Resumo 2º bimestre Geotecnia I

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2º Bimestre 
Geotecnia 
 
Estabilização de Solos 
 
INTRODUÇÃO 
• Estabilizar – empregar procedimentos para melhorar e estabilizar as propriedades do solo, como por exemplo 
aumentar a capacidade de suporte de um solo e torná-la estável. 
• Principais propriedades – aumentar resistência, diminuir a deformabilidade e a permeabilidade. 
 
Estabilização físico-química 
• Uso de aditivos que interagem com as partículas de solo, visando melhoria e estabilidade nas propriedades mecânicas 
e hidráulicas. 
• Aditivos utilizados – cal, cimento, asfaltos ou betumes, produtos químicos industrializados. 
• Solo estabilizado – quando se tem o ganho significativo de resistência com o emprego de aditivo. 
• Solo melhorado – quando a adição busca a melhoria de outras propriedades (redução da plasticidade, por exemplo) 
sem ganho significativo de resistência. 
 
Principais tipos de estabilização físico química 
• Solo cimento – Ação cimentante do aditivo cimento nos grãos do solo através de reações de hidratação e hidrólise 
(adição de água). Desse modo, ao colocar água e cimento em contato, são liberadas reações cimentantes que já 
estavam presentes no cimento, que aglutinam as partículas do solo. 
o Influência da granulometria: Quanto maior o número de pontos de contato entre os grãos que serão 
cimentados, melhor o desempenho do solo cimento. Ou seja, em solos bem graduados, o solo cimento funciona 
bem. 
o Aplicação: pode ser usado em qualquer solo, com exceção dos extremamente orgânicos, que inibem as 
reações do cimento. Solos muito argilosos exigem um grande uso de cimento e dificultam a homogeneização 
da mistura, antes da adição da água. 
o Uso: utilizado na compactação, construção da base na pavimentação ou em blocos na construção civil. 
 
• Solo-cal – cal é um agente cimentante fraco e por si só não é um bom cimentante, por isso são desenvolvidas 
reações pozolânicas (íon cálcio reagindo com a sílica). Por esse motivo, funciona bem com solos que possuem argila. 
Quando os solos não tem sílica, é adicionado um composto pozolânico (como cinza de carvão) para que a ação da cal 
seja ativada. 
o Efeito nas propriedades do solo: aumento na resistência; mexe na granulometria do solo (na aglutinação das 
partículas), o torna mais agregado; diminui a plasticidade do solo; reduz variações volumétricas; diminui 
absorção de água. 
o Fases no processo de estabilização: 
▪ Floculação: partículas de argila se agregam por conta do efeito do cálcio, aumentando a 
concentração eletrolítica da água nos poros. 
▪ Carbonatação: Reação com o gás carbônico, promove a criação de um cimento fraco. 
▪ Adsorção de moléculas de Ca(OH)2: essas moléculas ficam fortemente ligadas aos argilominerais. 
▪ Reações pozolânicas: Reações lentas e influenciadas pela temperatura. 
 
• Solo-betume – adição de materiais betuminosos, utilizada pela tornar o solo menos permeável. 
o Uso: empregado em obras de barragens, para construir núcleos impermeáveis para a barragem. 
o Aplicação: areia-asfalto, pode ser usada para revestimento de vias. 
 
• Melhoria/Estabilização com cloretos – a adição do cloreto visa a diminuição da produção de pó, em uma estrada por 
exemplo. Adicionado a camada superficial da via, no revestimento primário, aumentando a higroscopia (capacidade de 
absorver a água) do solo. 
 
Estabilização mecânica 
• Estabilização granulométrica – mistura materiais de granulometria diversa para obter um novo material com uma 
distribuição granulométrica desejada., mantendo seu volume estável e ganhando resistência. 
 
Tipos de solos 
• Solos com poucos finos 
o Capacidade de suporte razoável, difícil trabalhabilidade para 
terraplanagem e elevada permeabilidade. 
 
• Solos com finos suficientes para preencher vazios 
o Resistência maior que a anterior, trabalhabilidade 
melhorada e redução da permeabilidade. 
 
• Solos com grande quantidade de finos (sem contato grão a grão) 
o Diminuição da capacidade de suporte do solo, pelo 
excesso de finos e falta de contato entre os grãos 
grossos. 
o Pior condição em termos de capacidade de suporte. 
 
 
Curva de talbot 
• Curva granulométrica perfeita: distribuição de tamanhos de grãos é dada de modo que as partículas menores ocupem 
os vazios entre as partículas maiores. 
 
 
(% passante em qualquer peneira)² = abertura da peneira / diâmetro do maior grão 
 
 
• Especificações quanto a fração fina: IP<6 e wl<25 – solos clima temperado 
 IP<15 e wl<40 – solos tropicais 
 
Processo de estabilização granulométrica – Método de rothfuchs 
• No exemplo, têm-se 3 solos com granulometrias diferentes do desejado, estes são misturados com a finalidade de 
obter a granulometria desejada. Para tal, o primeiro passo é estabelecer a granulometria desejada. 
• Se desenha um retângulo e se traça uma diagonal nesse triângulo, que será a curva granulométrica estilizada (linhas 
retas) do solo, vai permitir construir a escala da abcissa (escala do diâmetro dos grãos). Na ordenada, se tem uma 
escala de 0 a 100%, que é a porcentagem passante. 
• A partir disso, são marcados na curva os pontos de porcentagem passante referente a cada um desses solos. Depois 
disso, são demarcadas as curvas granulométricas de cada um dos solos. 
• Nesse momento, é necessário definir a quantidade de cada solo deve ser misturada para se obter uma curva similar 
a diagonal. Para isso, são traçadas linhas pontilhadas em cada ponto, sabendo que a área delimitada por essas linhas, 
compensa as áreas anteriores das curvas de cada um. 
• O próximo passo é ligar o inicio ou o fim dessas linhas pontilhadas umas as outras, e nos pontos onde essas linhas 
interceptarem a linha diagonal, serão definidos os limites das escalas de porcentagens. 
 
tensões nos Solos 
 
conceito 
• Aplicação da Mecânica dos Solos aos solos no meio particulado, formado por partículas isoladas, que unidas transmitem 
os esforços para os solos. 
• Transmissão de esforços entre as partículas 
o Partículas granulares (areia): transmissão de forças através do contato direto do grão a grão. 
o Partículas de argila: pode ocorrer através da água adsorvida. 
 
Tensão normal: σ = ∑ 𝑁/á𝑟𝑒𝑎 Tensão tangencial: τ = ∑ 𝑇/á𝑟𝑒𝑎 
 
 
tensões na massa de solo 
• É possível verificar se um solo suporta determinado carregamento ao quantificar as tensões dentro da massa de 
solo. Além de calcular as deformações que ocorrerão nesse solo. 
• As tensões surgem devido ao peso próprio do solo e à propagação de cargas externas aplicadas ao terreno. 
 
tensões devido ao peso próprio do solo 
• Caso geral – terreno inclinado: solo homogêneo acima do nível de água, elemento de solo de espessura unitária. 
 
