Durante o ensaio, a pressão é aplicada no pressiômetro em estádios (ou 
estágios); 
d) A cada estádio de pressão aplicada no pressiômetro são feitas leituras em um 
volumímetro de água para 15, 30 e 60 segundos; 
e) A partir das leituras do volume de água injetada no pressiômetro à cada estádio 
de pressão, é possível traçar a curva: Pressão aplicada ao solo versus Volume de 
água injetada no pressiômetro; 
 
OBS. As leituras feitas no volumímetro de água para plotar (ou traçar) a curva 
anterior correspondem às leituras de 60 segundos para cada estádio (ou estágio) de 
pressão. 
 
f) A partir da curava Pressão aplicada ao solo versus Volume de água injetada no 
pressiômetro é possível obter o módulo de elasticidade do solo que é útil para os 
projetos de engenharia. 
 
 3 
OBS. Durante o ensaio, as pressões radiais geradas pelo pressiômetro causam 
deformações no solo ao redor do pressiômetro, até a ruptura do solo. 
 
ii) Principais equipamentos empregados no ensaio pressiométrico 
(considerando-se o ensaio com pressiômetro de perfuração) 
 
 Os principais equipamentos empregados no ensaio pressiométrico são: 
 
a) Equipamento para abrir o furo de sondagem (Ex: Trado manual); 
b) Aparelho medidor de pressão e volume; 
c) Sonda pressiométrica ou pressiômetro de Menard; 
d) Tubulações coaxiais ou tubulações que transportam água sobre pressão do 
aparelho medidor (de pressão e volume) para o pressiômetro; e 
e) Cilindro com gás comprimido. 
 
 A Figura 3.13 ilustra o equipamento usado no ensaio pressiométrico. 
Observa-se que o aparelho medidor de pressão e volume é constituído de 
manômetros e do volumímetro. 
 
 
 
 
Figura 3.13 - Equipamento usado no ensaio pressiométrico 
 4 
iii) Características da curva Pressão aplicada no solo versus Volume de água 
injetada no pressiômetro 
 
 A curva Pressão aplicada no solo versus Volume de água injetada no 
pressiômetro representa o resultado do ensaio pressiométrico. 
 
 A curva Pressão aplicada no solo versus Volume de água injetada no 
pressiômetro pode ser dividida em 4(quatro) fases, as quais são: 
 
a) 1.o (primeira) fase, que é a fase que corresponde à reposição das tensões 
atuantes no solo, as quais atuavam no solo antes do furo de sondagem; 
b) 2.o (segunda) fase, ou fase pseudo-elástica; 
c) 3.o (terceira) fase, ou fase plástica; e 
d) 4.o (quarta) fase, ou fase do equilíbrio limite. 
 
 A Figura 3.14 ilustra uma curva Pressão aplicada no solo versus Volume de 
água injetada no pressiômetro; Onde, são destacadas as 4 (quatro) fases da curva. 
 
 
 
 
Figura 3.14 - Curva Pressão aplicada no solo versus Volume de água injetada 
no pressiômetro; e as 4 (quatro) fases da curva 
 
 
iv) Determinação do módulo de elasticidade do solo através do ensaio 
pressiométrico 
 
 O módulo de elasticidade do solo é obtido na fase pseudo-elástica da curva 
Pressão aplicada ao solo versus Volume de água injetada no pressiômetro. 
 
 
 5 
 O módulo de elasticidade é calculado com base na seguinte equação: 
 
 
 (3.8) 
 
em que: 
 E = módulo de elasticidade do solo (kPa); 
 k = constante que depende das dimensões do pressiômetro (cm3); 
 dp = incremento de pressão (kPa); e 
 dv = incremento de volume (cm3). 
 
Como dp  P e dv  V, então: 
 
 
 (3.9) 
 
em que: 
 E = módulo de elasticidade do solo (kPa); 
 k = constante que depende das dimensões do pressiômetro (cm3); 
 V = VF - V0 = variação de volume lida no gráfico (cm
3); 
 VF = volume final, lido no final da fase pseudo-elástica (cm
3); 
 V0 = volume inicial, lido no início da fase pseudo-elástica (cm
3); 
 P = PF - P0 = variação de pressão lida no gráfico (kPa); 
 PF = pressão final, lida no final da fase pseudo-elástica (kPa); e 
 P0 = pressão inicial, lida no início da fase pseudo-elástica (kPa). 
 
OBS. Com o auxílio de uma régua, o trecho pseudo-elástico da curva pode ser 
facilmente determinado traçando-se uma reta sobre a curva no trecho pseudo-
elástico. 
 
v) Parâmetros do solo que podem ser obtidos através do ensaio 
pressiométrico 
 
 A Tabela 3.3 mostra os parâmetros dos solos, os quais podem ser obtidos a 
partir do ensaio pressiométrico. 
 
Tabela 3.3 - Parâmetros dos solos, os quais podem ser obtidos a partir do 
ensaio pressiométrico 
 
 
 
OBS. O símbolo Ψ é a letra grega “psi”. 
E
G
f'
SU
Y
Símbolo
Móduo de elasticidade do solo
Móduo de cisalhamento do solo
Ângulo de atrito efetivo do solo
Resistência ao cisalhamento não drenada
Ângulo de dilatância
Parâmetros do solo abtidos a partir do 
ensaio pressiométrico
dv
dp
.kE 
V
P
.kE



 6 
3.4 Métodos de prospecção diretos 
 
i) Os principais métodos de prospecção diretos 
 
 Os principais métodos prospecção diretos são: 
 
a) Sondagem de simples reconhecimento, também conhecida como sondagem à 
percussão ou sondagem SPT (Standard Penetration Test); 
b) Poços; 
c) Trincheiras; 
d) Sondagens a trado; 
e) Sondagens rotativas; e 
f) Sondagens mistas (sondagem SPT + sondagem rotativa). 
 
ii) Características dos métodos ou processos de prospecção diretos 
 
 Os métodos de prospecção (ou sondagem) diretos apresentam as seguintes 
características: 
 
a) Nos métodos de prospecção diretos são realizados perfurações no subsolo; 
b) Nos métodos de prospecção diretos é possível uma observação direta das 
camadas de solo, da seguinte forma: 
 
 -> Através de furos de grandes diâmetros; ou 
 -> Através de amostras colhidas de furos de pequenas dimensões. 
 
c) Os métodos diretos permitem obter amostras indeformadas, para se obter 
informações seguras sobre: 
 
 -> O teor de umidade do solo; 
 -> A resistênciaao cisalhamento do solo; e sobre 
 -> A compressibilidade dos solos. 
 
