6 - facear - ge - investigação do subsolo

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Investigao do SubsoloPode ser copiado e alterado, desde que citada a fonte

INVESTIGAO DO SUBSOLO

1

Ricardo MELO Araujo, M.Sc.

FACEAR - Araucria

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Os mtodos de prospeco do subsolo para fins geotcnicos classificam-se em :

Mtodos diretos

Mtodos indiretos

Mtodos semidiretos

CLASSIFICAO DOS MTODOS DE PROSPECO GEOTCNICA

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Mtodos diretos ou mecnicos:

Consistem em qualquer conjunto de operaes destinadas a observar diretamente o solo ou obter amostras ao longo de uma perfurao.


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Mtodos indiretos ou geofsicos:

So aqueles em que a determinao das propriedades das camadas do subsolo feita indiretamente pela medida, seja da sua resistividade eltrica ou da velocidade de propagao de ondas elsticas. Os ndices medidos mantm correlaes com a natureza geolgica dos diversos horizontes, podendo-se ainda conhecer as suas respectivas profundidades e espessuras. Incluem-se nessa categoria os mtodos geofsicos.


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Mtodos semidiretos:

So processos que fornecem informaes sobre as caractersticas do terreno, sem contudo possibilitarem a coleta de amostras ou informaes sobre a natureza do solo, a no ser por correlaes indiretas.


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Os principais mtodos diretos so:

Manuais Poos Trincheiras Trados manuais

Mecnicos Sondagens percusso com circulao de gua (SPT) Sondagens rotativas Sondagens mistas Sondagens especiais com extrao de amostras indeformadas

MTODOS DIRETOS

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POOSObjetivos:Exame das camadas do subsolo ao

longo de suas paredes; coleta de amostras deformadas ou indeformadas (blocos ou anis).

Equipamento utilizado:P, picareta, balde e sarilho.

Limitaes:A profundidade limitada pela

presena do nvel da gua.

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DIRETOS - MANUAIS

TRINCHEIRAS

Objetivos:Obter uma exposio contnua do subsolo,

ao longo da seo de uma encosta natural, reas de emprstimos, locais de pedreiras, etc.

Equipamento utilizado: Escavadeira.

Apresentao:Perfis geolgicos, estimados em funo dos

solos encontrados nas diferentes profundidades.

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TRADOS MANUAIS

Vantagens:Processo mais simples, rpido e econmico para as investigaes

preliminares das condies geolgicas superficiais.

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Utilizao:Amostras amolgadas em pesquisa

de jazidasDeterminao do nvel da gua.Mudana de camadas.Avano da perfurao para ensaio

de penetrao.

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TRADOS MANUAIS

Limitaes:Camadas de pedregulhos mesmo de pequena espessura (5 cm).Pedras ou mataces. Solos abaixo do nvel da gua. Areias muito

compactas. Normalmente podem atingir 10 m.

Apresentao:Os resultados de cada sondagem so apresentados sob forma de

perfis individuais ou de tabelas e so traados perfis gerais do subsolo, procedimento normalmente adotado para as reas de emprstimo.

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SPT STANDARD PENETRATION TEST

Desenvolvido em 1927, muito popular, expedito e uma maneira econmica de se obter informaes a respeito do subsolo.

Amplamente usado em muitos tipos de projetos na rea geotcnica, em especial, fundaes

DIRETOS - MECNICOS

No Brasil, normatizado pela NBR 6484/2001 -Solo - Sondagens de simples reconhecimentos com SPT - Mtodo de ensaio

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A sondagem a percusso tambm chamada de Simples reconhecimento ou, ainda, de Sondagem SPT. Este nome vem da abreviao dos termos ingleses Standard Penetration Test, ou seja, Teste de Penetrao Padro. Este processo muito usado para conhecer o subsolo fornecendo subsdios indispensveis para escolher o tipo de fundao.

