RECONHECIMENTO DOS PERFIS

Reconhecimento dos perfis 1. Introdução \u2022 O desenvolvi mento de um adequado projeto de fundação est á mu ito mais dependente d o domínio e vivência que tenha o proje tista na área d e sol os do que em qualquer outra área de conhecimento. \u2022 Projetar fundações é mais do que aplicar corretamente teorias da mecânica dos sol os e concret o armado. \u2022 A escolha do tipo de fundação é responsabilida de do engenheiro projetista sendo baseada nas informações geotécnicas , as quais devem fornece r dad os sobre o terreno de fundaç ão . \u2022 As fundações, em geral, são estruturas construídas em uma profun didade adequada d o perfil geoté cnico para transmitir as cargas de certa edificação ao solo (Figura 1). \u2022 Fundações são os elementos estruturais co m função de transmi tir as cargas da estrutura ao terreno ond e ela se apoi a (AZ EREDO, 1988) . Assim, as fundações devem ter resistência adequada para sup orta r as tensões causadas pelos esforços solicitante s. \u2022 Além di sso, o solo necessita de resistência e rigidez apropriadas para não sofrer ruptur a e nã o apre sentar deformações exageradas ou diferenciais. \u2022 Para se es colher a fundaç ão mais adequada, devem- se conhecer os esforços atuantes sobre a e dificação, a s características do solo e dos elementos estruturais que f ormam as fundações. As sim, analisa-s e a pos sibilidade de utilizar os vários tipos de fundação, em or dem crescente de complexidade e custos (WOLLE, 1993). \u2022 Fundações bem projetadas correspondem de 3% a 10% do custo total do edifício; poré m, se forem mal concebidas e mal projetadas, pod em atingir 5 a 10 vezes o custo da fundaç ão mais apropriada pa ra o ca so (BRITO, 1987). Figura 1 \u2013 Esquema de estrutura de fundaçã o apoiada em profundidade. 2. Investigação do subsolo e sondagens Na grande maiori a dos casos, a avaliação e o estudo das características do s ubsolo do terreno sobre o qual será execut ada a edificação se resume em s ondagens de simples reconhecim ento (sondagem à percussão), mas dependendo do porte da obra ou se as informações obtidas não forem satisfatórias, outros tipos de pe squis as serão executados (por exemplo, poços exploratórios, ensaio de penetração contínua, ensaio de palheta). Caracte rísticas como: número de pontos de sondagem, seu posicionamento no terreno (levando-se em conta a posição relativa do edifício) e a profun didade a ser a tingida são deter minadas por profissional capacitado, baseado em normas brasileiras e na sua experiê ncia (BRITO,1987). Tendo-se executa do as sondagens corret amente , as informações são c ondensadas e apresenta das em um relat ório escrito e outro gráfico, que deverá conter as s eguintes informações refe rentes ao subsol o estuda do: \u2022 Locaçã o dos furos de sondagem; \u2022 Dete rminação dos tipos de solo até a profundidade de interesse do projeto; \u2022 Dete rminação das condições d e compa cidade, cons istência e capac idade de carg a de cada tipo de solo; \u2022 Dete rminação da es pessura das cam adas e avaliação da o rientação dos planos que as separam; \u2022 Informação do nível do lençol freático. Estes dados obtidos at ravés de sondagem retratam as car acterísticas e propriedades do subsolo e, depois de avaliados e mi nuciosamente estudado, servem de base técnica para a escolha do t ipo de fundação da edificação que melhor se adapte ao terreno. A fim de s e conhecer um perfil geotécn ico, sondagens são normalmente realizadas nas á reas de interesse de certa obra. \u2022 A s ondagem é um dos métodos dire t os utilizados par a a coleta d e informações do subsolo e avaliação da capacidade de suport e para obras em geral. \u2022 Em outras palavras, consiste n a investiga ção ou prospecção do subsolo de u m determinado terreno , sendo realizada a través de uma perfuração em sol o (s ondagem a percussão) ou rocha (sondagem rot ativa) onde são determinados os seguintes itens: \uf0fc Descrição do tipo de s olo e/ou roch a a té a p r ofundidade de interesse do proj eto por meio de amostrag em de solo a cada metro ou variaçã o d e camada ou amostragem integral da rocha: \uf0fc Avaliação da s diversas camadas de solos