Rogerio Arthur Tiburcio Mota - Atividade 3 - Fundações

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Gestão da Educação a Distância
Unis - MG
	♦♦♦ Atividade 3 - Sondagem SPT 
	Prezados alunos,
Para esta atividade tenho importantes observações e orientações:
 
· Assista às aulas;
· Caso utilize algum autor, fazer referência;
· Apresentar as referências utilizadas;
· Individual;
No mais, bom trabalho a todos.
Abraço, Profª. Laísa
Atividade
Para a nossa atividade 3, realize uma pesquisa sobre como realizar a sondagem SPT, quais cuidados e procedimentos para sua realização, demonstrar quando o SPT precisa de ensaios complementares, quais seriam e como são realizados em campo.
RESPOSTA:
A sondagem a percussão, também conhecida como sondagem SPT é um dos tipos de sondagem mais executadas para o dimensionamento de fundação, diante do baixo custo, fácil acesso dos equipamentos à áreas difíceis, e ao resultado rápido.
O ensaio chamado de Standart Penetration Test (SPT), é executado no transcorrer da sondagem a percussão com o propósito de se obterem índices de resistência à penetração do solo (Norma ABNT NBR 6484).
A sondagem SPT é utilizada para determinar características do solo em um terreno no qual se pretende realizar uma construção e é fundamental para o sucesso da mesma.
É a técnica de investigação geotécnica mais popular, devido ao baixo custo e à simplicidade do equipamento,  além de possibilitar em uma única operação:
a retirada de amostras;
a determinação do nível de água;
a medida de resistência à penetração, que pode ser correlacionado com métodos semi-empíricos de projeto.
Em toda obra, por mais simples que seja, se faz necessário que antes da construção sejam realizados alguns tipos de investigação geotécnicas, para cofecção do projeto de fundações e estrutural.
O ensaio SPT é um método de investigação e reconhecimento do solo que fornece informações sobre a compacidade a consistência das suas camadas constituintes do mesmo.
Este ensaio permite identificar a capacidade de carga suportada pelo solo e esse fator é utilizado pelos engenheiros no dimensionamento da fundação da construção, o que torna essencial para a segurança e economia.
Além desses parâmetros, existem outras informações que a sondagem à percussão fornece:
 nível do lençol freático;
 mineralogia;
 tipo de rocha.
Com todas estas informações, é possível definir com mais precisão o tipo de fundação que será empregada em um determinado terreno, bem como definir se é necessário outros tipos de estudo geotécnicos mais aprofundados.
 Portanto, o SPT é o ensaio mais utilizado na prática de Engenharia de Fundações.
 Seu procedimento é simples: Para cravar o barrilete, é usado o impacto de uma massa metálica de 65 Kg, denominada martelo, caindo em queda livre de 75 cm de altura sobre um ressalto situado na parte superior do hasteamento a ele conectado.
O resultado do ensaio SPT corresponde à quantidade de golpes necessária para fazer penetrar, no fundo do furo, o barrilete amostrador nos seus últimos 30 cm. São feitas anotações da penetração do barrilete em centímetros, quando o martelo é simplesmente apoiado ou golpeado sobre o ressalto.
A grandeza obtida com os golpes correspondente à penetração obtida por simples apoio ou zero de golpes pode ser expressiva em solos moles. Na penetração, por batida do martelo, é contado o número de golpes aplicados para a penetração de cada terça parte (aproximada) dos 45 cm do barrilete amostrador.
 Em cada teste, deve ser feita a penetração total dos 45 cm do barrilete  ou até que a penetração seja inferior a 5 cm após 10 golpes consecutivos, não se computando os cinco primeiros golpes do ensaio, ou quando o número de golpes alcançar 50 em um mesmo ensaio. 
A cada SPT, prossegue-se o avanço da sondagem empregando-se o trado (acima do nível de água) ou lavagem (abaixo do nível de água) até a profundidade do novo ensaio. 
 Dessa forma, a sondagem a percussão com ensaio SPT é sem sombra de dúvidas, a técnica de engenharia mais utilizada para obtenção de amostras de solo.
Conforme demonstrado, o procedimento é simples, e isso por isso alcança seu custo relativamente baixo, é de fácil execução e pela simplicidade dos equipamentos utilizados. Além disso, possibilita que o trabalho seja executado em áreas de difícil acesso.
 Assim, é realizada a medição da resistência de uma camada de solo de um metro medindo o número de golpes com um martelo que são necessários para penetrar trinta centímetros, o que é o resultado N SPT. 
Os resultados desse ensaio são bons para solos com algum grau de resistência, e são menos precisos quando falamos de solos moles.
