Z1 PROSPECÇÃO DOS SOLOS

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Emil de Souza Sánchez Filho, D. Sc. 
ALVENARIA ESTRUTURAL PROSPECÇÃO DOS SOLOS 
1) NBR 8036:1983 – Programação de Sondagens de Simples 
Reconhecimento de Solos para Fundações de Edifícios. 
 
2) NBR 6484:2001 – Solos – sondagens de simples reconhecimento 
com SPT – Método de ensaio. 
 
3) NBR 6502:1995 – Rochas e solos. Terminologia. 
 
4) NBR 13441:1995 – Rochas e solos. Simbologia. 
 
5) NBR 9603:1986 – Sondagem a trado. Procedimento. 
 
6) NBR 9604:1980 – Abertura de poço e trincheiras de inspeção. 
 
7) NBR 6184:1980 – Execução de sondagens de simples 
reconhecimento dos solos. Método de Ensaio. 
Normas brasileiras 
2 
Os principais métodos diretos de investigação do subsolo 
são: 
a) manuais: poços, trincheiras, trados manuais; 
b) mecânicos: sondagens à percussão com circulação de 
água, sondagens rotativas, sondagens mistas, sondagens 
especiais com extração de amostras indeformadas. 
Sondagens por meio da 
escavação de poço 
Escavação 
e retirada 
de amostra 
do solo. 
Os poços são perfurados com 
pás e picaretas, em solos 
coesivos e acima do nível de 
água; são coletadas amostras 
deformadas e indeformadas; o 
diâmetro máximo do poço é 60 
cm e a altura é variável em 
função do nível da água e da 
areação do poço. 
Tipos de sondagem 
3 
Sondagens por meio de trincheiras 
Escavação e retirada de 
amostras dos solos para 
caracterização dos mesmos. 
A escavação de 
trincheiras segue a 
mesma metodologia 
dos poços, mas 
neste caso tem-se 
uma sondagem mais 
superficial. 
É mais usada para 
estradas. 
Sondagens por meio de trado 
Os trados são usados em solos coesivos acima do 
lençol de água; são retiradas amostras amolgadas para 
ensaios geotécnicos; não é usado em solos com 
pedregulhos, pedras, matacões, ou em areias 
compactas. 
4 
Tipos de sondagem 
Sondagem à percussão 
As principais vantagens desse tipo de sondagem 
são: 
1) baixo custo; 
2) facilidade de execução e possibilidade de trabalhos 
em locais de difícil acesso; 
3) permite conhecer a estatigrafia do subsolo; fornece 
indicações sobre a consistência ou compacidade 
das camadas do subsolo; fornece a profundidade 
do nível de água. 
 
5 
Tipos de sondagem 
 
Sondagem à percussão 
Procedimentos: 
a) processo de perfuração; b) amostragem; c) ensaio de 
penetração dinâmica. 
 
Tem-se: critério para paralisar a sondagem; ensaio de 
avanço da perfuração por lavagem; observação do nível 
do lençol de água; índice de resistência à penetração. 
 
Equipamentos:1) tripé com sarrilho, roldana e cabo; 2) 
hastes de aço com rosca fina; 3) martelo em aço (65kg); 
4) coxim de madeira; 5) tubos de revestimento; 
6) amostrador padrão bipartido; 7) conjunto motor-bomba; 
8) trépano (para avanço por lavagem); 9)trado de concha e 
helicoidal. 
 
