Aulas 3 e 4 Investigação Geotécnica

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INVESTIGAÇÕES 
GEOTÉCNICAS PARA O 
PROJETO DE 
FUNDAÇÕES
Prof. Luciene Lima
Para projetos de fundações, se faz necessário estudos geológicos e 
geotécnicos, empregando diversos métodos de investigação de campo 
e laboratório, considerando a ampla diversidade de materiais que 
podem ocorrer.
 
As obras civis só podem ser convenientemente projetadas, depois de 
um estudo adequado da natureza e estrutura do terreno em que vão 
ser implantadas.
 
A história registra casos em que a inobservância de certos princípios 
de investigação ou mesmo a negligência diante da obtenção de 
informações, acerca do subsolo tem conduzido a ruínas totais ou 
parciais e, consequentemente, a prejuízos de ordem econômica e de 
tempo.
 
 
 
 
 
 
 
Investigação Geotécnica
Desabamento na obra da Estação de Metrô Pinheiros 
São Paulo (2007)
Consequências...
8
BR 470 – Santa Catarina (2008)
Consequências...
9
Investigação Geotécnica
Solos e Rochas – Materiais Naturais
Reconhecimento das Condições do Subsolo
Investigação
2
 
Definição
 
Conjunto de atividades de campo e/ou laboratório que permitem a 
obtenção de informações a cerca do subsolo, necessárias ao 
desenvolvimento adequado de um projeto geotécnico
 
 
Objetivos
 
Identificação do tipo de solo; disposição e espessura das 
camadas/estratos; posição do nível de água; propriedades de 
compressibilidade, resistência ao cisalhamento, expansibilidade, 
permeabilidade
 
 
 
 
Investigação Geotécnica
Uma prospecção geotécnica adequada exige um Programa de 
Investigação. Esse programa definirá as etapas de investigação e os 
objetivos a ser alcançados. Segue as etapas de investigação:
 
Investigação Preliminar
 
Tem por objetivo conhecer as principais características do subsolo. 
Normalmente, utiliza-se apenas Sondagens a Percussão. Caso ocorra rocha, se 
faz necessário o uso da Sondagem Rotativa.
 
Investigação Complementar ou de Projeto
 
Tem por objetivo esclarecer as feições relevantes do subsolo e caracterizar as 
propriedades mais importantes. Comumente, realizam-se mais sondagens a 
percussão e outros métodos, como CPT, CPTU, Prova de Carga e coleta de 
Amostras Indeformadas para a realização de Ensaios de Laboratório.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Investigação Geotécnica
 
Investigação para a fase de Execução
 
Tem por objetivo confirmar as condições de projeto em áreas críticas da obra, 
assim, consideradas pela grande variação de solos envolvidos. Outra 
necessidade dessa investigação ocorre em função da dificuldade de se executar 
o tipo de fundação inicialmente previsto.
 
As informações básicas exigidas em um programa de investigação são:
 
 -Área em planta, profundidade e espessura de cada camada de solo 
identificado;
 
 -A compacidade de solos não coesivos e consistência de solos coesivos;
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Investigação Geotécnica
 
-A profundidade do topo rochoso e suas principais características (litologia, 
espessura, mergulho e direção das camadas, espaçamento de juntas, planos de 
acamamento, presença de falhas, estado de decomposição) ;
 
-Localização do nível de água e a quantificação de artesianismo se houver;
 
-A coleta de amostras indeformadas que permitem a realização de ensaios para 
quantificar propriedades mecânicas e hidráulicas do solo (compressibilidade, 
resistência ao cisalhamento, expansibilidade e permeabilidade). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Investigação Geotécnica
Métodos de Investigação
Investigação de Superfície
Investigação de Subsuperfície
Métodos
Indiretos
Métodos
Diretos e 
Semidiretos
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Investigação Mecânica
 