A sondagem SPT de percussão é um método de investigação geológico-geotécnica de solos, prescrito pela NBR-6484:2001. 
Utiliza-se um amostrador padrão tipo raymond para retirada de amostras do solo e realização do ensaio de penetração dinâmica SPT (Standard Penetration Test), com o qual se obtém o NSPT (índice de resistência a penetração do SPT).
Em suma, o Standard Penetration Test é um ensaio executado a cada metro do terreno ao longo de todo o decurso do subsolo, sendo que, o objetivo é obter índices de resistência à penetração do solo.
 O número mínimo de sondagens é estabelecido por normas técnicas. Mesmo assim, considerada a heterogeneidade dos solos, a quantidade mínima de furos é pequena e deve ser sempre avaliada pelo engenheiro responsável pela obra.
Segundo o que determina a ABNT NBR 8036:1983 que normatiza o Programa de Sondagem Simples e Reconhecimento dos Solos para Fundação de Edifícios, o primeiro passo seria definir a projeção da edificação (APE).
Posteriomente, fazer 2 furos em área manor que 200,00mts²; três furos em área entre 200 e 400m²; em área de 400 à 1.200m² faz-se um furo a cada 200,00m²; em área de 1.200 à 2.400m² faz-se um furo a cada 400,00m²; e acima disso o numero de furos fica a critério do RT. 
Caso não se saiba qual será a área da construção, e não existir ainda estudo que indique, o que ocorre em estudo de viabilidade de área, deve-se prever no mínimo três furos uniformemente distribuídos e não distando mais do que cem metros.
Em suma, portanto, conforme determina a NBR-8036:1983, os números mínimos de furos são definidos pela área a ser construída:
de 200m² até 1200m² — uma sondagem para cada 200m²;
de 1200m² até 2400m² — uma sondagem para cada 400m² que exceder de 1200m²;
acima de 2400m² — fixado de acordo com o plano de construção.
Em qualquer condição, o número mínimo de sondagens desse ser:
dois furos para área de projeção até 200m²;
três furos para área de projeção entre 200 a 400m².
 Nos casos de estudos de viabilidade ou de escolha do local, conforme NBR-8036/1983, o número de sondagens deve ser fixado a uma distância máxima de 100 metros. Contudo, os quantitativos de furos também são normativos e, seguem a mesma norma.
Os furos são locados em uma planta do terreno. Posteriormente, esse projeto é encaminhado para a equipe de topografia, para iniciar a marcação dos piquetes.
Além da ABNT NBR 8036:1983 que normatiza o Programa de Sondagem Simples e Reconhecimento dos Solos para Fundação de Edifícios, as normas técnicas para o ensaio SPT no Brasil, quem prescreve a metodologia correta para a execução da Sondagem SPT era a NBR 6484/01 da  ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. Agora ela foi cancelada e substituida pela NBR 6484/2020, também da ABNT .
PROCEDIMENTOS DA SPT
A SPT é realizada através de ensaios de campo realizados com a cravação dinâmica de um amostrador padrão no solo pelo impacto de um martelo de ferro.
Com a SPT é possível descobrir a resistência do solo, medida pelo índice de resistência a penetração do solo determinado pela soma dos golpes dados pelo martelo de ferro.
É coletado então amostras de metro a metro, permitindo a análise tátil e visual das distintas camadas do subsolo em suas respectivas profundidades.
Devem ser obedecidas uma ordenação nos procedimentos da sondagem a percussão, pois o ensaio SPT é executado através de uma série de procedimentos que possuem uma ordem de execução:
1. Amostrador Padrão
Quando se atinge 1 m de profundidade de perfuração, a equipede sondagem posiciona o amostrador padrão para realizar os testes de resistência à percussão.
2. Marcação
Realiza-se a marcação de um segmento de 45 cm com o uso de um giz, este segmento é dividido em três partes iguais de 15 cm cada.
A marcação funciona como uma referência para a contagem de golpes do martelo em cada segmento.
3. Posicionamento do Martelo
Para iniciar a cravação, é necessário posicionar o martelo a 75 cm de altura como já mencionado anteriormente. O procedimento segue com golpes até que sejam cravados os primeiros 45 cm.
Para o registro do número de golpes necessários para cravar o amostrador a cada 15 cm, é preciso a presença de um técnico que elabora o boletim.
4. Coleta das amostras
Após realizar a cravação dos 45 cm, é retirado o amostrador padrão e inicia-se a coleta de amostras do solo, até que se encontre o nível do freático.
5. Realização de testes de umidade
Se é percebido que há umidade no solo escavado, é necessário realizar um teste de umidade para saber se foi atingido o nível saturado.