O conhecimento do tipo de solo, importante para se conhecer o comportamento esperado ao receber as cargas, mas para saber o melhor tipo de fundao preciso saber: Quais so os tipos de solo que esto sob a obra, e a que profundidade; Qual altura do lenol fretico; Qual a capacidade de carga do subsolo, em diversas profundidades; Como o solo se comporta ao receber carga.

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Obteno da resistncia penetrao do solo (continuao): Crava-se 45 cm do amostrador padro, contando-se os golpes do

martelo (peso 63,5kgf e altura de queda 75 cm) a cada 15 cm cravados Nmero de golpes para cravar os ltimos 30cm = NSPT

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Obteno de amostra do solo: Durante a cravao do amostrador, parte do solo penetra no interior do

tubo Quando o amostrador levado superfcie, pode-se abrir o tubo e

observar a amostra no seu interior A amostra obtida completamente perturbada e amolgada (amassada)

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SPT STANDARD PENETRATION TESTDIRETOS - MECNICOS

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VANTAGENS DA SONDAGEM SPT

Custo relativamente baixo; Facilidade de execuo e possibilidade de trabalho em locais de

difcil acesso; Permite descrever o subsolo em profundidade e a coleta de

amostras; Fornece um ndice de resistncia a penetrao correlacionvel

com a compacidade ou a consistncia dos solos; Possibilita a determinao do nvel fretico (com ressalvas).

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DIRETOS - MECNICOSCritrios de paralisao da sondagemO processo de perfurao por lavagem, associado aos ensaios

penetromtricos, ser utilizado at onde se obtiver nesses ensaios uma das seguintes condies:

Quando, em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetrao dos 15 cm iniciais do amostrador;

Quando, em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetrao dos 30 cm iniciais do amostrador; e

Quando, em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para a penetrao dos 45 cm do amostrador.

Caso a penetrao seja nula dentro da preciso da medida na seqncia de 5 impactos do martelo o ensaio ser interrompido, no havendo necessidade de obedecer ao critrio estabelecido acima. Entretanto, ocorrendo essa situao antes de 8,00 m, a sondagem ser deslocada at o mximo de quatro vezes em posies diametralmente opostas, distantes 2,00 m da sondagem inicial.

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DIRETOS - MECNICOSSondagem mecnica rotativa

Determina o tipo de rocha e de seus contatos e dos elementos estruturais presentes (xistosidade, falhas, fraturas, dobras, etc) importante para determinar o estado da rocha e o seu grau de fraturamento e de alterao ou decomposio.

A tabela sugerida pela ABGE mostra os diferentes graus de fraturamento:

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DIRETOS - MECNICOSSondagem mecnica rotativa

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Obteno de amostras indeformadas de solo

A escolha da tcnica de amostragem a ser empregada depende de: Tipo de solo (coesivos ou granulares); Profundidade Posio do NA

Obteno de bloco indeformado para solos com alguma coeso, em geral, em pequena profundidade. Procedimento:

Escava-se moldando (esculpindo) o bloco no tamanho desejado

Proteo/revestimento do bloco com camadas de parafina e gaze

Retirada do bloco e acondicionamento em caixa rgida

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As coletas indeformadas so amostragens extradas do solo preservando suas caractersticas fsicas e mecnicas. O Principal objetivo das amostras indeformadas, principalmente para materiais argilosos de baixa consistncia, a execuo de ensaios especiais em laboratrio.


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Tubo Shelby

Obteno de amostras a maiores profundidades

Tubo de paredes finas (D=7,5 a 10cm)

Comprimento: 1 a 2 m Tubo introduzido no

solo suave e continuamente


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Os principais mtodos indiretos so:

Magnticos Gravimtricos Eltricos Ssmicos

No h perfurao nem coleta de amostrasPermitem determinar a distribuio em profundidade de parmetros

fsicos dos terrenos

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Mtodos indiretos principais aplicaes:

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Mtodos geoeltricos

Os mtodos eltricos fazem uso de uma grande variedade de tcnicas, cada uma baseada nas diferentes propriedades eltricas e caractersticas dos materiais que compem a crosta terrestre.