medidas por índice de resistência a penetra ção do amostrador a cada metro ( Standard Penetrat ion Test - SPT); \uf0fc Condições do ma ciço rochoso; \uf0fc Informação completa sobre a existência e o nível do lençol fre ático \u2022 Ainda, uma sondagem de ve fornecer informações do subsolo como: \uf0fc Espessura de cada camada do solo até a profundidade desejada; \uf0fc Profundidade da ca mada rochosa ou do material impenetráve l ao amostrador; \uf0fc As propriedades do solo ou da rocha como permeabilidade, compressi bilidade e resistência ao cisalhamento. É aconselhável a execuçã o de sondagens no sentido de conhecer o subsol o e , consequentemente, escolher a fundação ade quada. As sondagens, em geral, repres enta m um valor módico em relação ao valor total da obra. Por outro lado, fornece m informações extre mamente relevantes no toca nte ao proj eto de fundaçõ es. Os requisitos téc nicos a s ere m preenchidos pelas sondagens, em ge ral, são: \uf0fc Dete rminação dos tipos de solos que ocorrem, no subsolo, até a profundidade de interesse do projet o; \uf0fc Dete rminação das condições de comp acidade ( are ias) e cons istência (argilas) em que ocorrem os diversos tipos de solos; \uf0fc Dete rminação das espessuras das camadas constituintes do subsolo e avaliaçã o da orientaçã o dos planos (s uperfícies) que as sepa ram; \uf0fc Informação completa sobre a ocorrência de água no subsolo; 2.1 T ipos de sondagens a) Sondagens a trado; \uf076 Trados manuais \uf076 Trados mecânicos b) Sondagens à percussão SP T c) Sondagem rotativa a) Sondagens a trado: \u2022 Perfuração de pequeno di âmetro sendo manuais ou mecanizados que utili zam diferentes tipos de trados (ex: ca vadeira, helicoidais, etc). \uf0fc Trados m anuais : mé todo de investigação geol ógico-geotécnico, com finalidade de col eta de amo stras defor ma das , de terminação de ní vel d\u2019água (NA) e identificação dos hori zont es do terreno. Processo mais simples, rápido e econômico para as investigações do sol o. Geralmente p enetra s omente nas camadas de sol o com baixa resistência e acima do nível d\u2019água. Os resul tados da sondagem s ão apresentados através de perfis indivi duais ou tabelas e são traçados perfis gerais do s ubsolo. A Figura 2 mostra aspectos da realização das s o nda gens manuais. Figura 2 \u2013 Aspectos da realização de sondagem a trado do tipo manual. \uf0fc Trados mecânicos : processo de pros pecçã o muito utilizada nos cante iros de obra pois é um processo fácil de ser transportado e mobilizado dentro da obra, requer um número pequeno de opera dores e é de execução relativamente rápida (Figura 3) . Este ensaio é regulamentado pela N BR 9603/15 sendo que s e util iza de um trado geralm ente constituído por uma concha m etálica dupla o u espiral que perfura o solo enquanto guarda em seu i nter ior o material pe rfurado. Quando se de tecta a presença d e água (lençol freático) no fundo da escavação, a perfuração é interrompida para a medição do nível d'água . Figura 3 \u2013 Exe cução de sondagem mecânica. b) Sondagens a percussão SPT \u2022 Conhecida como sondagem SP T ( Standard Pen etration Test ) ou te ste de penetração padrão ou simples reconhecimento. \u2022 Ensaio regulamentado (N BR 6484/2001) e considerado como o processo de i nvestigação mais comum empre gado na caracterização dos perfis. \u2022 O equipamento utilizado é si mples e é constituído de um tripé, uma bomba d\u2019água, um tanque de água de 200 l e ferramentas de corte do solo. \u2022 São executadas com a finalidade de se o bter amost ras pouco deformadas e valores quantitat ivos de resistência dos solos por meio de ensaios expeditos padronizados, denominados SPT ( Standard Penetration Test ). \u2022 É possível determinar o tipo de sol o atr avessado pelo amostrador padrão, a resistência (N) oferecida pelo s olo à cr avação do amostrador e a posição do ní vel de água se encontrada água durante a perfuração. \u2022 É uma ferramenta d e investigação do sub solo que, ass ociada ao ensaio de penetração padronizado (SPT), mede a resis tência do solo. \u2022 O ens aio consiste na cra vação de 45 cm, a cada metro de perfuração, do barrilete amostrador a travé s do