AULA 06

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Geotecnia
Aula 6: Sondagens rotativas e sondagens do tipo mistas.
Coleta de amostras indeformadas
Apresentação
Apresentaremos o método de investigação geotécnica realizada em rocha, conhecido como sondagem rotativa,
destacando como se desenvolve a perfuração e a retirada de testemunhos.
Descreveremos a técnica de realização de sondagens do tipo mistas, isto é, sondagens a percussão prosseguidas por
método rotativo.
Analisaremos a metodologia para coleta de amostras indeformadas em solos, de acordo com sua consistência, como se
elabora o per�l individual de sondagem e o per�l longitudinal com o resultado de diversas sondagens.
Objetivos
Examinar o método e a �nalidade das sondagens rotativas;
Identi�car as principais normas técnicas da ABNT relacionadas a sondagens a percussão;
Analisar a metodologia para classi�cação de amostras de solos e a elaboração de per�s individuais de sondagens,
bem como de per�s longitudinais com sondagens, ao longo de alinhamentos em uma área.
Investigações geotécnicas
Durante procedimentos de investigações geotécnicas, existem duas situações usuais em que é imprescindível o emprego da
técnica de sondagens rotativas quando:
1
Ocorre a interrupção de uma sondagem a percussão, sem
atingir uma profundidade pré-determinada em projeto, e paira
alguma dúvida sobre o material subjacente.
2
Se faz necessário investigar as características de um material
impenetrável ao método de percussão, bem acima da
profundidade estimada em projeto.
 
A modalidade mais usual para a investigação geotécnica em rochas é através de sondagem rotativa realizada com emprego de
coroa diamantada, geralmente para dar prosseguimento às sondagens a percussão interrompidas pelas limitações do método.
O emprego de peças diamantadas nas perfurações em rocha estabelece-se pelo fato do diamante possuir dureza muito maior
do que a dureza média das rochas que deverão ser investigadas, como é o caso dos granitos.
Os granitos têm como minerais essenciais o quartzo, um tipo de feldspato e alguma variação de mica. Sua dureza média por
precaução pode ser considerada igual ou menor do que 7 (sete), que é a do quartzo, contra 10 dos diamantes.
Atenção
Segundo a CPRM – Companhia de Pesquisa e Recursos Minerais, cerca de 80% dos diamantes extraídos são utilizados em
atividades industriais e de engenharia.
Estes diamantes rejeitados como gema (inaptos ao uso em joalheria) têm grande utilidade no processo de corte em rochas,
inclusive aquelas consideradas sãs. Podem ser usados para cortar, tornear e furar alumina, quartzo, vidro e artigos cerâmicos. O
pó de diamante também é usado para polimento de aços.
Na geotecnia, a sondagem rotativa possibilita a recuperação de um tipo de amostra da rocha com formato cilíndrico,
denominado “testemunho, pois retrata diversos aspectos da rocha, tais como sua composição mineralógica, textura, coloração,
estado de alteração, grau de fraturamento, entre outros.
O uso das sondagens geotécnicas pelo método rotativo é muito amplo. Estende-se desde a necessidade de alcançar a cota de
greide de projeto de uma rodovia ou ferrovia até investigar geotecnicamente o projeto de um túnel.
Em projetos portuários, por exemplo, as sondagens auxiliam na prevenção da ocorrência de material rochoso, diante da
necessidade de atingir cotas de base em canais de navegação ou de bacias de evolução. Esse processo de desmonte em
rocha denomina-se derrocagem.
Exemplo
A necessidade de reconhecer detalhadamente o embasamento rochoso no eixo de uma futura barragem. Através de sondagens
rotativas observam-se características da rocha, como o seu grau de fraturamento e aspectos destas fraturas, identi�cando assim
futuros pontos de fuga da água.
Existem técnicas que permitem que sondagens rotativas alcancem algumas centenas de metros de profundidade, fazendo uso
de sistemas como o wire line, que dão rapidez ao processo de subida das amostras até a superfície, isoladamente da coluna de
perfuração.