O procedimento é realizado por um equipamento denominado “piu”, que ao entrar em contato com a água, irá emitir um som.
Assim, a partir deste ponto é utilizado o método de lavagem, que permite coletar material escavado pela circulação de água, com a ajuda de uma bomba motorizada.
O resultado do ensaio SPT corresponde à quantidade de golpes necessária para fazer penetrar, no fundo do furo, o barrilete amostrador nos seus últimos 30 cm.
6.Torquímetro
Quando é terminado a cravação do amostrador, acopla-se o torquímetro, a fim de se obter as medidas de torque máximo e toque residual.
Algumas das principais informações obtidas deste tipo de sondagem são:
Classificação tátil visual dos solos em cada camada;
Capacidade de carga do solo em diversas profundidades;
Identificação das camadas de solo que compõem o subsolo;
Existência ou inexistência de lençol freático, bem como o nível inicial e após 24 horas.
O ensaio SPT é também utilizado nas obras que envolvam taludes e vias pavimentadas (seja com paralelepípedos, pisos intertravados ou asfaltadas), cuja amostragem dependa das instruções de serviços rodoviários.
Para taludes recomenda-se um mínimo de três furos por seção transversal.
Para seções longitudinais, no decorrer do greide, deve-se dispor de um furo a cada cento e cinqüenta metros, quando as distâncias superarem os quatrocentos metros.
RESULTADOS
 O ensaio SPT é realizado pela cravação do amostrador padrão tipo raymond em 45cm do terreno, com golpes sucessivos de um martelo de 65 kgf em queda livre, de uma altura de 75cm, sobre a cabeça de cravação conectada às hastes de sondagem e ao amostrador.
O índice de resistência a penetração do SPT é determinado pelo número de golpes correspondente a cravação de 30cm do amostrador padrão, após a cravação inicial de 15cm. O resultado das pesquisas geotécnicas é interpretado de forma a identificar:
tipo de solo;
estratigrafia do solo;
posição do N.A. (nível de água);
índice de resistência à penetração Nspt.
Os resultados são apurados através dos Boletins de Sondagem , que são docuemtnos que trazem resultados do ensaio de sondagem.
Neles, existem a distribuição de camadas do solo, qual o N SPT de cada estrato e uma descrição das características do solo qua as compõe. Tais características são verificadas mais tarde, em função de se extrair amostras durante o ensaio.
 Outra informação muito importante que está presente no boletim e que afeta o desempenho do elemento de solo como fundação é o nível de água, ou seja, o nível onde se encontra o lençol freático ou o solo é saturado (vazios completamente preenchidos com água).
 MONTAGEM DO EQUIPAMENTO DE SONDAGEM
 A equipe de sondagem comparece ao local com os seguintes equipamentos:
torre com roldana;
tubos de revestimento com comprimento padronizados e normativos de 1 e 2 m;
hastes para auxilio na perfuração e ensaio de penetração SPT com comprimento padronizado e normativo de 1 e 2 m,
composição de perfuração ou cravação;
trado-concha ou cavadeira; trado helicoidal;
trépano de lavagem;
amostrador-padrão;
cabeças de bateria;
martelo padronizado para a cravação do amostrador;
baldinho para esgotar o furo;
medidor de nível d’água;
metro de balcão;
recipientes para amostras;
bomba d’água centrífuga motorizada;
caixa d’água ou tambor com divisória interna para decantação;
ferramentas gerais necessárias à operação da aparelhagem.
A equipe de sondagem deverá providenciar a limpeza ao redor dos piquetes e iniciar a montagem do tripé. É importante que esse equipamento fique bem fixado no terreno para que não corra o risco de tombamento durante a sondagem.
COMO EXECUTAR A PERFURAÇÃO PARA A SONDAGEM
A perfuração deve ser iniciada com emprego do trado-concha ou cavadeira manual até a profundidade de um metro, para proceder a instalação do primeiro segmento do tubo de revestimento com 1 ou 2 m, munido de sapata cortante.
As seguidas operações de perfuração / escavação são intercaladas às de ensaio e amostragem.
Ou seja como os ensaios são realizados a cada metro ao longo do decurso do sub-solo, para se atingir as profundidades exatas enrosca-se através de luvas de emenda segmentos de haste de 1 ou 2 m de comprimento para se atingir a profundidade necessária. Os comprimentos das hastes são padronizados e normatizados pela ABNT. Não deve-se utilizar hastes de medida diferentes do padrão.
Na intercalação da manobra para realização do ensaio de penetração, retira-se cada um desses segmentos de 1 a 2 m desenroscando os mesmos até que seja retirada em segurança toda a composição de escavação.