Métodos Diretos Manuais e Mecanizados
 
 
Permitem o reconhecimento do solo prospectado, mediante a análise de 
amostras provenientes de furos executados no terreno, por processos de 
perfuração. As amostras deformadas fornecem subsídios para exame táctil-
visual e a condução dos ensaios de caracterização e teor de umidade. Pode-se 
obter também amostras indeformadas para a realização de ensaios especiais. Há 
o inconveniente de oferecer uma visão pontual do subsolo
 
 
 
 
 
 
Métodos
Diretos
Poços
 
São perfurados manualmente, com o auxílio de pás e picaretas. Podem, 
apresentar seção circular, quadrada e retangular. A profundidade a ser atingida 
fica condicionada a presença do nível de água ou desmoronamento das paredes. 
Permitem um exame visual das camadas do subsolo e a coleta de amostras 
deformadas e indeformadas
 
Trincheiras
 
São valas feitas mecanicamente com o auxílio de escavadeiras. Permitem um 
exame visual contínuo do subsolo, segundo uma direção. Como nos poços, a 
profundidade a ser atingida fica condicionada a presença do nível de água ou 
desmoronamento das paredes. Permitem um exame visual das camadas do 
subsolo e a coleta de amostras deformadas e indeformadas
 
 
 
 
 
 
Poços e Trincheiras de Inspeção
21
Poços e Trincheiras de Inspeção
- Escavações que permitem o acesso direto ao terreno
- Análise dos horizontes de solo
- Retirada de amostra indeformadas
- Rochas – marteletes e explosivos
Poços: escavação circular 
ou quadrada, com 
dimensões mínimas para 
acesso do observador.
Trincheira: menor prof. 
Verificação contínua 
horizontal.
20
Sondagem à Trado
Concha metálica dupla ou espiral que permite guardar o 
solo ao perfurar
Rápido e Econômico
Identificação de camadas superficiais
Amostra Deformada
Sondagem a Trado
 
A prospecção por trado é de simples execução, rápida e econômica. No entanto, 
as informações obtidas são apenas do tipo de solo, espessura da camada e 
posição do nível de água. As amostras obtidas são do tipo deformadas. Esse 
procedimento é comumente empregado em estudos de reconhecimento 
preliminar e áreas de empréstimos.
 
 
 
 
 
 
 
Sondagem à Trado
Sondagem a Percussão. Sondagem de Simples Reconhecimento.
(Standard Penetration Test - SPT) NBR/ABNT 6484
 
É o método mais utilizado no Brasil, principalmente para fins de fundação. Dentre as 
vantagens que apresenta, pode-se enumerar o seu baixo custo, a simplicidade de 
execução, a possibilidade de colher amostras, a determinação do nível de água, 
informações da compacidade e consistência dos solos e a experiência acumulada.
 
A sondagem a percussão é uma ferramenta de investigação do subsolo que associada ao 
ensaio de penetração padronizado (SPT), mede a resistência do solo. Resumidamente, o 
ensaio consiste na cravação de 45 cm do amostrador padrão a cada metro perfurado, 
mediante impacto de um martelo de 65 kgf, caindo livremente de uma altura de 75 cm 
sobre a composição das hastes que possui conectada em sua extremidade o amostrador. 
Após o término da cada ensaio a composição de hastes é retirada do subsolo para a coleta 
da amostra do interior do amostrador. De modo a avançar em profundidade o amostrador 
padrão é substituído pelo trado quando não há NA ou pelo trépano quando atingir o NA, 
para dar continuidade a sondagem.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sondagem a Percussão. Sondagem de Simples Reconhecimento.
(Standard Penetration Test - SPT)
 
Após o posicionamento do amostrador padrão em cada cota de ensaio, são marcados 
sobre uma haste (3) três segmentos de 15 cm, contando-se o número de golpes para 
cravação de cada trecho de 15 cm, empregando um peso de 65 kgf que cai de uma altura 
de queda de 75 cm, sobre a cabeça de bater.
 