∑ F𝑀 = 0 E𝑒 = E𝑑 ∑ F𝑉 = 0 𝑊 = 𝑅 
 
W = peso do elemento unitário do solo 𝜎𝑣 = tensão atuante na base do elemento de solo 
 W = b𝑜 . z. 1. γ = cos 𝑖 . z. γ 𝜎𝑣 =
𝑅
𝑏
= γ. z. cos 𝑖 
 
 
 
 
 
 
 
• Caso particular – terreno horizontal e plano: com 
constância horizontal nas camadas de solos diferentes e 
ausência de cargas externas, tensões cisalhantes nos 
planos horizontal e vertical são nulas. 
 
 𝜎𝑣 = γ1. z1 + γ2. z2 + ⋯ + γ𝑎 . z𝑎 
 
 
• Pressão neutra (u ou uw) – pressão na água dos vazios do solo. 
𝑢 = γ𝑤 . z𝑤 𝑍𝑤= altura da coluna de água 
 
• Conceito das tensões efetivas σ’ – desenvolvido pelo austríaco Terzaghi, estabelece que abaixo do nível de água, 
a tensão normal a um plano qualquer é igual à soma de duas parcelas. 
 
Tensão efetiva (σ’) = Tensão total (σ) - Tensão neutra (u) 
 
o Essa relação é chamada princípio das tensões efetivas, e só é válida se só houver água nos vazios. 
o Terzoghi também formulou que toda deformação do solo é decorrente de alteração na tensão efetiva. 
 
Para um solo não saturado: Para um solo saturado 
𝜎. 𝐴 = 𝜎’. A𝑐 + u𝑤 . A𝑤 + u𝑎 . A𝑎 𝜎. 𝐴 = 𝜎’. A𝑐 +u𝑤 . A𝑤 
 
σ = tensão tota uw = poropressão na água (pressão neutra) A = Área total Aw = Área de água 
σ’ = tensão efetiva ua = poropressão no ar Ac = Área de contato Aa = Área de ar 
 
• Exemplo Terzaghi: o experimento comprova que para ter deformação, é necessário haver alteração na tensão 
efetiva. 
o Para isso, ele botou areia dentro de um recipiente, com o nível de água até determinado nível. 
o Em outro segundo caso, se tem um recipiente com um nível ainda maior, mas com o mesmo volume de areia. 
Nesse caso não houve aumento de tensão efetiva, mas o aumento de tensão total se deu pelo aumento da 
tensão neutra. O que sugere que não houve deformação da areia. 
o No terceiro caso foram adicionadas esferas de chumbo a areia, o que aumenta a tensão efetiva e com isso, 
houve deformação da areia. 
 
 
 
 
 
 
 
• Implicações do conceito de tensões efetivas 
o Define-se tensão efetiva como a tensão que efetivamente atua nos contatos grão a grão, respondendo 
pelas características de deformabilidade e resistência ao cisalhamento dos solos. A tensão deixa de ser 
calculada pela equação equilíbrio de esforços, mas continua sendo conceitualmente considerada a tensão no 
esqueleto mineral. 
o Com poucas exceções, toda a deformação nos solos está relacionada a variação na tensão efetiva, o solo 
pode sofrer deformação sem sofrer acréscimo de tensão total, basta que haja variação da pressão neutra. 
o Solos argilosos podem apresentar Creep, manifestando deformações lentas a tensão efetiva constante. 
o A resistência ao cisalhamento dos solos é em parte devido ao atrito entre as partículas, função das tensões 
de contato entre as partículas. 
 
• Cálculo da tensão efetiva 
 
* Cálculo sem a 
presença do nível 
de água. 
 
 
 
 
* Cálculo com a presença 
do nível de água. 
* Foi considerado que o γ 
em cima e em baixo do nível 
da água são iguais 
 
Coeficiente de empuxo no repouso (k0) 
 K0 =
𝜎’ℎ
𝜎’𝑣
⁄ 
 
Efeito da capilaridade 
Por efeito da tensão superficial entre a água e a superfície das partículas a água consegue subir acima do nível freático 
a uma altura maior (quanto menor forem os vazios). 
• Tensão superficial da água e tensões capilares: é o que aparece na superfície de uma lâmina de água, dentro 
do corpo de água existe um equilíbrio de tensões, já na superfície existe um desequilíbrio por conta do ar. 
o Em função disso, na lâmina de água se forma o menisco capilar, isso resulta em uma força 
resultante para cima chamada T. Essa resultante faz a água subir, como no exempli do canudo. 
o Equação da altura da ascensão capilar: 
ℎ𝑐 =
2. 𝑇
𝑟. γ𝑤 
 
o A água vai ter uma ascensão capilar maior na argila ou na areia? Na argila, como as partículas são 
menores e, consequentemente o espaço entre elas é menor, a altura capilar é maior. 
 
Teoria da elasticidade 
Para estimar as tensões atuantes no interior da massa de solo em virtude de diferentes tipos de carregamentos externos 
são utilizadas soluções baseadas na Teoria da Elasticidade (seguem a Lei de Hooke). 
• Comportamento linear (relação tensão-deformação linear) e elástico (deformações reversíveis). Para pequenos 
acréscimos de tensão, é válido o Princípio da Superposição dos Efeitos. 
• Homogeneidade (mesmas propriedades em todos os pontos) – foge à realidade na maioria dos casos. O solo é 
heterogêneo pela sua natureza e também apresenta relações tensão-deformação variáveis com a tensão de 
confinamento, logo variável com a profundidade. 
• Isotropia – O solo é em muitos casos anisotrópico pela natureza e arranjo de suas partículas. Entretanto, a 
condição de isotropia é válida para em terrenos onde o solo mantém constituição uniforme por distâncias da 
ordem de algumas vezes a menor dimensão da área carregada. 
• Princípio de Saint-Venant – Válido para soluções baseadas na Teoria da Elasticidade 
 
“Desde que as resultantes de dois carregamentos sejam as mesmas, o estado de tensões numa região 
suficientemente afastada da aplicação do carregamento independe da forma com que o carregamento é aplicado”. 
 
 
Soluções com base na Teoria da elasticidade 
• Solução de Boussinesq para carga concentrada – determinou tensões, 
deformações e deslocamentos no interior de uma massa elástica, 
homogênea e isotrópica, num semi-espaço infinito de superfície horizontal, 
devido a uma carga pontual aplicada na superfície deste semi-espaço. 
 
