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Universidade Estadual de Maringá DEC/UEM Mecânica dos Solos DEC 2573 Turmas T2 e T4 Sondagem de Simples Sondagem de Simples Reconhecimento com SPT e Reconhecimento com SPT e Reconhecimento com SPT e Reconhecimento com SPT e Torque Torque Maringá, 2020 Prof. Dr. Antonio Belincanta Discussão sobre investigação geotécnicageotécnica Fundamentum no 63 Engenharia Geotécnica - Engenharia Ambiental Necessidade do conhecimento dos maciços de solo/rocha, constituintes de local de interesse. Engenharia Civil Estudo, Projeto, Construção de Obras e Operação de sistemas.de sistemas. Manutenção e Recuperação de obra (patologia das construções) Engenharia Ambiental Recuperação ou de remediação de área degradada. Integração de empreendimento no meio ambiente. Engenharia civil Apoio (reação) Agente ativo (ação) Solo/Rocha SISTEMA Engenharia AmbientalEngenharia Ambiental Meio permeável: de passagem, de deposição ou de purificação de poluentes. Meio físico que deve ser preservado, usado na forma sustentada. Solo/Rocha SISTEMA Investigação geotécnica ou prospecção geotécnica Levantamento de solo e/ou rocha constituinte de um local de interesse, no que se refere às suas características e propriedades de interesse. Natureza (composição) Resistência ao cisalhamento Compressibilidade Características de interesse do solo Obs.Obs. O nível de Compressibilidade Permeabilidade Características de estado e de feição Posição do nível de água subterrânea O nível de conhecimento depende do projeto e do solo/rocha investigado. Constituição de uma investigação geotécnica Investigação de campo Sondagens Ensaios Coleta de amostras Coleta de amostras Investigação de laboratório Ensaios em amostras trazidas do campo Obs. Na engenharia ambiental, são importantes os ensaios químicos. Objetivo da investigação geotécnica (Busca de informações de interesse) Tipo de solo na extensão e na profundidade, com a descrição detalhada de sua natureza, origem e estado, até a profundidade de interesse (estratigrafia). Ocorrência de água no subsolo propriedades de engenharia dos solos (resistência ao propriedades de engenharia dos solos (resistência ao cisalhamento, compressibilidade e permeabilidade) A profundidade da rocha existente. Quando de interesse: a espessura, acamamento, descontinuidades (direção, mergulho, espaçamento das juntas), estado de alteração ou de decomposição, até a profundidade de interesse. Quando de interesse: a presença de poluentes e degradação decorrente, características químicas. Investigações geotécnicas São realizadas em etapas, sendo estas etapas condicionadas ao nível de conhecimento seqüencial exigido. Preliminar Complementar Posterior (acompanhamento) Constitui-se de Levantamento de superfície (de escritório: mapas pedológicos e mapas geológicos; de visita de campo) Sondagem e ensaios de campo, retirada de amostra Ensaios de laboratório Investigação geotécnica de campo: métodos utilizados. Método direto Método indireto Método semi-direto Investigação geotécnica de campo: métodos utilizados ... Método direto Permite o acesso direto às camadas de solo e/ou de rocha, através de perfuração e coleta de amostras, no mínimo do tipo deformada. Permite também a observação direta do posicionamento do nível de água subterrâneo Incluem, portanto, os poços e as cavas de inspeção, as sondagens de simples reconhecimento com ou sem SPT e as sondagens rotativas, quando em rocha. Método indireto Constituído essencialmente de ensaios de campo, feitos geralmente a partir da superfície. Os solos e rochas constituintes do subsolo, no que se refere ao tipo, espessura e Investigação geotécnica de campo: métodos utilizados ... que se refere ao tipo, espessura e posicionamento de cada camada, bem como o comportamento e o estado são simplesmente estimados através dos resultados dos ensaios. Neste tipo de processo de prospecção se incluem a sísmica de refração/reflexão, radar, sonografia e a resistividade elétrica, entre outros; Método semi-direto Contempla os ensaios que são feitos ao longo da profundidade, não havendo a regularidade de retirada de amostras de solos e/ou de rochas constituintes do subsolo (exemplo para solo: CPT, Investigação geotécnica de campo: métodos utilizados... constituintes do subsolo (exemplo para solo: CPT, CPTU, entre outros). O solo e a rocha em sua espessura, natureza, estado e comportamento, ao longo da profundidade, são estimados através da interpretação dos resultados dos ensaios. De modo geral, não permite à observação direta da posição de nível de água subterrâneo. Amostragem em soloAmostragem em solo Tipo de amostra de solo Indeformada Amostra em que se mantém as características naturais, a menos do alívio de tensões (estrutura, umidade, consistência ou compacidade) Deformada Amostra extraída por raspagem ou escavação, implicando