OBS. Amostras são ditas como indeformadas quando conservam a estrutura, a 
textura e a umidade do solo do local onde são colhidas; Ou seja, são amostras que 
sofrem alterações mínimas devido a ação do homem. 
 
d) Os métodos diretos de prospecção permitem: 
 
 -> Delimitar as camadas do subsolo; e 
 -> Determinar o nível do lençol freático (ou nível de água). 
 
 
3.4.1 Sondagem SPT (Standard Penetration Test), também conhecida como 
sondagem à percussão, ou sondagem de simples reconhecimento 
 
i) Introdução 
 
 O SPT é, de longe, o ensaio de prospecção do subsolo mais executado na 
maioria dos países do mundo, e também no Brasil. 
 
 7 
 O SPT é usado principalmente em prospecção do subsolo para fins de 
construção de fundações rasas (sapatas, blocos, etc.) e profundas (estacas e 
tubulões) de edifícios, pontes, etc. 
 
 Dentre as vantagens que apresenta a sondagem SPT, pode-se citar: 
 
a) O baixo custo da sondagem; 
b) A simplicidade de execução da sondagem; 
c) A possibilidade de colher amostras do subsolo; 
d) A possibilidade de determinar a posição do lençol freático; e 
e) A obtenção de informações da consistência (ou firmeza) dos solos, e da 
compacidade (ou compactação) dos solos. 
 
 A sondagem SPT constitui-se em uma medida da resistência dinâmica do solo. 
 
 A sondagem SPT é executada por meio da perfuração do terreno, e é 
acompanhada da retirada de amostras do subsolo. 
 
 A sondagem SPT permite traçar o perfil estratigráfico do solo. 
 
OBS. O perfil estratigráfico é a representação gráfica do perfil do subsolo com suas 
camadas e da cota do nível de água. 
 
ii) Equipamento usado no ensaio SPT 
 
 O equipamento empregado no ensaio, ou sondagem SPT consiste 
principalmente dos seguintes elementos: 
 
a) Tripé; 
b) Roldana; 
c) Martelo de cravação de 65 kgf (ou kg); 
d) Corda; 
e) Hastes para avanço da sondagem; 
f) Amostrador com f (diâmetro) externo de 51 mm; 
g) Trépano de lavagem do furo; 
h) Tanque de água para lavagem do furo; 
i) Apito para determinação do nível de água; e 
j) Bomba d’água para lavagem do furo. 
 
 A Figura 3.15 ilustra o equipamento de sondagem SPT no instante da 
sondagem no furo. 
 
 
 
 
 
 
 8 
 
 
Figura 3.15 - Equipamento de sondagem SPT no instante da sondagem 
 
 
iii) Principais procedimentos do ensaio SPT 
 
 Os principais procedimentos do ensaio SPT são os que se seguem: 
 
a) Abertura de um furo a trado até 1,0 m de profundidade; 
b) Colocação do amostrador na ponta da haste de avanço e iniciar a cravação 
dinâmica do amostrador, com uso do martelo de 65 kgf (ou kg) caindo de uma altura 
de 75 cm; 
c) Então, cravar os primeiros 15 cm do amostrador no solo contando o número de 
golpes; 
d) Na sequência, cravar os 30 cm restantes do amostrador no solo contado o 
número de golpes; 
e) Retirar o amostrador do solo e coletar a amostra de solo do seu interior; Então 
guardar a amostra em saco plástico para enviá-la ao laboratório; 
f) Para o 2.o (segundo) metro de sondagem, utiliza-se o trado ou o trépano de 
lavagem do furo para realizar uma escavação até 2 m de profundidade; 
g) Após escavar até 2 m de profundidade, realiza-se a colocação do amostrador na 
haste, e iniciar a cravação dinâmica do amostrador no solo com uso do martelo de 
65 kgf caindo a 75 cm de altura; 
h) Então, cravar os primeiros 15 cm do amostrador no solo contando o número de 
golpes; 
i) Na sequência, cravar os 30 cm restantes do amostrador contando o número de 
golpes para sua cravação; 
 9 
j) Retirar o amostrador e coletar a amostra de solo do seu interior; Então, guardar a 
amostra em saco plástico para enviá-la ao laboratório; 
l) Continuar a sondagem para o 3.o (terceiro), 4.o (quarto), 5.o (quinto),..., até o n-
ésimo metro de sondagem seguindo procedimentos semelhantes aos descritos do 
item f ao item j, mostrados anteriormente; 
m) Finalizar a sondagem ao se encontrar a camada impenetrável, a qual pode ser 
rocha ou um solo muito duro; e 
n) Com o uso de um apito especial, determina-se o nível de água do lençol freático, 
com leituras após 24 horas da retirada do tubo de revestimento do furo, ou seja, 24 
horas após o fim da sondagem. 
 
OBS(s). 
 A escavação do furo de sondagem pode ser feita pelo trado, ou pela lavagem 
com uso do trépano. 
 A escavação do furo de sondagem a trado só pode ser feita até o nível de água 
(NA). 
 A lavagem do furo com água com uso do trépano pode influenciar na leitura do 
nível de água; por isso recomenda-se a determinação do nível de água após 24 
horas após o término da sondagem. 
 O uso de marcador de giz, na haste de avanço, permite determinar o número de 
golpes para penetração do amostrador no solo a cada 15 cm. 
 No Brasil, o ensaio SPT é padronizado pela NBR 6484. 
 
iv) Amostragem durante a sondagem SPT 
 
 Como descrito anteriormente, a cada metro de profundidade de sondagem 
são colhidas amostras deformadas do solo, com uso do amostrador. 
 