As sondagens rotativas permitem que sejam atingidas grandes profundidades, desde que sejam obedecidas determinadas
técnicas, como por exemplo a redução progressiva do diâmetro da perfuração.
As atividades de perfuração nas áreas petrolíferas, e na mineração em geral, aceleraram o desenvolvimento dos equipamentos
de sondagem e sua utilização a grandes profundidades, por se tratarem de atividades de grande retorno comercial.
Diferentemente das sondagens a percussão, as sondagens do tipo rotativas não precisam ser obrigatoriamente verticais.
Podem ser praticadas em variadas inclinações para se alcançar um objetivo na pesquisa.
É também um processo bastante e�caz nas amostragens para avaliação de estruturas de concreto.
Sondagens rotativas
Equipamentos:
Os principais equipamentos usados para a execução de
sondagens rotativas são:
Sonda: Conjugado motor x cabeçote transmissor de
rotação à coluna de hastes;
Tripé ou torre para apoio à perfuração;
Conjugado moto-bomba à pistão;
Guincho e cabo de aço para alçamento da
composição;
Cabeça d’água;
Coluna de hastes de aço;
Revestimentos de aço com nipples de conexão;
Barriletes usuais para coleta de amostras de rocha em
obras de geotecnia: Simples, duplo rígido ou duplo
móvel giratório;
Sapatas, alargadores e coroas diamantadas;
Molas retentoras de testemunhos;
Caixas apropriadas para acondicionar testemunhos de
rocha;
Acessórios e ferramentas em geral.
 Foto 1: Sonda rotativa instalada no campo. (Fonte: Engenharia Concreta)
Diâmetros das perfurações
Para diferentes �nalidades dentro da geologia e geotecnia
são oferecidas diversas opções de diâmetros para
sondagens rotativas em rocha. Como o objetivo principal da
perfuração é a observação dos testemunhos, quanto maior
o diâmetro melhor será o percentual de recuperação da
amostragem e a clareza da observação.
Em contrapartida, considerando-se a utilização de peças
diamantadas, quanto maior o diâmetro maior será a
quantidade de diamantes empregados. Com isso, maior
será o valor das peças, re�etindo diretamente no custo
operacional.
 Foto 2: Coroas diamantadas para sondagens rotativas em rocha (cilindro que està
em segundo plano) / Testemunho de concreto obtido através de sondagem rotativa
(Material colorido que sai do cilindro) (Fonte: Marcel Derwerduwen/Shutterstock).
Ainda que o custo das sondagens sofra a in�uência dos diferentes diâmetros, obras de grande importância não desistem de
especi�carem maiores diâmetros nas sondagens, assegurando dessa forma melhor qualidade nas informações da
investigação.
A seguir, uma tabela com diâmetros mais usuais de coroas diamantadas e implementos correspondentes, usados para
sondagens rotativas:
Tabela 1: Diâmetro de coroas diamantadas e de testemunhos de rocha.
Série ( ) Coroa ( ext. mm) Testemunho ( ext. mm)
EX 37,3 21,4
AX 47,6 30,0
BX 59,5 42,0
NX 75,3 54,7
HX 98,8 76,2
∅ ∅ ∅
As sondagens rotativas são técnicas não destrutivas. Preservam as amostras graças ao uso de coroas diamantadas,
permitindo a extração de “testemunhos” bem preservados.
 Foto 3: Caixa de testemunhos de rocha. Por ribeiroantonio. (Fonte: Shutterstock).
Método de execução
1 Primeiramente deve ser assegurada a correta locação de cada sondagem a ser executada e a respectiva cota de emboque do furo,
em relação à referência de nível adotada. A nomenclatura do furo deve ser iniciada com as letras SR, seguidas de algarismos
sequenciais.
