prospecção geotécnica do subsolo

7/23/2019 Prospeco Geotcnica Do Subsolo

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GEOTECNIA I Roteiro de Aula Prof. Eduardo Pg 1 / 11

PROSPECO GEOTCNICA DO SUBSOLO

Definio: Investigao do material abaixo da superfcie terrestreao longo de uma determinada profundidade (profundidade de

estudo).

Esta profundidade funo do tipo de estudo realizado:

(1) Jazidas para rodovias: 0,20 a 1,20 metros.(2) Fundaes para edifcios: 10 a 30 metros.(3) Explorao de petrleo: pode ser mais de 1000 metros.

Tambm so conhecidas por SONDAGEM.

8.1 Objetivos das Sondagens:

(1) Descrio, classificao e origem dos elementos geolgicos(cor, textura, processo formador);

(2) Estratigrafia e distribuio geolgico-geotcnica das camadas;(3) Estimativa da espessura das camadas de solo e/ou rochas;(4) Variaes geolgicas: dobras, inclinaes, falhas ou fraturas em

camadas de solo e/ou rochas;(5) Saber resistncia da camada investigada;(6) Posio do nvel dgua.

8.2 Tipos de Sondagens:

(1) Geofsicas: onde no h necessidade de perfurao do macioexplorado (mtodos ssmicos e mtodos eltricos);

(2) Mecnicas: onde h a perfurao do macio explorado.

8.2.1 Sondagens Geofsicas: utilizadas, na maioria das vezes,

para prospeces a grandes profundidades.

(1) Mtodos Ssmicos:

So medidas as velocidades do fluxo de ondas ssmicas,provocadas por meio de detonaes controladas de explosivos;

Estas ondas elsticas so determinadas na superfcie, domesmo modo que so detectados abalos ssmicos (terremotos);

Correlaciona-se a velocidade de propagao com a densidade

do macio em estudo; Pode ser utilizado para profundidades maiores que 200 metros.


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(2) Mtodos Eltricos:

Ondas eletromagnticas so emitidas por um dispositivo e

retornam medida que se refletem no interior do macio; O tempo de fluxo e a amplitude funo do material

atravessado.

Exemplo: GPR (ground penetration radar), usado para:

(1) Detectar materiais enterrados (detector de metais);(2) Determinar espessuras de camadas atravessadas;(3) Usado na pavimentao para determinar a espessura das

camadas do pavimento.

8.2.2 Sondagens Mecnicas: usados, em geral, para

prospeces a pequenas profundidades (entre 1 a 100m),

Tambm chamadas de sondagens sub-superficiais.

(1) Escavao de poos de explorao;(2) Escavao de trincheiras (muito usada para prospeco de

jazidas);(3) Sondagens a trado;(4) Sondagens a percusso (muito usada para fundaes);(5) Sondagem rotativa (para macios muitos resistentes);(6) Sondagem rotativa = Percusso + Rotativa.


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As provas de carga podem ser consideradas prospeces, masno h perfurao.

= .k

onde: - tenso (unidade de fora / rea);k - coeficiente de recalque ou mdulo de reao; - deslocamento (unidade de comprimento).

8.3 Poos de Explorao e Trincheiras: escavaes feitas nosolo com a finalidade de retirada de amostras e inspeo direta doterreno ao longo da profundidade de estudo.

Diferena entre Poos e Trincheiras:

Poos: seo circular, largura menor (o mnimo para permitir oacesso do operrio) e profundidade maior que a trincheira;

Trincheira: seo retangular, tambm conhecida como vala.

Permitem a observao da estratificao das camadas de solo; Permitem a tomada de amostras para caracterizao do solo e

determinao dos parmetros de resistncia; Colocam-se tais amostras em sacos; Deve-se identificar a amostra atravs de etiqueta: localizao,

nmero trincheira (furo), registrar, profundidade, qualquerobservao relevante;

Deve-se colocar uma duplicata da etiqueta dentro do saco(envolvida por plstico);

Explorao limitada ao nvel fretico.

As amostras podem ser:

(1) Individuais: quando necessrio discriminar os diferentes tiposde solo encontrados ao longo da profundidade, em funo doestudo (necessrio em fundaes);

(2) Compostas: para exame representativo de todo o material de umperfil (mesmo que heterogneo), desde que tal diferena no sejaacentuada (rodovia);

(3) Deformadas: retiradas do solo sem nenhum cuidado especial;


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(4) Indeformadas: retiradas de forma que mantenham ascaractersticas de quando estavam intactas no macio (densidade,grau de compactao, umidade, etc).

A explorao de poos e trincheiras permite a retirada de blocosindeformados para ensaios de laboratrio; Em amostras indeformadas, pode-se determinar: massa

especfica natural do solo, resistncia do solo indeformado, etc.

8.4 Sondagens a Trado:

Permite a tomada de amostras deformadas (amolgadas); Obtm-se somente informaes sobre o tipo do material

atravessado, no podendo visualiz-lo como no caso datrincheira; H contaminao pelo material mais prximo da superfcie.