OBS. Amostras deformadas são amostras que sofrem alguma alteração na sua 
textura, estrutura ou umidade devido a ação do homem. 
 
 As amostras coletadas no subsolo são transportadas para o laboratório para 
realização dos ensaios de caracterização dos solos. 
 
OBS (s). 
a) Os ensaios de caracterização dos solos são: 
 
- Peso específico natural; 
- Peso específico dos sólidos; 
- Análise granulométrica; 
- Limite de liquidez (LL); 
- Limite de Plasticidade (LP); e 
- Etc. 
 
b) Para prospecção para fins de fundações, pode-se dispensar os ensaios LL, LP. 
 
 
 A Figura 3.16 ilustra um amostrador, padrão NBR 6484, utilizado no ensaio 
SPT, o qual se abre longitudinalmente para retirada da amostra. 
 
 10 
 
 
Figura 3.16 - Amostrador, padrão NBR 6484, utilizado no ensaio SPT 
 
 
 Destaca-se, no amostrador padrão, da Figura 3.16, que a parte central do 
amostrador é destinada a receber a amostra de solo. E que a ferramenta de pé é 
biselada (ou chanfrada) para facilitar o corte da amostra de solo durante o ensaio. 
 
OBS. Chanfrada = cortada em ângulo. 
 
 A Figura 3.17 ilustra uma sondagem SPT no instante da sua execução, 
percebe-se que o martelo de cravação de 65 Kgf está sendo levantado por dois 
técnicos. Contudo, sabe-se que apenas um técnico já possui força suficiente para 
fazê-lo (levantar o martelo com a corda). 
 
 
 
Figura 3.17 - Sondagem SPT no instante da sua execução 
 
 
v) Índice de resistência à penetração, ou N do SPT 
 
 O índice de resistência à penetração (N) corresponde ao número de golpes, 
do martelo de 65 kgf caindo de 75 cm de altura, necessários para cravação dos 
últimos 30 cm do amostrador padrão no solo. 
 11 
 Durante a sondagem, para cada metro sondado, anota-se o número de 
golpes para penetrar cada 15 cm do amostrador no solo. Assim sendo, ao penetrar 
45 cm do amostrador no solo, o número de golpes necessários para penetrar os 
últimos 30 cm do amostrador será o N (índice de resistência à penetração, ou N do 
SPT). 
 
OBS. Se para uma penetração dos 15 cm iniciais do amostrador padrão, se obter: 
Uma penetração menor ou igual que 15 cm, e o número de golpes do martelo for 
maior ou igual a 30 golpes, pode-se parar a penetração e prosseguir para o próximo 
metro de sondagem;  Sedo que o N do SPT na profundidade sondada é dado pela 
seguinte fórmula: 
 
 
 
 
 
 A Tabela 3.4 ilustra um exemplo de como é feita a determinação do N 
(índice de resistência à penetração) para cada metro de sondagem do subsolo. 
 
 
Tabela 3.4 - Exemplo de determinação do N (índice de resistência à 
penetração) para cada metro de sondagem no subsolo 
 
 
 
 
vi) Momento de interromper a sondagem SPT 
 
 A sondagem SPT deverá ser interrompida nas seguintes situações: 
 
a) Quando, em 3 (três) metros de sondagem sucessivos, for obtidopara os 15 
cm iniciais de penetração do amostrador padrão: 
 
 N (SPT)  30 /15 ; 
 ou seja 
 N (SPT)  30 golpes / 15 cm (de penetração do amostrador). 
 
 
Penetração inicial
1,00 a 1,45 2 / 15 3 / 15 1/ 15 4
2,00 a 2,45 3 / 15 3 / 15 3 / 15 6
3,00 a 3,45 5 / 15 5 / 15 7 / 15 12
4,00 a 4,45 7 / 15 8 / 15 9 / 15 17
5,00 a 5,45 20 / 15 25 / 15 25 / 15 50
6,00 a 6,45 41 / 15 --- --- 41 / 15
7,00 a 7,45 41 / 10 --- --- 41 / 15
8,00 a 8,45 45 / 7 --- --- 45 / 15
N.
o
 de golpes / penetração do amostrador (cm)
Penetração final
Profundidade de 
sondagem (m)
N (SPT)
15
golpesdeNúmero
)SPT(N 
 12 
b) Quando, em 4 (quatro) metros sucessivos, for obtido para os 30 cm iniciais 
de penetração do amostrador padrão: 
 
 N(SPT)  50 / 30 
 ou seja 
 N (SPT)  50 golpes / 30 cm (de penetração do amostrador). 
 
c) Quando, em 5 metros sucessivos, for obtido para os 45 cm de penetração do 
amostrador padrão: 
 
 N(SPT)  50 / 45 
 ou seja 
 N (SPT)  50 golpes / 45 cm (de penetração do amostrador). 
 
 
d) Quando, a lavagem do furo, por circulação de água com trépano, durante 30 
minutos apresentar, para cada 10 minutos de lavagem do furo, um avanço do 
trépano inferior a 5 cm. 
 
OBS(s). 
a) Se o furo de sondagem for impenetrável em uma profundidade menor que 8 m (D 
< 8 m); Então, deve-se deslocar o aparelho 2 m e fazer um novo furo; 
b) Se o novo furo também for impenetrável, a uma profundidade menor que 8 m (D < 
8 m); Então, será feito um terceiro e último furo a 2 m, e a 90o do alinhamento dos 
dois primeiros furos; 
c) D = profundidade de sondagem; 
d) A sondagem SPT chega a alcançar profundidades superiores a 30 m, tem-se 
registro de sondagem SPT de até 55 m de profundidade. Sedo que de acordo ao 
DER-SP, além de 15 m de sondagem o preço do metro sondado aumenta; e 
e) Geralmente, os materiais utilizados para fabricar os equipamentos de sondagem é 
o latão ou o aço inox (ou aço resistente ao ferrugem ou oxidação). 
 
 
vii) Perfil longitudinal do subsolo obtido da sondagem SPT 
 
 O perfil de sondagem SPT deverá conter no mínimo as seguintes 
informações: 
 
a) Cotas superficiais dos furos de sondagem; 
b) Cota do nível de água em cada furo; 
c) Estratos ou camadas que compõem o subsolo; 
d) Consistência ou compacidade de cada camada de solo; 
e) Limites das camadas de solo; 
f) N(SPT) de cada metro sondado; e 
g) Tipo de solo de cada camada de solo (areia, silte, argila, etc.). 
 