2 A área da sondagem deverá ser limpa o suficiente para que se prepare uma plataforma para instalação da sonda e de seus
acessórios, devendo a mesma ser ancorada no terreno para evitar oscilações que interfiram na verticalidade do furo ou no seu bom
desenvolvimento.
3 Instala-se um trecho inicial do revestimento, tendo em sua extremidade inferior uma sapata diamantada. Em sequência, descerá o
barrilete, tendo em sua extremidade inferior a coroa seguida do calibrador, sendo ambos diamantados.
4 O calibrador (também conhecido como alargador) tem a finalidade de aumentar ligeiramente o calibre do furo para que não ocorra o
encunhamentodo barrilete e dos demais acessórios da composição.
5 Na medida em que o furo se aprofunda, será necessário mantê-lo progressivamente revestido para evitar desmoronamentos que
possam fechá-lo, prendendo toda a composição.
6 A partir desse momento, todas as manobras de progresso da perfuração com o barrilete se fazem em sintonia com o avanço do
revestimento.
7 A perfuração deve operar refrigerada pela água que é injetada no furo pelas hastes de perfuração, passando pelo interior do barrilete
e fluindo pelas saídas d’água frontais da coroa diamantada.
8 Esse processo de injeção de água no furo, executado adequadamente, impedirá que a coroa e/ou o calibrador sejam “queimados”
por superaquecimento. A água atuará também expulsando fragmentos retidos no interior da composição.
Importante compreender que o comprimento de cada manobra não deve ser
superior ao comprimento do barrilete, pois estará armazenando os
testemunhos. Portanto, para um barrilete de 1,50m, cada manobra se fará
com o máximo de 1,50m de comprimento, que será também o comprimento
máximo dos testemunhos.
Dentre os fundamentos e signi�cados de alguns termos mais usuais no universo das sondagens rotativas, destacam-se:
Clique nos botões para ver as informações.
Cada ação de descida e perfuração de um trecho que tem como limite máximo o comprimento do barrilete em uso é
considerada uma manobra. Cada operação deste tipo deve ter anotação no boletim do sondador e no boletim de campo;
Manobra 
Relação entre o comprimento total do testemunho recuperado e o trecho total perfurado numa manobra. A recuperação é
representada em percentagem. Considera-se como ideais recuperações acima de 90%;
Recuperação 
Técnica desenvolvida nos Estados Unidos por D.U. Deere e D.W. Deere para avaliar as características geomecânicas do
maciço rochoso, fazendo uso da relação entre o somatório dos segmentos de testemunhos recuperados maiores do que
10cm, e o comprimento da respectiva manobra.
 
O RQD considera segmentos entre fraturas naturais da rocha e desconsidera as quebras mecânicas, pois estas não
re�etem a realidade estrutural do maciço rochoso.
RQD (rock quality designation) ou recuperação modi�cada 
Para melhorar a qualidade da sondagem rotativa, devem ser utilizados barriletes duplos móveis giratórios e com diâmetros a
partir de Bx (59,5mm).
Exemplo
O exemplo a seguir mostra de forma mais prática como
uma manobra e o RQD são determinados por percentagem:
Exempli�cando: Manobra = 1,48 metros.
Observe três trechos com características distintas nos
testemunhos de rocha:
Recuperação: 0,58 +0,06+0,04+ 0,03 +0,64 = 1,35 /1,48=
91%
RQD (Recuperação modi�cada): 0,58 +0,64 = 1,22/1,48=
82%
 Figura 1: Testemunhos de rocha no interior do barrilete: Simulação. (Fonte: Autor).
Tabela 2: Grau de alteração das rochas
Tabela 3: Grau de fraturamento das rochas
Após cada manobra da sondagem, a composição deve ser erguida até à superfície e os testemunhos devem ser retirados
cuidadosamente do barrilete. Devem ser dispostos sequencialmente numa caixa com divisórias longitudinais paralelas, e com
a identi�cação da profundidade de topo e de base de cada manobra.
