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Complementos de Mecânica dos Solos e Fundações – Material de Apoio 1 Amostragem e Armazenamento do solo: Qual a importância de uma boa amostragem e armazenamento das amostras? Métodos de investigação geotécnica diretos e indiretos do subsolo Amostras de solo e seu correto armazenamento 1. Qual a importância de uma boa amostragem e armazenamento das amostras? Já analisamos o quão importante é se conhecer o solo e o subsolo sobre os quais se pretende construir. Para que se possa reconhecer as características do subsolo da região na qual se pretende trabalhar, faz-se necessária a sua prospecção que, para ser devidamente precisa, necessita de uma correta amostragem ao longo da área que será solicitada, bem como de um correto armazenamento das amostras retiradas do local. A amostragem, se feita corretamente, nos permitirá o conhecimento acerca das condições do subsolo (a disposição de suas camadas, as diferenças entre elas, sua espessura, suas características mecânicas, etc.). Uma amostragem, para ser adequada, precisa ser estatisticamente significativa. O que equivale a dizer que a quantidade das amostras, suas locações e seu tipo (se indeformadas ou deformadas), precisam realmente representar o subsolo da região analisada. Quando uma amostragem não se faz correta, o engenheiro pode incorrer em erros graves que podem, posteriormente, danificar a obra da construção civil, como ocorre no caso do surgimento de recalques. Da mesma forma, as amostras retiradas do solo e levadas ao laboratório para serem analisadas precisam ser devidamente acondicionadas para que não percam suas características durante o trajeto, o que pode modificar as respostas dos ensaios solicitados e prover respostas errôneas acerca do comportamento mecânico do solo que aquelas amostras representam. Diferentes cuidados devem ser tomados no armazenamento para as diferentes amostragens, de acordo com o que se pretende analisar para o solo, tanto entre o momento da retirada da amostra do solo e seu transporte até o laboratório, quanto depois, caso as amostras fiquem armazenadas para testes posteriores. A escolha do método de investigação do subsolo (o que inclui os tipos de amostragem e de armazenamento), dos testes laboratoriais que serão necessários, e da amplitude da investigação do subsolo são uma função do tamanho e das características do terreno que precisa ser investigado, das dimensões e finalidades da obra de construção civil, dos dados já disponíveis de investigações anteriores realizados na mesma região, e da observação do comportamento de estruturas próximas (Caputo, 2000). 2. Métodos de Investigação Geotécnica Diretos e Indiretos Quando se necessita verificar as condições do subsolo de uma região na qual se pretende construir, pode-se realizar investigações de forma direta ou indireta para se determinar a qualidade mecânica dos solos ou rochas presentes na região de interesse. Métodos de investigação direta incluem: - Execução de poços; - Execução de galerias; - Execução de trincheiras; - Sondagens; Já métodos indiretos incluem: - Métodos de investigação geofísicos (refração e reflexão de ondas; ensaios entre furos – crossholes e tomografias; sonografia; ecobatimetria); - Métodos potenciais (magnetometria; gravimetria); - Métodos elétricos (resistividade; polarização induzida; potencial espontâneo; GPR; gamaespectometria) Sondagens As normas adotadas para a execução de sondagens, no Brasil, regidas pela ABNT, são as seguintes: ABNT NBR 9603:2015 – Sondagem a trado - Procedimento; ABNT NBR 1592:2007 – Sondagem de reconhecimento para fins de qualidade ambiental - Procedimento; ABNT NBR 6484:2001 – Solo - Sondagem de simples reconhecimento com SPT - Métodos de ensaio; e ABNT NBR 8036:1983 – Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios - Procedimentos. Existem diversos tipos de sondagem: a) Sondagem a Varejão: A sondagem a varejão é executada com uma haste lisa de ferro, cravada manualmente, ou com golpes de marreta, em sedimentos inconsolidados. Ela é utilizada para avaliar depósitos de areia, cascalho e argila. Neste método, a haste penetra em torno de 2m de profundidade no solo, e o material é identificado pela reação sonora, atrito e força necessária para a penetração da haste. b) Sondagem a Trado: Este tipo de sondagem é executada também manualmente, com a intenção de averiguar solos de baixa a média resistências. Utiliza-se um trado, cujos tipos mais comuns são o trado espiral e o trado do tipo cunha, que é cravado no solo com força manual. Imagem retirada de www.google.com.br À medida que o trado é cravado no solo, ele retorna uma amostra, que tem diâmetro entre 7,6 e 10,2cm (3 e 4 polegadas), e que se encontra deformada. As amostras de solo são coletadas de metro em metro, ou quando existe alguma variação significativa do solo amostrado (variação de litologia, mudança significativa de cor, granulometria, etc). Esse tipo de sondagem é bastante utilizado para a investigação de subsolos de áreas de empréstimo e em subleitos de rodovias. c) Sondagem a Percussão A sondagem a percussão consiste na perfuração do solo através da percussão do trépano, que vai desagregando o solo. Uma vez desagregado, o solo vai sendo retirado do furo de sondagem pelo