6 
Tipos de sondagem 
7 
Tipos de sondagem 
Sondagem à percussão 
Trado. 
Peso do martelo= 65 kg. 
Trépano. 
Sistema de circulação de água. 
Amostrador 
bipartido. 
8 
Tipos de sondagem 
Sondagem à percussão 
9 
Sondagem à percussão 
Tipos de sondagem 
Amostrador 
padrão SPT 
tipo Raymond 
Sequência executiva: 
• iniciar a abertura do furo com trado tipo concha; 
• apoiar o amostrador no fundo do furo; 
• apoiar o martelo sobre a composição (N=0 golpes); 
• iniciar a cravação do amostrador por meio de 
sucessivas quedas do martelo de uma altura de 75 cm; 
• anotar o número de golpes necessários para cravação 
de cada 15 cm; 
• abrir o próximo trecho (55 cm) do furo com trado tipo 
helicoidal ou com trépano e com circulação de água; 
• repetir todo o processo a partir da cravação do 
amostrador; 
• o ensaio é concluído quando for atingida a 
profundidade prevista para o ensaio ou se for atingida 
uma camada de solo impenetrável ao SPT. 
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Tipos de sondagem 
Sondagem à percussão 
Critério para paralisação da 
sondagem: 
a) interromper a cravação antes dos 
45 cm se em qualquer dos três 
segmentos de 15 cm, o número de 
golpes ultrapassar N>30; 
b) 3 m sucessivos com 30/15 – no 1º 
intervalo; 
c) 4 m sucessivos com 50/30 – no 1º 
e no 2º intervalos; 
d) 5 m sucessivos com 50/45. 
e) não se observar avanço do 
amostrador padrão durante a 
aplicação de cinco golpes 
sucessivos com o martelo de aço. 
11 
Etapas do ensaio à percussão. 
12 
Sondagem à percussão 
Resistência dinâmica: N 
Escavação feita a trado; 
somente para a 
classificação do tipo de 
solo da camada. 
No boletim devem constar 
que 4/15, ou seja N=4 para 
os 15 cm iniciais, e que 
9/30, isto é, N=9 para os 30 
cm finais de penetração do 
amostrador. 
Este é o limite da 
sondagem à percussão, 
mas pode ser necessário 
realizar uma sondagem 
rotativa. 13 
Sondagem à percussão 
OBS: caso ocorra profundidade menor que a estimada para o 
projeto deve-se deslocar o posicionamento dos furos no mínimo 
duas vezes, em posições diametralmente opostas, a uma distância 
de dois metros da sondagem inicial. 
Amostrador e trado. 
Martelo de aço 
puxado por uma 
corda até uma 
altura de queda 
igual a 75 cm. 
14 
Sondagem à percussão 
A referência de nível do 
topo do furo de 
sondagem deve ser bem 
definida. 
No boletim de sondagem 
são indicadas as 
profundidades das 
diversas camadas do 
subsolo, com os 
respectivos N, e com a 
classificação da 
compacidade (areias) ou 
consistência (argilas). 
O nível do lençol de 
água deve constar com 
destaque. 15 
Sondagem à percussão 
Solos argilosos 
 
 
N 
 
 
Compacidade 
Peso específico 
(kN/m3) 
 
Seca 
 
Úmida 
 
Saturada 
<5 
5 – 8 
fofa, 
pouco compacta 
16 18 19 
9 – 18 medianamente compacta 17 19 20 
19 – 40 
>40 
compacta 
muito compacta 
18 20 21 
Solos arenosos 
N Consistência Peso 
específico 
(kN/m3) 
≤2 muito mole 13 
3 – 5 mole 15 
6 – 10 média 17 
11 – 19 rija 19 
≥20 dura 21 
16 
Sondagem à percussão 
O número N relativo à penetração dos 45 cm finais se correlaciona com a 
tensão admissível do solo, com o peso específico do material γ, com o 
ângulo de atrito das areias, com a resistência não drenada das argilas. 
A eficiência e do ensaio SPT é definida como a razão entre a energia 
potencial teórica do martelo E e a energia que é realmente transferida à 
haste no instante do impacto E0: 
0E
E
e 
No Brasil a eficiência apurada é de 70%. 
Se forem usados dados dos ensaios feitos com o padrão estadunidense 
(ASTM 1586 ), cuja eficiência é de 60%, deve-se realizar uma correção dos 
valores por meio de uma relação linear entre os dois ensaios: 
BRASILBRASILUSA 1,17N
0,60
e
.NN 
17 
Sondagem à percussão 
18 
Sondagem à percussão 
Número de furos de sondagem: 
1) no mínimo dois furos de sondagem; 
2) um furo para cada 200 m2 de edificação em planta, até 1200 m2; 
3) um furo para cada 400 m2 de edificação em planta, para áreas entre 
1200 m2 e 2400 m2; 
4) para áreas superiores à 2400 m2 deve ser realizado um plano 
específico; 
5) no mínimo dois furos para áreas menores que 200 m2; 
6) no mínimo três furos para áreas entre 200 m2 e 400 m2; 
 