 A Figura 3.18 ilustra um exemplo de um perfil longitudinal do subsolo obtido 
a partir de sondagem tipo SPT. 
 
 13 
 
 
Figura 3.18 - Exemplo de um perfil longitudinal do subsolo obtido a partir de 
uma sondagem tipo SPT 
 
 
3.4.1.1 Importantes relações com o índice de resistência a penetração N, ou N 
(SPT) 
 
i) Determinação da compacidade (ou compactação) das areias e siltes 
arenosos a partir do N do SPT 
 
 A Tabela 3.5 mostra a relação existente entre o N do SPT e o grau de 
compacidade das areias e siltes arenosos. 
 
 
Tabela 3.5 - Relação existente entre o N do SPT e o grau de compacidade das 
areias e siltes arenosos 
 
 
 
 
 
 
N ≤ 4 Fofa
5 ≤ N ≤ 8 Pouco compacta
e 9 ≤ N ≤ 18 Medianamente compacta
19 ≤ N ≤ 40 Compacta
N > 40 Muito compacta
Índice de resistência à 
penetração (N)
CompacidadeSolo
Areia
silte arenoso
 14 
ii) Determinação do grau de consistência (ou firmeza) das argilas e siltes 
argilosos a partir do N do SPT 
 
 A Tabela 3.6 mostra a relação existente entre o N do SPT e o grau de 
consistência das argilas e siltes argilosos. 
 
 
Tabela 3.6 - Relação existente entre o N do SPT e o grau consistência das 
argilas e siltes argilosos 
 
 
 
 
 
iii) Relação entre o N do SPT e as pressões admissíveis (ou tensões 
admissíveis) do solo 
 
 De acordo com a NBR 6122 (1996), a pressão admissível de uma fundação 
superficial é uma tensão aplicada por uma fundação superficial no terreno, com duas 
características básicas, as quais são: 
 
a) É uma pressão que provoca apenas recalques que a construção pode suportar 
sem inconvenientes; e 
b) É uma pressão segura contra a ruptura (ou escoamento) do solo. 
 
OBS(s). 
a) Como exemplo de fundação superficial, também chamada de fundação rasa, ou 
direta, tem-se: blocos, sapatas, sapatas associadas, radier, etc.; 
b) Uma fundação é superficial, quando respeita a seguinte relação: 
 
 
em que: 
 D = profundidade de assentamento da fundação em relação ao terreno 
adjacente (ou próximo); e 
 B = menor dimensão as fundação, ou seja, largura da fundação, ou menor 
lado da fundação. 
 
c) O tema fundações superficiais, também chamadas de fundações rasas, ou diretas 
será abordoado em detalhes na disciplina Fundações; e 
d) Com base em Bueno et al. (1985) o termo tensão admissível tem o mesmo 
significado de pressão admissível. 
 
N ≤ 2 Muito mole
3 ≤ N ≤ 5 Mole
e 6 ≤ N ≤ 10 Média
11 ≤ N ≤ 19 Rija
N > 19 Dura
Índice de resistência à 
penetração (N)
ConsistênciaSolo
Argila
silte argiloso
B.2D 
 15 
 A Tabela 3.7 mostra a relação existente entre o N do SPT e a pressão 
admissível do solo de fundação com base na NBR 6122 (1996) e na NBR 6484 
(2001). 
 
 
Tabela 3.7 - Relação existente entre o N do SPT e a pressão admissível do solo 
de fundação com base na NBR 6122 (1996) e na NBR 6484 (2001) 
 
 
 
OBS(s). 
a) O uso da Tabela 3.7 se restringe à fundação para pilares com carga inferior a 
1000 kN (ou 100 toneladas) por pilar; 
b) No caso de solos argilosos ou siltosos, é permitido usar as pressões admissíveis 
da Tabela 3.7, somente, para fundações com área da base até no máximo 10 m2. 
 
 A Tabela 3.8 mostra a relação existente entre o N do SPT e a pressão (ou 
tensão) admissível do solo de fundação, para solos arenosos, de acordo com 
Milititsky e Schnaid (1995). 
 
 Observa-se que B, na Tabela 3.8, é a menor dimensão de uma sapata 
retangular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MPa kgf/cm
2
N > 40 Areias muito compactas 0,5 5
19 ≤ N ≤ 40 Areias compactas 0,4 4
9 ≤ N ≤ 18 Areias medianamente compactas 0,2 2
N > 40 Siltes duros (muito compactos) 0,3 3
19 ≤ N ≤ 40 Siltes compactos 0,2 2
9 ≤ N ≤ 18 Siltes médios (medianamente compactos) 0,1 1
N > 19 Argilas duras 0,3 3
11 ≤ N ≤ 19 Argilas rijas 0,2 2
6 ≤ N ≤10 Argilas médias 0,1 1
N (SPT)
Pressão admissível do solo
Tipo de solo
 16 
Tabela 3.8 - Relação existente entre o N do SPT e a pressão admissível do solo 
de fundação para solos arenosos (Fonte: Modificada de Milititsky 
e Schnaid, 1995) 
 
 
 
 
 A Tabela 3.9 mostra a relação existente entre o N do SPT e a pressão (ou 
tensão) admissível do solo de fundação, para solos argilosos (ou coesivos), de 
acordo com Milititsky e Schnaid (1995). 
 
