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Aula 12 – Exploração do Subsolo

Augusto Romanini

Sinop - MT

2017/1

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO

CAMPUS DE SINOP

FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

GEOTECNIA I

Exploração do Subsolo20/06/2017 2

Aula 01 – Origem do solo e tamanho das partículas Aula 02 – Índices Físicos do Solo

Aula 03 – Granulometria do Solo Aula 04 – Limites de Consistência

Aula 11 – Água no Solo: Permeabilidade e Percolação Aula 12 – Exploração do subsolo

Aula 05 – Classificação do solo

Aula 00 – Apresentação / Introdução

Parte III – “ Sucesso a Todos! Sempre!”

Parte II – “Tensões no solo”

Parte I – “Conhecendo o solo”

Aula 06 – Compactação do Solo Aula 07 – Tensões no solo

Aula 08 – Tensões no solo II

OS CONTEÚDOS SÃO COMPLEMENTARES.

Aula 09 – Exemplos: Tensões Geostáticas

Aula 10 – Exemplo: Tensões de Carregamentos Externos

20/06/2017 Exploração do Subsolo

Em laboratório

Em campo

Introdução

Deformadas

Ensaios de Exploração de Subsolo

Plano de Amostragem

Amostras

Indeformadas

Introdução

Problema Solucionar Investigar Tomada de Decisão

Estabilidade

Rupturas

Deformações

E muito outros

Métodos de

CálculoEnsaios

Laboratório

Análise

Critérios

Experiência

Introdução

Problema Solucionar Investigar

Tomada de Decisão

Introdução

Investigar Tomada de Decisão

É sempre aconselhável a execução

de sondagens, no sentido de

reconhecer o subsolo e escolher a

fundação adequada, fazendo com

isso, a redução do custo das

fundações. As sondagens

representam, em média, apenas

0,05 à 0,005% do custo total da

obra (Milito, 2012).

Introdução

Tomada de Decisão

Introdução

Tomada de Decisão

Fundação Superficial?

Introdução

Tomada de Decisão

Fundação Profunda?

Plano de Amostragem

Investigação do material abaixo da superfície terrestre ao longo de uma

determinada profundidade.

Esta profundidade é função do tipo de estudo realizado:

1. Jazidas para rodovias: 0,20 a 1,20 metros. ( ou mais)

2. Fundações para edifícios: 10 a 30 metros. ( ou mais)

3. Exploração de petróleo: pode ser mais de 1000 metros

Quantos pontos fazer?

Depende da importância ( da obra) e necessidade ( tomador de decisão)

Plano de Amostragem

Plano de Amostragem Para rodovias

No eixo

A cada 300 m

Plano de Amostragem Para barragens

No eixo

A cada 50 - 100 m

Plano de Amostragem Para edificações

ABNT NBR 8036:1983 - Programação de sondagens de simples reconhecimento

dos solos para fundações de edifícios – Procedimento ( uma opção)

Para a área ser carregada

I. Até 200 m² → 2 furos

II. 200 m² a 400 m² → 3 furos

III. 1200 m² a 2400 m² → 1 furo para cada 400 m² excedidos de 1200 m² (variável)

IV. Acima de 2400 m² → plano particular da construção

V. Estudos de viabilidade → mínimo de 3 sondagens e distância máxima de 100m

dos solos para fundações de edifícios – Procedimento ( uma opção)

dos solos para fundações de edifícios - Procedimento

Plano de Amostragem Objetivo Gerais

• Determinar a natureza do solo local e sua estratificação

• Obter amostras deformadas (almogadas) e indeformadas

• Determinar a profundidade e a natureza do leito rochoso, se e quando

encontrado

• Realização de ensaios de campo – SPT,Palheta,etc

• Observar as condições de drenagem

• Avaliar ou identificar situações especiais.

• Determinar a posição do nível de água.

Para montar o plano de amostragem, pode-se

analisar:

• Até a profundidade onde o solo não seja mais

significativamente solicitado pelas cargas

estruturais; - Estimar pelo método da aula 7.