Nesse momento é subsistido a ferramenta de escavação pela ferramenta de amostragem e ensaio: amostrador padrão SPT. Este amostrador é conectado individualmente a cada um dos segmentos de hastes com 1 a 2 m de comprimento necessários a apoiarem o mesmo até a cota de realização do ensaio.
O procedimento de sondagem a percussão SPT é a sucessão das manobras necessárias a conexão dos segmentos de hastes de 1 a 2 m até a profundidade da realização do ensaio. Atingida essa profundidade, retira-se estes segmentos desconectando através das luvas de encaixe e substitui-se a ferramenta de escavação pela de ensaio e amostragem. Esta é também conectada individualmente em cada segmento das hastes de 1 a 2 m até se posicionar o amostrador na cota de ensaio.
Deve ser utilizado trado helicoidal ao invés da peça de lavagem até se atingir o nível d’água freático.
Quando seu avanço, com emprego do trado helicoidal, for inferior a 50mm após dez minutos de operação, ou, no caso de solo não ser aderente ao trado (solos granulares), advém o método de perfuração por circulação de água, também chamado de lavagem.
A perfuração por lavagem é uma variante da SPT, consistindo em uma perfuração por circulação de água com a utilização do trépano de lavagem como ferramenta de escavação. O material escavado é removido mediante a circulação de água, realizada por uma bomba d’água motorizada.
Deve ser coletada uma parte específica do solo, com a utilização do trado-concha durante a perfuração, até um metro de profundidade. A partir daí, a cada metro de perfuração devem ser colhidas amostras dos solos, com execução do ensaio de penetração SPT.
Vale ressaltar que o amostrador conectado à composição de cravação deve descer livremente no furo de sondagem até ser apoiado suavemente no fundo, e analisar a profundidade correspondente com a que foi medida na operação anterior.
Após o posicionamento do amostrador padrão conectado à composição de cravação, coloca-se a cabeça de bater, empregando o tubo de revestimento como referência. Em seguida, a marcação na haste é feita com um giz, um segmento de 45cm dividido em três trechos iguais de 15cm.
Feito isso, o martelo deve ser apoiado suavemente sobre a cabeça de bater, e a eventual penetrabilidade do amostrador no solo deverá ser anotada. Caso não ocorra a penetração igual ou maior do que 45cm, o procedimento deve continuar até completar mais 45cm, com golpes sucessivos do martelo, caindo livremente de uma altura de 75cm.Abertura do amostrador SPT bi partido (Imagens da internet)
Posteriormente, fazer a anotação, separadamente, do número de golpes necessários à cravação de cada segmento de 15cm do amostrador padrão. Essas amostras deverão ser armazenadas em recipiente fechado e etiquetado com as seguintes informações:
nome ou número do serviço;
local da obra;
número da sondagem, da amostra e quantidade de golpes;
profundidade e penetração do amostrador.
Para a medição do Nível de água freático, faz-se quando é percebido o aumento aparente da umidade do solo, durante a perfuração com o trado helicoidal, é um índico da proximidade do nível d´água no solo.
Nessa oportunidade interrompe-se a  operação de perfuração e observa-se a elevação do nível d´água por 30 minutos. As leituras são realizadas a cada 5 minutos.
Sempre que ocorram paralisações na execução das sondagens, antes do seu reinicio é realizada uma nova medição do nível d´água. Se o nível d´água variar durante o dia, essa anotação também deverá ser realizada.
Após o término da sondagem é realizado o esgotamento do furo até a posição do nível d´água com o auxilio do baldinho.
Decorridas 24 horas após a conclusão da sondagem, e estando o furo ainda aberto após a realiza-se uma nova medição da posição do nível d´água.
A sondagem tem seu termo obedecendo as regras que devem ser atendidas para a interrupção do ensaio, conforme NBR 6484:2001, e pode ocorrer em três situações. 
A primeira, é quando o cliente ou seu preposto solicita. 
A segunda situação, quando o solo é impenetrável ao amostrador padrão. Confira:
3 metros consecutivos com SPT — relação golpe/penetração de 30/15; ou
4 metros consecutivos com SPT — relação golpe/penetração de 50/30; ou
5 metros consecutivos com SPT — relação golpe/penetração de 50/45.
Quando não se consegue avançar a composição de lavagem até a cota de um novo ensaio de penetração, a sondagem pode se paralisada por impenetrabilidade ao trépano de lavagem.
Desde que, em 3 medições consecutivas de 10 minutos não se alcance, em nenhuma destas, avanços superiores a 5 cm. Nesse caso, deve-se fazer a anotação no relatório de campo que está “impenetrável ao trépano”.