na destruição da estrutura e na alteração das condições naturais de compacidade ou consistência . umidade, consistência ou compacidade) 11 33 Retirada de amostra indeformada do tipo bloco 22 44 Acima do lençol freático: Bloco indeformado Retirada de amostra indeformada do tipo bloco Preparo da caixa de madeira (Forração com papel alumínio e colocação de tela de tecido não sintético, junto das paredes da caixa). Talhagem do bloco de solo no ponto de interesse (normalmente nas dimensões de 28x28x28cm3)(normalmente nas dimensões de 28x28x28cm ) Preparo de etiquetas e aquecimento da parafina. Proteção do bloco de solo no local da retirada com a caixa de madeira e parafina derretida. Corte da parte debaixo da amostra, içamento até à superfície e complemento da selagem do bloco de solo. Retirada de amostra indeformada do tipo bloco Fechamento da caixa protetora (fechamento com parafusos, não se deve usar prego) Colocação em outra caixa para transporte, protegendo-se com material de amortecimento: serragem, isopor, entre outrosserragem, isopor, entre outros Envio ao laboratório. Norma de referência: NBR 9604/86 Obs. Amostra sem identificação não é amostra. Não serve para nada. Abaixo do lençol freático: amostradores tubulares de parede fina, do tipo Shelby Amostrador Tipo Shelby Amostrador Tipo Osterberg, para solopara solo Sondagem rotativa, para rotativa, para rocha Retirada de amostra indeformada de solo de baixa resistência (Amostrador Shelby) A norma NBR 9820/97 estabelece as condições para o amostrador tubular do tipo parede fina. Índice de área D2 100 (D22-D12) / D12 ≤ 10% Relação folga interna 100(D1-D3) / D1 = 0,5 a 1% Comprimento da camisa L = 6 a 10 D1 D1 L D3 Sondagem de simples simples reconhecimento em solo Sondagem de simples reconhecimento Trincheira/Cava Processo do tipo método direto. Abertura manual ou mecânica, com largura mínima de um metromínima de um metro Quando da utilização de retroescavadeira, está limitada a 4m de profundidade. Permite a inspeção “in loco” e a retirada de amostra dos tipos deformada e indeformada. Norma de referência: NBR 9604/86 Cava inspeção / trincheira trincheira Sondagem de simples reconhecimento ... Poços de inspeção Processo do tipo método direto. Abertura manual ou mecânica, quando circular, com dimensão mínima de 80cm (normal 1,2m), quando quadrado com dimensão mínima de 1m.quando quadrado com dimensão mínima de 1m. Limitado à presença de água, presença de gases e às condições mínimas de estabilidade. Permite a inspeção “in loco” e a retirada de amostra dos tipos deformada e indeformada. Norma de referência: NBR 9604/86 Poços de inspeção Poços de inspeção: mecanizado Sondagem de simples reconhecimento a trado, NBR 9603/86 Sondagem de simples reconhecimento a trado Perfuração a trado concha ou cavadeira quando de solo arenoso e helicoidal quando em solo argiloso Perfuração limitada pela presença do nível de água, ou de solo resistente ou qualquer outroágua, ou de solo resistente ou qualquer outro tipo de obstrução (matacão…) Permite a retirada de amostra do tipo deformada e a observação do N.A., quando atingido. Norma de referência: NBR 9603/86 Diâmetro de norma 63,5mm, mas pode ser de maior diâmetro quando de interesse. Sondagem de simples reconhecimento a trado NBR 9603/86 Detalhes operacionais de limpeza do trado helicoidal Sondagem de simples reconhecimento com circulação de água Sistema constituído por bomba motorizada, composição de tubos de diâmetro nominal interno de 25mm, trépano de lavagem, uma torre de sondagem (tripé) e por fim demais ferramentas e acessórios necessários.necessários. O processo de perfuração, em si, consiste na circulação de água pela composição de tubos, injeção da mesma pelo trépano de lavagem, levantamento e queda do conjunto de tubos em 30cm, associado a movimentos semi-giratórios (vai e vem). Sondagem de simples reconhecimento com circulação de água Detalhe da circulação circulação de água Sondagem de simples reconhecimento com circulação de água Sondagem de simples reconhecimento com circulação de água Os detritos (amostra de solo) são carreados à superfície pela água em circulação. A amostra de solo é comprometida, pois se constitui de detritos misturados com a água, excessivamente desagregados e, por fim, segregados.desagregados e, por fim, segregados. Obs. Este tipo de sondagem, na forma isolada, foi muito utilizado no passado O processo de perfuração é robusto, permitindo a perfuração até o topo rochoso ou até a presença de uma obstrução significativa, tais como matação, carapaças limoníticas, entre outras. Sondagem de simples reconhecimento com SPT NBR 6484/2020NBR 6484/2020 Sistema Manual Sistema Mecanizado Sondagem de simples reconhecimento com SPT NBR 6484/2020: Sistema Manual O Sistema Manual associa as sondagens de simples reconhecimento a trado e com circulação de água com o