Distância entre furos de sondagem: 
1) no máximo 100 m; 
2) normalmente entre 15 m a 20 m, e no máximo 25 m, mas deve-se 
dar prioridade às posições relevantes na obra, tais como, pontos de 
maior carga, escadas, elevadores, reservatórios, etc., principalmente 
se já for conhecido o projeto arquitetônico da edificação;3) os furos de sondagem não devem estar alinhados; 
4) realizar furos próximos aos extremos da área. 
19 
Sondagem à percussão 
10 m 10 m 20 m 20 m
20 m
20 m
30 m 30 m 30 m
40 m 40 m
20 m
Distribuição dos furos de sondagem 
20 
Sondagem à percussão 
Profundidade 
A profundidade mínima a ser atingida em cada sondagem é 8 m. 
Em edifícios e obras de grande porte a profundidade é dada por: 
H=c.B≥8 m 
H=profundidade a ser atingida; 
B=largura do retângulo de menor área envolvendo a projeção da 
construção; 
C=coeficiente adimensional. 
Peso médio 
(kN/m2) 
c 
80 1,0 
90 a 150 1,5 
160 a 200 2,0 
>200 a critério 21 
Sondagem à percussão 
Areia 
SPT Fina Média e grossa 
Grão esférico Grão angular Grão esférico Grão angular 
Fofa 0 – 4 26 28 29 35 
Pouco compacta 5 – 10 28 30 31 35 
Média 10 – 30 30 34 33 38 
Compacta 31 – 50 33 36 38 40 
Muito compacta >50 36 39 40 44 
Ângulo de atrito das areias (em graus) 
Argila 
SPT Coesão (MPa) Compressão 
simples (MPa) 
Muito mole 0 – 2 0 – 0,012 0 – 0,025 
Mole 3 – 4 0,013 – 0,025 0,025 – 0,050 
Média 5 – 8 0,026 – 0,050 0,050 – 0,100 
Rija 9 – 15 0,051 – 0,100 0,100 – 0,200 
Muito rija 16 – 30 0,105 – 0,200 0,200 – 0,400 
Dura >30 0,200 0,400 
Coesão dos solos argilosos 
22 
Sondagem à percussão 
O CPT (cone penetration test, deep soundering ou Ensaio de Penetração 
Contínua = EPC) foi concebido na Holanda na década de 1930. 
Consiste na cravação estática de um conjunto de ponteira metálica-haste 
com velocidade constante de 2 cm/s. 
23 
Cone penetration test 
As ponteiras mais tradicionais são as Delft e Begemann. A ponteira Begemann 
tem uma luva de 13 cm acima do cone, a qual permite medir o atrito lateral. 
Durante a cravação é registrada a força para a penetração da ponteira no solo 
(13 cm para a ponteira Delft e 4 cm para a ponteira Begemann), obtendo-se a 
resistência de ponta. 
Com a ponteira Begemann com o avanço do conjunto cone-luva tem-se a 
resistência lateral por diferença entre as resistências obtidas. 
A rugosidade da ponteira influencia a resistência de ponta; os solos com 
pedregulhos e areias grossas criam essas rugosidades que diminuem o tempo 
de vida útil do equipamento. 
No Brasil atualmente o 
tipo usado é o Begemann. 
O cone tipo Delft está em 
desuso. 
24 
Cone penetration test 
.cNpq c0c 
Coesão 
A expressão que relaciona a resistência de ponta com a coesão é: 
p0=pressão efetiva inicial no ponto do ensaio; 
c=coesão (resistência não drenada); 
Nc=fator de carga (é calibrado em ensaios de laboratório). 