bombeamento de água, sob pressão, no furo da sondagem. Neste caso, as amostras de solo que podem ser obtidas são amostras deformadas, uma vez que o trépano desagrega o solo na medida em que vai sendo “batido” no furo de sondagem, a um avanço de 55cm. O conjunto utilizado para a realização da sondagem à percussão envolve um tripé com bomba de água e equipamentos para perfuração e corte do solo (como o trépano de lavagem). O diâmetro do furo tem em torno de 6,3cm (2,5 polegadas), e atinge uma profundidade máxima de 20m. Essa profundidade é, entretanto, limitada pelo peso do conjunto de furação e pela competência do material. O furo realizado é geralmente protegido por tubos de revestimento que protegem suas paredes do desabamento. Com um conjunto entre sondagens a trado e a percussão, é possível realizar a Sondagem de Simples Reconhecimento, muito utilizada para a investigação geotécnica de subsolos onde se pretende construir. A sondagem de simples reconhecimento, acompanhada de testes de SPT (Standard Penetration Test) permite que se estabeleçam as condições mecânicas do subsolo da região amostrada. d) Sondagem de Simples Reconhecimento com teste SPT Um tipo de procedimento bastante comum adotado é a sondagem de simples reconhecimento. Ela é regida pela norma brasileira NBR – 6484 e consiste em dois tipos de operação: perfuração e amostragem. A perfuração se inicia com um trado tipo cavadeira, com 10cm de diâmetro: Trado tipo cavadeira e trado tipo espiral. Imagens retiradas de www.google.com.br. Com o trado, o furo é aprofundado e o material é recolhido e classificado quanto à sua composição. O esforço requerido para a penetração do trado já fornece uma primeira indicação da consistência ou compacidade do solo. Ao se atingir uma dada profundidade, utiliza-se um tubo de revestimento de duas polegadas e meia de diâmetro, que é cravado com um martelo. Depois de posicionado o tubo, a perfuração continua com um trado espiral. http://www.google.com.br/ A perfuração com o trado continua até que se atinja o nível de água, ou seja, até que se perceba o surgimento de água no interior da perfuração ou no tubo de revestimento. Quando isso ocorrer, deve-se registrar a cota do nível de água, e então se interrompe a operação, esperando para se ver se o nível de água se mantém, ou se ele se modifica (se ele se eleva dentro do tubo de revestimento). Caso a cota do nível de água se modificar, é necessário que se espere até que o novo nível fiqueestável e, então, anota-se esta nova cota. Caso essa mudança de cotas do nível de água ocorrer, significa que o lençol freático se encontrava sob pressão. A diferença entre a segunda cota e a primeira cota medidas indica a pressão à qual está submetido o lençol freático naquela região. Essa informação é bastante relevante para questões posteriores da obra, pois a pressão do lençol freático interfere, por exemplo, na estabilidade de escavações que precisem ser feitas neste solo. Lençóis freáticos sob pressão são bastante comuns, especialmente em regiões onde há um solo arenoso recoberto por um argiloso (menos permeável). Quando mais de um lençol freático aparecer, é necessário que se repita o mesmo procedimento citado anteriormente com cada um deles. Como o nível dos lençóis freáticos geralmente se modifica durante o ano, é necessário que se registre a data em que o (s) mesmo (s) for (em) encontrado (s). Depois que se atinge o nível da água, a perfuração pode prosseguir com uma técnica conhecia como percussão e lavagem. Nessa técnica, uma bomba de água motorizada injeta água no interior do furo, em sua extremidade inferior, através de uma haste de menor diâmetro, que desce por dentro do tubo de revestimento. Na extremidade dessa haste, existe um trépano com ponta afiada e com dois orifícios por onde a água injetada pela bomba sai com pressão. A haste interna é erguida e deixada cair a uma altura de cerca de 30cm a cada “golpe”. A sua queda é acompanhada de um movimento de rotação imprimido manualmente pelo operador. No fundo do furo, o solo vai sendo destorroado a cada golpe. Simultaneamente, a água que vai sendo injetada no furo pelos orifícios do trépano ajuda na desagregação do solo e, quando esta retorna à superfície pelo espaço entre a haste interna e as paredes do tubo de revestimento, transporta as partículas desagregadas do solo consigo. Este material que chega à superfície carregado pela água não permite uma boa classificação do solo, mas mostra mudanças acentuadas do tipo de solo. Apesar de a perfuração por lavagem ser mais rápida que a perfuração por trado, ela só pode ser utilizada abaixo do nível de água porque, se for utilizada acima dele, alteraria a umidade do solo e, por conseguinte, suas condições de amostragem. Esquema de sondagem por percussão e lavagem com seus componentes utilizados. Retirado de Coastal Planning & Engineering do Brasil (2011). A cada metro, ou sempre que as partículas do solo transportados pela água mostrarem alguma mudança perceptível, a operação de perfuração é suspensa e uma amostragem é feita. Para se realizar a amostragem, utiliza-se um amostrador padrão, constituído por um tubo de 50,8mm (2 polegadas) de diâmetro externo e 34,9mm de diâmetro interno, com uma extremidade cortante biselada. A outra extremidade, que é fixada