Prospecção Geotécnica

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PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA DO SUBSOLO
	Qualquer projeto de engenharia, por menor que seja, requer o conhecimento adequado das características e propriedades dos solos onde a obra irá ser implantada. 
	Na prática, os depósitos de solo naturais não são homogêneos. Em alguns locais, a estratificação dos depósitos de solo pode variar muito dentro de curtas distâncias (15 a 30 m).
	As sondagens não só identificam o sub-solo mas também servem como referência para a escolha do tipo de fundação mais adequada à obra.
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FATORES INICIAIS A CONSIDERAR
 Condições geológicas da área a estudar;
 Condições físicas da área de estudo (acesso, drenagem, vegetação);
 Tipo de estrutura a ser suportada ou de obra a ser realizada no local.
 Informações sobre estruturas vizinhas que possam ser afetadas pela obra.
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OBJETIVOS
Determinação da profundidade e espessura de cada camada e sua extensão na direção horiozontal;
Determinação da natureza do solo com sua descrição e indicação da compacidade/consistência;
Profundidade da superfície da rocha e suas características;
Informações sobre a ocorrência de água no solo – profundidade do lençol freático e suas variações;
Obtenção de amostras para medir as propriedades de engenharia dos solos e das rochas.
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ETAPAS DE INVESTIGAÇÃO
1. Estudos de Reconhecimento;
	Abrangem investigações geológicas do local em estudo, levantamentos aerofotogramétricos, mapas, etc..
2. Estudos para Anteprojeto
 	Estudos realizados em locais definidos a partir da etapa anterior, permitem a escolha de soluções técnicas e o dimensionamento de estruturas de fundações.
3. Estudos para o Projeto Executivo
4. Investigação durante a construção
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Estudos Preliminares e Planejamento 
	O número de sondagens e a sua localização em planta dependem do tipo da estrutura, de suas características especiais e das condições geotécnicas do subsolo.
	O número de sondagens deve ser suficiente para fornecer um quadro, o melhor possível, da provável variação das camadas do subsolo do local em estudo.
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	De acordo com o estabelecido na Norma NBR 8036 a investigação do subsolo deve ser feita através furos escolhidos e distribuídos na área em estudo, dependendo da área a ser ocupada pela construção, isto é, por sua projeção.
 Um furo para cada 200 m2 até 1200 m2;
 Um furo adicional para cada 400 m2 para área entre 1200 e 2400 m2 ;
 Acima de 2400 m2 o número de sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particular da construção.
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Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de sondagens deve ser:
a) dois para área da projeção em planta do edifício até 200 m2;
b) três para área entre 200 m2 e 400 m2.
	Nos casos em que não houver ainda disposição em planta dos edifícios, como nos estudos de viabilidade ou de escolha de local, o número de sondagens deve ser fixado de forma que a distância máxima entre elas seja de 100 m, com um mínimo de três sondagens.
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Profundidade das sondagens
	A profundidade a ser explorada pelas sondagens de simples reconhecimento, para efeito do projeto geotécnico, é função do tipo de edifício, das características particulares de sua estrutura, de suas dimensões em planta, da forma da área carregada e das condições geotécnicas e topográficas locais.
	A experiência do engenheiro responsável pelos estudos é importante na análise da profundidade necessária aos mesmos.
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	A exploração deve ser levada a profundidades tais que incluam todas as camadas impróprias ou que sejam questionáveis como apoio de fundações, de tal forma que não venham a prejudicar a estabilidade e o comportamento estrutural ou funcional do edifício.
	As sondagens devem atingir a profundidade onde o solo não seja mais significativamente solicitado pelas cargas estruturais, fixando-se como critério aquela profundidade onde o acréscimo de pressão no solo, devida às cargas estruturais aplicadas, for menor do que 10% da pressão geostática efetiva. (NBR 8036)
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	As sondagens devem ser localizadas em planta e
obedecer às seguintes regras gerais:
a) na fase de estudos preliminares ou de planejamento
do empreendimento, as sondagens devem ser igualmente distribuídas em toda a área; na fase de projeto podem-se localizar as sondagens de acordo com critério específico que leve em conta pormenores estruturais;
b) quando o número de sondagens for superior a três, elas não devem ser distribuídas ao longo de um mesmo alinhamento.
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	MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO
 Métodos Indiretos: 
	São aqueles em que a determinação das propriedades das camadas do subsolo é feita indiretamente pela medida de um parâmetro geofísico.
 Resistividade Elétrica;
 Método Sísmico.
 2. Métodos Diretos:
	São aqueles que utilizam amostras dos materiais existentes no subsolo.
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Métodos Diretos de Prospecção
 I. Manuais 
Poços;
Trincheiras;
Trado manual;
 II. Mecânicos
Sondagem à percussão com lavagem;
Sondagem rotativa;
Sondagem especial com extração de amostras indeformadas.
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POÇOS DE SONDAGEM
 
Permitem o exame das camadas do subsolo ao longo de suas paredes, e a retirada de amostras deformadas ou indeformadas (blocos).
A profundidade da investigação é limitada pela presença do nível d’água ou desmoronamento das paredes.
Com diâmetro mínimo de 60 cm, permitem um exame visual das camadas do subsolo e de suas características, bem como a retirada de amostras indeformadas na forma de blocos.
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Bloco de amostra indeformada 
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TRINCHEIRAS
	São valas escavadas manual ou mecanicamente. Permitem um exame visual e contínuo do subsolo, ao longo, por exemplo da seção de uma barragem ou de áreas de empréstimo.
	Permitem a coleta de amostras deformadas e indeformadas. Muito empregadas em escavações em taludes.
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Poço e Trincheira de sondagem
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SONDAGEM À TRADO
	