 Observa-se que B, na Tabela 3.9, é a menor dimensão de uma sapata 
retangular. 
 
Tabela 3.9 - Relação existente entre o N do SPT e a pressão admissível do solo 
de fundação, para solos argilosos (ou coesivos) (Fonte: 
Modificada de Milititsky e Schnaid, 1995) 
 
 
 
 
 De acordo com Caputo (2007), é possível obter valores de pressão 
admissível razoavelmente satisfatórios para argilas com base na seguinte relação: 
 
 (3.10) 
 
ADM = tensão admissível da argila (kgf/cm
2); 
N = índice de resistência a penetração ou N(SPT) do solo; 
B = largura ou menor dimensão da fundação (m); e 
L = comprimento ou maior dimensão da fundação (m). 
B = 0,75 m B = 1,50 m B = 3,0 m
Muito compacta N > 50 > 6 > 5 > 4,5
Compacta 30 < N ≤ 50 3 - 6 2,5 - 5 2 - 4,5
Median. compacta 10 < N ≤ 30 1 - 3 0,5 - 2,5 0,5 - 2
Pouco compacta 5 ≤ N ≤ 10 0,5 - 1 < 0,5 < 0,5
FofaN < 5
Provável pressão admssível (kgf/cm2)
N (SPT)
 a estudar
Compacidade
B = 0,75 m B = 1,50 m B = 3,0 m
Dura N > 30 5 4,5 4
Muito rija 15 < N ≤ 30 2,5 - 5 2 - 4,5 1,5 - 4
Rija 8 < N ≤ 15 1,25 - 2,5 1 - 2 0,75 - 1,5
Média 4 < N ≤ 8 0,75 - 1,25 0,5 - 1 0,25 - 0,75
Mole 2 ≤ N ≤ 4 0,25 - 0,75 < 0,5 ---
Muito mole N < 2 a estudar
Provável pressão admssível (kgf/cm2)
N (SPT)Consistência
 17 
iv) Relação entre o N do SPT e o recalque elástico de fundações em solos 
arenosos 
 
 De acordo com o método de Burland et al. (1977) apud Schnaid (2005), 
sendo: 
 
 máx = recalque elástico máximo da fundação (mm); 
 q = pressão aplicada ao solo pelo elemento de fundação (kN/m2); e 
 B = largura (ou menor lado) da fundação (m). 
OBS. O símbolo  é a letra grega “ro” 
 
 Então, o recalque máximo para solos arenosos pode ser calculado como se 
segue: 
 
a) O recalque para areias fofas (com N ≤ 8) será: 
 
 
 (3.11) 
 
 
b) O recalque para areias medianamente compactas (com 9 ≤ N ≤ 18) será: 
 
 
 (3.12) 
 
 
c) O recalque para areias compactas (com 19 ≤ N ≤ 40) será: 
 
 
 (3.13) 
 
 
OBS(s). 
a) Nas relações anteriores o valor de B (largura da fundação) varia até no máximo 
12 m; e 
b) Recalques elásticos são recalques que ocorrem logo após a aplicação da carga 
sobre o solo. 
 
v) Recalque elástico imediato máximo para sapatas sobre solos homogêneos 
 
 De acordo com Bueno et al. (1985), o recalque elástico imediato máximo de 
sapatas sobre solos homogêneos podem ser calculados pela seguinte expressão: 
 
 [
( )
 
] (3.14) 
 
em que: 
máx = recalque elástico imediato máximo sobre solos homogêneos (cm); 
Cd = fator forma, que é o fator que leva em conta a geometria da área carregada; 
 = tensão aplicada pela fundação na superfície do solo (carregamento do pilar 
dividido pela área da base da fundação) (kgf/cm2); 
)B.32,0.(q 3,0máx 
)B.07,0.(q 3,0máx 
)B.035,0.(q 3,0máx 
 18 
B = largura ou menor dimensão da fundação (cm); 
 = coeficiente de Poisson da camada de solo; e 
E = módulo de elasticidade do solo (Kgf/cm2). 
 
 A Tabela 3.10 mostra os valores do fator forma da sapata, considerando-se 
sapatas de diversas geometrias, e a Figura 3.19 mostra a fórmula para cálculo do 
fator forma baseado em uma regressão não linear. 
 
 
Tabela 3.10 - Valores do fator forma da sapata, considerando-se sapatas de 
diversas geometrias (Bueno et al.,1985) 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.19 - Fórmula para cálculo do fator forma da sapata baseado em uma 
regressão não linear 
Circular 1,00
Quadrada 1,12
Retangular e L/B = 1,5 1,36
Retangular e L/B = 2 1,52
Retangular e L/B = 3 1,78
Retangular e L/B = 5 2,10
Retangular e L/B = 10 2,53
Retangular e L/B = 100 4,00
Tipo de Sapata Fator Forma (Cd)
OBS(s). B = largura ou menor dimensão da sapata; e L = comprimento 
ou maior dimensão da sapata.
Cd = -0,0447.(L/B)
2 + 0,5076.(L/B) + 0,6756
R² = 0,9978
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2,20
1 2 3 4 5 6
Fat
or 
for
ma
 (C
d)
L/B (comprimento/largura)
 19 
OBS. A equação apresentada na Figura 3.19 é válida para 1 ≤ L/B ≤ 5. 
 
vi) Recalque absoluto máximo admissível para fundações isoladas 
 
 Os recalques nas edificações podem causar diversos danos tais como: 
fissuras ou trincas nas paredes, mau funcionamento dos caixilhos de portas e 
janelas, refluxo nos esgotos, rupturas de painéis de vidro, e até danos estruturais. 
 