Procedimento: Coloca-se no cho (coberto com uma lona) omaterial retirado dos furos de acordo com a profundidade que ele seencontrava.

Observao: para coleta de amostras de solo, desprezam-se os

20cm iniciais (matria orgnica).


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8.5 Sondagem a Percusso Standard Penetration Test (SPT)Definio: ensaio para medir a resistncia dinmica do soloconjugada a uma sondagem de simples reconhecimento (NBR

6484/2001 Sondagem de Simples Reconhecimento com SPT).8.5.1 Objetivos:

(1) Determinar tipos de solo em suas respectivas profundidades deocorrncia;

(2) ndice de resistncia penetrao (N) a cada metro;(3) Posio do nvel dgua.

8.5.2 Equipamentos Bsicos:

(1) Torre (trip);(2) Tubos de revestimento (DINT= 63,5mm);(3) Composio de perfurao: hastes (25mm);(4) Amostrador-padro (DINT= 34,92mm);(5) Trado-concha (100mm) e trado helicoidal (56mm);(6) Trpano (25mm): bisel + duas sadas dgua;(7) Martelo padronizado (65kg).

8.5.3 Avano do Furo:

(1) Com trado-concha at o 1 metro;(2) Com trado helicoidal do 2 metro at:

O nvel dgua; Avano do trado for inferior 50mm aps 10min; Solo no aderente ao trado.

(3) Com trpano com circulao de gua quando no for possvel ouso do trado helicoidal.

8.5.4 Perfurao com Circulao de gua(procedimento)

(1) Eleva-se a composio haste-trpano a 30cm do fundo do furo;(2) Aps queda, faz-se movimento de rotao alternada (vai-e-vem)

aplicado manualmente;(3) A medida que se chega na cota de ensaio, diminui-se a altura de

queda da composio;(4) Uso de tubo de revestimento: caso a parede da perfurao no

se mostre estvel;(5) Tubo deve ficar 50cm acima do fundo do furo;


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(6) Devem ser anotadas as profundidades de transio dascamadas (exame tctil-visual);

8.5.5 Amostragem e Medida de Resistncia (N):

(1) A cada metro, o conjunto haste-amostrador deve descer at acota do ensaio;

(2) Apoiar, suavemente, a composio no fundo do furo, anotandoeventual penetrao;

(3) Posicionado o conjunto, marca-se com giz, na haste, umsegmento de 45cm, dividido em trs trechos iguais;

(4) Apia-se o martelo na cabea de bater do conjunto, anotandoeventual penetrao;

(5) Prossegue-se cravao do amostrador-padro at 45cm.

Observao:para garantir a limpeza do furo e estabilizao do solona cota de ensaio: tubo + lama de estabilizao.


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Definio do NSPT: nmero de golpes necessrios para fazer oamostrador-padro penetrar 300mm, aps uma cravao inicial de150mm.

1os

15cm N1; 2os

15cm N2; 3os

15cm N3NSPT= N2+ N3

8.5.6 Critrios de Paralisao da Sondagem:

A cravao do amostrador interrompida antes dos 45cm se:

(1) Em qualquer um dos trs segmentos de 15cm, o N 30;

(2) Um total de 50 golpes para toda a cravao;(3) No se observar avano do amostrador para 5 golpessucessivos.

Paralisa-se a sondagem quando:

(1) Em 3 metros sucessivos, N 30 para os 15cm iniciais doamostrador;

(2) Em 4 metros sucessivos, N 50 para os 30cm iniciais doamostrador;

(3) Em 5 metros sucessivos, N 50 para toda a cravao;(4) Justificativa geotcnica ou solicitao do cliente.

Quando os avanos da perfurao, por circulao de gua,forem inferiores a 50mm aps 10 minutos:

Impenetrabilidade ao Trpano de Lavagem

8.5.7 Peculiaridades do Processo de Perfurao e da Medida

de Resistncia:

Atingida a cota de ensaio, deve-se manter a circulao de guapor tempo suficiente remoo de detritos no fundo do furo(quando abaixo do nvel dgua);

Usar revestimento na mesma profundidade do furo para casosde fluncia do solo;

Caso haja discrepncias entre a medida da cota de ensaio e ofundo da escavao (2cm) a composio hastes-amostradordeve ser retirada para limpeza do furo (quase ningum faz);


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Caso haja necessidade de prosseguir perfurao apsprofundidade impenetrvel ao trpano sondagem rotativa;

Caso no seja observado avano do amostrador para 5 golpesconsecutivos, antes da profundidade especificada deslocar a

sondagem para posies diametralmente opostas, no mnimo 2vezes, a 2 metros da sondagem inicial.

8.5.8 Registro do Nmero de Golpes:

Como geralmente no ocorre penetrao exata de 45cm:

(1) registrada a penetrao imediatamente superior a 15cm;(2) Conta-se o nmero de golpes adicionais para 30cm;

(3) Em seguida, conta-se o adicional para o amostrador atingir45cm.