3c
E
1
3
4
1N sc n
Es=módulo de deformabilidade. 
rigidezdemódulo500
3c
E
250 s 
20N8 c 
c
0c
N
pq
c


essa expressão permite calcular 
a coesão em depósitos de 
argilas. 
25 
Cone penetration test 
O CPT fornece uma avaliação da estratigrafia local com relação 
ao tipo de solo, a formação das camadas, espessuras, 
uniformidade, continuidade, permeabilidade e resistência. 
É ideal para solos finos e coesivos: siltes e argilas. 
Quanto mais fino for o solo mais apropriado é o uso do CPT. 
Se o solo for muito fofo (não coesivo) o CPT também é muito 
apropriado. 
Cada furo demora de 20 min a 30 min para ser executado. 
O gráfico RT x L é desenhado automaticamente, e permite a 
tomada de decisões com simples leitura dos resultados. 
É um ensaio mais sofisticado e mais caro do que o SPT. 
26 
Cone penetration test 
É um ensaio de cravação lenta, contínua e estática de uma haste de aço 
com uma ponteira de área frontal de 10 cm2 e ângulo de vértice 600. 
O diâmetro da ponteira é 3,57 cm. 
São obtidas as resistência de ponta qu (MPa) e atrito lateral fs (MPa). 
CPT realizado no mar 
27 
Cone penetration test 
Esquema de ensaio e equipamento de um CPT mecânico 
28 
Cone penetration test 
Tipos de ensaios de penetração 
Os cones estáticos dividem-se 
me cones mecânicos e 
elétricos. O acionamento é 
realizado por uma unidade 
hidráulica. 
O piezocone tem um sensor, 
que além da resistência de 
ponta e atrito lateral, mede a 
poropressão (pressão neutra) 
durante a cravação do cone. 
Existem cones com mais de 20 
tipos de sensores. 
O ensaio CPT é abordado pela NBR 1209 – Solo: ensaio de penetração de 
cone in situ (CPT). 
29 
Cone penetration test 
Define-se a razão de atrito (friction ratio) F.R. por: 
 
u
s
q
f
F.R. 
Tendo-se a resistência de ponta qu e a força total de cravação 
medidas nos ensaio, pode-se estimar o atrito lateral. 
 
L 
P 
qcAc 
fsAL 
Dados do equipamento: 
Ac=10 cm
2; Φc=3,57 cm; AL=π.Φc.L 
Equação de equilíbrio: 
ΣV=0 RT=10qc+3,57π.L.fs 
L=comprimento da cravação. 
30 
Cone penetration test 
Exemplo 
Para a profundidade de 10 m foram medidos qc=2,5 MPa e a 
resistência total RT=100 kN. Calcular o atrito médio para o 
comprimento entre 0 e 10 m. 
RT=10qc+3,57π.L.fs 
100.000=10x2,5+3,57.π.10.fs 
fs=0,087 MPa 
OBS: o valor da resistência total, em geral, não ultrapassa 120 kN. 
 
 
 
A configuração do gráfico Rtx L é função do tipo de solo. 
0 RT 
RT 0 
L L 
RT 
qc RT qc 
Solos 
argilosos 
Solos arenosos 
(curvas em zigue-
zague). 
31 
Cone penetration test 
 
Resultados fornecidos pelo piezocone 
PCTU. 
 