ensaio SPT. É a sondagem mais utilizada no mundo inteiro, devido sua simplicidade e robustez. É um processo direto de investigação, permitindo amostra de solo ao longo da perfuração. Investigação geotécnica: ensaios de campo Investigação Geotécnica para Fundações (NBR 6122 / NBR 6122 / 20192019) Investigação geológica, se necessário (visita de campo e estudos). Reconhecimento inicial (levantamento de escritório e de visita ao local da futura obra). (visita de campo e estudos). Investigação preliminar (sondagens de simples reconhecimento com SPT). Investigação complementar (SPT, sondagens mistas e rotativas, SPT com torque, CPT ou CPTu, Vane test, Ensaio de placa, Pressiômetro, Dilatômetro, Ensaios sísmicos, perda de água, permeabilidade e ensaios de laboratório). Investigação Geotécnica para obras comuns Levantamento de superfície (levantamento de escritório e de visita ao local da futura obra)ao local da futura obra) Sondagens de campo (sondagens de simples reconhecimento com SPT) Trado Amostrador Raymond Ferramental básico utilizado na sondagem de Trépano de circulação de água helicoidal na sondagem de simples reconhecimento com SPT Amostrador Corpo do amostrador Cabeça Sapata (bico) De = 50,8cm Di = 34,9cmDe = 50,8mm Di = 34,9mm 0,75 Cabeça de martelo Ensaio SPT (Standard Penetration Test) Cravação do amostrador padrão (tipo Raymond de 51mm de diâmetro externo e 35mm de diâmetro interno), no solo através de golpes sucessivos de um martelo de 65kgf (650N), Amostrador padrão (tipo Raymond) Cabeça de bater Haste martelo de 65kgf (650N), com queda livre de 75cm. Cravação de 45cm subdivididos em 3 x 15cm, contando-se o número de golpes necessários para a cravação de cada um dos 15cm de penetração. Cravação do amostrador amostrador (Ensaio SPT) Detalhes de recolhimento e acondicionamento de amostraDetalhes de recolhimento e acondicionamento de amostra 50 Objetivos da Sondagem de simples reconhecimento com SPT NBR 6484/2020 Tipo de solos em suas respectivas profundidades de ocorrência. Posição do nível de água subterrânea. Índice de resistência à penetração (Nspt) a cada metro de avanço da perfuração, no caso brasileiro. Obs. Normalmente, se de interesse, pode indicar a presença do topo rochoso. Quando de interesse, também o ensaio de perfuração com circulação de água. 15cm 15cm N1 N2 15cm 15cm N1 N2 15cm 15cm N1 N2 N1 < N2 < N3N1 < N2 < N3N1 = 0,22NtN1 = 0,22Nt N2 = 0,33NtN2 = 0,33Nt N3 = 0,45NtN3 = 0,45Nt Nt = N1 + N2 + N3 15cm 15cm N2 N3 TeixeiraTeixeira N1 < N2 < N3N1 < N2 < N3N1 = 0,22NtN1 = 0,22Nt N2 = 0,33NtN2 = 0,33Nt N3 = 0,45NtN3 = 0,45Nt Nt = N1 + N2 + N3 15cm 15cm N2 N3 15cm 15cm N2 N3 TeixeiraTeixeira Processo da Sondagem de simples reconhecimento com SPT NBR 6484/2020: Sistema manual Perfuração com trado acima do N.A. e abaixo com circulação de água. A cada metro de avanço da perfuração desce-se o amostrador padrão do tipo Raymond, acoplado na extremidade da composição de hastes, deixando-se apoiar livremente na extremidade do furo. Crava-se o amostrador no solo em 45cm, através de golpes de martelo de 65kg com altura de queda livre de 75cm, acionado manualmente com corda, contando-se o número de golpes necessários à cravação de cada uma das três parcelas de 15cm. apoiar livremente na extremidade do furo. Retira-se o amostrador e dele uma amostra do tipo “Dry Sample”. Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPTcom SPT Ver anexo Execução da sondagem de Simples reconhecimento com SPTSPT NBR 6484/2020: Sistema Manual NBR 6484/2020(Sistema Manual) Perfuração Com trado helicoidal de diâmetro mínimo de 56mm e no máximo o diâmetro do revestimento reduzido de 5mm a 7mm, até o nível de água, excetuando-se quando da presença de solo resistente (≤50mm em 10min de perfuração) Obs: Permite-se a utilização de outros tipos de trado, desde que seja garantida a Perfuração com circulação de água abaixo do lençol freático, ou na exceção relacionada acima. outros tipos de trado, desde que seja garantida a limpeza da perfuração e a não perturbação do solo no ponto de ensaio. Não é permitido o avanço de perfuração com o uso do próprio amostrador. Sistema de perfuração: trado e circulação de água 57 A medida que se aproxima da cota de ensaio deve- se ir gradativamente reduzindo a altura de queda da Perfuração com circulação de água A perfuração com circulação de água consiste em levantar a composição de perfuração em 30cm e na soltura da mesma, acompanhada de movimentos de meia rotação alternados (movimentos de vai e vem). A medida que se aproxima da cota de ensaio deve- se ir gradativamente reduzindo a altura de queda da composição de perfuração. Para limpeza de furo, quando atingida a cota de ensaio, deve-se levantar a composição em 20cm da extremidade do furo, mantendo-se a circulação de água pelo tempo necessário. Para a estabilidade do furo de sondagem, utilizam-se