	Constituem o meio mais simples, rápido e econômico para as investigações preliminares do subsolo.
	Neste método a perfuração é executada manualmente com o auxílio de trados (tipo concha ou helicoidal). 
	Por meio de sua execução pode-se obter a posição do nível d’água (NA) e coletar-se amostras para ensaios geotécnicos, bem como para estudos geológicos.
	Seu avanço é limitado pelo NA ou pelo excesso de resistência de solos contendo camadas de pedregulhos ou areias muito compactas. 
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TIPOS DE TRADOS PARA SONDAGENS
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Uso do trado em sondagens.
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Uso de trado motorizado
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MÉTODOS MECÂNICOS DE SONDAGEM
SONDAGEM À PERCUSSÃO COM LAVAGEM (SPT)
BASEADO NA NORMA NBR 6484/2001 O ENSAIO TEM OS SEGUINTES OBJETIVOS:
DETERMINAR OS TIPOS DE SOLOS EM SUAS RESPECTIVAS PROFUNDIDADES DE OCORRÊNCIA;
DETERMINAR A POSIÇÃO DO NÍVEL D´ÁGUA;
OBTER OS ÍNDICES DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO (NSPT) A CADA METRO DE PROFUNDIDADE.
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SEQÜÊNCIA EXECUTIVA PARA O SPT
Locação do furo com determinação de uma cota de referência (RN);
Execução do furo, inicialmente com o trado, posteriormente por meio de lavagem à percussão;
Ensaio de penetração, determinação do número N, com retirada de amostra;
Determinação da posição do nível d’água;
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 EQUIPAMENTO SPT	
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SONDAGEM À PERCUSSÃO: ESCAVAÇÃO E SPT
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 SPT – EXECUÇÃO DO FURO
 Exame táctil-visual do solo escavado
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 SPT – EXECUÇÃO DO FURO
 Exame táctil-visual do solo escavado
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ESQUEMA DA CRAVAÇÃO DO AMOSTRADOR SPT
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ESQUEMA DE REALIZAÇÃO DO ENSAIO SPT
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 RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO - NSPT 
 Número de golpes para 30cm finais de penetração
NSPT : Número de golpes necessários para cravar os 	 últimos 30cm do amostrador no solo.
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 SPT – STANDARD PENETRATION TEST
 SISTEMA DE LEVANTAMENTO
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SPT – Levantamento Manual do Martelo*
 SPT – Tipos de Martelos
Martelo com gatilho disparador (Furnas Centrais Elétricas)
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 SPT – STANDARD PENETRATION TEST
 CABEÇA DE BATER
 TIPOS DE CABEÇA DE BATER
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 SPT – STANDARD PENETRATION TEST
TRÉPANO PARA PERFURAÇÃO 
CABEÇA DE BATER E LUVA (CONEXÃO)
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 SPT – EXECUÇÃO DO FURO
 Amostrador bi-partido
Amostrador desmontado
Amostrador sendo enroscado na haste
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 RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO - NSPT
 
 NO de golpes
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Perfil Individual de Sondagem à Percussão
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APLICAÇÕES DO SPT
Identificação do tipo de solo (compacidade e consistência)
Previsão da capacidade de carga de fundações superficiais e profundas
		adm = k . NSPT
 Previsão de recalques de fundações
		rmáx = f(adm, B)
 Correlações com diversas propriedades dos solos
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CORRELAÇÕES NA NORMA 6484/2001
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SONDAGENS ROTATIVAS
	São empregadas na perfuração de rochas, matacões e solos de alta resistência. Tem como principal objetivo a obtenção de testemunhos (amostras de rochas) para identificação das descontinuidades do maciço rochoso, mas permite ainda a realização de ensaios “in situ”, como por exemplo o ensaio de perda d’água ou infiltração.
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Realização de Sondagem Rotativa
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Detalhes da sonda rotativa e ponteiras de corte.
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Tipos de ponteiras utilizadas em sondas rotativas.
Amostras (testemunhos)
Profa. Andrea Sell Dyminski
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SONDAGENS ESPECIAIS
Ensaio de Penetração de Cone 
Os ensaios de cone com medida de poropressão são utilizados para a determinação estratigráfica de perfis de solos, avaliação de propriedades dos materiais investigados e previsão da capacidade de carga de fundações.
No Brasil sua metodologia é normatizada pela NBR 12069/91 - Solo - Ensaio de penetração de cone in situ (CPT). 
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PROCEDIMENTO
	O ensaio de cone é bastante simples, consistindo na cravação no terreno de uma ponteira cônica (60° de ápice) a uma velocidade constante de 20 mm/s. A seção transversal do cone é de 10 cm2 e a área da luva de atrito lateral é de 150 cm2.
	O equipamento de cravação possui uma estrutura de reação e um sistema de aplicação de carga. A penetração é obtida através do acionamento contínuo de hastes com comprimento de 1 m, mediante a operação de um pistão hidráulico.
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Aspectos do Cone de Penetração
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Profa. Andrea Sell Dyminski
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REFERÊNCIAS NORMATIVAS
NBR 8036 (1983) – Programação de sondagens de simples reconhecimento de solos para fundações de edifícios – Procedimento;
NBR 6484 (2001) – Sondagens de simples reconhecimento com SPT – Método de ensaio;
NBR 6502 (1995) – Terminologia de solos e Rochas;
NBR 13441 (1995) – Rochas e solos – Simbologia.