impac to de um martelo de 65 kg, caindo l ivremente de uma altu ra de 75 cm sobre a c omposição das hastes. \u2022 O valor da resistência à pen etração (N spt ) consis tirá no numero de gol pes necessários à cravação dos 30 cm finais do ba rrilete amostrador. \u2022 O resul tado do ens aio é apresentado na forma de gráfico indicando o val or de resistê ncia (NSPT) a cada metr o, descrição geológico- geotécnica do material perfu rado e o N.A., quando atingido. \u2022 De pos se des te resultado, o responsável pelo projeto d e fundações a dotará o tipo de fundação mais ade quada ao projeto. \u2022 Na sondagem a percussão, s ão col eta das amostras obtidas pelo amostrador. Estas devem ser acondicionadas em frascos herméticos para a manu tenção da umidade natural e das s uas estrutura s geológicas. \u2022 O trépano (Figura 4) é uma f erramenta de co rte com saída d e água respons ável por fazer a remoção do s olo liquefeito com auxílio de uma bomba. É usado quando a so ndagem ati nge o lençol freático e é dess e processo qu e surge o termo sondagem a percussão por ci rculação de água . Figura 4 \u2013 Trépano utilizado na execução das sondagens. Em geral, a ca da metro, conta-s e o número de pancadas para penetrar: \u2022 15 cm (pré-cravaçã o), em solo reme xido, forne ce um valor apenas i ndicativo; e ste valor é desprezado. \u2022 15+15 cm (N) \u2013 resis tência à penetração. \u2022 Coleta de amostras \uf0fc Na sondagem a percussão, s ão col eta das amostras obtidas pelo amostrador. Estas devem ser acondicionadas em frascos herméticos para a manutenção da umidade natural e das suas estrutura s geológicas. \u2022 Índice de resistência à penetr açã o \uf0fc O í ndice SPT foi defini do por Terzaghi- Peck, que di z que o índice de r esistência à penetração (SPT) é a soma do número de gol pes necessários à penetração no s olo, dos 30 cm finais do amostrador. Despreza- se , portanto, o número de golpes correspondentes à cravação dos 15 cm iniciais do amostrador. A Figura 5 mos tra o equipamen to (tripé) p ara realização do ensaio. \uf0fc Ainda que o ensaio de r esistência à pe netração não pos sa ser considerado como um método precis o de investigação, os valores de SPT ob tidos dão um a indicação preliminar útil da consi stência (sol os argilosos ) ou estado de compacidade (sol os arenosos ) da s camada s do solo investigadas. Caso não se tenha inf ormaçõe s sobre a classificaçã o do mate rial nas camadas, apenas de posse do índi ce N SPT é possível fazer uma interpretaçã o das condi ções do sol o . A Figura 6 mostra a relaçã o entre valores de NSPT ( índice de penetração) e a condição da camada de sol o avali ada, segundo a NBR 6484. Figura 5 \u2013 Equipamentos e realização do ensaio SPT. Figura 6 \u2013 V alores de resistência a penetração para diferentes tipos de solos (NBR 6484) . Número de sondagens \u2022 O número mínimo de sondagens é estabelecido por norma. Mesmo assim, considerada a heter ogeneidade dos solos, a quantidade mínima de furos é pe quena e deve ser sempre avaliada pe lo engenheiro responsável pela obra. \u2022 Segundo o que aponta a ABNT NBR 8036 (1983) \u2013 Programação de sondagem de simples reconhecimento dos solos para fundação d e edifícios , deve-se defini r a área de proj eção da edificação (APE): \uf0fc Dois furos se a ár ea for inferior a 200 m²; \uf0fc Três furos se e ssa área for entre 200 e 400 m²; \uf0fc De 400 a 1.200 m², um furo a cada 200 m²; \uf0fc De 1.200 e 2.400 m², um furo por 400 m² e, \uf0fc Acima disso, o número de sondagens fica a critério do engenheiro responsável. \u2022 Em caso de não se saber qual s erá a área e não existir algo que i ndique isso em estudo de viabilidade deve- se prever um mínimo de três furos unif ormement e distribuí dos e não distando mais do que c em metros. Locação dos furos de sondagens \u2022 A partir da determinaçã o do número de sondagens, os locais de execução destes devem ser determinados em função, por exemplo, dos locais de execuçã o (projeção) da edificação dentro do terreno. Es tas l ocalizações das s ondagens devem s er r ealizadas em uma planta com as devidas distâncias em r eferente aos l ados do t erreno (Figura 7). Figura 7 \u2013 Exe