Exemplo de Registro: 14/18 12/12 15/15.

8.5.8.1 Casos Especiais Relao N de Golpes e Penetrao:

(1) Quando para o 1 golpe do martelo a penetrao for superior a45cm. Ex: 1/47, 1/50;

(2) Se ao apoiar o martelo houver penetrao. Ex: 0/23, 0/51;(3) Se a penetrao for incompleta. Ex: 15/7;(4) Quando exceder significativamente os 45cm ou quando no for

possvel distinguir claramente os trs intervalos de 15cm. Ex:0/65, 2/40.

8.5.9 Observao do Nvel dgua:

(1) Atingido o nvel dgua, interrompe-se a sondagem paraobservao de possvel elevao do nvel dgua (leituras acada 5 minutos, no mnimo por 15min);

(2) Variaes do nvel dgua devem ser observadas no relatrio;(3) Deve ser observado se h artesianismo ou fuga dgua;(4) Dever ser anotada variaes no nvel dgua aps, no mnimo,

12h aps o encerramento da sondagem.


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8.5.10 Identificao das Amostras e Elaborao do PerfilGeolgico-geotcnico:

(1) Granulometria (areia, argila, etc.):

Tctil-visual; At, no mximo, trs fraes de solo.(2) Plasticidade;(3) Cor (vermelha, roxa, variegada, etc.);(4) Origem:

Solos residuais; Solos sedimentares (aluvionares, coluvionares, etc.); Aterro.

8.5.11 Resistncia de Cada Camada Atravessada:

funo do nmero de golpes e do tipo de solo:

(1) Areias e pedregulhos Compacidade;(2) Siltes Argilas Rigidez.

8.5.12 Relatr ios:

(1) Relatrio de campo;(2) Relatrio definitivo.

Os principais parmetros do relatrio so:

(1) Espessura e caracterizao da camada atravessada;(2) Resistncia penetrao metro a metro;(3) Posio do nvel dgua.

Observao: no caso de no haver recuperao da amostra,

anotar em relatrio.

Cada amostra dever ser etiquetada:

(1) Nmero do trabalho;(2) Local da obra;(3) Nmero da sondagem;(4) Nmero da amostra;(5) Profundidade da amostra;

(6) Nmero de golpes e respectivas penetraes.


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8.5.13 Nmero de Sondagens (NBR 8036/83):

NBR 8036/83 Programao de Sondagens de SimplesReconhecimento dos Solos para Fundaes de Edifcios.

Funo de:

(1) Tipo da estrutura (dimenses);(2) Condies geotcnicas do subsolo (variaes do subsolo).

Nmero de sondagens deve ser suficiente para apresentar aprovvel variao das camadas do subsolo estudado.

rea da Projeo doEdifcio em Planta Nmero de SondagensAt 1200m2 1 para cada 200m2

De 1200 a 2400m2 1 para cada 400m2que excederem 1200m2

Acima de 2400m2 Plano particular da obra

Nmero mnimo de sondagens deve ser:

(1) 2 (duas) para rea da projeo em planta do edifcio at 200m2;

(2) 3 (trs) para rea de projeo entre 200m

2

e 400m

2

;

Observaes:

(1) No havendo, ainda, disposio em planta do edifcio mnimo3 (trs) sondagens com espaamento mximo de 100m;

(2) Na fase de estudos preliminares, as sondagens devem serigualmente distribudas em toda a rea carregada:

Distncia < 30m edifcios elevados; Distncia < 90m edifcios trreos;


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(3) Na fase de projeto, podem-se localizar as sondagens de acordocom critrios estruturais;

(4) Quando o N de sondagens for maior que 3 (trs), elas nodevem ser distribudas ao longo do mesmo alinhamento.

8.5.14 Profundidade das Sondagens (NBR 8036/83):

funo de:

(1) Tipo da estrutura (trreo ou elevada);(2) Caractersticas particulares da estrutura (cargas);(3) Condies geotcnicas locais (resistncia e variaes no perfil

de solo);(4) Dimenses da estrutura em planta.

Observaes:

(1) Sondagem deve ser levada a profundidades que incluam todasas camadas imprprias ou que sejam questionveis comoapoio de fundaes;

(2) Sondagem pode ser interrompida quando as condiesgeolgicas locais mostrarem no haver possibilidade de seencontrar camadas menos resistentes;

(3) Quando a sondagem atingir a rocha ou camada impenetrvel percusso interrompe-se a sondagem;

(4) Quando as camadas superiores de solo no forem adequadasas suporte ou em caso de fundaes de maior importncia:

Investigar continuidade da camada resistente numaprofundidade superior a 5 metros.

Clculo da Profundidade:

(1) At a profundidade onde o acrscimo de tenso no solo, frutodas cargas estruturais, for menor do que 10% da tensogeosttica efetiva (usar baco da NBR 8036/83);

(2) Profundidade mnima (Azeredo, 1977. O edifcio at suacobertura):

D 1,5.B (se B 25m); D B (se B > 25m).

onde B a menor dimenso da rea construda.

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