O valor da resistência à penetração (SPT) consistirá no número de golpes necessários para 
a cravação dos últimos 30 cm do amostrador padrão, desprezando-se os golpes 
correspondentes à cravação dos 15 cm iniciais.
 
O resultadodo ensaio é apresentado na forma de gráfico, indicando o valor de SPT a cada 
metro, descrição do tipo de solo, nível de água quando houver.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Equipamentos
 
Amostrador padrão
 
D interno = 34,9 mm
D externo = 50,8 mm
Amostrador
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
24
Esquema do ensaio:
Retirada de amostras deformadas a 
cada metro;
Classificação táctil-visual do solo;
 Identificação de camadas
Nível d´água;
 Índice de resistência do solo, “N”
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
23
 
 
1. Perfuração é iniciada com trado até a profundidade de 1 m. Não há 
amostragem e nem determinação de SPT;
 
- 
2. Coloca-se, então, o primeiro segmento de tubo de revestimento de 2 1/2”, 
dotado de sapata cortante em sua ponta;
 
 
3. Posteriormente, a cada metro perfurado, são colhidas amostras de solo por 
meio do amostrador padrão (45 cm), mediante aplicação de golpes padronizados 
(P=65 kgf; Hq=75 cm), complementada por trado ou trépano com circulação de 
água (55 cm).
 
4. Repete-se o processo dos itens 2 (colocação de tubo de revestimento 
rosqueável) e 3 (penetração do amostrador padrão) para avançar em 
profundidade 
 
 
 
 
 
 
 
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
Sondagem a Percussão. Sondagem de Simples Reconhecimento.
(Standard Penetration Test - SPT)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I (Perfuração)
II (Amostragem)
III (Penetração dinâmica)
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
 
Fatores que influenciam os resultados da sondagem a percussão relacionados ao 
processo executivo:
 
Erro na contagem do número de golpes;
 
Variação da energia de cravação;
 
Emprego da técnica de avanço por circulação de água, acima do nível de água.
 
 
 
 
 
 
 
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
 
Critérios de paralisação da sondagem:
 
item 6.4.1 da NBR 6484:2001
a) quando, em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetração dos 15 cm 
iniciais do amostrador-padrão;
b) quando, em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 30 cm 
iniciais do amostrador-padrão;
c) quando, em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para a penetração dos 45 
cm do amostrador-padrão.
 
 
 
 
 
 
 
 
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
 
Fatores que influenciam os resultados da sondagem a percussão relacionados ao 
equipamento:
 
Dimensões e estado de conservação do amostrador padrão (principalmente a 
ponta);
 
Estado de conservação das hastes e uso de hastes de diferentes pesos;
 
Martelo não calibrado e/ou sem coxim de madeira.
 
 
 
 
 
 
 
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
75 cm
45 cm
Deixa-se cair em 
queda livre
Conta-se o número de 
golpes a cada 
intervalo de 15cm
Anota-se os valores 
correspondentes aos 
três intervalos
Soma-se os números 
de golpes referentes 
aos dois últimos 
intervalos
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
25
NBR 6484/2001
0 (m)
- 1.0
- 1.45
- 2.00
NSPT
- 2.45
- 3.00
NSPT
0.55
0.55
ENSAIO 
PENETROMÉTRICO
ENSAIO 
PENETROMÉTRICO
Execução: Abertura do Furo (acima do NA)
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
26
Execução: Abertura do Furo (abaixo do NA)
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
27
Execução: Abertura do Furo (abaixo do NA)
29
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
Execução: Abertura do Furo (abaixo do NA)
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
30
Índice de Resistência à 
Penetração (NSPT)
N1
N2
N3 NSPT= N2+N3
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
31
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
33
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
34
SP 01 SP 02
SP 03
Perfil longitudinal do subsolo
Argila arenosa
Areia argilosa
Argila siltosa
Areia fina
Identificação das Camadas
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
35
SP 01 SP 02
SP 03
Perfil longitudinal do subsolo
Argila arenosa
Areia argilosa
Argila siltosa
Areia fina
Nível d’água
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
36
Classificação dos Solos:
Compacidade Relativa das Areias (NBR 6484/01)
4Fofa 8Pouco 
compacta
18Medianamente 
compacta
40Compacta Muito 
compacta
Consistência das Argilas (NBR 6484/01)
2Muito 
mole
5Mole 10Média 19Rija Dura
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
38
Relatório de Sondagem:
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
39
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Perfil Individual Sondagem
 
