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MECÂNICA DOS SOLOS I
Investigação Geotécnica
Eng Guilherme Campos
Investigação do Subsolo - Introdução
O ambiente físico, descrito a partir
das condições do subsolo, constitui-
se em pré-requisito para projetos
geotécnicos seguros e econômicos.
No Brasil, o custo envolvido na
execução de sondagens de
reconhecimento normalmente varia
entre 0,2% e 0,5% do custo total de
obras convencionais, podendo ser
mais elevado em obras especiais ou
em condições adversas de subsolo.
Investigação do Subsolo – Programa
Orientações apresentadas por Peck (1969), de categorizar os programas de
investigação em três métodos, servem de orientação preliminar:
a] Método I: executar uma investigação geotécnica limitada e adotar uma
abordagem conservativa no projeto, com altos fatores de segurança.
b] Método II: executar uma investigação geotécnica limitada e projetar com
recomendações baseadas em prática regional.
c] Método III: executar uma investigação geotécnica detalhada
Investigação do Subsolo – Programa
Independentemente da abordagem, projetos de geotécnicos de qualquer
natureza são, em geral, executados com base em ensaios de campo, cujas
medidas permitem uma definição satisfatória da estratigrafia do subsolo e
uma estimativa realista das propriedades de comportamento dos materiais
envolvidos.
Novos e modernos equipamentos de investigação foram introduzidos nas
últimas décadas, visando ampliar o uso de diferentes tecnologias a
diferentes condições de subsolo.
Investigação do Subsolo – Programa
Investigação do Subsolo – Projeto
Projeto conceitual : Informações preliminares baseadas em: 
• levantamento de escritório para reconhecimento hidrogeológico e 
geotécnico da área; 
• sondagens geotécnicas esparsas para a caracterização do subsolo.
Projeto básico: Informações preliminares baseadas em: 
• O nível de abrangência do programa de investigação deve ser definido em
função das características da superestrutura e das condições do subsolo. Em
estruturas convencionais, quando da ocorrência de solos resistentes e estáveis,
apenas das informações rotineiras de ensaios SPT ou CPT.
• Na ocorrência de solos compressíveis, de baixa resistência, a solução deve ser
produzida com base em informações de diferentes técnicas de ensaio, visando
caracterizar de forma adequada e representativa as características do solo. .
Projeto executivo : Informações preliminares baseadas em: 
• satisfazer a exigências mínimas que garantam o reconhecimento detalhado das
condições do subsolo. A Norma Brasileira NBR 8036/1983 regulamenta as
recomendações quanto ao número, localização e profundidade de sondagens de
simples reconhecimento.
• As sondagens devem ser, no mínimo, uma para cada 200 m2 de área da
projeção do edifício em planta, até 1.200 m2 de área. Entre 1.200 m2 e 2.400
m2 , deve-se fazer uma sondagem para cada 400 m2 satisfazendo assim aos
números mínimos conforme NBR 8036.
Investigação do Subsolo – Fatores Seg.
Investigação do Subsolo – Projeto
Investigação do Meio físico – Mapa geológico
Investigação do Meio físico – Difratometria de 
Raios X
Difratômetro Shimadzu XRD-6000, com anodo de cobre, 
equipado com um goniômetro vertical, para a identificação de 
materiais cristalinos através do método do pó por 
difratometria de raios X (UFRR – Física) 
Investigação do Meio físico – SÍSMICA DE 
REFRAÇÃO E REFLEXÃO
Investigação do Meio físico – SÍSMICA DE 
REFRAÇÃO E REFLEXÃO
A técnica da sísmica de refração objetiva detectar, em superfície, as ondas 
sísmicas refratadas em profundidade no solo. Através da aplicação de ondas 
elásticas/mecânicas, geradas artificialmente na superfície por impactos 
determinados ou explosões, há liberação de energia conforme a aplicação. A 
propagação das ondas elásticas no meio investigado se deve ao fato de que 
a velocidade de propagação destas ondas variam em função das 
propriedades elásticas de solos e rochas.
As ondas são captadas por geofones, sendo medido o tempo de resposta 
das ondas refletidas e refratadas (velocidade de propagação das ondas) e, 
por conseqüência, as espessuras/profundidade dos extratos na 
subsuperfície. A velocidade de onda é conseqüência do tempo de percurso 
das ondas entre o momento da sua geração (tiro sísmico) e o registro do 
sinal sísmico.
Investigação do Subsolo
Investigação do Subsolo
Importância das investigações 
geotécnicas para o estudo das fundações
A prospecção do solo permite
conhecer:
- O tipo de terreno (rochoso, arenoso,
argiloso, etc);
- As camadas constituintes do solo;
- A resistência destas camadas;
- O nível do lençol freático.