tubos de revestimento e também se necessário lama de estabilização (bentonita, polímero ou similares). No caso de utilização de tubos Perfuração com circulação de água ... similares). No caso de utilização de tubos de revestimento, o mesmo deve ficar a uma distância mínima de 10cm da cota de ensaio. Manter o nível de água na perfuração acima do natural. NBR 6484/2001 /2020: Amostragem e SPT Realizada a cada metro de avanço da perfuração. Descida a cada metro de perfuração do amostrador, conectado na composição de hastes, apoiando-o livremente no fundo da perfuração, devendo-selivremente no fundo da perfuração, devendo-se cotejar a profundidade alcançado pelo amostrador com a de perfuração. Pela norma, é admitida no posicionamento do amostrador uma diferença de até 2cm em relação a cota de perfuração. Caso contrário deve-se refazer a limpeza da perfuração. Amostragem e SPT... Marcação na haste, referenciada ao tubo de revestimento, o segmento de 45cm, subdividido em 3 partes de 15cm. Acoplamento da cabeça de bater. Posicionamento do martelo. E eventual registro de cravação só com o peso do martelo. Cravação do amostrador através de golpes do martelo de 65kg, em queda livre de 75cm (acionamento com cabo têxtil de 19mm a 25mm de diâmetro, com auxílio de uma roldana fixa), contando-se o número de golpes para a cravação de cada um dos segmentos de 15cm. de cravação só com o peso do martelo. 62 Amostragem e SPT ... A cravação do amostrador deve ser contínua, sem aplicação de qualquer movimento rotacional ao mesmo. Após a cravação do amostrador e de sua retirada, junto da superfície do terreno, faz-se o recolhimento de amostra de solo do mesmo. A cravação do amostrador é interrompida antes que se alcance os 45cm de penetração em qualquer ensaio: Em qualquer um dos três segmentos de 15cm, o número de golpe ultrapassar 30; Não se observar avanço do amostrador durante a Amostragem e SPT ... Não se observar avanço do amostrador durante a aplicação de 5 golpes. índice de resistência à penetração Nspt corresponde ao número de golpes necessários a penetração dos últimos 30cm dos 45cm de penetração. Correspondendo ao número de golpes para penetrar o segundo e o terceiro 15cm nominais de penetração. Quando não é possível distinção clara do número de golpes nas parcelas de 15cm, o resultado do ensaio deve ser apresentado na forma de número de golpes pela penetração correspondente, obedecendo-se as respectivas parcelas dos 15cm de penetração nominal. Exemplos Amostragem e SPT ... Exemplos PH/50 PM/70 1/58 PM/18 1/35 1/33 1/20 32/15 21/15 31/15 16/15 23/15 21/10 25/15 26/10 As amostras colhidas devem se acondicionadas em recipientes herméticos e de dimensões tais que permita pelo menos receber um cilindro de solo colhido no bico do amostrador. Obs. a) Caso haja mudança de solo no trecho de penetração do amostrador recolher amostra o suficiente para caracterizar Amostragem e SPT ... Cada recipiente contendo a amostra deve ser devidamente identificado: número do trabalho; local da obra; número da sondagem; número da amostra, profundidade; número de golpes em função de cada uma das parcelas de penetração. amostrador recolher amostra o suficiente para caracterizar estas mudanças; b) Quando não houver recuperação de amostra pelo amostrador-padrão, deve ser anotar no relatório. Detalhes de recolhimento e acondicionamento de amostra 68 NBR 6484/2020 (Sondagem Manual): Critério de paralisação da sondagem O critério de paralização das sondagens é de responsabilidade técnica da contratante ou de seu preposto e deve ser defenido de acordo com as necessidades específicas do projeto. Na ausência do fornecimento do critério de paralização por parte da contratante ou de seu preposto, as sondagens devem avançar até que seja atingido um dos seguintes critérios: NBR 6484/2020 (Sondagem Manual) Critério de paralisação da sondagem a) Avanço da sondagem até a profundidade na qual tenham sido obtidos 10m de resultados consecutivos indicando Nspt iguais ou superiores a 25 golpes; b) Avanço da sondagem até a profundidade na qual tenham sido obtidos 8m de resultados consecutivos indicando N iguais ou superiores a 30 golpes; tenham sido obtidos 8m de resultados consecutivos indicando Nspt iguais ou superiores a 30 golpes; c) Avanço da sondagem até a profundidade na qual tenham sido obtidos 6m de resultados consecutivos indicando Nspt iguais ou superiores a 35 golpes; Obs. O índice de resistência NSPT corresponde ao número de golpes necessários à penetração dos últimos 30cm dos 45cm de penetração total. Ensaio de avanço de perfuração por circulação de água. 71 NBR 6484/2020(Sistema Manual): Ensaio de avanço da perfuração por circulação de água a) Perfuração com circulação de água, anotando-se o avanço da perfuração em três tempos de 10min. b) Encerrar a sondagem quando houver avanços inferiores a 50mm/10min. Obs. 1) Nestes casos no relatório de sondagem deve-se1) Nestes casos no relatório de sondagem deve-se constatar a designação de “impenetrável ao trépano de lavagem”. 