Aula 05 - Investigações Geotécnicas e Resistência do Solo

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FUNDAÇÕES PARA ARQUITETURA – CCE0195
Aula 05: Investigações Geotécnicas e
Resistência do Solo
SONDAGENSROTATIVAS
“Sondagem rotativa é um método de investigação que consiste 
no uso de um conjunto motomecanizado à perfuração de 
maciços rochosos e obtenção de amostras de materiais 
rochosos com formato cilíndrico, chamadas de testemunho.”
● Uso de conjunto motomecanizado: penetração e rotação;
● Obtenção de amostras de materiais rochosos;
● Barrilete com ponta cortante;
● Amostra → testemunho.
SONDAGENS ROTATIVAS
SONDAGENS ROTATIVAS
SONDAGENS ROTATIVAS
• As brocas usadas neste tipo de
sondagem apresentam diâmetros entre
30 mm e 76 mm, recebendo as
seguintes denominações: XRT (30 mm),
EX (38 mm), AX (48 mm), BX (60 mm) e
NX (76 mm).
SONDAGENS ROTATIVAS
• Nas sondagens rotativas, deve-se
aprofundar o amostrador pelo menos 4
metros, para ter a segurança de que
não se está atravessando um simples
matacão.
SONDAGENSMISTAS
“Sondagem mista é um método de investigação 
que conjuga a sondagem a percussão para o 
trecho em solo e a sondagem rotativa para o 
trecho em rocha.”
Sondagem mista: percussão + rotativa
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
“O ensaio consiste basicamente na cravação a velocidade lenta e 
constante de uma haste com ponta cônica, medindo-se a resistência 
encontrada na ponta e a resistência por atrito lateral.”
● Dados fornecidos: resistência de ponta, atrito lateral e poro pressão;
● Ábacos → A razão entre o atrito lateral e a resistência de ponta pode ser 
usada para determinar o tipo de solo atravessado;
● Associado a investigação para melhor caracterização do solo atravessado.
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
Poropressão:
Pressão da formação ou pressão de poros, é a pressão que o fluido exerce no
interior dos poros dos elementos porosos como os solos e as rochas. Uma rocha
porosa quando sujeita a um carregamento causa a poropressão.
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
Método de execução:
● Consiste na cravação estática lenta de um cone mecânico ou elétrico que 
armazena em um computador os dados a cada 2 cm.
● O cone alocado nesta bomba hidráulica é penetrado no terreno a uma 
velocidade de 2 cm por segundo.
● O próprio equipamento, por ser hidráulico, crava o cone no terreno e 
funciona como uma prensa.
● Após cravado ele adquire os dados de forma automática e o próprio sistema 
captura os índices e faz o registro contínuo dos mesmos ao longo da
profundidade.
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
Método de execução:
● O equipamento do cone apresenta um
conjunto de células de carga junto à ponta
cônica, que permite a medida da resistência
de ponta (qc), uma luva de atrito para
determinação do atrito lateral do solo (fs) e
transdutores de pressão capazes de medir a
poropressão (u) do solo.
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
Método de execução:
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
Método de execução:
● Preparação do cone;
● Cravação com sistema hidráulico;
● Penetração a 2,0 cm/s;
● Registros contínuos (a cada 2cm);
● Aquisição automática dos dados.
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
Estratigrafia Perfil geotécnico
• Coeficiente de adensamento (Ch e Cv) Densidade relativa (Dr)
• Resistência não drenada (Su) Ângulo de atrito efetivo de areias (Ø)
• História de tensões (tensão de pré-adensamento, OCR - maior valor de tensão já 
sofrido pelo solo em campo) Coeficiente de permeabilidade (K)
Além dos dados lidos em tempo real durante o ensaio (qc, fs e u), 
podem-se obter através de correlações as seguintes propriedades:
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
Vantagens:
● Cravação quase estática;
● Precisão – Confiabilidade do resultado;
● Medição da poropressão;
● Rapidez de execução e agilidade dos resultados.
ENSAIODECONE– CPT– CONE PENETRATIONTEST
Desvantagens:
● Falta de experiência dos profissionais.
● Geralmente, é necessário que o terreno tenha condições de
acessibilidade para receber o equipamento que pode estar
montado sobre um caminhão. Dentro da equipe que acompanha
esse procedimento é necessário que haja algum engenheiro
geotécnico.
ENSAIO DE CONE – CPT – CONE PENETRATION TEST
ENSAIO DE CONE – CPT – CONE PENETRATION TEST
ENSAIO DE CONE – CPT – CONE PENETRATION TEST
ENSAIO DE CONE – CPT – CONE PENETRATION TEST
ENSAIO DE PALHETA– VANETEST
“O ensaio de palheta é 
tradicionalmente empregado na 
determinação da resistência ao 
cisalhamento não drenado, Su, 
das argilas moles.”