à haste que leva ao fundo da perfuração, deve conter dois orifícios laterais para a saída de água e ar, e uma válvula constituída por uma esfera de aço. Esse amostrador é conectado à haste de perfuração e apoiado no fundo da perfuração. Ele então passa a ser cravado por um martelo (uma massa de ferro fundido de 65kg), que é elevado a 75cm e deixado cair livremente sobre o amostrador. Este martelo é erguido manualmente ou por meio de equipamento mecânico através de uma corda flexível que passa por uma roldana existente na parte superior do tripé. O amostrador será socado repetidamente até que se afunde 45cm no solo do fundo da perfuração. O amostrador é retirado, e a amostra colhida é submetida a um primeiro exame tátil visual e, em seguida, armazenada em recipientes impermeáveis para posteriores análises laboratoriais. As anotações das características percebidas em campo auxiliarão e serão confirmadas pelos ensaios laboratoriais apropriados. Esquema de amostragem feita durante uma perfuração de percussão e lavagem. Imagem retirada de www.google.com.br. Resistência à Penetração – SPT (Standard Penetration Test) As sondagens são intensamente empregadas em projetos de fundação. Por exemplo, as definições de projetos (como o tipo e o comprimento das estacas) e a escolha do tipo de fundação de prédios comuns (de 3 a 30 pavimentos) são costumeiramente baseadas apenas nos resultados tátil-visuais e de SPT das sondagens, que devem sempre ser analisadas de acordo com o conhecimento geológico do local e com a experiência regional. De especial interesse são os resultados do SPT para essas questões. Entretanto, os resultados do SPT são, muitas vezes, obtidos em campo sem a supervisão do engenheiro e, por isso, e como dependem de uma série de fatores (tais como o posicionamento do equipamento, a queda do martelo, etc.), o projetista deve prestar bastante atenção à qualidade das sondagens, para que faça uma correta leitura dos resultados obtidos delas. O SPT é obtido durante a amostragem do solo. Durante essa amostragem, realizada conforme descrito acima, o número de golpes necessário para fazer o amostrador descer cada 15cm no solo é anotado. Os dados do primeiro trecho de 15cm são então descartados. O número de golpes necessário para se fazer o amostrador descer os outros 30cm é definido como a resistência à penetração (SPT) daquele solo. O SPT é também referido como o número N do SPT ou como SPT do solo. Quando o solo é tão fraco que um único golpe é capaz de fazer o amostrador descer mais de 45cm, o resultado da cravação deve ser expresso pela relação entre o golpe dado com a respectiva penetração. Por exemplo, se com um golpe o amostrador penetrar 58cm de solo, a notação ficaria 1/58. Da mesma forma, quando não ocorre penetração de todo o amostrador, o SPT também é demonstrado em forma de fração. Por exemplo, para 30 golpes em que houve uma penetração no solo de 14cm, a notação ficaria como 30/14. Deve-se sempre considerar que a energia de cravação que atinge o amostrador depende do sistema de cravação e do comprimento das hastes. O estado do solo pode, então, ser classificado de acordo com a resistência à penetração do amostrador. Se o solo for arenoso ou silte arenoso, ele será classificado pela compacidade. Caso seja argiloso, ou silte argiloso, será classificado por sua consistência. Quando o SPT é empregado em argilas, a medição que se obtém de sua resistência está naturalmente relacionada à sua consistência. Entretanto, como a cravação do amostrador é dinâmica, a resistência medida está mais associada à resistência residual do que àquela em seu estado indeformado. Dessa forma, no caso de argilas sensitivas, o SPT pode subestimar sua consistência em seu estado natural. Já quando o SPT é empregado em areias e lhes mede sua resistência, a correlação com a compacidade não é natural. Isso porque a resistência das areias não depende apenas de sua compacidade, mas também de sua distribuição granulométrica e do formato de seus grãos. Também, porque a resistência das areias depende das tensões sobre elas aplicadas, conforme será visto mais para frente na disciplina. Dessa forma, um mesmo tipo de areia terá SPT diferentes dependendo da profundidade em que se encontrar (um maior SPT à uma maior profundidade). Essas classificações são o fruto da experiência acumulada e dependem da energia efetivamente aplicada ao barrilete amostrador (ou seja, da maneira como o martelo é acionado). Esse procedimento difere um pouco conforme o país. Para o Brasil, adotam-se as seguintes classificações, pela norma NBR 7250 da ABNT: Resistência à penetração (número N do SPT) Compacidade da Areia 0 a 4 Muito fofa 5 a 8 Fofa 9 a 18 Compacidade média 18 a 40 Compacta > 40 Muito compacta Retirado de Pinto (2006). Resistência à penetração (número N do SPT) Consistência da Argila <2 Muito mole 3 a 5 Mole 6 a 10 Consistência média 11 a 19 Rija > 19 Dura Retiradode Pinto (2006). Os resultados obtidos são apresentados em perfis do subsolo, que traz descrições das amostras, suas cotas correspondentes, a posição do nível de água (ou dos níveis de água) e sua eventual pressão, a data em que foi determinado o nível de água e os valores da resistência à penetração do amostrador. Caso haja a possibilidade ou a necessidade de se