 
 
 
 
Medidor de NA
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
Número mínimo de furos Área construída (m2)
2 200
3 200 a 400
4 400 a 600
5 600 a 800 
6 800 a 1000
7 1000 a 1200
8 1200 a 1600
9 1600 a 2000
10 2000 a 2400
A critério > 2400
Sondagem de Simples Reconhecimento (SPT)
Sondagem Rotativa
- Testemunhos da rocha perfurada e/ou investigada;
- Realização de ensaios “in situ”, como perda d´água devido a 
falhas e fendas na rocha;
41
 
 
O método de sondagem rotativa é empregado na perfuração de 
rochas, solos de elevada resistência e matacões. Tem como objetivo 
principal a obtenção de testemunho, isto é, de amostras de rocha, 
que permitam a identificação das descontinuidades do maciço 
rochoso e a realização no interior da perfuração de ensaios, como por 
exemplo, o ensaio de perda d’água, quando se deseja conhecer a 
permeabilidade da rocha ou a localização de fendas, falhas e fraturas.
 
 
Sondagem Rotativa
 
O equipamento compõe-se essencialmente de sonda (motor-bomba), hastes 
de perfuração, tubos de revestimentos metálicos, barrilete dotado de coroa, 
ferramentas e acessórios.
 
Consiste, basicamente na realização de
manobras consecutivas, isto é, a sonda 
imprime as hastes os movimentos rotativos
e de avanço e recuo na direção do furo e 
essas as transfere ao barrilete.
 
A qualidade do maciço rochoso é avaliada 
pelo RQD.
 
 
 
 
Sondagem Rotativa
 
O RQD (Rock Quality Designation) envolve os critérios de fraturação e 
estado de alteração da rocha.
 
RQD = (Testemunhos ( ≥10 cm) / Manobra)*100
 
Diâmetro do testemunho NX (54 mm) ou superior
Classificação 
da rocha
RQD (%) Qualidade do maciço rochoso
0 a 25 Muito fraco
25 a 50 Fraco
50 a 75 Regular
75 a 90 Bom
90 a 100 Excelente
Sondagem Rotativa
 
Fornecem apenas características mecânicas dos solos prospectados. Os 
valores obtidos possibilitam informações sobre a natureza dos solos.
 
Cone (CPT) 
Piezocone (CPTU) 
Vane Test (Palheta) 
 
 
Métodos
Semidiretos
 
 
 Os ensaios de cone e piezocone, conhecidos pelas siglas CPT (Cone 
Penetration Test) e CPTU (Piezocone Penetration Test), respectivamente, vêm 
se caracterizando internacionalmente como uma das mais importantes 
ferramentas de prospecção geotécnica. Resultados de ensaios podem ser 
utilizados para determinação estratigráfica de perfis de solos, determinação 
de propriedades dos materiais prospectados, particularmente em depósitos 
de argilas moles, e previsão da capacidade de carga de fundações.
 
 
 
 
CPT e CPTU
 
Consiste o ensaio de CPT e de CPTU na cravação no terreno de uma sonda 
cônica acoplada a hastes a uma velocidade constante de (20±5) mm/s, através 
de um sistema hidráulico. 
 
Um sistema automático de aquisição de dados é empregado nesses ensaios 
para obter as propriedades geotécnicas, não havendo interferência do 
operador nos resultados.
 