 De acordo com Institution of Structural Engineers (1989 apud Veloso e 
Lopes 2004), tem-se que o recalque absoluto máximo admissível (adm) para 
fundações sobre areias será: 
 
 (3.15) 
 
 Com base em Skempton e MacDonald (1956 apud Velloso e Lopes 2004), 
fazendo-se uma extensão a favor da segurança da areia para o silte, pode-se admitir 
que o recalque absoluto máximo admissível (adm) para sapatas isoladas sobre siltes 
será: 
 
 (3.16) 
 
 De acordo com Velloso e Lopes (2004), o recalque absoluto máximo 
admissível (adm) para sapatas isoladas sobre argilas será: 
 
 (3.17) 
 
OBS. Existe outro tipo de recalque admissível, designado por recalque diferencial 
admissível, mas este tema deverá ser abordado na disciplina Fundações. 
 
 
 
 
vii) Relação entre o N do SPT e o módulo de elasticidade do solo 
 
 De acordo com Mitchell e Gardner (1975) apud Bueno et al. (1985) o valor 
do módulo de elasticidade do solo pode ser obtido pelas relações a seguir. 
 
a) O módulo de elasticidade para areias pode ser obtido pela seguinte 
equação: 
 
 (3.18) 
 
em que: 
 E = módulo de elasticidade (kgf/cm2); e 
 N = índice de resistência à penetração do solo. 
 
 
 
 
 
)15N.(88,4E 
 20 
b) O módulo de elasticidade para argilas pode ser obtido pela seguinte 
equação: 
 
 (3.19) 
 
em que: 
 E = módulo de elasticidade (kgf/cm2); e 
 N = índice de resistência à penetração do solo. 
 
OBS. Para maior precisão na determinação do módulo de elasticidade, recomenda-
se retirada de amostras e determinação do módulo de elasticidade em laboratório. 
 
 Para siltes, pode-se utilizar a relação proposta por Schmetmann (1970), a 
qual é: 
 
 (3.20) 
 
em que: 
 E = módulo de elasticidade (kgf/cm2); e 
 N = índice de resistência à penetração do solo. 
 
vii) Descrição do coeficiente de Poisson do solo com base no tipo de solo 
 
 A Tabela 3.11 mostra os valores do coeficiente de Poisson do solo para 
diversos tipos de solos (Joppert, 2008). 
 
 
Tabela 3.11 - Valores do coeficiente de Poisson do solo para diversos tipos de 
solos (Joppert, 2008) 
 
 
 
 
3.4.1.2 Considerações finais acerca da sondagem SPT (Standard Penetration 
Test) 
 
i) Parâmetros geotécnicos que podem ser obtidos através do ensaio SPT 
 
 
 A Tabela 3.12 mostra alguns parâmetros geotécnicos que podem ser obtidos 
através de relações com o N do SPT. 
 
 
 
Argila saturada 0,50
Argila não saturada 0,30
Areia 0,35
Silte 0,30
Tipo de solo Coeficiente de Poisson ()
)5N.(93,2E 
 21 
Tabela 3.12 - Alguns parâmetros geotécnicos que podem ser obtidos através 
de relações com o N do SPT 
 
 
 
 
ii) Maiores detalhes acerca do SPT 
 
 Para maiores detalhes acerca do ensaio SPT, recomenda-se consultar: 
 
a) NBR 6484; intitulada: “Solo - Execução de sondagens de simples reconhecimento 
com SPT - Método de ensaio”; 
b) NBR 7250; intitulada: “Identificação e descrição de amostras de solos obtidas em 
sondagens de simples reconhecimento”; 
c) NBR 8036; intitulada: “Programação de sondagens de simples reconhecimento 
dos solos para fundações de edifícios”; 
d) Bueno et al. (1985) “Capacidade de carga de fundações rasas”; e 
e) Schnaid (2005) “Ensaios de campo e suas aplicações à engenharia”. 
 
iii) Considerações finais quanto a sondagem SPT 
 
 De acordocom o item 4.3 da NBR 6122, tem-se que para qualquer 
edificação deve ser feita uma investigação geotécnica, constituída, no mínimo, por 
sondagens a percussão (ou SPT). Assim sendo, até mesmo para construção de 
pequenas edificações como casas a norma requer sondagem. 
 
 
3.4.2 Poços de exploração geotécnica 
 
i) Principais características dos poços de exploração geotécnica 
 
 As principais características dos poços de exploração geotécnica são as que 
se seguem: 
 
a) Os poços de exploração são abertos manualmente; 
b) A abertura de poços é uma técnica de prospecção de elevado custo; 
c) Os poços permitem a observação in loco (ou no local) das diferentes camadas do 
subsolo. 
 
OBS. In loco = in situ = no local ou no campo 
Dr
f'
mV
Qrup
adm
E
Símbolo
Módulo de elasticidade não-drenado do soloEU
Módulo de elasticidade do solo ou módulo de Young do solo
Coeficiente de variação volumétrica
Capacidade de carga de estacas
Pressão admissível do solo, ou tensão admissível do solo
Parâmetro geotécnico obtido através do ensaio SPT
Dencidade relativa do solo
Ângulo de atrito efetivo do solo
 22 
d) Os poços são geralmente empregados em obras vultosas (ou grandes); 
e) Os poços permitem a retirada de amostras indeformadas em forma de blocos; 
OBS. Amostras indeformadas são amostras, onde se admite conservar a textura, a 
estrutura e a umidade do local de origem. Ou seja, são amostras que sofrem 
alterações mínimas devido à ação do homem. 
f) O diâmetro mínimo de um poço é da ordem de 60 cm; 
g) A profundidade atingida com um poço é limitada pela presença do nível de água 
ou pela possibilidade de desmoronamentos; e 
h) Quando há risco de desmoronamentos é necessário revestir o poço com cortinas. 
 
ii) Equipamento utilizado para abertura de poços 
 
 Os principais equipamentos empregados na abertura de poços são: 
 
 - Picareta; 
 - Cavador; e 
 - Pá. 
 
iii) Considerações finais acerca da sondagem por poços de prospecção 
 
 Em terrenos recobertos por aterros, recomenda-se a prospecção por poços 
até a base do aterro; daí por diante, recomenda-se a sondagem tipo SPT, ou CPTU, 
ou DMT, ou etc. 
 