executar sondagens próximas umas às outras (por exemplo, a cada 20m), faz-se o traçado de seções do subsolo. Para se traçar essas seções basta ligar as cotas de materiais semelhantes na hipótese de que as camadas de solo sejam contínuas na área em que as sondagens foram executadas. Exemplo de perfil de sondagem executado na Av. Rebouças, próximo à Av. Dr. Arnaldo, em São Paulo, capital. Retirado de Pinto (2006). Exemplo de seção de subsolo em depósito estuarino, Benfica, Recife. Retirado de Gusmão Filho (1998), apud Pinto (2006). Programação das Sondagens e Outros Métodos de Prospecção A programação das sondagens, a quantidade delas, sua disposição na área a ser estudada e a profundidade de seus furos depende do conhecimento prévio que se tenha da geologia local, do solo e da obra específica para a qual a prospecção está sendo feita. As recomendações sobre a programação de sondagens estão nas normas ABNT NBR acima citadas. Estas normas dispõem sobre o número mínimo de sondagens exigido, sua disposição em campo, e a profundidade dos furos de acordo com o tamanho, em planta, da obra que será executada. Em casos especiais, como no caso de pesquisas para fundações de pequenas residências, projetos de pavimentos e estradas, quando a geologia local já é conhecida, as perfurações para simples reconhecimento da área (chamadas também de expeditas) podem ser feitas apenas com a identificação do solo, sem o emprego do tripé e sem a determinação da resistência à penetração. Em outros casos, pode ser necessário que se façam outros testes complementares durante as sondagens, tais como a resistência à cravação (Cone Penetration Test - CPT), ou a resistência à torção de palheta em argilas moles (Vane Test). O CPT consiste na medição do esforço necessário à cravação do solo por um cone penetrômetro de 60° de ângulo de abertura sob velocidade constante. Existem dois tipos de cone: o mecânico, que permite que se façam as resistências de ponta e lateral a cada 20cm; e o elétrico, que permite uma leitura contínua à medida em que for sendo cravado no solo. É um teste feito em solos granulares para medir sua compacidade e resistência e em solos argilosos para medir continuamente a resistência não drenada das argilas. Já o Vane Test (ou ensaio de palheta) é um teste no qual se mede o torque necessário à rotação e um molinete ou de uma palheta cravada no solo, sob velocidade constante. Ele tem como objetivo avaliar a resistência ao cisalhamento de materiais argilosos sob condições não drenadas. Ele é geralmente efetuado no interior de furos de sondagens ou perfurações. Os resultados obtidos nesses testes são superiores àqueles obtidos pelo SPT mas, em compensação, eles não permitem a amostragem do solo. Dessa forma, sua utilização deve ser sempre complementar à sondagem de simples reconhecimento. Retirada de http://engenheirosunidos.com.br. e) Sondagem Rotativa A sondagem rotativa é utilizada geralmente para perfurações em corpos rochosos. Ela se utiiza de um conjunto composto por tripé com sonda motorizada, hastes, barriletes, coroa e bomba de água. O avanço da sondagem ocorre por rotação e pressão do conjunto formado por hastes, e por um barrilete que possui uma peça cortante na ponta, chamada coroa, enquanto se injeta água sob pressão pela haste. Essa água retorna à superfície do furo por fora do conjunto e executa o seu resfriamento e a limpeza do furo. A operação da sondagem é feita em ciclos, chamados manobras, de furação e retirada de testemunhos, que possuem comprimento entre 1 e 5m. A cada manobra, uma amostra indeformada do solo e/ou rocha, cilíndrica, é retirada do furo. Essa amostra se chama testemunho de sondagem. Ela fica protegida dentro do barrilete por uma camisa livre. A coroa, que é a peça que perfura o solo, pode ser feita de vídia (carboneto de tungstênio) ou diamante, e possui diâmetros padronizados. Os testemunhos são guardados em caixas em uma sequência exata de sua posição no furo de sondagem. Posteriormente, são abertos (cortados ao meio) e analisados. Em geral, eles passam a ser recuperados (amostrados) após se obter uma resistência de 50 golpes no ensaio SPT, para evitar desmoronamentos das paredes do furo mediante a retirada dos testemunhos. Tipos de coroas de perfuração a rotação. Imagem retirada de www.google.com.br Caixa com testemunhos abertos guardados. Imagem retirada de www.google.com.br Imagem ilustrativa de sondagem rotativa. Imagem retirada de www.google.com.br As amostras indeformadas (testemunhos) da sondagem rotativa permitem uma análise mais acurada do subsolo da região onde se pretende construir. Esse tipo de sondagem é geralmente utilizado, entre outras coisas, para se analisar o perfil litológico/de solo da região, e para a classificação do maciço rochoso de subsuperfície pelo índice de qualidade do maciço rochoso (RQD). Poços, Trincheiras e Galerias São perfurações feitas no solo para a análise in situ do material (rocha e solo) e para a retirada de amostras de maior volume que estejam indeformadas. Por meio deles, é possível se analisar as estruturas presentes no maciço terroso (como, por exemplo, suas estruturas). Para a execução dos poços, galerias ou trincheiras, podem ser utilizados tanto equipamentos manuais, tais como pá, picareta e explosivos, como