Resultados fornecidos pelo CPT. 
OBS: a poropressão é maior nas 
camadas de argilas. 
OBS: cone tipo Begemann. 
32 
Cone penetration test 
Tipo de solo K (MPa) 
Argila; 
argila siltosa; 
silte argilosos 
0,35 
Argila arenosa; 
argila silto arenosa 
0,20 
Silte arenoso 0,35 
Areia argilosa 0,60 
Areia 1,00 
Correlação qc=K.N (SPT) 
(Costa Nunes e engenheiros da FRANKI) 
qc=K.N (MPa) 
As correlações desse tipo devem 
ser usadas com cautela, pois 
dependem muito da precisão do N 
obtido no SPT, que é executado 
manualmente. 
Não devem ser feitas extrapolações 
de resultados usando-se essas 
correlações. 
33 
Cone penetration test 
Tipo de solo K (MPa) F.R. (%) 
Argila 0,20 6,0 
Argila sitosa 0,22 4,0 
Argila silto arenosa 0,33 3,0 
Argila areno siltosa 0,30 2,8 
Argila arenosa 0,35 2,4 
Silte argiloso 0,23 3,4 
Silte argilo arenoso 0,25 3,0 
Silte 0,40 3,0 
Silte areno argiloso 0,45 2,8 
Silte arenoso 0,55 2,2 
Areia argilosa 0,60 3,0 
Areia argilo siltosa 0,50 2,8 
Areia silto argilosa 0,70 2,4 
Areia siltosa 0,80 2,0 
Areia 1,00 1,4 
Correlação qc=K.N (SPT) e Razão de atrito 
(Aoki e Velloso) 
u
s
q
f
F.R. 
Friction ratio: 
34 
Cone penetration test 
Diferenças: SPT e CPT 
As diferenças básicas entre o SPT e o CPT 
são: 
1) o SPT é um ensaio dinâmico que fornece 
apenas a resistência à penetração de um 
amostrador, e por correlações tem-se a 
tensão admissível do solo; 
2) o CPT é um ensaio estático que fornece 
a resistência de ponta e o atrito lateral 
para penetração de um amostrador de 
aço, e por correlação tem-se a tensão 
admissível do solo. 
O CPT é um ensaio mais elaborado do que 
o SPT, e os seu resultados são mais 
consistentes. 
OBS: existe também o ensaio de 
penetração do cone de forma dinâmica. 35 
Sondagem rotativa 
Finalidade 
Ao se atingir o impenetrável com a sondagem SPT ou CPT, por vezes 
é necessário continuar a prospecção do solo, assim se faz uso da 
sondagem rotativa. 
 
Objetivos 
Busca-se obter testemunhos da rocha em forma de cilindros, isto é, 
amostras indeformadas,desse modo é possível identificar as 
descontinuidades da rocha (falhas, fissuras, fraturas, etc.). 
 
Ensaios in situ: 
1) perda de água ou absorção de água; 
2) % de recuperação; 
3) % de RQD. 
 
36 
Objetivos 
Com as amostras é possível: 
1) realizar ensaios mecânicos em laboratório para avaliar a 
resistência das rochas; 
2) caracterizar o maciço rochoso em função da sua 
alteração e fraturas; 
3) traçar os perfis geológico e geotécnico. 
 
Equipamentos 
1) Motor estacionário. 
2) Caixa de câmbio. 
3) Motobomba. 
4) Reservatório de água (1.000 litros). 
5) Haste de revestimento. 
6) Barrilete amostrador. 
7) Broca ou coroa. 37 
Sondagem rotativa 
Equipamento de perfuração 
Broca 
Coroa 
38 
Sondagem rotativa 
Coroas com pastilhas de vídia: utilizadas para rochas 
brandas. 
 
Coroas adiamantadas: utilizadas para rochas de dureza 
média e alta. 
Tipos de barriletes 
•Simples. 
•Duplo rígido. 
•Duplo livre ou giratório. 
•Triplo. 
•Tubo interno retrátil (“Wire-Line”). 
39 
Sondagem rotativa 
Execução 
A rocha é perfurada por um barrilete com uma peça cortante na ponta 
(coroa) por meio de rotação do conjunto. 
 