Para finalizar a sondagem, é necessário enterrar novamente os piquetes nos furos. Essa prática é importante pois, caso surja a necessidade de voltar ao local por qualquer outro motivo, tem-se a localização exata de onde foi realizada a sondagem.
As amostras e o relatório de campo seguem com destino ao laboratório que, após as análises do solo, emitirá o boletim de sondagem. A sondagem a percussão SPT é um trabalho estritamente técnico e que deve atender às prescrições das normas existentes.
Quanto a importância das sondagens, vale ressaltar que, parâmetros geotécnicos fundamentais ao dimensionamento e desempenho das fundações são correlacionadas com os resultados obtidos na sondagem. Portanto, para se obter um projeto de qualidade é fundamental a confiabilidade dos resultados, que só é possível com empresas já consagradas no mercado.
Agora que você entende melhor sobre sondagem a percussão SPT, entre em contato conosco e saiba como podemos ajudar com esse serviço.
A importância da sondagem a percussão em qualquer obra de edificação, se faz necessário realizar uma investigação geotécnica preliminar sem descartar também outros métodos de investigação complementar.
A qualidade e a eficácia das sondagens são associadas ao cumprimento das normas técnicas de sondagem.
A falta de uma investigação geotécnica é uma das principais causas de problemas em fundações de grandes obras e pode causar diversos danos, inclusive pode causar a queda do empreendimento que foi construído.
Todo procedimento técnico deve ser realizado por uma equipe especializada e acompanhado de um responsável técnico devidamente capacitado.
Quando o SPT precisar de ENSAIOS COMPLEMENTARES, por não caracterizar completamente o solo em um dado ponto, seja pela presença de rochas grandes (matacões) que pode impedir que se prossiga com o ensaio ainda se estando em profundidade inoportuna, isto é, quando ainda teríamos um bulbo de tensões atingindo a região e o solo não teve ganho de resistência que permita parar. 
Por conta dessas disparidades de haver matacões ou a profundidade ser insuficiente é que podem ocorrer sondagens prévias e definitivas. Ou, pode ainda ser necessário complementar com outros ensaios.
Os matacões no exemplo da utilização da sondagem rotativa. Esse material é composto por blocos de rochas soltos no meio do solo. O grande desafio nessa questão se dá pela identificação do matacão, uma vez que as pessoas podem acreditar que atingiram o impenetrável.
Essa falsa percepção pode ser crucial para que decisões erradas sejam tomadas, escolhendo um tipo de fundação que não esteja de acordo com a realidade do solo local. Em alguns casos, o bloco pode estar solto, havendo a presença de solo abaixo dele. Dessa forma, a fundação será apoiada em uma profundidade que não condiz com a realidade geológica do local.
No caso da presença de rochas, será útil realizar ensaio de sondagem rotativa, que extrai testemunhos e verifica o quanto a amostra está intemperizada, descontinuidades e outras características. Há a modalidade de sondagem mista, onde há percussão em solo e rotativa nas rochas. 
Ainda existem vários tipos de sondagens de solo, como sondagem a percussão SPT, sondagens mistas, sondagens rotativas e sondagens geofísicas, sendo necessário escolher o modelo certo para uma situação específica. 
Um outro tipo de sondagem é o CPT, que simula as condições de estacas, medindo atrito lateral e resistência de ponta. Não são extraídas amostras e os resultados são satisfatórios para solos moles.
A operação consiste na elevação do conjunto de perfuração, cerca de 30cm do fundo do furo e na sua queda, acompanhada de movimentos alternados (vai e vem) de rotação, aplicados manualmente pelo operador.
À medida que vai se aproximando da cota de ensaio e amostragem, é recomendado que essa altura seja progressivamente reduzida.
Referências:
PEREIRA, Caio. Sondagem SPT: O que é e como é feito esse ensaio. Escola Engenharia, 2018. 
https://www.escolaengenharia.com.br/sondagem-spt/. Acesso em: 25 de maio de 2021.
https://blog.apl.eng.br/tipos-de-sondagem-de-solo-qual-a-melhor-metodologia-para-sua-obra/
ABNT NBR 6484/01 - Solo - Sondagens de simples reconhecimentos com SPT - Método de ensaio
https://www.geoscan.com.br/blog/spt/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sondagem_SPT
NBR 6484 - Execução de Sondagem de Simples Reconhecimento dos Solos
NBR 7250 - Identificação e Classificação de Amostras Obtidas em Sondagem de Simples Reconhecimento dos Solos
www.apl.eng.br/percussão «AP&L - Sondagem a Percussão