mplos de plantas de locação e sondagens. Boletins de sondagens \u2022 Os bolet ins de sondagem são os documen tos que t razem os resultados do e nsaio de sondagem SPT. \u2022 Neles, há a distribuição de camada s de s olo, qual o NSPT de cada camada e a descrição da s caracte rísticas do s olo que as compõe. Essas características são verificadas, mais tarde, em função de se extrair amostras durante o ensaio. \u2022 Outra informação muito importante qu e es tá presente no boletim e qu e afeta o desempenho do elemento de solo como fu ndação é o nível de água (N.A.), ou seja, o ní vel onde se encontra o lençol freático ou o solo é saturado ( vazios completamente p reenchidos com água). As Figuras 8 e 9 mostram exemplos de boletins de sondagens. Figura 8 \u2013 Exe mplo de sondagens do tipo SPT. A re speito da f igura 9 , uma profundida de de 3m, 10 c m ac ima do lençol fre ático, o solo apresenta índice de r esistência N SPT final e inicial igual a 2 e é também ond e t ermina a camada de areia fina pouco sil tosa e se inicia a ca mada de areia fina siltosa. Observando o perfil é poss ível também descobrir qu antos golpes f oram necessários para o amostrador penetrar 15, 30 e 45 cm. A uma profundidade de 3m, o número de batidas foi de 1 para os pri meiros 15cm, 1 para descer m ais 15cm e 1 para atingir 45cm. Logo, o N SPT , que é o número de batidas nece ssárias para descer os úl timos 30 cm, é exat amente a soma dos últimos numeradores, tot alizando 2. Por fi m, na úl tima colun a, encon tra-se o tipo de avanço: trado con cha (TC) no primeiro metro, trado hélice (TH), até en contrar o nível de água, e a pa rtir da água o avanço é feito com trépa no através de circulação de água (CA). Figura 9 \u2013 Exe mplo de sondagens do tipo SPT. c) Sondagem rotativa \u2022 Utilizada para perfur ação em rocha . Ao constata r a presenç a de material impenetrável à ferrame nta de percussão, é dada continuidade a perfuração util izando sonda rotativa , equipamento mecânico que permite a extração de amostras de rocha ( testemunhos ). A Figura 10 mostra exemplos de testemunhos colet ados em sondagens rotativas. \u2022 Os processos podem s er alte rnados de acordo com a natureza das camadas ( solo ou rocha) até atender as necessi dades do proj eto. \u2022 Constitui-se de uma ferramenta obrigatória quando s e trata de obra que irá repousar em terreno onde afloram bl ocos rochosos (matacões) apoiados s obre solos cuja capacidade de suporte é desconhecida. \u2022 Esta é utilizada para investigar as condiçõ es geotécnicas de maciços roc hosos e so los impenetrá veis pela técnica de sondagem a percussão. \u2022 Com auxíl io de um conjunt o motomecanizado, extrai amostras em formato cilíndric o , podendo atingir grandes profundidades. A sondagem rotativa é identificada pelas letras " SR ", seguidas do número indicativo da sondagem. Figura 10 \u2013 Exemplos de testemunhos de rochas colet ados nas sondagens rotativas. \u2022 Os resultados das sondagens são apresenta dos em relatór io, com planta do l ocal e indicação dos pontos perfurados, perfis geológicos geotécnicos de cada sondagem, contendo as informações da obra, número, inclinação e rumo da sondagem. \u2022 Além di sso, data de i ní cio e término, cota do furo e ní vel d\u2019água quando encont rado, profundidade e cotas na vertical, diâmetros de sondagem e profundidade dos revestimentos, número de gol pes SPT (qu ando sol o), Rock Quality Designat ion ( RQD), des continu idades, classificação e i nter pretação geológi ca, etc. Quando realizada em conjunto com a sondagem a percussão (SPT), dá-se o nome de sondagem mista . 3. Referências Bibliográficas ABNT 6484/2001 - Solo - Sondagens de si mpl es reconhecimento com SPT - Método de ensaio, Associação Brasileira de Normas Técnicas. ABNT 9603/ 1986 - Sondagem a trado \u2013 P rocedimentos, Ass ociação Brasil e ira de Normas Técnicas. Barros, C. (2018) - Apostila de Fundações, Instituto de Feder al de Educaçã o, Ciência e Tecnologia. Melhado, S.B. et al. (1996) \u2013 Apostila de Fundações, Departamento d e Engenharia de Construção Civil, Escola Politécnica da Universi dade de São Paulo

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