O número do furo e a identi�cação do Projeto deve ser escrita de forma indelével na tampa. A disposição dos testemunhos nas
canaletas dentro da caixa deve re�etir exatamente a sequência da perfuração desde seu início.
As sondagens rotativas devem ter seus testemunhos classi�cados por um geólogo, atendendo a critérios que permitem a
elaboração do per�l de sondagem rotativa padronizado, e apresentando parâmetros como:
1
Classi�cação litológica macroscópica
Determinação visual e táctil do tipo de rocha. Por exemplo:
Gnaisse, granito, basalto, diorito, arenito, folhello etc.
2
Determinação do grau de alteração da
rocha
Consequência do nível de intemperismo físico e/ou químico a
que a rocha foi submetida ao longo do tempo geológico.
Deve ser levado em consideração o nível de modi�cação na coloração e no brilho dos minerais, sobretudo suas modi�cações
visíveis a olho nu. Ex.: Feldspato transformando-se em caulim; dentre outras que podem resultar no aumento da porosidade
das rochas.
Exemplo de uma classi�cação clássica para rochas, adotada pelo DNER:
Grau de alteração:
Rocha Descrição do estado
Sã Aspecto sadio, minerais praticamente intactos.
Pouco alterada Perda de brilho nos minerais constituintes, fraturas levemente oxidadas.
Medianamente
alterada
Sinais da ação do intemperismo, com descoloração dos minerais e oxidação.
Muito alterada Descoloração e/ou oxidação praticamente uniforme em toda a rocha. Minerais microfissurados.
Extremamente
alterada
Rocha mostra consequências do intemperismo, com coloração modificada, friável, ainda com sua estrutura
preservada.
Grau de fraturamento (*)
Categoria da rocha Nº de fraturas por manobra
Maciça
Pouco fraturada 1 a 5
Medianamente fraturada 6 a 10
Muito fraturada 11 a 20
Extremamente fraturada >21
Fragmentada Diversos fragmentos de diferentes dimensões
(*) Refere-se a fraturas naturais da rocha (estruturais), e não às quebras causadas pelo processo de perfuração.
O método de sondagem rotativa vem sendo empregado com sucesso na
amostragem de estruturas de concreto. O equipamento básico difere, mas a
técnica é semelhante.
(Fonte: Shutterstock). (Fonte: Shutterstock). (Fonte: Shutterstock).
Fotos 4, 5 e 6: Sondagens rotativas em concreto.
Ensaios de perda d’água em rocha (Método de Lugeon)
É comum que, durante as sondagens rotativas em rocha, ocorra perda da água de perfuração. Isso se deve principalmente pelo
fato de haver fuga dos �uidos numa zona de maior fraturamento da rocha.
Método de execução do ensaio:
Primeiramente, veri�ca-se pelos testemunhos da sondagem os trechos com maior concentração de fraturas na rocha
perfurada, e anota-se as profundidades de interesse para serem ensaiadas.
A partir daí, veda-se esse trecho com um obturador duplo, mantendo o trecho crítico entre os dois obturadores. Aplica-se água
sob pressão, que, em função dos obturadores, somente chegará ao trecho selecionado para o ensaio (região da rocha mais
fraturada).
A pressão é aplicada em estágios intermediários, sendo controlada
pelo manômetro em ciclos de aproximadamente 10 minutos. O
hidrômetro permite controlar o volume de água injetada pela
tubulação e percolará nas fraturas da rocha. Em seguida, é feita a
descarga, mantidas também as observações manométricas.
O processo permite obter como informação principal o valor da permeabilidade daquele trecho do maciço que, no caso do
projeto de uma barragem, ajudará a decidir sobre a necessidade ou não de tratamento das fundações, através de injeção de
calda de cimento, por exemplo.
Esquema de montagem do ensaio de perda d’água - Lugeon
 Figura 2: Esquema de montagem do ensaio de perda d’água – Lugeon. (Fonte: Autor).