equipamentos mecanizados, como no caso de marteletes e das perfuratrizes de grande diâmetro. O equipamento correto deve ser escolhido de acordo com a situação do solo e/ou rocha da região que se deseja analisar, bem como do método de análise (se poço, galeria ou trincheira). Poços são abertos quando se deseja analisar o subsolo em profundidade. Trincheiras e galerias são utilizadas quando há a necessidade de uma análise de extensões longitudinais maiores. Poços são escavações verticais, de seção circular ou quadrada, com dimensões mínimas que permitam o acesso do observador para a descrição das camadas de solo e/ou rocha e para a coleta de amostras. A abertura dos poços é geralmente realizada com o uso de pás e picaretas, ou perfuratriz, no caso de solos, e por marteletes, perfuratriz ou explosivos nas rochas. Geralmente, utilizam-se poços quadrados para profundidades menores (até 2m); poços retangulares para profundidades um pouco maiores (de 2 a 4m); e poços circulares ou retangulares com degraus a partir de 3m de profundidade. Poços quadrados ou retangulares são feitos com degraus quando há a possibilidade, para evitar desmoronamentos das paredes e para facilitar o acesso do observador. O diâmetro dos poços varia, geralmente, entre 1 e 3m. Trincheiras são aberturas de menor profundidade que os poços que possuem continuidade horizontal. Elas também devem ter dimensões mínimas que permitam o acesso do observador para a descrição do solo e/ou rocha e para a coleta de amostras. Assim como no caso dos poços, os instrumentos utilizados para a abertura de trincheiras envolvem tanto pás e picaretas quanto marteletes ou explosivos, retroescavadeiras, pás escavadeiras, etc., dependendo da composição do subsolo da região a ser analisada. Galerias são trincheiras abertas em subsuperficie. Sua execução se limita a regiões que sejam formadas por maciços rochosos ou por solos muito consistentes. A norma querege a execução de poços, galerias e trincheiras é a NBR 9604: 2016 – Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas-Procedimento. As amostras indeformadas retiradas de poços, trincheiras ou galerias de inspeção podem ser recolhidas do fundo das escavações, ou de suas paredes. Elas geralmente são talhadas cuidadosamente na forma de um cubo de 30cm de aresta e então protegidas com parafina fundida e fios de talagarça para que fiquem bem preservadas até sua análise laboratorial. Ainda, é necessário que a amostra contenha indicações precisas de seu posicionamento espacial (ou seja, deve ser indicada a posição correta na qual a amostra estava ao ser retirada da perfuração), para que se possam realizar ensaios orientados, em laboratório, de acordo com o carregamento previsto para o corpo de solo ou maciço rochoso, e de seus planos de resistência. Exemplo esquemático de poço de inspeção. Imagem retirada de www.google.com.br. Exemplos de poço de inspeção. Imagens retirada de www.google.com.br. Exemplos de trincheiras de inspeção. Imagens retirada de www.google.com.br. Exemplos de galerias de inspeção. Imagens retirada de www.google.com.br. 3. Amostras de Solos e Seu Correto Armazenamento Há dois tipos de amostras que podem ser obtidas para os solos: as amostras deformadas, e as amostras indeformadas. a) Amostras Deformadas Amostras deformadas são aquelas que são obtidas sem que se preserve as características originais do solo, tais como sua compacidade ou resistência naturais, constituindo-se em porções desagregadas do solo que representam. Elas nos permitem reconhecer algumas das características do solo, tais como sua composição mineralógica e sua textura. Podem ser utilizadas para testes de identificação tátil-visual do solo, em ensaios de classificação do solo, tais como os ensaios de granulometria, índices de consistência, massa específica e umidade do solo; para ensaios de compactação do solo, e na preparação de corpos de prova para ensaios de permeabilidade, compressibilidade e resistência ao cisalhamento do solo, por exemplo. Amostra deformada de solo de sondagem a trado. Retirada de http://suportesolos.com.br/ As amostras deformadas são obtidas das sondagens (com exceção da sondagem rotativa, conforme indicado acima), e também com o uso de pás, enxadas, picaretas, etc. caso a amostragem seja feita em menores profundidades (até 1 metro de profundidade). Instrumentos utilizados para coleta de amostras deformadas. Retiradas de www.google.com.br. Segundo as normas ABNT NBR 9604: 2016; ABNT NBR 9603: 2015; e ABNT NBR 6484: 2001, as amostras deformadas devem ser obtidas a cada metro de profundidade (ou de espaçamento) do solo, ou em profundidades ou locais em que se note a mudança de características do solo, tais como textura ou cor. Essas normas ditam que toda amostra deformada coletada deve passar imediatamente por um primeiro teste tátil visual. Seu posicionamento dentro da área de estudo, bem como sua cota de profundidade em sondagens ou poços, ou sua localização dentro da trincheira, devem ser anotados com precisão. Além dessas informações, quaisquer outras que sejam relevantes devem ser levadas em consideração (tais como o número da sondagem ao qual a amostra se vincula, o local da obra, o número designativo da amostra em questão, a data da coleta, etc.). A identificação de cada amostra