Acréscimo de tensão vertical 
𝜎𝑧 = 
3.𝑃
2.𝜋.𝑧2
. 𝑐𝑜𝑠5𝜃 ou 𝜎𝑧 = 
𝑃
𝑧2
. 𝑁𝐵 𝑁𝐵 =
3
2.𝜋
.
1
[1+(
𝑟
𝑧
)
2
]
5
2⁄
 
 
 Para pontos na vertical abaixo da carga Acréscimo de tensão horizontal radial 
 𝜎𝑧 = 
0,48.𝑃
𝑧2
 𝜎𝑟 = 
𝑃
2.𝜋.𝑧2
. [𝑐𝑜𝑠3𝜃. 𝑠𝑒𝑛3𝜃 − (1 − 2𝑣).
𝑐𝑜𝑠2𝜃
1+𝑐𝑜𝑠𝜃
] 
 
 Acréscimo de tensão transversal Tensão cisalhante 
𝜎𝑡 = −(1 − 2𝑣).
𝑃
2.𝜋.𝑧2
. [𝑐𝑜𝑠3𝜃 −
𝑐𝑜𝑠2𝜃
1+𝑐𝑜𝑠𝜃
] 𝜏 = 
3.𝑃
2.𝜋.𝑧2
. 𝑐𝑜𝑠4𝜃. 𝑠𝑒𝑛𝜃 
 
 Coeficiente de Poisson Coeficiente de empuxo no espaço 
 𝑣 = −
𝜀𝑥
𝜀𝑧
. 𝐾0 =
𝑣
1 − 𝑣
 
 
• Solução de Melan para carga ao longo de uma linha de extensão infinita – 
postulada em 1932, integração em linha da equação de Boussinesq. 
 
𝜎𝑧 = 
2.𝑄
𝜋
.
𝑧³
(𝑧2+𝑥2)²
 𝜎𝑥 = 
2.𝑄
𝜋
.
𝑥2.𝑧
(𝑧2+𝑥2)²
 𝜎𝑧 = 
2.𝑄
𝜋
. 𝑐𝑜𝑠4𝜃 
 
* Q em kN/m 
 
• Solução de Carothers-Terzaghi para carga uniformemente distribuída ao longo 
de uma faixa de extensão infinita – a partir da equação de Melan. 
 
𝜎𝑥 = 
𝑄
𝜋
. (−𝑠𝑒𝑛2𝛼. 𝑐𝑜𝑠2β + 2𝛼) 𝜎𝑦 = 
4.𝑄
𝜋
. 𝑣. 𝛼 
 
 𝜎𝑧 = 
𝑄
𝜋
. (𝑠𝑒𝑛2𝛼. 𝑐𝑜𝑠2β + 2𝛼) 
 
β = ângulo entre a vertical e a bissetriz de 2𝛼 β = θ + α 
2𝛼 = ψ – θ 𝜈: coeficiente de Poisson e α é expresso em radianos 
Coeficiente NZ à esquerda = quando multiplicado pela carga 
aplicada na superfície resulta no acréscimo de tensão 
vertical. 
 
Coeficiente NZ à direita = quando multiplicado pela carga 
aplicada na superfície resulta no acréscimo de tensão 
tangencial. 
 
Tensão vertical = sigma zero aplicado na superfície x NZ. 
 
Linha Tracejada = coeficiente multiplicado pela superfície, 
resulta na tensão cisalhante. 
 
• Solução de Osterberg para carga distruibuída na forma de trapézio retangular em uma faixa de extensão 
infinita – aplicada em seção de aterros e barragens. Só pode ser usada em pontos abaixo da projeção da crista do 
aterro/barragem, não pode estar abaixo da ombreira ou da projeção do aterro/barragem. 
 
o Calcula acréscimos de tensão vertical. 
 
o Para pontos situados fora da projeção da faixa de 
carregamento usar a solução para carga uniformemente 
distribuída de Carothers-Terzaghi. 
 
 𝜎𝑧 = 𝜎0 ⋅ (𝐼𝜎𝑙𝑎𝑑𝑜𝑒𝑠𝑞𝑢𝑒𝑟𝑑𝑜 + 𝐼𝜎𝑙𝑎𝑑𝑜𝑑𝑖𝑟𝑒𝑖𝑡𝑜) 
 
 
 
 𝜎0 = 𝛾𝑎𝑡𝑒𝑟𝑟𝑜 ⋅ 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑠𝑠𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑜 𝑎𝑡𝑒𝑟𝑟𝑜 
 
• Solução de Love para carga uniforme sobre superfície circular – postulada em 1929, obtida a partir da integração 
da solução de Boussinesq permite o cálculo do acréscimo de tensão vertical ao longo da vertical que passa pelo centro 
de uma placa circular uniformemente carregada. Ex: fundação circular para um silo ou reservatório. 
 
 
 𝜎𝑧 = 𝜎0 . {1 −
1
[1+(𝑅 𝑧⁄ )
2
]
3
2⁄
} 
 
*Z deve ser contado a partir da base da 
carga. 
 
 
Soluções para carga uniforme sobre superfície retangular 
• Solução de Newmark – postulada em 1993, a partir da integração da equação de Boussinesq, solução para o 
cálculo das tensões provocadas no interior do semi-espaço infinito de superfície horizontal por carregamento 
uniformemente distribuído numa área retangular. 
 
 𝜎𝑧 =
𝜎0 
4.𝜋
. {
2.𝑚.𝑛.[𝑚2+𝑛2+1]0.5.(𝑚2+𝑛2+2)
(𝑚2+𝑛2+1+𝑚2.𝑛²).(𝑚2+𝑛2+1)+ 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 [
2.𝑚.𝑛.(𝑚2+𝑛2+1)0.5
𝑚2+𝑛2+1−𝑚2.𝑛2
]} 
 
 𝜎0 =
𝑄
(𝑎.𝑏)
 𝑚 =
𝑎
𝑧
 𝑛 =
𝑏
𝑧
 
 
 𝜎𝑧 = 𝜎0. 𝐼𝜎 
 
 
 
 
• Solução de Steinbrenner – Tensões no vértice do retângulo a uma profundidade z. 
 
𝜎𝑧 =
𝜎0 
2. 𝜋
. {𝑎𝑟𝑐𝑡𝑔 [
𝑏
𝑧
.
𝑎 . (𝑎2 + 𝑏2) − 2 . 𝑎 . 𝑧 . (𝑅 − 𝑧)
(𝑎2 + 𝑏2) . (𝑅 − 𝑧) − 𝑧 . (𝑅 − 𝑧)
] + [
𝑏 . 𝑧
𝑏2 − 𝑧2
 .
𝑎 . (𝑅2 + 𝑧2)
(𝑎2 + 𝑧2) . 𝑅
]} 
 
 
𝑅 = √𝑎2 + 𝑏2 + 𝑧² a > b 
 
𝑖 = 
𝜎𝑧
𝜎0
 
 
 
 
 
 
Soluções para carga uniforme sobre superfície qualquer: Método dos “quadradinhos” (Ábaco circular de 
Newmark). 
• Quando é aplicada uma carga uniformemente distribuída sobre uma superfície, a tensão gerada a uma dada 
profundidade é igual ao somatório dos efeitos dos carregamentos em áreas parciais. 
• Para a construção do ábaco são traçados 10 círculos concêntricos cujo acréscimo de carga a um ponto do centro 
dos círculos situado a uma profundidade z corresponde a 10%, 20%, 30%,.... da carga total aplicada. Logo, cada 
um dos anéis apresenta Iσ = 0,1. 
• O ábaco é ainda dividido em 20 setores de igual área, originando trapézios circulares (“quadradinhos”) cuja unidade 
de influência Iσ = 0,005. 
𝜎𝑧 = 𝜎0 . {1 − [
𝑏
𝑧
.
1
1+(𝑅 𝑧⁄ )²
]
3
2⁄
 𝐼𝜎 =
 𝜎𝑧
𝜎0
= 1 − [
𝑏
𝑧
.
1
1+(𝑅 𝑧⁄ )²
]
3
2⁄
 𝐼𝜎 = (
𝑅
𝑧
) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Uso do ábaco 
o É desenhada a planta da área carregada na mesma escala de construção do ábaco, que seria a profundidade 
(AB= z), sendo este centrado no ponto onde deseja-se determinar o acréscimo de tensões. 
o Em seguida, conta-se o número de “quadradinhos” n abrangidos pela área de carregamento (devem ser 
contabilizadas de maneira fracionada os “quadradinhos” ocupados parcialmente, isso se faz considerando 
uma proporcionalidade entre o quadradinho total e a porção ocupada do quadradinho em questão). 
o O acréscimo de tensão vertical, sendo o somatório desses quadradinhos, será dado por: 
 
 𝜎𝑧 = 𝜎0 ⋅ 𝑛 ⋅ 𝐼𝜎 
 
o É necessário repetir os procedimentos para cada profundidade que se deseja conhecer as tensões porque 
modifica a escala do desenho. 
 