• Pontos de maior concentração de carga;

• Não executar pontos alinhados ;

• Não executar apenas um furo (variação de

resistência e tipo de solo em área pequenas é

comum).

• Locar e nivelar os pontos no terreno em relação a

um nível de referência fixo e bem determinado de

preferência único para toda a obra e fora do local

desta, como, por exemplo, a guia de um passeio.

Use a experiência (de todos)

Analise relatórios

Conheça a carta geotécnica

Podem haver

exceções

investigada.

Área extensas

apresentar

variações.

Plano de Amostragem Amostras

Deformadas

Porção representativa de solo

desagregado

Identificação Táctil visual, ensaios

granulometria, compactação

Coleta fácil e rápida: pá,enxadas

Indeformadas

Porção representativa do solo na

sua estrutura “original”

Determinar as características “in

situ”

Amostrador de parede fina

Deformadas

Plano de Amostragem Amostras Deformadas

Indeformadas

• Condições de contorno bem definidas

• Condições de drenagem totalmente

controladas

• Trajetórias de tensão bem definidas,

impostas ou observadas (limitado)

• Deformação e velocidade de drenagem

controlados.

• O solo e as características físicas

identificadas.

• Em solos argilosos existe

perturbação da amostra.

• Em solos granulares geralmente

não é possível uma amostragem

não deformada.

• O volume ensaiado é geralmente

pequeno em relação as

características da obra .

Vantagens Desvantagens

Para ensaios de laboratórios:

Vantagens Desvantagens

Para ensaios de campo:

• Podem ser executados em muitos solos

que não podem ser amostrados.

• Ensaio é realizado no ambiente natural.

• Um volume maior de solo é ensaiado em

comparação com o laboratório

• Em alguns ensaios uma monitoração

contínua do solo é possível.

• Condições de contorno geralmente mal

definidas.

• Condições de drenagem geralmente mal

definidas.

• Não uniformidade de tensões e

deformações.

• Velocidades de deformação geralmente

são maiores do que no laboratório e no

campo.

• Grau de perturbação geralmente

desconhecido

Poços/Trincheiras Sondagens a trado

Sondagens SPT

Sondagens Rotativa

Outros Ensaios

Poços/Trincheiras

Os poços são escavações

manuais, geralmente não

escoradas, que até que se

encontre o nível de água ou

até onde for estável. Os

poços permitem um exame

do solo nas paredes e no

fundo da escavação, e a

retirada de amostras

indeformadas .

Ensaios de Exploração de Subsolo Sondagens a trado

As sondagens a trado são perfurações executados

com um trados manuais. A profundidade também

está limitada à profundidade do nível de água, e as

amostras retiradas são deformadas. A norma para

o procedimento é a NBR 9603.

Ensaios de Exploração de Subsolo Sondagens Rotativa

Ensaios de Exploração de Subsolo Sondagens SPT

As sondagens a percussão são perfurações capazes de ultrapassar o nível de

água e atravessar solos relativamente compactos ou duros.

O furo é revestido se se apresentar instável, caso se apresente estável, a

perfuração pode prosseguir sem revestimento, eventualmente adicionando um

pouco de bentonita na água.

O ensaio de penetração dinâmica (SPT) é normatizado pela NBR 6484;

Existe uma adaptação chamada SPT-T onde se realização um ensaio de

torque .

Definição: “Sondagem a

percussão é um método de

investigação de solo cujo

avanço da perfuração por meio

de trado ou de lavagem,

sendo utilizada a cravação de

um amostrador para a medida

de índices de resistência à

penetração, obtenção de

amostras, determinação do

nível d'água e execução de

vários ensaios in situ. É

possível, ainda, no final do

ensaio à penetração, medir o

torque para ruptura da

amostra.”Solo Variegado

Vantagens:

• Capazes de ultrapassar e

posicionar o nível d'água;

• O furo pode ser revestido se

se apresentar instável;

• Determina o tipo de solo em

suas profundidades de

ocorrência e atravessa solos

mais resistentes;