deve ser feita duplamente: do lado de fora de cada recipiente, e internamente, contendo as mesmas informações. Caso haja matéria orgânica nas amostras coletadas, estas devem ser retiradas, quando possível, ou se deve anotar a presença dessas matérias orgânicas em meio às amostras de solo, quando estas forem acondicionadas para serem levadas para testes laboratoriais. As amostras deformadas coletadas no teste de SPT durante as sondagens de simples reconhecimento devem ser imediatamente acondicionadas em recipientes herméticos cujas dimensões permitam receber um cilindro de solo colhido do amostrador padrão ou, quando necessário, do solo colhido no corpo do amostrador padrão. A quantidade de solo representativo de cada amostra dependerá dos resultados da coleta durante o teste de SPT. Amostras retiradas de sondagem de simples reconhecimento com teste de SPT. Imagens retiradas de http://www.geosonda.net e http://www.dicionariogeotecnico.com.br Essas amostras devem ficar protegidas do sole da chuva. Elas devem ser identificadas de forma a se saber a qual das sondagens cada amostra pertence e, dentro de uma mesma sondagem, qual a sua cota e seu posicionamento em relação às demais amostras coletadas. Uma vez acondicionadas dessa forma, essas amostras podem ser guardadas até que se executem os testes laboratoriais requeridos. As amostras deformadas coletadas em poços ou trincheiras devem ser acondicionadas em sacos de lona ou plástico resistente. A quantidade de solo coletado dependerá dos requisitos dos testes a serem efetuados em laboratório. Cada amostra acondicionada em um desses sacos deve ser identificada de forma que se possa saber a sua exata posição dentro da área que está sendo analisada, bem como sua posição em relação às demais amostras retiradas do mesmo poço ou trincheira. Exemplo de recipiente de plástico resistente ou lona utilizado para guardar amostras deformadas de solo. Retirada de www.google.com.br. Amostras deformadas de poços ou trincheiras que são destinadas à análise de umidade do solo devem ser acondicionadas em recipientes de plástico, vidro ou alumínio com tampa hermética, parafinada ou selada com fita colante. Essas amostras devem receber o mesmo tipo de identificação que as citadas anteriormente. Essas amostras deformadas de poços ou trincheiras devem ser coletadas à medida que o poço ou trincheira vai sendo escavado, e não após a sua conclusão, pois o solo aberto vai modificando suas condições quando em contato com o sol ou com agentes intempéricos, como o vento ou a chuva. As amostras coletadas devem permanecer em local ventilado e à sombra até que sejam analisados em laboratório. Já nas sondagens a trado, as amostras destinadas à análise de umidade do solo devem ser coletadas e acondicionadas imediatamente após o avanço de cada furo. Essas amostras devem possuir ao menos 100g, que devem ser acondicionadas em recipientes com tampa hermética, parafinada ou selada com fita colante. Amostras deformadas para outros testes laboratoriais devem ser devidamente identificadas e acondicionadas em sacos de lona ou plástico com amarilho, logo após sua coleta. Essas amostras devem ter um peso mínimo de 4kg. Elas também devem ser mantidas protegidas de sol ou chuva, em ambientes ventilados, até que sejam testadas em laboratório. Já de acordo com o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER), de acordo com sua norma DNER-PRO 003/94 – Coleta de amostras deformadas de solo, para a coleta de amostras deformadas retiradas de perfurações, deve-se coletar amostras em todas as camadas de solo que se encontrar enquanto se faz a perfuração. Uma lona é colocada em frente ao local onde a perfuração será realizada. Sobre essa lona serão dispostas as amostras coletadas de tal perfuração. À medida que a perfuração da sondagem avança, vão sendo colocados montes de solo sobre a lona, em ordem de profundidade de perfuração. Um novo monte de solo é feito quando se notam diferenças significativas no material (tais como diferenças granulométricas, ou de cor). A análise tátil visual do solo é feita nesses montes, levando-se em consideração o tipo de solo (se coesivo ou não coesivo, granulometria, cor). Exemplo de lona com montesde diferentes tipos de solo, separados por profundidade de sondagem. Retirada de www.google.com.br. Para que se obtenha uma amostra de uma das camadas de solo dessa sondagem, os montes individuais que possuem as mesmas características são unidos e postos em sacos de lona ou plástico resistente. Cada uma dessas amostras é então devidamente identificada. Cada amostra deve ter no mínimo 10kg se destinadas a ensaios de caracterização, e 60kg se destinadas a ensaio de compactação e Índice de Suporte Califórnia. Caso a amostra de solo seja destinada à análise da umidade natural do solo, essa amostra deve ter uma porção coletada imediatamente após a sua amostragem. Essa porção deve ser acondicionada em recipiente de vidro com tampa ou em saco plástico de cerca de 0,5kg de capacidade. Essas amostras devem ser mantidas em local protegido até o envio para o laboratório. b) Amostras Indeformadas Amostras indeformadas do solo são aquelas que são obtidas de modo que se preserve as características originais do solo, tais como sua estrutura, condições de umidade, compacidade