Soluções de Mindlin (1936) e Antunes Martins (1945) para carga distribuída ao longo de um elemento 
vertical inserido na massa de solo 
• consideram a transmissão de carga por uma estaca através do atrito ao longo do fuste e pela ponta para uma massa 
de solo homogênea, isotrópica e semi-infinita, ex: estaca. 
 
Mindlin (ábaco a direita) Antunes Martins (ábaco a esquerda) 
 
 𝜎𝑧 =
𝑃𝑝
𝐶²
 . 𝐾𝑝 𝜎𝑧 =
𝑃𝑎
𝐶²
 . 𝐾𝑎 
 
Parcela de acréscimo de tensão transmitida pela ponta parcela de acréscimo de tensão transmitida 
Pp – parcela da carga transmitida pela ponta pelo fuste, admitindo atrito uniforme ao longo 
Kp – coeficiente de influência comprimento da estaca. 
C – Comprimento estaca Pa – pacela da carga transmitida pelo fuste 
 Ka - coeficiente de influência 
prospecção geotécnica 
 
Introdução 
• A partir de um problema geotécnico se chega na solução do mesmo, podendo ser, por exemplo, um problema 
estrutural. 
• Se chega na solução a partir do conhecimento/embasamento teórico sobre o assunto e da experiência acumulada. 
• No entanto, no campo da geotecnia é necessário conhecer o terreno e investigá-lo, isso é feito através da prospecção 
geotécnica. 
 
objetivos 
• Determinação da extensão, profundidade e espessura das camadas do subsolo até uma determinada profundidade. 
Descrição do solo de cada camada, compacidade ou consistência, cor e outras características perceptíveis. 
• Determinação da profundidade do nível do lençol freático. 
• Informações sobre a profundidade da superfície rochosa e sua classificação, estado de alteração e variações. 
• Dados sobre propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos ou rochas (compressibilidade, resistência ao cisalhamento 
e permeabilidade). 
 
* Na maioria dos casos os problemas podem ser resolvidos com base nas informações determinadas pelos primeiros dois itens 
através de SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO COM SPT – MÉTODO DE ENSAIO (NBR 6484/200) * 
 
Escolha do método e amplitude da prospecção 
• Finalidade e proporções da obra: deve-se levar em consideração a finalidade e os ricos associados a falhas na obra, 
para se investir mais ou menos na prospecção geotécnica (quanto mais se investiga, melhor é o projeto). 
• Características do terreno: dependendo das condições do terreno (se é formado por solo mole ou não), é necessário 
realizar a investigação para determinar a capacidade real de suporte dele. 
• Experiências e práticas locais: como ensaios de campo na área geotécnica, fora o SPT, ainda são muito caros e 
inacessíveis em alguns lugares, é necessário conhecer as técnicas de investigação disponíveis naquela região e quais 
são as práticas locais. 
• Custo: deve ser compatível com o valor da informação obtida, ou seja, se for realizada uma investigação geotécnica 
ela deve trazer um retorno financeiro, como tornar o projeto mais barato, por exemplo. (Empiricamente de 0,5 a 1% 
do custo da obra). 
 
etapas na investigação geotécnica 
a) Investigações de reconhecimento: se busca informações a partir de elementos já existentes (como mapas 
geológicos e de solos) sobre natureza das formações geológicas locais e principais características do subsolo. Com 
essas informações é possível definir quais são as áreas mais próprias para as obras. 
b) Explorações para anteprojetos e projeto básico: aqui são realizadas as sondagens, para que possam ser feitas 
escolhas de soluções e dimensionamentos. Ex: determinar o tipo e profundidade de fundação. Através do projeto 
básico e que são captados recursos privados. 
c) Explorações para projeto executivo: Aqui ocorre um detalhamento do projeto básico e um consequente 
encarecimento da obra. 
d) Explorações durante a construção: ocorre em grandes empreendimentos, como a obra ocorre em etapas, é 
possível realizar investigações em outros pontos do terreno. Em outras situações, é necessária no caso de imprevistos 
na fase de construção. 
 
classificação dos métodos de investigação 
 
MÉTODOS DIRETOS → permitem a observação direta do subsolo ou através de amostras coletadas ao longo de uma 
perfuração ou a medição direta de propriedades in situ (Ex: escavações, sondagens e ensaios de campo). 
 
MÉTODOS INDIRETOS → as propriedades geotécnicas dos solos são estimadas indiretamente pela observação a distância 
ou pela medida de outras grandezas do solo (Ex: sensoriamento remoto e ensaios geofísicos). 
 
Métodos indiretos 
 
I. Sensoriamento Remoto: técnica chamada de Fotointerpretação, composta por um sensor que está distante do solo 
a ser investigado, e através da identificação da imagem desse solo, é possível inferir algumas propriedades. Ex: fotos 
aéreas e imagens orbitais. Podem ser 2d ou 3d. 
• Através da tonalidade e textura das imagens pode se definir tipos litológicos e solos 
• Através de formas de relevo é possível identificar tipos litológicos, características estruturais, 
susceptibilidade a erosão e escorregamentos; 
• Identificando redes de drenagem é possível descobrir condicionantes estruturais e propriedades das 
formações geológicas; 
• É possível avaliar o tipo de vegetação, o que é importante para avaliar o impacto ambiental da obra. 
 
II. Métodos Geofísicos: são avaliadas propriedades físicas do solo, que não tem a ver com as propriedades geotécnicas 
e por isso são traçadas relações entre ambas, para encontrar as propriedades de interesse. Ex: medida da 
resistividade elétrica do solo, velocidade de propagação de ondas acústicas. 
• Métodos geoelétricos: 
o Eletrorresistividade (sondagem elétrica vertical e 
caminhamento elétrico) – tem-se dois eletrodos 
posicionados a uma distância, nos quais será aplicada 
uma corrente, que se encaminhará de um eletrodopara o outro dentro da massa de solo. Com esse ensaio 
é possível determinar que tipo de solo a corrente está 
permeando. 
o Polarização induzida; 
o Potencial espontâneo; 
o Eletromagnéticos (EM - domínio do tempo, VLF - very 
low frequency, GPR - Ground Penetration Radar ou 
georadar) – O georadar emite ondas 
eletromagnéticas para o terreno e quando essa onda 
retorna para o aparelho, se tem o registro. Essa 
resposta, em forma de imagem, mostra onde 
existem diferenças de densidade no solo ou um 
maciço rochoso. 
 