Ensaios de campo X Ensaios de
laboratório:
• LABORATÓRIO : poucas amostras,
pouca representatividade do todo, mas
são mais precisos;
• CAMPO : são menos precisos, mas
amostragem é quase integral, todas as
camadas são reconhecidas. É o método
mais utilizado e com maiores avanços
Tecnologicos.
• Constitui pré-requisito para projetos geotécnicos seguros e econômicos
representando as características de tensão x deformação x resistência do solo.
Métodos de investigação
1- Poços:
• São escavações manuais 
• Objetiva o conhecimento do perfil do terreno, grau de compactação das camadas e 
coletas de amostras para caracterização e ensaios.
• A Norma ABNT NBR 9604 regulamenta e traça diretrizes de sua execução. 
Métodos de investigação
2 - Sondagens a Trado;
• Efetuadas com uma
ferramenta chamada trado
concha ou helicoidal, com
diâmetro variável.
• Estas sondagens são
executadas em solos
argilosos ou arenosos até
atingir uma profundidade que
é limitada pelo nível d’água.
• São utilizadas para coletas de
amostras , identificação do
perfil do terreno,
determinação do N.A .
• A Norma ABNT NBR 9603
(Sondagem a trado -
Procedimento) de 1986
regulamenta e traça diretrizes
de sua execução.
Métodos de investigação
Esta sondagem é mais frequente
na engenharia e usualmente
executadas para:
• Divulgado em 1950
• Perfil geológico das camadas do
subsolo;
• Determinação da capacidade de carga
das diferentes camadas do subsolo;
• Coleta de amostras das diversas
camadas;
• Determinação do nível do lençol
freático;
• Determinação da compacidade ou
consistência das camadas do subsolo
em solos arenosos ou argilosos,
respectivamente, e também para a
determinação de eventuais linhas de
ruptura que possam ocorrer em
superfície.
3 - Sondagens à percussão com SPT;
Métodos de investigação
Abaixo, resumidamente, principais características
executivas:
• Atravessa solos relativamente compactos ou
duros ; Não ultrapassa blocos de rocha e muitas
vezes, pedregulho;
• Perfuração com Trépano e remoção por
circulação de água (lavagem) ;
• O ensaio (SPT) é realizado a cada metro de
sondagem;
• Consiste na cravação de um amostrador
normalizado (Raymond - Terzaghi), por meio de
golpes de um peso de 65 kgf caindo de 75cm de
altura;
• Anota-se o nº de golpes para cravar os 45cm do
amostrador;
• O resultado do ensaio SPT é o nº de golpes
necessários para cravar os 30cm finais ( 15 + 15);
• A Norma ABNT NBR 6484 (Solo - Sondagens de
simples reconhecimentos com SPT - Método de
ensaio) de 2001 regulamenta e traça diretrizes de
sua execução.
3 - Sondagens à percussão com SPT;
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;
3 - Sondagens à percussão com SPT –Energia de cravação
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;
.
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;
.
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;.
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;
A partir dos resultados obtidos neste ensaio,
formulas semi-empíricas foram desenvolvidas por
estudiosos da área. São exemplos as fórmulas
Aoki & Velloso e Décourt & Quaresma utilizados
para dimensionamento de estacas escavadas.
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT;
Formulações Empíricas (algumas):
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT-T;
A associação do torque com a sondagem de
simples reconhecimento é denominada SPT-T
(Ranzini, 1988). O torque é aplicado na parte
superior da composição da haste, de modo a
rotacionar o amostrador previamente cravado no
terreno. Essa medida, obtida com o auxílio de um
torquímetro, tem como objetivo principal fornecer
um dado adicional à resistência à penetração.
Atualização de Décourt (98) para areia com
baixa resistência, pois o SPT tradicional
não é válido para esta situação)
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT – Exercícios:
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT – Exercícios:
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT – Exercícios:
Métodos de investigação
3 - Sondagens à percussão com SPT – Exercícios:
Métodos de investigação
4 - Sondagens Rotativas;
Sondagem também frequente 
na Engenharia, usualmente 
executadas para:
• Verificar profundidade em que 
se encontra o embasamento 
rochoso e/ou ultrapassar rocha 
(matacões ou blocos) em furos 
de sondagem.