ou consistência naturais, além de texturas e composição mineral do solo. Essas amostras podem ser obtidas de sondagens rotativas, ou por meio de amostragens em trincheiras, poços ou galerias. Seu formato é geralmente cúbico ou cilíndrico, dependendo da forma como são coletadas. Elas indicam as características que o solo apresenta “in situ”, tais como seus índices físicos, seu coeficiente de permeabilidade, seus parâmetros de compressibilidade e de resistência ao cisalhamento do solo. Os cuidados com essas amostras devem ser maiores que aqueles adotados para as amostras deformadas, de forma que se possa preservar todas as características do solo até que cada amostra seja devidamente analisada. No Brasil, as duas normas que ditam a coleta de amostras indeformadas de solo são a ABNT NBR 9604:2016 – Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas - Procedimento; e ABNT NBR 9820: 1997 – coleta de amostras indeformadas de solos de baixa consistência em furos de sondagem - Procedimento. Amostras indeformadas de solos moles que se encontram abaixo do nível de água (ou seja, abaixo do nível do lençol freático) geralmente são executadas com o uso de um amostrador de paredes finas. Para amostragem de solos coesivos de baixa consistência em furos de sondagem, a norma ABNT NBR 9820:1997 estabelece que a cota de água ou lama dentro do furo de sondagem deve ser mantida igual ou um pouco superior à cota do lençol freático. O tubo de amostragem deve ter paredes externas e internas inteiramente lisas, e ser constituído por material resistente à corrosão (geralmente, aceita-se o latão, o aço inoxidável ou o bronze), e o furo de sondagem deve estar livre de quaisquer detritos da perfuração, solos amolgados ou partículas graúdas de solo, bem como de quaisquer outras impurezas que não representem o solo a ser amostrado. O amostrador deve ser introduzido cuidadosamente no furo, sem entrar em contato com suas paredes, preferencialmente por meio de esforço manual. Caso o esforço manual não seja suficiente, utilizam-se equipamentos que permitam uma cravação contínua, sem rotação ou interrupções. A percussão não pode ser utilizada neste caso. Após ter sido cravado, o amostrador deve permanecer no solo por dez minutos, sem que haja peso atuando sobre ele e, em seguida, é retirado cuidadosamente. A amostra, retirada da perfuração no interior do amostrador, deve ser imediatamente lacrada com parafina ou uma mistura de parafina com cera cristalina, mantendo-se o tubo em posição vertical e protegido do sol. Após a aplicação da parafina, utilizam-se anéis de proteção com rigidez adequada, que são mergulhados uma vez mais na parafina para a proteção final da amostra. A amostra deve ser perfeitamente identificada, com etiquetas e/ou canetas de tinta indelével. A identificação deve conter todos os parâmetros importantes, tais como o número da amostra, sua profundidade de coleta, localização da sondagem dentro da área analisada, data e hora da coleta, características do amostrador, cotas de topo e fundo da amostra, comprimento penetrado e recuperado, nome e local da obra. Uma vez coletadas, as amostras devem ser transportadas e armazenadas de forma a não sofrerem variações bruscas de temperatura, umidade, vibrações ou choques até que sejam analisadas em laboratório. Os tubos devem ser mantidos preferencialmente na posição vertical. Exemplo de amostra indeformada de solo retirada de sondagem, após abertura do tubo amostrador. Retirada de www.google.com.br Já a norma ABNT NBR 9604: 2016 indica que em trincheiras, poços e galerias, devem ser moldados blocos de solo em formato cúbico, que possuem no mínimo 0,15m e, no máximo, 0,40m de aresta. Os blocos podem ser retirados tanto do fundo da escavação, quanto de suas paredes. Blocos Retirados do Fundo da Escavação Quando se deseja amostrar o fundo da escavação, é necessário que, a partir de 0,10m acima da profundidade em que a amostra será retirada, a escavação passe a ser realizada cuidadosamente com o mesmo tipo de material que será utilizado para a moldagem do bloco. Assim que for atingida a cota prevista para a moldagem do bloco, este deve começar a ser talhado lateralmente, até uma profundidade de 0,10m abaixo de sua base. Bloco sendo moldado em fundo de poço. Retirada de http://www.topsoilconsultoria.com.br O topo de bloco deve ser então identificado com a letra “T”, e suas faces devem ser envoltas em talagarça (ou algum material similar). Então se aplica parafina líquida nas paredes do bloco. Essa operação deve ser repetida por três vezes. Só depois de adotados todos estes procedimentos é que o bloco é seccionado em sua base, tombado lateralmente em um espaço de solo fofo, e tem sua base regularizada até a medida correta. A base do bloco é então recoberta com talagarça e parafina líquida, da mesma forma que suas outras faces o foram anteriormente. Bloco sendo envolto em talagarça e parafina em fundo de poço. Retirada de http://www.topsoilconsultoria.com.br A identificação do bloco (nome da obra, local da execução do poço, trincheira ou galeria, número da amostra, orientação da amostra em relação a uma direção geográfica, além da indicação do topo da amostra; profundidade em que o bloco foi coletado em relação à superfície do terreno; data da amostragem, e outras