ENSAIO DE PALHETA – VANE TEST
Para solos de alta permeabilidade, como no
caso das areias, a drenagem ocorre
rapidamente, dissipando o excesso de
poropressão tão logo o carregamento é
aplicado.
Para solos de baixa permeabilidade, como no
caso de argilas, é comum que quase nenhuma
dissipação ocorra durante a aplicação da carga.
Esta situação caracteriza uma solicitação não
drenada.
ENSAIO DE PALHETA– VANETEST
Consiste na rotação a uma velocidade de rotação patrão de uma
palheta cruciforme em profundidades pré-definidas.
A medida do torque T versus a rotação permite a determinação da
resistência não drenada do solo.
ENSAIO DE PALHETA– VANETEST
Vantagens
● Equipamento simples;
● Repitibilidade;
● Interpretação;
● Medida de uma grandeza física.
Desvantagens
● Extremamente lento;
● A resistência não-drenada é um tópico complexo. Recomenda-se 
também ensaios de laboratório.
ENSAIO DILATOMÉTRICO-DMT
Estimativa do 
módulo de 
elasticidade das 
camadas de solo 
prospectadas.
ENSAIO DILATOMÉTRICO-DMT
O teste consiste na cravação de ponteira metálica,
com interrupções desta cravação a cada 20 cm.
Nestas interrupções, é introduzido gás nitrogênio que
expande a membrana metálica da ponteira contra o
terreno.
Dessa expansão, registram-se em manômetro de
precisão duas leituras: a primeira quando a dilatação da
membrana “vence” o esforço de compressão do terreno,
e a segunda quando esta deforma o solo de 1,1mm.
ENSAIOPRESSIOMÉTRICO -PMT
Estimativa do módulo de elasticidade das
camadas de solo prospectadas.
Consiste na inserção em um pré- furo de sonda
pressiométrica e deformação radial de
membrana por meio de inserção de gás
nitrogênio.
As medidas de deformação são através do painel
de controle, que mede variações de pressões e
volumes ocorridos com a deformação do solo.
ENSAIO PRESSIOMÉTRICO - PMT
RESUMINDO...
RESUMINDO...
RESUMINDO...
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO SOLO EM 
FUNÇÃO DO SPT
 São inúmeras as maneiras de relacionar os números do SPT, obtidos na
sondagem a percussão, com a resistência do solo.
 Uma maneira bastante rápida de correlacionar esses valores é usando a
fórmula empírica abaixo:
Em que 𝜎adm é a tensão admissível à compressão do solo, também
denominada de “taxa do solo”, e N o número de golpes para cravar os últimos
30 cm, ou SPT.
𝜎𝑎𝑑𝑚 = 𝑁 − 1 (
𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚2
)
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO SOLO EM 
FUNÇÃO DO SPT
 A relação anterior não leva em conta o tipo de solo, o que é uma falha, pois
apesar de o SPT em uma areia ser maior do que na argila, por causa do
atrito na penetração do amostrador, a sua resistência pode ser menor. Por
ser fácil de memorizar essa relação pode ser útil para dar uma primeira ideia
da resistência do solo.
 Outras fórmulas empíricas e que levam em conta o tipo de solo, o que lhes
confere um caráter mais preciso, são:
Argila pura: 𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁
4
Argila siltosa: 𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁
5
Argila areno siltosa: 𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁
7,5
N é o valor do SPT. 
Resultados: unidade kgf/cm²
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO SOLO EM 
FUNÇÃO DO SPT
 Valores mais precisos da resistência do solo podem ser obtidos usando a tabela
abaixo, fornecida pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas – IPT. (Valores
intermediários devem ser interpolados)
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO SOLO EM 
FUNÇÃO DO SPT
 EXEMPLO DE APLICAÇÃO
Seja dada a sondagem a seguir.
Determinar a resistênciado solo a 2 m de
profundidade, usando as fórmulas
empíricas e a tabela.
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO SOLO EM 
FUNÇÃO DO SPT
 EXEMPLO DE APLICAÇÃO
Para 2 m , tem-se N=8 e Argila Siltosa
1. Pelas fórmulas empíricas, tem-se:
ou 
𝜎𝑎𝑑𝑚 = 𝑁 − 1 (
𝑘𝑔𝑓
𝑐𝑚2
)
𝜎𝑎𝑑𝑚 = 8 − 1 = 2,8 − 1 = 1,8 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑁
5
=
8
5
≅ 1,6 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO SOLO EM 
FUNÇÃO DO SPT
 EXEMPLO DE APLICAÇÃO
2. Pela tabela:
Para argila e silte: 6 a 10 -> 1,5 a 3,0 kgf/cm²
Variação de golpes: 10 – 6 = 4
Variação da resistência: 3,0 – 1,5 = 1,5 kgf/cm²
Para cada golpe, nesse intervalos 1,5 / 4 = 0,375 
kgf/cm²
Portanto, para N = 8
𝜎𝑎𝑑𝑚 = 1,5 + 2𝑥0,375 = 2,25 𝑘𝑔𝑓/𝑐𝑚²
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO SOLO EM 
FUNÇÃO DO SPT
CORRELAÇÃO ENTRE O SPT E OUTRAS CARACTERÍSTICAS DOS SOLOS 
DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA DO SOLO EM 
FUNÇÃO DO SPT
CORRELAÇÃO ENTRE O SPT E OUTRAS CARACTERÍSTICAS DOS SOLOS 
RELAÇÃO ENTRE OS RESULTADOS DO CPT E SPT
 Na sondagem, se a opção for pot CPT, deve-se fazer a conversão par o
SPT, para determinar a resistência do solo usando fórmulas e tabelas
usuais.