 
CPT e CPTU
44
Resistência de Ponta e Atrito Lateral
Célula de Carga
CPT e CPTUEmpregado para a determinação da resistência de ponta (qc) e atrito lateral 
(fs) de solos. Obtém-se, a partir desses a razão de atrito (Rf).
 
Areias: qc 10 a 20 MPa e Rf ~1% 
 
Argilas: qc ≤1,5 MPa e Rf >5%
 
Parâmetro derivado, empregado na classificação de solos:
 
Razão de Atrito (Rf) = (fs / qc) *100 
 
 
 
 
CPT
 
Além, das propriedades geotécnicas mediadas no ensaio de Cone 
(CPT), qc e fs, medem-se as pressões neutras geradas durante o 
processo de cravação. Possibilita, ainda, obter o coeficiente de 
adensamento horizontal do solo (Ch) através do ensaio de 
dissipação.
 
 
 
 
 
CPTU
 
Equipamentos 
 
 
CPT e CPTU
2 cm/!!br0ken!!
Hasteamento
Piezocone
650 mm
Ensaio de Piezocone (CPTU)
45
Poropressão (u)
Transdutor
de
Pressão
Resultados: 
0 2 4 6 8 10
R F (M Pa)
16
12
8
4
0
Pr
of
un
di
da
de
 (m
)
0 2 4 6 8 10
q
T
 (M Pa)
qT
RF
Ensaio de Piezocone (CPTU)
46
Determinação estratigráfica do perfil
Parâmetros de resistência dos solos
Condições do nível d’água
Características do adensamento
Aplicação dos Resultados
CPT e CPTU
47
Vantagens – CPTU
Comportamento drenado e não drenado
Características de fluxo e consolidação
Melhor avaliação do Perfil
Melhor avaliação dos parâmetros geotécnicos
A ponteira é cravada utilizando-se um sistema duplo de hastes, 
visando eliminar qualquer atrito da haste da palheta de teste com o 
solo, eliminando interferências nas medidas de resistência.
Uma vez posicionada, aplica-se torque à ponteira por meio de 
unidade de medição, com velocidade de 6 graus / minuto.
O torque máximo permite a obtenção do valor de resistência não 
drenada do terreno, nas condições de solo natural indeformado.
Ensaio de Palheta (Vane Test)
Ensaio de Palheta (Vane Test)
54
1 – 5 min
6⁰/ min
Torque
 
Ensaio de Palheta (Vane Test)
Ensaio de Palheta (Vane Test)
56
 
 
O ensaio é tradicionalmente empregado para a determinação da resistência 
ao cisalhamento não drenada (Su) de depósitos sedimentares de argilas 
moles. Sendo necessário, o conhecimento prévio do subsolo, de modo a se 
verificar a aplicabilidade do ensaio.
 
Utiliza-se um equipamento de aplicação e medição de torque, capaz de 
imprimir uma velocidade de (6±0,6)º/min, a um sistema constituído por uma 
palheta de aço (D = 65 mm e H = 130 mm) de alta resistência e hastes de aço 
de um metro de comprimento e diâmetro de 13 mm, capaz de suportar os 
torques. Devido ao sistema automatizado não há interferência do operador 
na aquisição de dados.
 
 
 
Ensaio de Palheta (Vane Test)
 
Insere-se a o conjunto hastes e palheta na argila mole e promove a medição 
do torque com a velocidade padronizada. Ao término do ensaio para a 
obtenção da resistência não drenada indeformada (Su), efetua-se 10 giros 
rápidos na haste, e inicia-se novo ensaio com o intuito de se obter a 
resistência não drenada amolgada (Sur), esses ensaios ocorrem para diversas 
profundidades, conforme projeto.
 
 
A resistência não drenada é calculada pela fórmula:
 
Su = 0,86*Tmax / *D3
 
Em que: 
 
Su (kPa), Tmax (kNm) e D (m)
 
 
 
 
 
 
 
Ensaio de Palheta (Vane Test)
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