informações relevantes) deve ser feita antes da última aplicação de parafina, de forma a ficar preservada. Os blocos coletados são postos em caixas de madeira ou similares, maiores que eles, sendo que o espaço existente entre a caixa e o bloco em todas as direções é preenchido com serragem úmida. As caixas devem conter etiquetas que possuam as mesmas informações de identificação de amostras que seus respectivos blocos contêm. Deve-se evitar que os blocos entrem em contato excessivo coma luz solar ou que sejam atingidos pela chuva e, uma vez que estejam embalados, devem ser levados o mais rapidamente possível para o laboratório, sempre com o topo do bloco voltado para cima, sem que sofram impactos e vibrações excessivas durante o seu transporte. Bloco sendo colocado em caixa de madeira em fundo de poço. Retirada de http://www.topsoilconsultoria.com.br Blocos Retirados da Parede da Escavação Os procedimentos adotados para a retirada de blocos das paredes laterais das escavações seguem os mesmos critérios adotados para os blocos que são retirados do fundo da escavação, com uma única modificação: quando os blocos são talhados na parede da escavação, moldam-se primeiramente as faces frontal, laterais e superior do bloco. A sua face lateral é devidamente identificada e então essas faces são cobertascom parafina. Só então as faces inferior e posterior do bloco são seccionadas. 4. Bibliografia ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR 9604:2016 – Abertura de poço e trincheira de inspeção em solo, com retirada de amostras deformadas e indeformadas-Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2016. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR 9603:2015 – Sondagem a trado – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2015. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR 1592:2007 – Sondagem de reconhecimento para fins de qualidade ambiental - Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 2007. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR 6484:2001 – Solo - Sondagem de simples reconhecimento com SPT - Métodos de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 2001. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR 9820:1987 – coleta de amostras indeformadas de solos de baixa consistência em furos de sondagem - Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 1987. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. ABNT NBR 8036:1983 – Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios - Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 1983. CAPUTO, H.P. Mecânica dos solos e suas aplicações. Vol.1. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e científicos Editora S.A. 2000. 242 p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER. DNER-PRO 003/94 – Coleta de amostras deformadas de solo. DNER, 1994. PRESS, F; SIEVER, R.; GROTZINGER, J.; JORDAN, T.H. Para Entender a Terra. 4ª. Ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. PINTO, C.S. Curso básico de mecânica dos solos. 3ª ed. São Paulo: Oficina de Textos. 2006. 355p. TEIXEIRA, w.; TOLEDO, M.C. de; FAIRCHILD, T.R.; TAIOLI, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos. 2000. 568p. www.google.com.br. Acesso em 04 de agosto de 2016. http://engenheirosunidos.com.br/wp-content/uploads/2016/02/ensaios-de-sondagem- 1.png. Acesso em 04 de agosto de 2016. http://suportesolos.com.br/img/gallery/sondagem_a_trado_st_com_coleta_de_amostra.jpg Acesso em 04 de agosto de 2016. http://www.google.com.br/ http://engenheirosunidos.com.br/wp-content/uploads/2016/02/ensaios-de-sondagem-1.png http://engenheirosunidos.com.br/wp-content/uploads/2016/02/ensaios-de-sondagem-1.png http://suportesolos.com.br/img/gallery/sondagem_a_trado_st_com_coleta_de_amostra.jpg http://www.dicionariogeotecnico.com.br/album/geotecnia/ensaios/spt/images/image/DG% 20-%2016%20-%20Medindo%20Amostra.jpg. Acesso em 04 de agosto de 2016. http://www.geosonda.net/files/images/slider/12482516082015_ensaio%20spt%20amostras .jpg. Acesso em 04 de agosto de 2016. http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial- sul-042.jpg. Acesso em 04 de agosto de 2016. http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial- sul-071.jpg. Acesso em 04 de agosto de 2016. http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial- sul-085.jpg. Acesso em 04 de agosto de 2016. http://www.dicionariogeotecnico.com.br/album/geotecnia/ensaios/spt/images/image/DG%20-%2016%20-%20Medindo%20Amostra.jpg http://www.dicionariogeotecnico.com.br/album/geotecnia/ensaios/spt/images/image/DG%20-%2016%20-%20Medindo%20Amostra.jpg http://www.geosonda.net/files/images/slider/12482516082015_ensaio%20spt%20amostras.jpg http://www.geosonda.net/files/images/slider/12482516082015_ensaio%20spt%20amostras.jpg http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial-sul-042.jpg http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial-sul-042.jpg http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial-sul-071.jpg http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial-sul-071.jpg http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial-sul-085.jpg http://www.topsoilconsultoria.com.br/wp-content/uploads/2014/08/sondagem-residencial-sul-085.jpg
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