Retira-se uma amostra cilíndrica da rocha (testemunho) protegida 
dentro do barrilete por uma camisa livre. 
 
A sondagem é executada por ciclos (manobras) de furação e retirada 
de testemunho com comprimentos variando de 1 m a 5 m. 
 
Os testemunhos são guardados em caixas dispostos na sequência da 
posição do furo. 
 
A recuperação do testemunho, em geral, se inicia quando o material 
atinge a resistência de 50 golpes no ensaio SPT. 
40 
Sondagem rotativa 
Tipos de barrieltes 
41 
Sondagem rotativa 
Caixa de testemunhos 
42 
Sondagem rotativa 
Testemunhos 
43 
Sondagem rotativa 
Diâmetros dos testemunhos 
TIPO Diâmetro do 
furo 
Diâmetro da 
broca 
Diâmetro da 
amostra 
EX 37,71 21,40 20,6 
AX 48,00 30,00 29,2 
BX 59,94 42,00 41,3 
NX 75,69 54,70 54,0 
HX 99,23 76,20 75,5 
44 
Sondagem rotativa 
Dados obtidos com a descrição dos testemunhos 
 
1)Tipo litológico e estruturas presentes. 
 
2) Grau de recuperação. 
 
3) Grau de fraturamento. 
 
4) Índice de qualidade de rocha. 
 
5) Grau de alteração. 
 
6) Grau de coerência. 
45 
Sondagem rotativa 
A avaliação da qualidade da sondagem é efetivada por meio dos 
 
 GRAUS DE RECUPERAÇÃO DOS TESTEMUNHOS 
 
 
 
 
GRAUS DE 
RECUPERAÇÃO 
% DE 
RECUPERAÇÃO 
QUALIDADE DE 
RECUPERAÇÃO 
R1 100 − 90 Boa 
R2 90 − 75 Regular 
R3 <75 Pobre 
46 
Sondagem rotativa 
GRAU DE RECUPERAÇÃO 
 
Recuperação = 
Comprimento dos Testemunhos
Comprimento da Manobra
100
RECUPERAÇÃO (%) SÍMBOLO RECUPERAÇÃO 
0 − 25 R5 Muito Baixa 
26 − 50 R4 Baixa 
51 − 75 R3 Razoável 
76 − 90 R2 Boa 
91 − 100 R1 Alta 
Na avaliação da qualidade do maciço rochoso tem-se 
os graus de % de RQD (Rock Quality Designation). 
47 
Sondagem rotativa 
 
GRAU DE FRATURAMENTO 
 
Fraturamento = 
mentoIsofratura de trechodo oCompriment
mentoIsofratura de por trecho (*) Fraturas de Nº
OBS.: * não considerar as fraturas mecânicas devidas 
às operações de sondagem. 
NÚMERO DE FRATURAS 
POR METRO 
SÍMBOLO ROCHA 
<2 F1 Ocasionalmente fraturada 
2-5 F2 Pouco fraturada 
6-10 F3 Medianamente fraturada 
11-15 F4 Muito fraturada 
>15 F5 Extremamente fraturada 48 
Sondagem rotativa 
VALORES DO IQR 
(%) 
SÍMBOLO QUALIDADE DA 
ROCHA 
0-25 M Muito pobre 
26-50 P Pobre 
51-75 R Regular 
76-90 B Boa 
91-100 E Excelente 
ÍNDICE DE QUALIDADE DA ROCHA − IQR 
 
 
100
MENTOISOFRATURA DE TRECHO DO OCOMPRIMENT
MENTOISOFRATURA DE TRECHO NO cm10 STESTEMUNHO 
 =IQR 

49 
Sondagem rotativa