 A prospecção por poços é recomendada até o nível de água; daí por diante, 
recomenda-se sondagem tipo SPT, ou CPTU, ou DMT, ou etc. 
 
OBS(s). 
 -> SPT é o ensaio Standart Penetration Test; 
 -> CPUT é o ensaio Piezocone Penetration Test; e 
 -> DMT é o ensaio Dilatometer Test. 
 
 Maiores detalhes da abertura de poços, recomenda-se consular a NBR 
9604; intitulada: “Abertura de poço e trincheira de inspeção, em solo em furos de 
sondagem”. 
 
 
3.4.3 Trincheiras de exploração geotécnica 
 
 As principais características das trincheiras de exploração geotécnica são as 
que se seguem: 
 
a) As trincheiras são escavações rasas no sentido longitudinal; 
b) As trincheiras são valas pouco profundas feitas com auxílio de escavadeiras; e 
c) As trincheiras permitem o exame contínuo do subsolo segundo uma direção. 
 
OBS. Maiores detalhes da abertura de trincheiras, recomenda-se consular a NBR 
9604; intitulada: “Abertura de poço e trincheira de inspeção, em solo em furos de 
sondagem”. 
 
 
 23 
3.4.4 Sondagem a trado 
 
i) Principais características da sondagem a trado 
 
 As principais características da sondagem a trado são as que se seguem. 
 
a) A exploração à trado é de simples execução, rápida e econômica; 
b) As principais informações colhidas de uma prospecção (ou exploração) a trado 
são: 
 -> A espessura das camadas do subsolo; 
 -> O tipo de solo (areia, silte, argila, etc.) das camadas do subsolo; e 
 -> A posição no nível de água, ou do lençol freático. 
 
c) A exploração a trado geralmente é manual, mas já existem trados motorizados no 
mercado; 
d) As amostras colhidas na prospecção (ou exploração) a trado, geralmente são 
deformadas e colhidas acima do nível de água (N.A.); 
 
OBS. Amostras deformadas são amostras que sofrem alguma alteração na sua 
textura, estrutura ou umidade devido à ação do homem. 
 
e) A sondagem a trado é bastante usada em reconhecimento preliminar, 
principalmente para jazidas de solos; e 
f) A profundidade atingida em uma soldagem a trado é da ordem de 10 m. 
 
 
ii) Principais procedimentos da sondagem a trado 
 
 Os principais procedimentos da sondagem a trado são os que se seguem: 
 
a) Inicialmente, o trado é girado e pressionado para baixo para realizar a escavação 
no solo; O trado é girado através de uma manivela “T” superior; 
b) Ao longo de cada metro de perfuração com o trado são retiradas amostras 
deformadas, ou indeformadas com a cravação de um amostrador; e 
c) Para permitir o avanço do trado, à cada metro, no subsolo são fixadas hastes para 
aumentar o comprimento da barra Kelly entre a manivela “T” e o trado. 
 
OBS. Maiores detalhes da sondagem a trado, recomenda-se consultar a NBR 9603; 
intitulada: ”Sondagem a trado”. 
 
 A Figura 3.20 ilustra um trado manual com suas três partes constituintes que 
são: manivela “T”, barra Kelly e trado. 
 
 
 24 
 
 
Figura 3.20 - Trado manual com suas três partes constituintes (manivela “T”, 
barra Kelly e trado) 
 
 
3.4.5 Sondagem rotativa 
 
i) Principais características da sondagem rotativa 
 
 As principais características da sondagem rotativa são as seguintes: 
 
a) A sondagem rotativa é empregada na perfuração para investigação de rochas 
e/ou solos de alta resistência; 
b) 1 (um) metro perfurado na sondagem rotativa chega a custar de 1 a 10 vezes o 
valor de 1 (um) metro perfurado na sondagem SPT; e 
c) A sondagem rotativa indica a qualidade das rochas que compõem um maciço 
rochoso. 
 
OBS. Maciço rochoso é um bloco rochoso de grandes dimensões. 
 
ii) Equipamento usado na sondagem rotativa 
 
 O equipamento usado na sondagem rotativa é constituído das seguintes 
partes: 
 
a) Torre ou tripé; 
b) Hastes (tubos ocos de 1,5 a 6 m); 
c) Barrilete ou amostrador (peça destinada a receber o testemunho ou amostra de 
rocha e/ou solo de alta resistência); 
d) Coroa de corte de diamantes; 
e) Motor de perfuração; e 
f) Bomba d’agua. 
 
OBS. O amostrador ou barrilete geralmente possui os seguintes diâmetros: 41, 54 e 
76 mm, mas pode chegar a 176 mm. 
 
 
 25 
iii) Principais procedimentos para realização da sondagem rotativa 
 
 Os principais procedimentos da sondagem rotativa são os que se seguem: 
 
a) A rocha é perfurada através do movimento de rotação e através do movimento de 
avanço e recuo do barrilete (ou amostrador) com coroa de diamante; 
b) Durante a sondagem, água é injetada na perfuração através da haste oca, e dos 
furos no barrilete (ou amostrador); Então, a água volta à superfície pelo espaço entre 
a haste e a parede do furo; 
 
OBS. A água injetada no furo serve para: 
 -> Refrigerar e lubrificar a coroa de diamante; e 
 -> Transportar os detritos do furo para a superfície. 
 
c) Durante a perfuração, a coroa de diamante desgasta e perfura a rocha, o que 
permite a descida do amostrador e a coleta do testemunho (ou amostra) da rocha; 
d) Durante a sondagem, são retirados testemunhos (ou amostras) da racha e/ou solo 
de alta resistência, com o uso do barrilete (ou amostrador); 
e) Após a retirada da amostra, a mesma é devidamente guardada, para análise em 
laboratório; e 
f) Finalmente, a sondagem rotativa deverá prosseguir até a profundidade 
estabelecida pelo engenheiro ou geólogo. 
 
OBS. Dependendo do comprimento do barrilete (ou amostrador), a sondagem 
rotativa é feita a cada 1,5 m, ou a cada 3 m. 
 