• Métodos Sísmicos: emissão de uma onda sísmica e avaliação de como se composta essa onda, essa resposta é obtida 
pelos receptores. Atraves da velocidade de propagação dessa onda é possível inferir algumas propriedades como 
peso específico e rigidez, por exemplo. 
o Refração; 
o Reflexão; 
o Crosshole e Tomografia – se tem um furo de sondagem onde 
se posiciona um elemento que gera uma onda que se 
propagará. A uma determinada distância existirão mais dois 
furos de sondagem, nos quais estarão os geofones, que serão 
responsáveis por acusar a chamada dessa onda sísmica (que 
pode ser gerada pela pancada de dois elementos metálicos). 
o Perfilagem sísmica contínua, sonografia e ecobatimetria: para 
áreas submersas 
 
• Métodos Potenciais: medem anomalias no campo magnético ou na gravidade da Terra, produzidas por elementos de 
densidades muitos distintas. 
 
Métodos diretos 
 
1. Poços, trincheiras e galerias de inspeção: Escavações manuais ou por meio de escavadeiras com o objetivo de 
expor e permitir a direta observação visual do subsolo, com a possibilidade de coleta de amostras indeformadas. 
• Poços – escavação vertical ao longo da profundidade do terreno com seção circular ou quadrada, com 
dimensões mínimas para que uma pessoa possa adentrar para visualizar as diferentes camadas do solo. 
Assim, o observador pode descrevê-las e ter espaço o suficiente para coletas amostras deformadas ou 
indeformadas (na qual são preservadas a estrutura natural do solo e seu teor de umidade para levar ao 
laboratório). 
• Trincheiras – tem extensão horizontal e se restringe a superfície do terreno, não avança em profundidade. 
• Galerias – seções horizontais no subsolo, são utilizadas em obras especiais, como de barragens. Também são 
utilizadas para instalar equipamentos de inspeção de deformações do terreno. 
Normatização → NBR 9604/2016 
2. Sondagens a trado: Ferramenta de escavação que permite avançar em profundidade no terreno e coletar 
amostras, consistindo em uma concha metálica dupla ou espiral que ao perfurar o solo guarda em seu interior o 
material escavado. Isso ocorre através de um movimento de rotação, quando o equipamento perfura o solo, ele retira 
a amostra. 
• Simples e rápido, usado em prospecções de obras rodoviárias. 
• Composto por hastes de ferro ou aço roscáveis (φ: 1/2” ou 
3/4” e comp. de até 3 m), cruzeta para aplicação do torque 
e brocas (2”, 3” ou 4”). 
• Podem manuais (podem atingir até 15 m) ou mecanizados. 
 
3. Sondagens a percussão com circulação d’água (sondagens de simples reconhecimento) 
• Padrão nacional, conhecida como Sondagem de Simples Reconhecimento dos Solos,7 
• Esse método, quando realizado em conjunto com o reconhecimento do solo, permite um ensaio de campo 
conhecido como SPT (Standart Penetration Test). 
• Surgiu na América do Norte e hoje é aplicado amplamente no Brasil, sendo o mais utilizado. 
 
• Método para investigação dos solos em que o terreno é perfurado através do golpeamento do fundo do 
furo com peças de aço cortantes (chamada de Trépano). Essa ferramenta vai desagregar o solo no fundo 
do furo e por meio da circulação de água, facilita o corte e traz até a superfície o material desagregado. 
 
• Essa sondagem deve ser realizada, segundo a norma brasileira, a partir do nível de água. 
i. Anteriormente ao nível de água o reconhecimento do solo deve ser feito através do Trado, por isso 
se diz que a Sondagem a Trado dá início a Sondagem com percussão de água. 
ii. Segundo a norma, se deve avançar com o Trado até encontrar o nível de água ou até onde for 
possível. 
 
• Determinação da intensidade da 
sondagem (número, locação e 
profundidade dos furos) – NBR 
8036/83 
o Número de furos – f 
 
• Profundidade dos furos – deve considerar a profundidade provável das fundações e do bulbo de tensões 
gerados pela fundação prevista e as condições geológicas locais. 
 
• Locação dos furos – devem cobrir 
toda a área carregada. A distância 
entre furos não deve ser superior a 
30 metros. 
 
• Vantagens da sondagem SPT 
o Principal método de investigação a muito tempo, tem muita bagagem de conhecimento acerca do 
tema. 
o Custo relativamente baixo, considerando o custo do metro quadrado da obra e comparando a outros 
métodos de investigação mais caros. 
o Facilidade de execução (fácil execução, mas demanda equipe com certa experiência, mas não 
necessidade de uma qualificação de mão de obra) e possibilidade de trabalho em locais de difícil 
acesso (por conta de o equipamento ser desmontável e portátil). 
o Permite descrever o subsolo em profundidade e a coleta de amostras. 
o Fornece um índice de resistência a penetração correlacionável com a compacidade ou a consistência 
dos solos finos. 
o Possibilita a determinação do nível freático (com ressalvas, uma vez que a norma indica condições 
específicas para a determinação do verdadeiro nível freático, sendo uma delas a verificação desse 
nível 24h após a realização da sondagem – isso porque o ensaio consiste em adicionar água ao local 
e por isso pode haver um deslocamento nesse nível, então é necessário esperar o que o nível volte 
a equalizar). 
 
• Equipamentos 
o Tripé formado por hastes metálicas onde no alto se 
encontra uma roldana que passa um cabo, esse cabo é 
puxado por um guincho manual, chamado de sarrilho. 
o Tubos de revestimento (para manter o tubo estável): φint 
= 2 ½”, 3”, 4” ou 6”. 
o Hastes de aço roscável: φint= 25mm, φext= 33,7mm. 
Devem ter um peso por metro de 3,23 kg/m. 
o Martelo cilíndrico ou prismático, abaixo dele tem um coxim 
de madeira para cravação das hastes e tubos de 
revestimento (peso = 65kg). 
o Amostrador padrão bipartido (barrilete), dotado de dois orifícios laterais 
para saída de água e ar: φint = 34,9mm e φext = 50,8mm. Esse 
amostrador é cravado no solo durante o ensaio SPT. 
o Conjunto motor-bomba para circulação de água na perfuração; 
o Trépano, ferramenta que golpeia o solo, peça de aço biselada para o avanço por lavagem. 
o Trados, para perfuração inicial e realizar o avanço na sondagem até o nível de água. 
 