 A tabela a seguir, proposta por Danzinger e Velloso, fonece os valores
de K, que relaciona o número de golpes do SPT à resistência de ponta
(qc) fornecida pela sondagem CPT.
RELAÇÃO ENTRE OS RESULTADOS DO CPT E SPT
 Para fazer a transposição dos valores de qc para N, usa-se a seguinte
relação.
O valor de qc deverá ser expresso em MPa.
𝑁 =
𝑞𝑐
𝐾
RELAÇÃO ENTRE OS RESULTADOS DO CPT E SPT
 Exemplo
Seja qc = 2 MPa o valor da resistência de ponta dada pela sondagem CPT e o
solo, um silte argiloso. Qual será o valor do SPT?
Caso se deseja determinar a taxa do solo diretamente dos valores de qc,
pode-se usar a relação abaixo:
𝑁 =
𝑞𝑐
𝐾
2
0,3
≅ 7
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑞𝑐
10
𝑀𝑃𝑎 , 𝑛𝑜 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑑𝑎çõ𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠 𝑒𝑚 𝑎𝑟𝑔𝑖𝑙𝑎
𝜎𝑎𝑑𝑚 =
𝑞𝑐
15
𝑀𝑃𝑎 , 𝑛𝑜 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑓𝑢𝑛𝑑𝑎çõ𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑡𝑎𝑠 𝑒𝑚 𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎𝑠
1 MPa= 10 kgf/cm²
COESÃO
 Individualmente, os grãos dos solos argilosos são muito finos, quase farináceos,
e se aderem firmemente um ao outro, não podendo ser reconhecidos a olho nu
(Figura).
COESÃO
 Os espaços vazios entre as partículas são muito pequenos, e por causa de sua
estrutura esses solos apresentam resistência à penetração de água,
absorvendo-a muito lentamente.
 Entretanto, uma vez que a água tenha conseguido penetrar no solo, ela
também encontra dificuldade para ser extraída de seu interior.
 Ao receber água, os argilosos tendem a tornar-se plásticos (surge a lama), por
isso apresentam maior grau de estabilidade quando secos.
COESÃO
 Em razão das forças adesivas naturais (coesão) existentes entre as pequenas
partículas que compõem esses tipos de solo, a compactação por vibração não é
a ideal nessa situação.
 Essas partículas tendem a agrupar-se, dificultando uma redistribuição natural
entre elas individualmente.
 O silte está entre a areia e a argila. É um pó como a argila, mas não tem
coesão apreciável e plasticidade digna de nota quando molhado.
SOLOS NÃO COESIVOS (GRANULARES ARENOSOS)
Os solos não coesivos compreendem os solos compostos de pedras, pedregulhos,
cascalhos e areias, ou seja, de partículas grandes e grossas (Figura).
Essas misturas, compostas por muitas partículas individualmente soltas que, no
estado seco, não se aderem umas às outras (somente se apoiam entre si), são
altamente permeáveis.
SOLOS NÃO COESIVOS (GRANULARES ARENOSOS)
 Isso se deve ao fato de existirem, entre as partículas, espaços vazios
relativamente grandes e intercomunicados entre si. Em um solo não coesivo em
estado seco é fácil reconhecer os tamanhos dos diferentes grãos por simples
observação.
A capacidade dos solos não coesivos para suportar cargas depende da
resistência ao deslocamento, ou seja, da movimentação entre as partículas
individualmente.
Ao se aumentar a superfície de contato entre os grãos individualmente por meio
da quantidade de grãos por unidade de volume (compactação), aumenta-se a
resistência ao deslocamento entre as partículas e, simultaneamente, melhora-
se a transmissão de força entre elas.
COESÃO
 Para solos coesivos como as argilas, a partir do conhecimento da
taxa do solo, pode-se conhecer, além da sua resistência, o valor da
sua coesão.
 A coesão e o ângulo de atrito interno do solo servem para a
determinação dos empuxos sobre muros de arrimo.
 O valor da coesão corresponde à metade da taxa do solo:
𝐶 =
𝜎𝑎𝑑𝑚
2
Leitura Específica
REBELLO, Yopanan Conrado Pereira . Fundações - Guia Prático
de Projeto, Execução e Dimensionamento. São Paulo:
Zigurate (Capítulo 4).
Obrigada pela atenção!