Entre eles, podem ser citados os baseados em medidas de: Resistividade Potencial Espontneo

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Resistividade EltricaFornece informaes sobre corpos rochosos que tenham condutividade

eltrica anmala. empregado pela engenharia para estudos de salinidade de lenis de gua subterrnea.

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Mtodos Ssmicos

So os mtodos que baseiam-se na emisso de ondas ssmicas artificiais em sub-superfcie ou no mar (geradas por explosivos, ar comprimido, queda de pesos ou vibradores), captando-se os seus "ecos" (tempo de percurso das ondas) depois de percorrerem determinada distncia para o interior da crosta terrestre, serem refletidas e refratadas nas suas descontinuidades e ento retornando superfcie.

Principais tipos de mtodos ssmicos: Reflexo Refrao

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ReflexoOndas so refletidas em contatos de duas camadas de diferentes propriedades elsticas e retornarem superfcie, sendo, ento, detectadas por sensores (geofones ou hidrofones).

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Reflexo

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RefraoAs ondas ssmicas propagam-se em sub-superfcie e viajam a grandes distncias, sendo aps captadas por sensores (geofones). As informaes obtidas por este mtodo geralmente so de reas em grande escala, trazendo informaes pouco detalhadas das regies abaixo da superfcie, situadas entre o ponto de detonao e o ponto de captao.

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H perfurao (introduo de equipamento no subsolo), porm sem coleta de amostras

Em geral, destinam-se a medir propriedades especficas dos materiais

Em geral, so realizados quando: A amostragem difcil ou inconveniente; Deseja-se minimizar perturbaes e variaes no estado de

tenses devido ao processo de amostragem, transporte e manuseio das amostras;

A configurao do subsolo tem muita influncia na propriedade medida.

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CPT Cone Penetration Test NBR 12069/91 - Solo -Ensaio de penetrao de cone in situ (CPT)

Considerado internacionalmente como um dos mais importantes procedimentos de investigao geotcnica

O princpio do ensaio consiste na cravao contnua no terreno de uma ponteira cnica a uma velocidade constante, usando equipamento hidrulico.

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medida que se procede introduo das hastes no solo, efetua-se a cada 2 cm de profundidade a aquisio automtica das seguintes informaes:

- Resistncia penetrao da ponta (qc);

- Resistncia por atritolateral ou local (fs);

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Ensaio de palheta (ou Vane test) NBR 10905/89 - Solo - Ensaios de palheta in situ (VT)

Geralmente usado para estudo de solos argilosos de baixa resistncia (moles)

O equipamento introduzido no solo e mede-se o torque necessrio para rotacionar a ponteira (rompendo-se o solo).

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Determinar a resistncia no-drenada in situ de solos argilosos (Su). Utiliza-se uma palheta de seo cruciforme, a qual cravada no terreno e submetida ao torque necessrio para cisalhar o solo por rotao.

Aps a introduo da palheta no solo, na profundidade desejada, posiciona-se a unidade de torque e medio, zeram-se os instrumentos e se aplica imediatamente o torque, com uma velocidade de 6 graus/minuto. As medies de torque e rotao so efetuadas no topo do sistema de hastes.

Com base no torque mximo possvel determinar a resistncia ao cisalhamento no-drenada do solo.

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ENSAIO DE CPTU (Piezocone Pentration Test)

O ensaio de CPT-u consiste na cravao do piezocone a velocidade constante de 2cm/s. A cravao feita com o auxlio de penetrmetro hidrulico e hastes metlicas padronizadas.

Durante a cravao, a cada centmetro o cone efetua trs leituras por meio de sensores: Resistncia de ponta (qc) Resistncia ao atrito lateral (fs) Presses Neutras (u2)

Seu uso recomendado principalmente em depsitos de solos compressveis e de baixa resistncia. A preciso do equipamento possibilita estimativas realistas das propriedades do solo, justamente me condies nas quais outras tcnicas de ensaio mostram-se inadequadas.

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SEMIDIRETOS

6 - facear - ge - investigação do subsolo

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