* O ensaio SPT é feito de metro em metro, para avançar o furo abaixo do nível de água de utiliza o equipamento de 
sondagem à percussão com circulação de água * 
 
• Procedimento equipamento de sondagem à percussão com circulação de água – se tem hastes 
dentro de um tubo de revestimento em forma de T (chamado de T de lavagem) e esse conjunto é ligado a 
uma empunhadeira, para que se possa realizar movimentos para cima e para baixo com as hastes. 
No fundo do furo está encaixado o trépano e, conforme esse movimento é 
exercido, o solo estará sendo golpeado e consequentemente desagregado. Desse 
modo, é necessário remover essa porção de solo do fundo por dois motivos: 
para realizar a descrição e para continuar avançando com o furo. Para tal, se 
utiliza da circulação de água, que é injetada nas hastes que transmitem até a 
ponta do trépano, que estará também lavando o fundo do furo, e essa água 
retorna por fora das hastes e sai no T de lavagem. Essa amostra retirada é 
depositada no recipiente de coleta, composta por detritos. Assim, o observador 
é capaz de descrever o solo e os detritos que vem até a superfície, e percebe 
quando o solo muda de uma camada para outra, sendo possível registrar a 
profundidade que isso ocorreu. 
 
• Procedimentos normatizados para a sondagem de simplesreconhecimento 
 
Execução da sondagem 
o Limpeza do terreno, abertura de sulcos para desvio de águas da chuva (para evitar o acúmulo da 
água da chuva na área de trabalho) e construção de plataforma (caso o solo seja muito mole). 
o Marcação dos furos (piqueteamento), indicada pelo contratante. 
o A sondagem inicia com o trado concha até onde possível, passando a utilizar trado helicoidal até o 
nível freático ou até atingido o impenetrável ao trado (avanço do trado helicoidal inferior a 5 cm 
em 10 min. de perfuração). A sondagem a trado inicia na profundidade de 1 metro. 
o Deve-se continuar tradando até a profundidade de 2 metros, onde será repetido o ensaio SPT. No 
entanto, como ao cravar o amostrador se avança 45 cm, só é necessário tradar mais 55 cm para 
chegar a esses 2 metros de interesse. E assim por adiante. Como já dito anteriormente a sondagem 
é realizada até encontrar o lençol freático ou até onde por possível. 
o A sondagem passa a utilizar o avanço por percussão com circulação d’água (lavagem) onde é utilizado 
o trépano como ferramenta de escavação. Crava-se obrigatoriamente o revestimento. 
o O sistema de circulação de água deve ser mantido a 30 cm do fundo do furo. Deve ser imprimido 
movimento de rotação ao hasteamento durante a ação do trépano. 
o Detritos pesados (não carreados com a circulação de água) devem ser retirados com bomba-balde 
(baldinho). 
o São registradas as transições das camadas pela observação do material tradado ou trazido a 
superfície pela água de lavagem. 
o Deve ser registrado o nível freático e a presença de artesianismo (surgente ou não surgente). Os 
níveis d’água (estático e dinâmico) devem ser registrados diariamente durante a execução da 
sondagem e no dia seguinte ao término; 
o A sondagem deve encerrar nos seguintes casos: 
▪ quando atingir a profundidade especificada na programação dos serviços; 
▪ quando ocorrer a condição de impenetrabilidade; 
▪ quando prevista a continuidade da sondagem por rotativa. 
o Fechamento do furo. 
Amostragem 
o Amostras do trado (+/- 500g) 
o Amostras do amostrador padrão (+/- 200g - cilindros de solo) 
o Amostras de lavagem (+/- 500g de material decantado) 
o Amostras de baldinho (+/- 500g de material da bomba) 
 
Ensaio de penetração SPT: complementação à sondagem 
a) Deve ser executado a cada metro a partir de 1 m de profundidade. 
b) Para a cravação do amostrador, o fundo do furo deve estar limpo, para que não haja uma falsa medida da resistência 
à penetração do amostrador. O tubo de revestimento (quando presente) deve permanecer a mais de 10 cm do fundo 
do furo, para evitar que a presença dele gere uma influência na gravação do amostrador. 
c) O ensaio consiste na penetração do amostrador padrão através do impacto de um martelo de 65 kg caindo de uma 
altura de 75 cm. O martelo deve possuir haste guia, que tem como objetivo centralizar o golpe do martelo, e ser 
dotado de um coxim de madeira. O martelo deve ser erguido manualmente por corda e polia. 
d) Apoiado a amostrador verticalmente no fundo do furo, o martelo é suavemente apoiado sobre a composição, a 
penetração decorrente corresponderá a zero golpes (em casos de terrenos muito moles, só o peso do martelo já vai 
representar um deslocamento no amostrador). 
e) Caso não tendo ocorrido penetração igual ou maior que 45 cm com o procedimento anterior (registrando o número 
de golpes para cama etapa) → inicia-se a cravação do amostrador pela queda do martelo por 45 cm, anotando-se 
o número de golpes necessários para cravação de cada 15 cm. 
f) O índice de resistência a penetração obtido do ensaio (Nspt) consiste no número de golpes necessários para cravação 
dos 30 cm finais do amostrador, o sondador vai o número de golpes para cada 15 cm e se deve somo o número de 
golpes para o segundo e terceiro intervalo de 15cm e isso irá definir o Nspt. 
g) A cravação do amostrador é interrompida e o ensaio de penetração suspenso (Impenetrável ao SPT) quando: 
a. quando em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetração dos 15 cm iniciais do amostrador ou 
b. quando em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 30 cm iniciais do amostrador ou 
c. quando em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para a penetração dos 45 cm do amostrador 
 
Ensaio de avanço por lavagem (lavagem por tempo) 
a) Atingido o impenetrável ao SPT, havendo interesse no prosseguimento da sondagem por percussão, inicia-se o 
processo de avanço por lavagem para execução do ensaio de lavagem por tempo. São anotados os avanços obtidos a 
cada período de 10 min de lavagem. 
b) Quando, no mesmo ensaio de lavagem por tempo forem registrados avanços inferiores a 5 cm por 10 min, em quatro 
períodos consecutivos, se atingiu o critério de impenetrável ao trépano. 
c) Não é recomendada a adoção do critério de impenetrável ao trépano para término da sondagem quando está previsto 
continuidade por sondagem rotativa. Utiliza-se o critério de impenetrável ao SPT. 
 
Execução de ensaios de permeabilidade: Nos furos de sondagem podem ser realizados ensaios para avaliação da 
permeabilidade dos solos, os principais são: ensaio de infiltração, ensaio de rebaixamento, ensaio de bombeamento e ensaio de 
recuperação. 
Apresentação dos resultados da sondagem: Os resultados das sondagens são apresentados em um documento 
chamado relatório de sondagem (dentro dos relatórios existem os boletins de sondagens, que correspondem a cada um dos 
furos) que contém: 
• croqui do terreno com a localização dos furos. 
• perfis individuais (boletim) de cada furo. 
• quando se tem furos alinhados, é interessante apresentar perfis longitudinais ao longo do alinhamento dos 
furos. 
Nos boletins são indicações indispensáveis: 
• cotas (da boca do furo) em relação a um referencial. 
• posições de amostragem, que posições ao longo do furo 
foram feitas amostragens com trado ou por circulação de 
água e em que posições foram coletadas amostras com SPT. 
• indicação do nível d’água (durante a sondagem e após 24 hs). 
• posição final do revestimento, até que profundidade ele foi. 
• indicação do Nspt ao longo de cada profundidade do ensaio, 
e ligando esses pontos deve ser traçado um gráfico. 
• resultados de ensaios de avanço por lavagem e resultados 
de ensaios de permeabilidade (se houverem). 
• fundamental a descrição (tipo de solo, consistência ou 
compacidade, cor e demais) de cada camada de solo, seja por 
meio de uma análise tátil-visual ou outro recurso. 
• Motivo da paralisação do furo. 
 