Procedimento executivo das sondagens mistas
As sondagens mistas são basicamente sondagens a percussão prosseguidas pelo método rotativo. A indicação deste método
se aplica diante da impossibilidade de dar prosseguimento com o método percursivo devido a um obstáculo resistente: Um
matacão ou o próprio embasamento rochoso, por exemplo.
É, portanto, um processo cujo objetivo principal é trazer esclarecimentos, dirimindo dúvidas e embasando projetos de
engenharia, principalmente os de fundações.
Em algumas circunstâncias, um levantamento geológico prévio pode indicar a possibilidade de ocorrência de blocos ou
matacões em subsuperfície numa área. Esse fato já previne e recomenda a mobilização de equipamento de sondagem mista
para o êxito do serviço contratado.
Equipamentos:
Para a execução de sondagem mista, adota-se o
equipamento de sondagem a percussão e seu
complemento correspondente ao equipamento de
sondagem rotativa. A equipe de sondagem deve estar
prevenida e treinada para a eventual alternância entre os
dois métodos.
Em geral, o consumo de revestimentos tende a ser maior,
pois, havendo mais de um obstáculo a ser transposto, o
procedimento será a utilizaçãode dois ou três diferentes
diâmetros de revestimentos: Um até o topo de cada
obstáculo, no formato de um “telescópio invertido”.
 Foto 7: Revestimentos para sondagens rotativas em diferentes diâmetros. (Fonte:
Sarin Kunthong/Shutterstock).
A técnica usual para o prosseguimento de sondagens a percussão pelo método rotativo recomenda que cada furo executado
anteriormente seja revestido até a profundidade do término da sondagem anterior, evitando assim a possibilidade de
desmoronamento.
Com o furo revestido, realiza-se a descida da composição rotativa composta do barrilete, com coroa diamantada, rosqueado na
extremidade da coluna de hastes, iniciando-se então o processo de perfuração em rocha.
Após concluída cada sondagem mista, deverá ser providenciado o formato �nal de apresentação através do per�l individual de
cada furo de sondagem, mostrando a cota do furo em relação ao RN adotado na obra; a classi�cação dos testemunhos das
rochas; os diâmetros de perfuração; o comprimento dos trechos revestidos; o comprimento das manobras; e a recuperação em
percentagem.
Da teoria à prática
A seguir, utilizaremos os quatro furos de sondagens a percussão exempli�cados na aula anterior (aula 5), e que resultaram na
elaboração de um per�l longitudinal. Agregaremos dados complementares do método de sondagem rotativa para que se torne
um per�l longitudinal de sondagens mistas.
Desta forma, as quatro sondagens executadas primeiramente, SP1, Sp2, SP3 e Sp4b, foram prosseguidas e receberam a
nomenclatura de sondagem mista (SM), a saber: SM 1, SM2, SM3 e SM4b, que continuam com a mesma locação topográ�ca
adotada anteriormente. Os dados complementares, agora plotados, são referentes às sondagens rotativas.
Nova versão do per�l longitudinal com resultados das sondagens mistas
 Figura 3. Importante observar que, nesta versão mais completa do perfil, as informações sobre o subsolo passam a ser de mais simples entendimento. (Fonte: Autor).
O equipamento de sondagem rotativa possibilita a utilização de um amostrador que atua por rotação ao invés de compressão,
tornando possível a coleta de amostras indeformadas em solos mais resistentes.
Trata-se do barrilete triplo, também conhecido como amostrador Denison, que pode ser acionado por sondas rotativas
convencionais, acoplado a um conjunto de hastes ø NX, e utilizando água ou �uido de perfuração para avanço da composição.
Seu mecanismo assemelha-se ao do barrilete duplo móvel giratório. Entretanto, o amostrador Denison possui uma terceira
camisa metálica interna (fabricada em latão), com extremidade biselada.
O corte mais grosseiro do solo é feito por uma sapata fabricada em wídia acoplada externamente ao corpo do amostrador. A
amostra coletada permanece acondicionada no tubo mais interno.