2) Quando no ensaio SPT, o amostrador não se apresentar com avanço durante a aplicação de cinco golpes sucessivos do martelo: a) o ensaio de avanço da perfuração por circulação de água é obrigatório; b) se isto acontecer antes de 3m de profundidade, deve-se fazer pelo menos duas outras sondagens, deslocadas diametralmente opostas de 2m, da inicial. NBR 6484/2020(Sistema Manual): Observação do nível do lençol freático a) Durante a perfuração com trado, deve-se estar atento para qualquer indício de aumento de umidade, indicativo da presença do nível de água subterrânea. b) Nesta oportunidade interrompe-se a perfuração para a observação da posição do nível de água. b) Nesta oportunidade interrompe-se a perfuração para a observação da posição do nível de água. c) Sempre que ocorrer interrupção da sondagem, deve- se medir o nível de água no furo de sondagem, inclusive quando da retomada dos trabalhos, anotando-se também a profundidade aberta do furo de sondagem e a posição do revestimento. observação do nível do lençol freático ... d) Ao término da sondagem deve-se rebaixar ao máximo o nível de água no furo de sondagem, com auxílio do baldinho, em seguida anotando-se a posição do nível de água, a profundidade aberta do furo e a posição do revestimento. e) Após o término da sondagem e a retirada do revestimento, decorrido o tempo mínimo de 12revestimento, decorrido o tempo mínimo de 12 horas e não estando o furo obstruído, deve-se medir a posição do nível de água. Obs. Quando durante a sondagem forem observadas fugas de água ou artesianismo, os mesmos devem ser anotados, inclusive no relatório final, inclusive com registro da profundidade de ocorrência e a posição do revestimento. Identificação de amostras na sondagem de simples na sondagem de simples reconhecimento com SPT NBR 6484/2020(Sistema Manual): Identificação das amostras A norma brasileira vigente recomenda que as amostras de solo, obtidas nas sondagens de simples reconhecimento com SPT, sejam identificadas com base nas seguintes características: granulometria (textura), plasticidade, cor,granulometria (textura), plasticidade, cor, origem. No que se refere à origem: solos residuais, solos transportados (coluvionares, aluvionares, eólicos, marinhos) e aterros A identificação das amostras começa pela sua ordenação relacionada com a profundidade. Detalhes de registro e identificação das amostras 77 Identificação das amostras ...Identificação das amostras ... 78 Após esta ordenação, as amostras começam a ser classificadas pela textura (granulometria) em duas grandes divisões. solos grossos (areias e pedregulhos) Identificação das amostras ...Identificação das amostras ... solos grossos (areias e pedregulhos) solos finos (argilas e siltes). Solos com grãos maiores do que 2mm são classificados como pedregulhos. Identificação das amostras ... Com grãos inferiores a 2mm e superiores a 0,1mm são classificados como areias, que num maior detalhamento podem ser subdivididas em: areias grossas (grãos na ordem de 1mm), areias médias (grãos na ordem de 0,5mm) e areias finas (grãos na Pelo tato as argilas e os siltes (solos constituídos de grãos/partículas com dimensões inferiores a 0,1mm) são macios, enquanto que as areias e os pedregulhos são ásperos. (grãos na ordem de 0,5mm) e areias finas (grãos na ordem de 0,2mm As argilas se distinguem dos siltes pela plasticidade, assim como também pela resistência quando secas ao ar. Identificação das amostras ... Naturalmente o mais comum na natureza é o de não se encontrar solos puros, tais como, pedregulhos, areias, siltes ou argilas. Eles se apresentam misturados, portanto justificando a classificação feita através da fração predominante. tamanho das partículas/grãos(mm) solo NBR 6502 NBR 6484 pedregulho 60 – 2,0 > 2,0 Identificação das amostras... pedregulho 60 – 2,0 > 2,0 grossa 2,0 – 0,6 média 0,6 – 0,2 areia fina 0,2 – 0,06 2,0 – 0,1 silte 0,06 – 0,002 argila < 0,002 < 0,1 Desta maneira a denominação principal do solo é a da fração predominante, adjetivada com no máximo mais duas frações complementares. Exemplo: argila silto- arenosa. Obs. Permite-se autilização de advérbios pouco e muito junto às frações complementares. Admitem-se complementações na descrição do solo, Identificação das amostras... Admitem-se complementações na descrição do solo, quando da existência de frações complementares de pedregulho, cascalhos, detritos ou matéria orgânica e/ou concreções, entre outros. Exemplo: Argila silto- arenosa, com pedregulho e matéria orgânica. A denominação do solo deve vir acompanhada da indicação da cor natural, a qual deve ser observada logo após a coleta da amostra. A denominação da cor deve se dar com no máximo a