Índice de resistência a penetração – Nspt: A norma brasileira estabelece como índice de resistência a penetração 
(N ou Nspt) a soma do nº de golpes necessários a penetração dos 30 cm finais do amostrador padrão no Standard Penetration 
Test. Em alguns casos o Nspt é apresentado de forma diferenciada: 
• Quando todo amostrador penetra somente com o peso do martelo, Nspt é zero, pois teve zero golpes. 
• Quando o solo é tão pouco consistente ou compacto que ao primeiro golpe penetra mais do que os 45 cm do 
amostrador, indica-se associado a este golpe a profundidade penetrada. Ex: 1/58 – quer dizer que com 1 golpe ele 
cravou 58 cm. 
• Quando o solo é tão rijo ou compacto que não se consegue cravar todo o amostrador indica-se a razão 
golpes/profundidade. Ex: 30/15. 
 
Correlação básica do Nspt: Empregado na escolha do tipo de fundação. 
compacidade (areias e siltes arenosos) consistência (argilas e siltes argilosos) 
 
 
 
 
Sondagens rotativas 
• Consiste no uso de um conjunto motomecanizado (giro de uma broca circular) projetado para obtenção de amostras 
contínuas de materiais rochosos através de ação perfurante dada for forças de penetração e rotação. 
• Empregadas quando a sondagem de simples reconhecimento atinge estrato rochoso, matacões ou solos impenetráveis 
a percussão. 
• Obtenção de amostras → testemunhos de 
sondagem. 
• Mais cara que uma sondagem SPT. 
• Diâmetros mais utilizados:• Equipamentos (componentes): 
o Sonda rotativa – pode ser manual, mecânica ou hidráulica. 
▪ Motor – permite a rotação do conjunto de aço da 
ferramenta de corte. 
▪ Guincho – para poder manejar o conjunto, tambor 
onde é enrolado cabo de aço, dotado de embreagem 
e freio. Usado no manejo das hastes e revestimento 
e na remoção dos testemunhos. 
▪ Cabeçote de perfuração – faz girar a coluna de 
perfuração e exerce pressão sobre a ferramenta 
de corte. 
o Hastes – tubos (1,5 a 6 m) ligados por niples. Transmite movimentos de rotação e penetração à ferramenta 
de corte. Por dentro das hastes, conduz água para refrigeração e limpeza do furo e sistema como um todo. 
o Barriletes → tubos destinados a receber o testemunho. Principais tipos: 
▪ Barrilete simples → um único tubo. O testemunho é sujeito a ação erosiva do fluído de circulação. 
Uso: rochas brandas de excelente qualidade. 
▪ Barrilete duplo-rígido → dois tubos que tem igual movimento de giro, mas o tudo interno é quem 
recebe a amostra. O fluído circula entre os dois tubos. Uso: rochas de boa qualidade. 
▪ Barrilete duplo-livre → dois tubos. O tubo interno é estacionário. Uso: quando se pretende recuperar 
também o material de preenchimento de fraturas. 
▪ Barrilete de tubo interno removível → o tubo interno é retirado por dentro da coluna de perfuração 
(sem retira-la). Permite alta recuperação de material. Uso: sondagens especiais profundas. 
o Coroas – ferramenta de corte 
▪ Matriz → elemento de fixação dos diamantes. 
▪ Corpo da coroa → elemento de ligação da coroa com os elementos superiores (barrilete). 
▪ Saídas d’água → espaços deixados na coroa para saída da água de refrigeração, para limpeza. 
▪ Diamantes (industriais) → cravados ou impregnados na coroa. Para rochas brandas usam-se coroas 
de vídia (pastilhas de tungstênio impregnadas na matriz). 
o Revestimentos – quando as paredes do furo são instáveis. Resistentes tubos de aço de parede fina. 
o Sistema de circulação de água – destinado a refrigeração da coroa, expulsão dos detritos e adicional 
estabilidade das paredes por pressão hidrostática. Composto pot conjunto motor bomba, tanque e mangueiras. 
Operação de sondagem rotativa 
• O primeiro passo é instalar a sonda sobre a plataforma ancorada no terreno. O 
conjunto (hastes, barrilete e coroa) é acionado junto com o sistema de circulação 
d’água. 
• É iniciada a Operação de manobra (ciclos sucessivos de corte e retirada dos 
testemunhos). O comprimento da manobra de perfuração é função do 
comprimento do barrilete (1,5 a 5 m) e da qualidade do material perfurado. 
• Recomendação: comprimento da manobra > 95% do avanço., ou seja, tomar 
cuidado para não forçar o barrilete já cheio. 
• Ao final da manobra o barrilete é retirado do furo e os testemunhos 
cuidadosamente removidos; - Os testemunhos são dispostos nas caixas de 
testemunhos e medidos após arrumação que recomponha a disposição no barrilete. 
• Devem ser destacados trechos de baixa recuperação (pouca amostra dentro do 
barrilete), trechos com água ou lama e problemas com a operação do barrilete. 
• Os furos quando não aproveitados como piezômetros devem ser totalmente 
preenchidos com calda de cimento e areia. 
 
Recuperação dos testemunhos: A recuperação dos testemunhos é um indicativo de qualidade do maciço, expresso 
em porcentagem. 
𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎çã𝑜 =
𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑎𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 
𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙𝑒𝑡𝑒
 
 
• RQD (Rock Quality Designation) – Deere, 1967 válido para barriletes 
duplos ( φ > 76mm). 
 
𝑅𝑄𝐷 =
𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑎𝑔𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑟𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜𝑠 > 10𝑐𝑚 
𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑖𝑙𝑒𝑡𝑒
 
 
Apresentação dos resultados 
• Registros sobre o tipo de sonda, e seus componentes, e diâmetros utilizados. 
• Natureza dos terrenos perfurados, através do apoio de geólogos ou levantamentos geológicos prévios. 
• De cada barrilete é preciso medir o nº de fragmentos em cada testemunho. 
• Descrever o perfil geológico e realizar a descrição detalhada dos testemunhos classificação litológica; estado de 
alteração da rocha; grau de fraturamento (nº de fraturas/metro). 
 
Ensaio de perda d’água sob pressão: Ensaio de permeabilidade para maciços rochosos realizado nos furos de 
sondagem rotativa. Feito em comumente em obras de barragens. 
• Água é injetada sob elevada pressão num certo trecho do furo de sondagem, mede-se a quantidade de água absorvida 
pelo maciço rochoso durante certo tempo a uma dada pressão de injeção 
• Equipamentos: bomba d’água, hidrômetro, manômetros e transdutores de pressão, canalizações e mangueiras e 
obturadores de borracha. 
 