As amostras indeformadas, após coletadas, devem ser identi�cadas e acondicionadas em ambiente seguro, preservando-se as
suas características naturais, sobretudo a umidade.
Atividade
1. Qual das respostas abaixo não se aplica ao método de sondagem geotécnica rotativa:
a) Adotada quando o método de sondagem a percussão mostra-se ineficiente antes de atingir uma profundidade pré-determinada em
projeto.
b) Importante quando é necessário investigar as características de um corpo rochoso que esteja em subsuperfície.
c) Possibilita a recuperação de amostras da rocha nas dimensões granulométricas da brita.
d) Permite determinar a recuperação modificada (RQD) dos testemunhos de sondagem recuperados numa manobra.
e) É comum haver fuga de água da perfuração numa zona de maior fraturamento da rocha.
2. Assinale, dentre as respostas abaixo, aquela que não representa uma evidência da utilização e�ciente de sondagens mistas:
a) Estudo de fundações de barragens.
b) Estudos de fundações de rodovias.
c) Recuperação estrutural de um viaduto.
d) Estudos geotécnicos para a construção de túneis.
e) Estudos para dimensionamento de dragagem e derrocagem no projeto de um porto.
3. Numa sondagem rotativa, o termo “manobra” refere-se a:
a) A cada ação de descida da composição para perfuração de um trecho que tem como limite máximo o comprimento do barrilete em
uso.
b) A relação entre o trecho perfurado e o comprimento total dos testemunhos recuperados.
c) A redução progressiva do diâmetro da perfuração.
d) A recuperação dos fluidos numa zona de maior fraturamento da rocha.
e) A estratégia de perfurar a seco para melhorar o percentual de recuperação.
4. Assinale, dentre as respostas abaixo, a única que representa o equipamento adequado para coleta de amostras indeformadas
de solos mais resistentes (residuais, por exemplo), sem comprometer a integridade da amostra. Trata-se de equipamento
denominado:
a) Barrilete duplo móvel giratório.
b) Amostrador triplo, tipo Denison.
c) Barrilete simples.
d) Revestimento com sapata.
e) Serra-copo.
5. O calibrador é um acessório indispensável numa sondagem rotativa. A respeito disso, é correto a�rmar que:
a) O calibrador deve ser encaixado no terço médio da coluna de hastes, evitando o encunhamento na subida ou na descida.
b) O calibrador diamantado é responsável pelo corte final do testemunho.
c) O calibrador tem a finalidade de aumentar ligeiramente o diâmetro do furo para que não ocorra o encunhamento do barrilete.
d) O calibrador, por possuir diamantes na sua lateral, é responsável pelo corte do testemunho da sondagem.
Notas
Referências
ABNT. NBR 6502/1995 – Rochas e solos – terminologia. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Disponível em:
https://www.abntcatalogo.com.br/norma.aspx?ID=4050. Acesso em 12 out. 2019.
ABNT. Catálogo. Associação Brasileira de Normas Técnicas. Disponível em: https://www.abntcatalogo.com.br/. Acesso em 12
t 2019
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out.2019.
BRASIL. Sondagem para reconhecimento pelo método rotativo. Departamento Nacional de Estradas e Rodagem. Disponível em:
//ipr.dnit.gov.br/normas-e-manuais/normas/procedimento-pro/dner-pro102-97.pdf. Acesso em 23 out.2019.
LIMA, M.J.C.P.A. Prospecção geotécnica do subsolo. Livros Técnicos e Cientí�cos, 1979.
MARANGON, M. Investigação geotécnica e parâmetros para fundações. Geotecnia de Fundações e Obras de Terra, 2018.
Disponível em: //www.ufjf.br/nugeo/�les/2017/07/GEF03-Investiga%C3%A7%C3%A3o-Geot%C3%A9cnica-e-
Par%C3%A2metros-para-Funda%C3%A7%C3%B5es-2018.pdf. Acesso em 14 out. 2019
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