• O tipo ou os tipos de rocha e 
seu estado de sanidade e 
fraturas;
• Para indicar a presença de 
matacões diferenciando-os do 
embasamento rochoso;
• Para implantação de uma 
fundação ou de tirantes;
• Para obtenção de poços para 
captação de águas;
Métodos de investigação
5 - Sondagens Mistas;
São aquelas executadas por sondagem à percussão, em todos os tipos de terreno, penetráveis por
este processo e por meio de sondagem rotativa, onde for inoperante o sistema à percussão,
face a impenetrabilidade no terreno prospectado.
6 – Ensaio de Cone (CPT);
• Os ensaios CPT (cone penetration test) 
e CPTU (piezocone com ,medição da 
pressão intersticial) são considerados 
internacionalmente como uma das mais 
importantes ferramentas de prospecção 
geotécnica.
• O princípio do ensaio consiste na 
cravação no terreno de uma ponteira 
cônica a uma velocidade constante de 
20mm/s. A secção transversal do cone 
apresenta uma área de 10cm2.
• No ensaio CPT medem-se as resistência 
de ponta e lateral: qc e fs.
• No ensaio CPTU mede-se ainda a 
pressão intersticial da água. 
 A Norma ABNT NBR 12069 de 1991
regulamenta e traça diretrizes de sua
execução.
6 – Ensaio de Cone (CPT);
6 – Ensaio de Cone (CPT);
6 – Ensaio de Cone (CPT);
6 – Ensaio de Cone (CPT);
6 – Ensaio de Cone (CPT);
6 – Ensaio de Cone (CPT);
7– Ensaio Panda 2
O PANDA (Pénétromètre Autonome Numérique
Dynamique Assisté par Ordinateur) , é um
equipamento de sondagem a partir de
penetração dinâmica do cone, desenvolvido
pela empresa francesa Sol Solution, com a
finalidade de ser um equipamento leve e
portátil, para investigações geotécnicas de
menores proporções, evitando a grande
mobilização gerada pelas demais investigações
geotécnicas, além disso,pode ser usado no
controle de compactação de solos (SOL
SOLUTION, 2009). O PANDA 2, sua
versão mais recente, está apresentada na
Figura 1 e trata-se de um
penetrômetro de coneque funciona com
energia variável, que é calculada
instantaneamente no momento do golpe por
uma célula de carga no capacete.
7– Ensaio Panda 2
Os deslocamentos de cravação são precisamente registrados e
utilizados para o cálculo do seu parâmetro de resistência dinâmica à
penetraçãodo cone (qd), minimizando assim a interferência do
operador e do próprio equipamento nos resultados do ensaio. O
mecanismo de medição da resistência de ponta “qd” consiste em
usar um martelo de massa conhecida para golpear um capacete
de metalque fica sobrehastes de metalcom uma pontade cone no
solo, que ao receber o impacto, penetra no solo. A velocidade
de queda do martelo é medida logo em seguida ao impacto
deste com o capacete. Este capacete possui um sistema de
controle dealtura, que faz com que seja feito o controle da
profundidade de penetraçãodas hastes. Os dados de energia e
de profundidade de cravação são armazenados em um pequeno sistema
de aquisição de dados, que calcula o valor de resistência dinâmica.
O cálculo éfunção da área de ponta (2, 4 ou 10 cm²) e do número de hastes,
de massas conhecidas, utilizadas.
7– Ensaio Panda 2
• VIDEO
Métodos de investigação
8 – Ensaio de Palheta ou Vane-test;
• Verifica a resistência ao
cisalhamento do solo pela
verificação da resistência do solo ao
corte de uma palheta em movimento
giratório.
• Determina a resistência não-
drenada do solo in-situ. Uma
palheta de seção cruciforme é
cravada em argilas saturadas, de
consistência mole, e é submetida ao
torque necessário para cisalhar o
solo por rotação.
• Vantagens: exigências precisas na
execução, pois equipamentos
manuais dão margem a muitos tipos
de falhas.
• Desvantagem: Alto custo
Métodos de investigação
8 – Ensaio de Palheta ou Vane-test;
Métodos de investigação
8 – Ensaio de Palheta ou Vane-test;
Métodos de investigação
9 – Ensaio Pressiométrico (PMT);
• Consistem na inserção em um pré-
furo de sonda pressiométrica e
deformação radial de membrana por
meio de inserção de gás nitrogênio.
• As medidas de deformação são
realizadas por meio de equipamento
computadorizado (Geospad) e
software específico (Geovision) ,
projetado para ler automaticamente
os dados leituras do ensaio.
• É obtida curva de tensão x
deformação do solo prospectado
• Estes resultados permitem avaliar
a capacidade de carga e recalques
em fundações rasas e profundas.
• O ensaio é normalizado pela ASTM
D4719 -Standard Test Method for
Prebored Pressuremeter Testing in
Soils.