designação de duas cores predominantes. Quando da existência de mais de duas cores, deve-se usar para a designação da cor o termo variegado(a). Por ser até certo ponto subjetivo a indicação da cor, a norma brasileira vigente recomenda os termos branco, Identificação das amostras... norma brasileira vigente recomenda os termos branco, cinza, preto, marrom, amarelo, vermelho, roxo, azul e verde, admitindo-se termos complementares tais como claro e escuro. Exemplo: Argila silto-arenosa, com pedregulhos e matéria orgânica, variegada (preta e amarela) Apresentação de resultados de sondagem de simples reconhecimento com SPT A expressão dos resultados de sondagens de simples reconhecimento com SPT se constituem de: 1. Relatório de campo Contem os dados registrados quando da realização das sondagens, em formulários específicos de campo. Devem ser conservados àespecíficos de campo. Devem ser conservados à disposição dos interessados por um período mínimo de um ano, contado da data da apresentação do relatório defenitivo. 2. Relatório definitivo (Relatório final), devidamente identificado, numerado, datado e assinado por profissional qualificado. NBR 6484/2020: Relatório final ... O relatório final é constituído principalmente de três partes. Primeira parte Identificação do interessado e da obra. Descrição sumária do método e dos equipamentos empregados. Declaração de que foi obedecida a norma NBR6484/2001/2020. Segunda parte Planta do local da obra, cotada e referenciada. Planta contendo o referencial de nível. Localização das sondagens. Terceira parte Desenhos contendo os perfis individuais das sondagens ou seção longitudinal do subsolo, desenhadas na escala 1:100. Junto do desenho de cada sondagem deve vir as seguintes informações: Identificação da empresa executante, do interessado, do local da futura obra e do número da sondagem. Diâmetro do tubo de revestimento, das hastes da NBR 6484/2001/2020: Relatório final... Diâmetro do tubo de revestimento, das hastes da composição de perfuração e de cravação, das peças de perfuração e do amostrador utilizado. Cota da boca do furo de sondagem com precisão centimétrica. Linhas horizontais, cotadas a cada 5m, em relação ao referencial de nível adotado. NBR 6484/2020: Relatório final ... posições das amostras colhidas, indicando possíveis amostras não recuperadas, colhidas no trado ou na forma de detritos na circulação de água; as profundidades em relação à boca do furo ou cotas das transições das camadas de solo e também do final índice de resistência à penetração (NSPT) ou relações do número de golpes com a respectiva penetração, sendo a penetração expressa em centímetro. O ideal seria não se apresentar somente o valor de (NSPT), mas também o histórico de penetração, isto é, o número de golpes pela respectiva penetração; das transições das camadas de solo e também do final da sondagem; Identificação dos solos amostrados (identificação tátil- visual) e convenção gráfica dos mesmos em conformidade com a NBR 13.441. a posição do nível do lençol freático encontrado ou dos NBR 6484/2020: Relatório final ... a posição do nível do lençol freático encontrado ou dos lençóis freáticos encontrados durante a execução de cada sondagem. Quando não encontrado deve-se deixar bem claro no respectivo perfil individual de que a sondagem não atingiu o lençol freático. Indicações das posições de ocorrências de perdas de água ou de artesianismo. data de início e término de execução da sondagem; indicação dos processos de perfuração empregados (TH - trado helicoidal, CA – circulação de água) com os respectivos trechos de utilização. NBR 6484/2020: Relatório final ... os respectivos trechos de utilização. procedimentos especiais, eventualmente utilizados, previstos na norma; resultados de ensaios de avanço da perfuração por circulação de água, quando realizados. SP 1 SP 2 NBR 6484/2020: Relatório final ... Apresentação de sondagem na forma de Perfil Longitudinal Tabela 2 – Estados de consistência e de compacidade (NBR 6484) solo Índice de resistência à penetração (NSPT) Designação (1) areias e siltes arenosos 4 fofa (o) 5 a 8 pouco compacta(o) 9 a 18 medianamente 19 a 40 compacta(o) 40 muito compacta(o) 2 muito mole NBR 6484/2020 Relatório final argilas e siltes argilosos 2 muito mole 3 a 5 mole 6 a 10 média (o) 11 a 19 rija (o) 19 dura (o) (1) as expressões empregadas para a classificação da compacidade das areias (fofa, compacta, etc.), referem-se à deformabilidade e à resistência destes solos, sob o ponto de vista de fundações, e não devem ser confundidas com as mesmas denominações empregadas para a designação da compacidade relativa das areias ou para a situação perante o índice de vazios críticos, definidos na Mecânica dos Solos. Sendo N1, N2 e N3 os números de golpes correspondentes a cada segmento de 15cm de penetração no ensaio SPT, e Sendo N1 + N2 + N3 = Nt , isto é, o número total de golpes para a cravação de 45cm do amostrador, tem-se segundo o Prof. Texeira: N1/15 N2/15 N3/15 NBR 6484/2020: Prof. Texeira N1 = 0,22 Nt N2=0,33Nt N3= 0,45Nt Portanto: N1+N2=0,55Nt N2+N3=0,78Nt Os primeiros 30cm Os últimos 30cm Torque no SPT NBR 16797/2020NBR 16797/2020NBR 16797/2020NBR 16797/2020 “Medida de “Medida de dede torque durante a execução torque durante a execução de sondagem de simples reconhecimento à de sondagem de simples reconhecimento à percussão percussão –– Procedimento”Procedimento” Torque no SPT Torque no SPT O Prof. Ranzini em 1988 propôs a medida de torque no ensaio SPT, tendo esta medida o objetivo de se estimar o atrito/adesão desenvolvido na interface do amostrador cravado no solo. No início da década de 1990, a Engesolos e o engenheiro consultor Decourt passam a fazer as medidas de torque, de uma maneira sistêmica. Este tipo de ensaio passa a ser denominado de SPT-T e Este tipo de ensaio passa a ser denominado de SPT-T e também de SPTF (Standard Penetration Test with Friction Measurement) ObsObs.. OO procedimentoprocedimento destedeste ensaioensaio encontraencontra--sese normatizadonormatizado pelapela ABNT,ABNT, NBRNBR 1679716797//20202020,, “Medida“Medida dede dede torquetorque durantedurante aa execuçãoexecução dede sondagemsondagem dede simplessimples reconhecimentoreconhecimento àà percussão”percussão”.. O ensaio em si consiste em se aplicar movimento de rotação no amostrador cravado no ensaio SPT, medindo-se o torque aplicado na extremidade superior da composição de hastes, necessário a isto. Torquímetro elétrico ou mecânico devidamente aferido, sendo o ideal aquele com ponteiro de arraste. Capacidade variável: 270N.m (27kgf.m), 480N.m (48kgf.m) e, 800N.m (80kgf.m). Obs. Devidamente aferido Torque no SPT : Ferramental utilizado Adaptadores necessários ao acoplamento do torquímetro à cabeça de bater. Disco centralizadordas hastes. Amostrador de SPT Demais chaves e ferramentas utilizadas na sondagem de simples reconhecimento com SPT. torquímetro Disco espaçador adaptador Torque no SPT ( NBR 16797/2020) Procedimento de ensaio ... Terminada a cravação do amostrador, acopla- se o torquímetro na cabeça de bater, estando o centralizador já instalado, o qual deve ser girado sem interrupções e sem solavancos paragirado sem interrupções e sem solavancos para a obtenção da leitura do torque máximo, prosseguindo com a rotação até a estabilização da leitura que fornece o torque residual (mínimo). Torque no SPT: Apresentação de resultado No desenho das sondagens, junto ao índice de resistência à penetração, registram-se o torque máximo e o mínimo, corrigidos à penetração de 45cm do amosrador. Pode-se optar pela apresentação do atrito/adesão calculado pela fórmula do Prof. Ranzini de 1994.calculado pela fórmula do Prof. Ranzini de 1994. ft =1000T / (40,537h – 3,171) onde ft – adesão atrito, em kPa (obs. 1kgf/cm2 = 100 kPa) T – torque aplicado na extremidade superior da composição de cravação, em N.m. h – penetração do amostrador, em cm. Número de sondagem (n), recomendado pela NBR 8036/83, em função da área em projeção, para cada corpo de edifício Área do edifício em projeção (m2) Número de sondagem (n) Número mínimo de sondagem ≤ 200 2 2 Nota (1Nota (1)) o número de sondagens deve ser estabelecido em função das condições específicas da obra, sendo no mínimo 9. ≤ 200 2 200 a 1200 A/200 3 1200 a 2400 6 + (A-1200) / 400 7 >2400 Nota (1) 9 Custos para a realização de sondagens (Método da NBR 6484/2001), no número recomendado pela NBR 8036/83 Edifício Área projetada N0 de andares N0 de apartamentos Valor estimado do edifício (R$) A 550 7 28 14.000.000,00 B 550 14 56 28.000.000,00 C 550 28 112 56.000.000,00 Edifício Número de sondagem total perfurado (m) Custo das sondagens Custo sond./valor edifício (%) A 3 75 8.000,00 0,057 B 3 75 8.000,00 0,029 C 3 75 8.000,00 0,014 C 550 28 112 56.000.000,00 Variantes marcantes do método da sondagem de Discussões gerais de interesse método da sondagem de simples reconhecimento com SPT, observadas quando da vigência da NBR 6484/2001 Tipos de sondagem/ensaio SPT existentes no meio técnico brasileiro 1 - Perfuração com trado e circulação de água, martelo com corda de sisal ou de fibra. (NBR 6484/2001). 2 - Perfuração com trado e circulação de água, martelo2 - Perfuração com trado e circulação de água, martelo com cabo de aço. 3 - Perfuração feita com o próprio amostrador, martelo com corda de sisal ou de fibra. 