Ensaios in situ (métodos semi-diretos): Ensaios realizados, em geral, nos furos de sondagem, destinados a medir 
diretamente propriedades específicas do solo. São considerados métodos semi-diretos de prospecção porque não há 
coleta de amostras. Em relação aos ensaios de laboratório são justificados quando: 
• A amostragem é difícil ou inconveniente. 
• Deseja-se minimizar perturbações e variações no estado de tensões devido ao processo de amostragem, transporte 
e manuseio das amostras até o laboratório. 
• A configuração do subsolo (condições de contorno) tem muita influência na propriedade medida. 
• Ensaios de laboratório são mais demorados. 
 
Ensaios in situ mais conhecidos no Brasil (conservam o estado de tensões do solo): 
• SPT 
• Ensaios de cone CPT (cone estático, cone dinâmico, piezocone) – consiste na cravação contínua por um 
esforço estático (empurrando) a uma velocidade constante, se tem a cravação de uma ponteira cônica. 
o Não é por efeito dinâmico, como o SPT, e sim estático. 
o Geralmente é prescrito para ser utilizado após conhecer o terreno por meio de sondagens de simples 
reconhecimento. 
o Medições: 
▪ Esforço total de cravação (Ft) 
▪ Esforço isolado de cravação da ponta (Fp) 
▪ Por diferença o esforço de atrito lateral (Fl = Ft - Fp) 
o De modo geral o ensaio mede a resistência à penetração, os parâmetros são: 
▪ Resistência de ponta (qc): qc = Fp/Ap 
▪ Atrito lateral (fs): fs = Fl/Al 
o Equipamento: 
▪ Dispositivo de cravação → manual ou mecânico (hidráulico), ancorado no terreno e empurra a 
superfície cônica estáticamente; 
▪ Elemento de sondagem → tubos, hastes e cone. O cone é caracterizado pelo ângulo do vértice 
(60º) e área da base (60 o e 10 cm 2); 
▪ Dispositivos para medição dos esforços → manômetros, anéis dinamométricos, sensores elétricos 
(células de carga) - cone elétrico 
 
o Execução do ensaio (método convencional) 
a) 1º passo - Ancoragem do equipamento de cravação → uso de tirantes; 
b) 2º passo - O cone é conduzido a profundidade desejada através de um furo de sondagem ou por 
cravação desde a superfície; 
c) 3º passo - Todo o conjunto é cravado à velocidade constante (2 cm/s) → o esforço total é medido; 
d) 4ª passo – Por uma haste interna, somente a ponta é cravada → o esforço de ponta é medido; 
e) 5ª passo – O esforço por atrito lateral é dado pela diferença entre o esforço total e o esforço de 
ponta. 
 
o Piezocone (CPTU) → na ponteira cônica são instalados dispositivos de medição da pressão de água 
no subsolo. Isso ocorre por meio do elemento chamando Pedra Porosa, que absorve água e com a 
ajuda do transdutor, mede a pressão da água. Ou seja, se tem a medida da poropressão da água. 
 
• Ensaio pressiométrico – Consiste em realizar uma prova de 
carga lateral no terreno dentro de um furo de sondagem 
por meio da expansão de uma sonda (constituída por uma 
membrana de borracha que é inflada com um fluido). O 
modelo convencional não é auto-cravante, então é feito um 
furo na profundidade desejada e o ensaio é realizado. São 
medidos o volume de fluido injetado na sonda e a pressão 
de expansão, que mede a resistência que o solo apresenta 
a essa expansão. Ex: obras de túneis. 
 
• Ensaiodilatométrico – Consiste em uma placa que é cravada no terreno por efeito estático e de tanto em 
tanto na profundidade é feita a expansão da membrana flexível dessa placa. Faz uma prova de carga lateral 
no terreno. 
o Execução: 
▪ Cravação da lâmina dilatométrica verticalmente no interior da massa de solo (sistema hidráulico de 
cravação) à velocidade de 2 a 4 cm/s; 
▪ A cada 20 cm é interrompida a penetração e expandida membrana; 
▪ Registra-se: 
❖ Po = pressão necessária para deslocamento de 0,05mm da membrana – correspondente 
a tensão horizontal in situ 
❖ P1 = Pressão necessária para deslocamento de 1,10mm da membrana – (P1 – Po) é 
relacionado ao módulo de elasticidade do solo; 
❖ P2 = pressão interna durante a despressurização quando a membrana retorna a posição 
de Po – relacionado ao excesso de poropressão pela cravação da lâmina. 
 
• Ensaio de palheta (“vane test”) – Consiste em cravar no solo uma palheta em forma de cruz e depois girar 
essa palheta, promovendo o corte de um volume cilíndrico de solo. Mede-se o torque necessário para tal ou 
a resistência ao cisalhamento do solo. 
o Execução do ensaio 
▪ Instalação da palheta na profundidade desejada → pré-furo ou por cravação 
▪ Execução do giro a velocidade constante 
▪ Medição do torque necessário a ruptura do solo. 
• Ensaio de Penetração Dinâmica Contínua (Dynamic Probing – Dp) – Mede-se o esforço requerido para cravar 
dinamicamente um cone conduzido por segmentos de hastes roscáveis através do solo. Também consiste na 
cravação de uma ponteira cônica, mas diferentemente do CPT, ocorre de maneira dinâmica. 
o DPL (Dynamic Probing Light) - ensaio de penetração dinâmica leve. Cravação com menor energia. 
Profundidades máximas entre 8 e 10 m; 
▪ Mede-se o número de golpes necessário para cravar de forma contínua cada intervalo de 10 cm - 
N10 
o DPM (Dynamic Probing Medium) - ensaio executado usando uma massa de queda média. Profundidades de até 
25 m; 
o DPH (Dynamic Probing Heavy) – ensaio com massa de queda média a pesada; 
o DPSH (Dynamic Probing Superheavy) - maior energia. Tem aproximadamente as dimensões do Standard 
Penetration Test (SPT), podendo-se atingir profundidades maiores que 25 m. 
 
Amostragem 
 
• Utilização: Determinar a composição e estrutura dos materiais e obtenção de corpos de prova para ensaios 
de laboratório. 
 
• Classificação: 
o Não representativas – não serve para nada, não representa o material amostrado 
o Representativas – representa o material amostrado, entretanto não são necessários cuidados 
especiais a manutenção do teor de umidade, nem para a estrutura natural do solo. 
o Indeformadas – além de serem representativas, é necessário o preservar o teor de umidade do 
solo e a sua estrutura. 
 
• Amostras deformadas: são mais fáceis de serem obtidas, são amostras sem a estrutura original do solo → 
servem para realizar ensaios de caracterização do solo e para moldagem de corpos de prova compactados. 
 
• Amostras indeformada: são amostras onde são conservadas ao máximo a estrutura, densidade e teor de 
umidade originais do solo → estudo do comportamento dos solos in situ. Sua obtenção depende da natureza 
do solo, da profundidade. 
 
• Cuidados básicos essenciais: manipulação cuidadosa (moldagem e transporte), proteção à perda de umidade e 
conservação em câmara úmida. 
 
• Obtenção de amostras indeformadas em superfície: Junto a superfície do terreno ou próximas a superfície 
de uma exploração acessível. Por meio de cilindro cortante ou anel biselado.