 A Figura 3.21 ilustra o equipamento utilizado na sondagem rotativa, e a 
Tabela 3.13 indica os nomes dos elementos, que compõem o equipamento de 
sondagem rotativa mostrados na Figura 3.21. 
 
 
Tabela 3.13 - Nome dos elementos que compõem o equipamento de sondagem 
rotativa mostrados na Figura 3.20Número Equipamento Número Equipamento
1 Parafuso e manilha 17 Fuso de avanço
2 Roldana dupla 18 Mangueira de pressão
3 Cabo de aço 19 Mangueira de sucção
4 Tripé ou torre 20 Conjugado motor-bomba
5 Corda 21 Plataforma de arrasto
6 Guincho 22 Plataforma de fixação
7 Cabeçote de circulação de água 23 Peça em "T"
8 Haste de conexão 24 Luva
9 Cabeçote de perfuração 25 Revestimento
10 Cabrestante 26 Sapata de revestimento
11 Controles 27 Coroa de revestimento
12 Cilindros hidráulicos 28 Luva da haste de perfuração
13 Transmissão 29 Haste de perfuração
14 Motor de perfuração 30 Barrilete ou amostrador
15 Base deslizável 31 Calibrador
16 Mandril 32 Corroa de diamante
 26 
 
 
Figura 3.21 - Equipamento utilizado na sondagem rotativa 
 
 
iv) Informações obtidas a partir dos testemunhos (ou amostras) da sondagem 
rotativa 
 
 Os testemunhos ou amostras da sondagem rotativa podem fornecer as 
seguintes informações: 
 
-> A estratigrafia ou sequência de camadas de rochas do subsolo; 
-> O RQD (Rock Quality Designation) da rocha ou das camadas rochosas; 
-> A direção espacial das falhas geológicas, ou seja, direção e mergulho das falhas 
geológicas; 
 27 
-> O tipo de rocha (granito, diabásio, mármore, ardósia, gnaisse, etc.) de cada 
camada rochosa; 
-> O estado de alteração da rocha (que diz se a rocha é uma rocha: sã, pouco 
alterada, medianamente alterada, ou etc.); 
-> Os parâmetros mecânicos das camadas rochosas do maciço rochoso; e 
-> Etc. 
 
v) Tipos de sondagem rotativa 
 
 Tabela 3.14 indica os tipos de sondagem rotativa e o diâmetro do 
testemunho (ou amostra) associado a ela. 
 
 
Tabela 3.14 - Tipo de sondagem rotativa e diâmetro (f) do testemunho (ou 
amostra) associado à sondagem 
 
 
 
 
vi) Qualidade do maciço rochoso 
 
 No desenho do perfil das camadas de rocha, o qual é fornecido ao 
engenheiro ou ao geólogo, será indicado para cada camada de rocha do subsolo o 
valor do RQD (Rock Quality Designation), o qual indica a qualidade do maciço 
rochoso. 
 
 A Tabela 3.15 indica a qualidade do maciço rochoso com base no RQD 
(Rock Quality Designation) fornecido pela sondagem rotativa. 
 
 
Tabela 3.15 - O RQD e a qualidade do maciço rochoso 
 
 
 
 
 
Tipo de sondagem 
rotatva 
f do testemunho (mm)
EX 20
AX 29
BX 41
NX 54
RQD
(%)
0 - 25 Muito fraco
25 - 50 Fraco
50 - 75 Regular
75 - 90 Bom
90 - 100 Excelente
Qualidade do Maciço Rochoso
 28 
OBS(s). 
a) Caso haja necessidade de sondagem rotativa, além de avaliar o maciço rochoso 
com base no RQD; Recomenda-se que o maciço rochoso seja classificado quanto a 
sua qualidade por um dos seguintes métodos: 
 
 -> Método de Barton et al. (1974); ou 
 -> Método de Bieniawsky (1976). 
 
b) Os métodos de Barton et al. (1974) e Bieniawsky (1976) dizem, por exemplo, se o 
maciço rochoso quanto à qualidade é: muito bom, bom, regular, mau, etc.; e 
 
c) Quanto pior a qualidade de um maciço rochoso maior a possibilidade de 
desmoronamento de rochas quando são escavados túneis. 
 
 
3.4.6 Sondagem mista 
 
i) Introdução 
 
 A sondagem mista é um processo de sondagem, que engloba a sondagem a 
percussão (SPT) e a sondagem rotativa. A sondagem mista ocorre quando a 
sondagem a percussão for incapaz de perfurar solos de alta resistência e/ou rochas. 
 
ii) Informações que devem está contidas no desenho de um perfil de 
sondagem mista 
 
 No desenho de um perfil de sondagem mista devem está contidas as 
seguintes informações para o engenheiro: 
 
a) O N do SPT para cada metro de solo sondado; 
b) A profundidade do nível de água; 
c) A espessura das camadas de solo; 
d) A classificação do solo, quanto: ao tipo, cor, compacidade, ou consistência; 
e) O RQD das camadas rochosas; 
f) A classificação das rochas quanto ao tipo; 
g) A classificação das rochas quanto ao grau de faturamento; 
h) A espessura das camadas rochosas; e 
i) Etc. 
 
OBS. Caso haja necessidade de sondagem mista, além de avaliar o maciço rochoso 
com base no RQD; Recomenda-se que o maciço rochoso seja classificado quanto a 
sua qualidade por um dos seguintes métodos: 
 
 a) Método de Barton et al. (1974); ou 
 b) Método de Bieniawsky (1976). 
 
 “As sondagens mais caras são aquelas que não foram feitas”; Uma 
importante frase das notas de aula de Marques (1996). 
 
 
 
 29 
Referências Bibliográficas 
 
 
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usadas em perfis de sondagem e seções geológicas. 1976. 
 
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fundações. 1996. 
 
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fundações. 2010. 
 
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preparação para ensaios de caracterização. 1986. 
 
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amostras de solos obtidas em sondagens de simples reconhecimento. 1982. 
 
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de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios. 1976. 
 
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