Métodos de investigação
9 – Ensaio Pressiométrico (PMT);
Funcionamento
• Perfuração.
• Volume inicial: Permitir a saída do tubo apenas com 
as mãos.
• Colocação da Sonda na cota desejada.
• Expansão com pressão controlada.
• Leituras regulares.
• Nova pressão e leituras.
• Até atingir 650cm³. (Capacidade máxima da sonda)
Métodos de investigação
9 – Ensaio Pressiométrico (PMT);
Vantagens
• Comportamento Tensão – Deformação “in 
situ”
• Rapidez, simplicidade e economia.
• Baixo grau de amolgamento.
• Análise racional.
• Determinação do módulo de cisalhamento 
(G), módulo pressiométrico (E) e pressão 
limite do terreno (pl).
• Cálculo da capacidade de carga e recalque 
de fundações superficiais e profundas.
• Cálculo de fricção negativa de estacas.
• Desenho de estacas carregadas 
lateralmente.
• Estimação de parâmetros clássicos de corte.
Métodos de investigação
9– Ensaio Pressiométrico (PMT);
Desvantagens
1. Oferece apenas medidas de propriedades Horizontais do solo.
2. Referente aos equipamento:
- Pressiômetro com furo: perturbação do solo.
- Pressiômetro auto-perfurante: Equipe altamente treinada, 
constantes para cada solo.
- Dimensão de pressiômetros sem padronização.
3. Interpretação de resultados:
- Intervalo de profundidade: acima de 1,5m, camadas 
compressíveis finais podem não ser identificadas.
- Definição da pressão limite.
- Resistência ao cisalhamento não drenada obtida pode ser 
maior que outros.
Métodos de investigação
10 – Ensaio Dilatométrico (DMT);
• O dilatômetro consiste de uma
lâmina de aço inoxidável dotada de
membrana circular de aço muito fina
em uma de suas faces.
• O ensaio consiste na cravação da
lâmina dilatométrica no solo,
medindo-se o esforço necessário à
penetração,para em seguida usar a
pressão de gás para expandir a
membrana de aço ( diafragma) no
interior da massa de solo.
• O equipamento é portátil e de fácil
manuseio, sendo a operação
simples e relativamente com bom
custo-benefício.
Métodos de investigação
10 – Ensaio Dilatométrico (DMT);
• Desenvolvido na Itália (Silvano Marchetti);
• Composto de uma lâmina inoxidável;
• Consiste em cravar a lâmina do aparelho no terreno;
• Fácil/Portátil/Simples/Econômico;
• No Brasil a técnica não tem muita aplicação.
Métodos de investigação
10 – Ensaio Dilatométrico (DMT);
Marchetti (1980) estabeleceu um conjunto de correlações
semi-empíricas entre os índices dilatométricos e as
principais propriedades de comportamento do solo:
• Coeficiente de empuxo no repouso (K0 ),
• Razão de pré-adensamento (OCR),
• Módulo de deformabilidade (M ou E)
• Resistência ao cisalhamento do solo.
• Indicações quanto ao tipo de solo e densidade também
são fornecidas.
Métodos de investigação
10 – Ensaio Dilatométrico (DMT);
Um resumo das correlações existentes entre os índices
dilatométricos e os parâmetros geotécnicos é apresentado no
Quadro a seguir:
• Correlações aplicadas ao ensaio dilatométrico
Métodos de investigação
Amostragem 
Métodos de investigação
Amostragem 
Métodos de investigação
Amostragem 
Métodos de investigação
Investigação – Número de furos 
Métodos de investigação
Investigação – Número de furos 
Análise e interpretação dos dados
Diante da execução dos ensaios conforme características do projeto, geologia e 
disponibilidade de recursos, faz-se necessário analise criteriosa para escolha do 
tipo de fundação a ser adotada. 
Deve-se avaliar, entre outros, as seguintes características:
• Ocorrência de camadas muito moles, moles e/ou fofas a 
profundidades inferiores a 3,0 metros.
• Presença de aterro não compactado com espessura 
superior a 1,00 metros.
• Ocorrência de camadas de argila muito mole e/ou 
saturadas (abaixo no nível de água).
• Ocorrência de camada(s) muito mole, permeável (eis) 
saturada (s) – areia e/ou pedregulho – acima da cota de 
apoio.
• Ocorrência de camadas de pedregulho compacto 
abaixo no nível de água e acima da cota de apoio.
• Ocorrência de matacões acima da cota de apoio.
• Características particulares da obra (localização, 
acesso, interferência, vizinhança, recursos).
• A Experiência do projetista é essencial nesta etapa.
Exercícios (alguns... )