4 - Equipamento automatizado importado. (ASTM D1586-92), sendo hoje contemplado pela NBR6484/2020. NBR 6484, com corda com cabo de açode aço Acionamento de Martelo cilíndrico com pino guia Manual com corda de sisal NBR 6484 Manual com cabo de aço NBR 6484 Perfuração com o próprio amostradorX Nperf.am. =Nperf.am. = (1,65 a 4,00)(1,65 a 4,00) NBR6484 =NBR6484 = 2,312,31 NBR6484NBR6484 TeixeiraTeixeira Nperf.amNperf.am. . == 1,701,70 NBR6484NBR6484 UEMUEM Tperf.amTperf.am. = . = 2,012,01 TNBR6484TNBR6484 UEMUEM Nperf.am.Nperf.am. = = 1,541,54 NBR6484NBR6484 Acionamento de Martelo cilíndrico com pino guia Roldana móvel Gatilho Tipos de marteloTipos de martelo Equipamento Importado da GeoprobeEquipamento Importado da GeoprobeEquipamento Importado da GeoprobeEquipamento Importado da Geoprobe Equipamento Importado da CME Equipamento Importado da CMEEquipamento Importado da CME A qualidade/segurança de uma obra depende da Observação importante obra depende da qualidade/segurança de cada uma das partes constituintes desta obra Anexo Origem da Sondagem de simples reconhecimento Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPT Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPT , na America do Norte Em 1902, na região da Nova Inglaterra (Pensilvânia), Charles R. Gow, introduziu o processo de cravação de um tubo de diâmetro interno de 25mm, por 30cm, através de um martelo de 50kg, tendo como objetivo a retirada de amostra do tipo “Dry Sample”,a retirada de amostra do tipo “Dry Sample”, melhorando com isto o processo de retirada de amostra na perfuração com circulação de água. Em 1927, desenvolveu-se o amostrador do tipo Raymond de 35mm de diâmetro interno e 51mm de diâmetro externo, constituído de três partes: sapata (bico), corpo e cabeça, sendo este trabalho desenvolvido pelo engenheiro Mohr. Amostrador do tipo Raymond Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPT … Na década de 1930, consolida-se a cravação do amostrador com o martelo de peso de 63,5kgf (140 lb), altura de queda de 76,5cm63,5kgf (140 lb), altura de queda de 76,5cm (30”), inclusive com o procedimento de se cravar amostrador em 45cm no solo, isto é, 30cm (12”) após o assentamento de 15cm (6”). a) Martelo do tipo pino guia b) Martelo do tipo cilíndrico vazado Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPT Em 1948, o procedimento da sondagem de simples reconhecimento com SPT é divulgada pelo livro de Terzaghi-Peck. Normatização americana, no forma de tentativa Normatização americana, no forma de tentativa na ASTM em 1958 ( D1586-58T e D1586-63T) e na forma de norma em 1967 (D1586-67) Padronização internacional, tentativa no congresso internacional de Londres de 1957, e estabelecimento de um procedimento de referência no de Rio de Janeiro em 1989. Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPT, no Brasil. No Brasil, a sondagem/ensaio foi introduzido por Odair Grillo do IPT, em 1943. O amostrador se diferenciava do americano, pois foi confeccionado com tubos existentes no Brasil, na época da segunda grande guerra. Sondagem tipo IPT, realizada com amostrador de diâmetro externo de 46mm, interno do corpo do amostrador de 38mm, interno da sapata de 36,5mm. Cravação do amostrador num total de 30cm, com martelo de 60kg e altura de queda de 75cm e hastes de cravação constituída de tubos de 3,2kg/m. Índice de resistência IR igual ao número de golpes necessários à cravação dos 30cm do amostrador. Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPT Em 1944, a Geotécnica S/A introduziu o amostrador Mohr-Geotécnica, com amostrador de diâmetro externo de 41,2mm e interno de 25mm, martelo de cravação de 65kg e altura de queda de 75cm, hastescravação de 65kg e altura de queda de 75cm, hastes de 3,2kg/m, e cravação do amostrador no total de 30cm. Esta sondagem ficou conhecido por sondagem Mohr-Geotécnica e o índice de resistência à penetração (IRP) correspondente ao número de golpes necessários à cravação de 30cm do amostrador. Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPT … Em 1947, a Geotécnica S/A introduziu também o amostrador Raymond de 51mm de diâmetro externo e 35mm de diâmetro interno, martelo de cravação de 65kg e altura de queda de 75cm,cravação de 65kg e altura de queda de 75cm, hastes de 3,2kg/m, e cravação do amostrador no total de 45cm. Índice de resistência à penetração (Nspt) sendo o número de golpes necessários para a cravação dos últimos 30cm dos 45cm de penetração do amostrador. Origem da Sondagem de simples reconhecimento com SPT... Em 1970, o IPT, a Geotécnica S/A e a comunidade técnica, através da ABMS e ABGE, iniciam os trabalhos voltados à padronização da sondagem de simples reconhecimento com SPT. Em 1977, surge a proposta de Norma Brasileira, Em 1977, surge a proposta de Norma Brasileira, passando a ser de fato norma em 1979/1980 com a seguinte numeração: NBR 6484/80. Hoje a vigente é a NBR6484/2001, revisada em 2001. Em 2020, surge a Norma Brasileira revisada NBR6484/2020, contemplando dois sistemas de sondagem de simples reconhecimento com SPT: Sistema Manual e o Sistema Mecanizado. Agradecimentos A gentileza e a paciência de vocês. Muito obrigadoMuito obrigado Pela atenção
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