• Mede a resistência a

penetração do solo;

• Baixo custo e fácil execução;

• Pode ser realizado em locais

de difícil acesso

Lista de componentes da aparelhagem

padrão - NBR 6484:1980

Instalar o equipamento Furo “inicial”

Instalar o amostrador Posicionar o martelo

Marcar os 45 cm 15/15/15 cm

Iniciar o golpeamento

Coletar amostra

Tal procedimento é repetido até que o amostrador

penetre 45 cm do solo. A soma do número de

golpes necessários para a penetração do

amostrador nos últimos 30 cm é o que dará o

índice de resistência do solo na profundidade

ensaiada.

Nas operações subsequentes de perfuração,

intercaladas às operações de amostragem, deve-se

utilizar o trado cavadeira ou o helicoidal até se atingir

o nível d’água ou até que o avanço seja inferior a

5 cm após 10 minutos de operação. Nestes casos e

passa-se ao método de perfuração por circulação

de água (lavagem). Na perfuração por lavagem

utiliza-se um trépano como ferramenta de escavação

e a remoção do material é feita pela bomba d’água

motorizada.

Trépano

Ensaios de Laboratório

Solo N-SPT Designação

< 4 Fofa

5-8 Pouco compacta

Areia e silte arenoso 9-18 Medianamente compacta

19-40 Compacta

> 40 Muito compacta

< 2 Muito mole

3-5 Mole

Argila e silte argiloso 6-10 Média

11-19 Rija

>19 Dura

: Assis

enatti

, 2014

Ensaios de Exploração de Subsolo Outros Ensaios: Vane Test

Envolve a medição “in situ” da força

torcional requerida para causa a ruptura

por cisalhamento de uma superfície

cilíndrica por meio de uma palheta em

forma de hélice.

• A informação obtida pode ser

utilizada para se obter a resistência

não drenada do solo (Su).

• Utilizado em solos moles.

• O método consiste em se introduzir

em solo argiloso uma hélice com

quatro lâminas rotacionando-se a

mesma e registrando-se o torque e a

rotação induzida.

Dentre os equipamentos de ensaios “in

situ” o ensaio penetrométrico (CPT) e o

piêzocone (CPTU) são os mais versáteis.

Existe ainda o Cone Sísmico (SCPT) que

permite a determinação do módulo

cisalhante e do coeficiente de Poisson.

No ensaio um cone é cravado no terreno

a uma velocidade constante e medições

contínuas de resistência de ponta, atrito

lateral são feitas. Se o CPTU for utilizado

a pressão neutra também é medida.

Outros Ensaios: CPT e CPTU

Ensaios de Exploração de Subsolo Outros Ensaios: CPT e CPTU

Exploração do Subsolo

REFERÊNCIAS

CAPUTO, H.P. Mecânica dos solos e suas aplicações - Volumes I, II, III.

DAS, B.M. Fundamentos de engenharia geotécnica. 7ª ed. Cengage Learning, 632 p., 2011.

PINTO, C.S. Curso básico de mecânica dos solos. 3ª Ed. Oficina de Textos, 356 p., 2006.

20/06/2017 69

Aula 01 – Origem do solo e tamanho das partículas Aula 02 – Índices Físicos do Solo

Aula 03 – Granulometria do Solo Aula 04 – Limites de Consistência

Aula 11 – Água no Solo: Permeabilidade e Percolação Aula 12 – Exploração do subsolo

Aula 05 – Classificação do solo

Aula 00 – Apresentação / Introdução

Parte III – “ Sucesso a Todos! Sempre!”

Parte II – “Tensões no solo”

Parte I – “Conhecendo o solo”

Aula 06 – Compactação do Solo Aula 07 – Tensões no solo

Aula 08 – Tensões no solo II Aula 09 – Exemplos: Tensões Geostáticas

Aula 10 – Exemplo: Tensões de Carregamentos Externos

AVALIAÇÃO 03/07/2017

20/06/2017 Exploração do Subsolo 72

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