Aula 02 - Prospecção de Solos

1.0 - Prospecção de Subsolo

Os projetos de fundação necessitam de reconhecimento de solos. Sem o reconhecimento, não é possível dimensionar fundações. É fundamental que os profissionais da engenharia e empresas deem a devida importância aos ensaios de reconhecimento de solo. O custo envolvido na execução de sondagens de reconhecimento varia normalmente entre 0,2 e 0,5% do custo total da obra.

Projetos geotécnicos de qualquer natureza são normalmente executados com base em ensaios de campo, cujas medidas permitem uma definição satisfatória da estratigrafia do subsolo e uma estimativa realista das propriedades geomecânicas dos materiais envolvidos. Estas informações são necessárias em projetos de fundações, estabilidade de taludes, estruturas de contenção, dimensionamento de pavimentos, infraestrutura hídrica, entre outros. (SCHNAID, 2000)

No Brasil, a normatização do processo de prospecção do solo está prevista na NBR 8036/1983 - Programação de Sondagens.

Exercício 1 – Número de Sondagens

Determine o número de sondagens a serem realizadas em uma determinada construção, em função da área de projeção desta construção, e realize a locação dos pontos:

27,48 m

20,30 m

2.1 - Determinação do número de Sondagens

Esta norma fixa as condições exigíveis na programação das sondagens de simples reconhecimento dos solos destinada à elaboração de projetos geotécnicos para a construção de edifícios.

Esta programação abrange o número, a localização e a profundidade das sondagens. É importante destacar que a norma impõe o procedimento mínimo que deve ser adotado na programação de sondagens de simples reconhecimento na fase de estudos, ou seja, para realizar uma análise do solo é necessário mais do que a norma requer.

2.0 - NBR 8036/1983 - Programação de Sondagens

2.2 - Localização das Sondagens

Existem duas condições nas quais as sondagens podem ser realizadas. A primeira se dá nos casos de estudos preliminares ou de planejamento do empreendimento, a segunda é na fase de projeto.

A NBR 8036 prescreve que as sondagens devem ser localizadas em planta e obedecer às seguintes regras gerais:

a) Na fase de estudos preliminares ou de planejamento do empreendimento, as sondagens devem ser igualmente distribuídas em toda a área. Assim, os pontos de sondagem devem ser criteriosamente distribuídos na área em estudo, e devem ter profundidade que inclua todas as camadas do subsolo que possam influir, significamente, no comportamento da fundação.

b) Na fase de projeto existe o pressuposto de que o edifício e suas estruturas complementares já estejam locados em planta no terreno. Trata-se de uma fase mais avançada do projeto. Logo, as sondagens podem se localizar de acordo com critério específico que leve em conta pormenores estruturais.

OBS: Quando o número de sondagens for superior a três, elas não devem ser distribuídas ao longo de um mesmo alinhamento.

Os furos de sondagens deverão ser distribuídos em planta, de maneira a cobrir toda a área em estudo. A figura abaixo apresenta alguns exemplos de locação de sondagens em terreno urbanos. A NBR 8036/1983 não prescreve, porém, a distância entre os furos de de sondagem deve ser de 15 a 25 m, para se evitar que os furos fiquem numa mesma reta e de preferência próximos aos limites da área de estudo.

SPT- Standard Penetration Test

O SPT é reconhecidamente a mais popular, rotineira e econômica ferramenta de investigação em praticamente todo o mundo, permitindo uma indicação da densidade de solos granulares, também aplicado à identificação de consistência de solos coesivos e mesmo de rochas brandas. O ensaio está regulado pela NBR 6484/1980, porém na américa do sul é usada com frequência a norma americana ASTM DI.586:67.

O ensaio SPT constitui-se em uma medida de resistência dinâmica conjugada a uma sondagem de simples reconhecimento. A perfuração é realizada por tradagem e circulação de água utilizando-se um trépano de lavagem como ferramenta de escavação. Amostras representativas do solo são coletadas a cada metro de profundidade por meio do amostradorpadrão, de diâmetro externo de 50 mm. O procedimento de ensaio consiste na cravação deste amostrador no fundo de uma escavação (revestida ou não), usando um peso de 65,0 Kg, caindo de uma altura de 750mm. O valor do Nspt é o número de golpes necessário para fazer o amostrador penetrar 300 mm, após uma cravação inicial de 150mm.

As vantagens deste ensaio com relação aos demais são: 

Simplicidade do equipamento 
Baixo custo 
Obtenção de um valor numérico que pode ser relacionado com regras empíricas de projeto.

1- Os primeiros 55 cm devem ser realizados com o trado, mas se o trado atingir o nível de água ou então algum material resistente, daí em diante, a perfuração continua com o uso do trépano e circulação de água, processo denominado de “lavagem”. O trépano é uma ferramenta da largura do furo e com terminação em bisel cortante, usado para desagregar o material do fundo do furo.

O trépano vai sendo cravado no fundo do furo por repetidas quedas da coluna de perfuração (trépano e hastes).

O martelo cai de uma altura de 30 cm, e a queda é seguida por um pequeno movimento de rotação, acionado manualmente da superfície, com uma cruzeta acoplada ao topo da coluna de perfuração. Injeta-se água sob pressão pelos canais existentes nas hastes, esta água circula pelo furo arrastando os detritos de perfuração até a superfície. Para evitar o desmoronamento das paredes nas zonas em que o solo apresenta-se pouco coeso é instalado um revestimento metálico de proteção (tubos de revestimento).

2- Os 45 cm restantes são cravados através do impacto de uma massa metálica de 65 kg caindo em queda livre de 75 cm de altura.

O resultado do teste SPT será a quantidade de golpes necessários para fazer penetrar os últimos 30 cm do amostrador no fundo do furo.

O processo de perfuração, por trado ou lavagem, associado aos ensaios penetrométricos, será realizado até onde se obtiver nesses ensaios uma das seguintes condições:

1. Quando em 3 m sucessivos se obtiver índices de penetração maiores do que 45/15;

2. Quando em 4 m sucessivos forem obtidos índices de penetração entre 45/15 e 45/30;

3. Quando, em 5 m sucessivos, forem obtidos índices de penetração entre 45/30 e 45/45 (número de golpes/espaço penetrado pelo amostrador).

Caso a penetração seja nula dentro da precisão da medida na sequência de 5 impactos do martelo o ensaio será interrompido, não havendo necessidade de obedecer o critério estabelecido acima. Entretanto, ocorrendo essa situação antes de 8,00 m, a sondagem será deslocada até o máximo de quatro vezes em posições diametralmente opostas, distantes 2,00 m da sondagem inicial.

Ensaio de Palheta - Vane Test

No caso de fundações para edifícios, o número mínimo de pontos de sondagens a realizar é em função da área a ser construída, de acordo com a NBR 8036/1983.

As sondagens devem ser, no mínimo, de uma para cada 200m² de área da projeção em planta do edifício, até 1200m² de área. Entre 1200m² e 2400m² deve-se fazer uma sondagem para cada 400m² que excederem de 1200m². Acima de 2400m² o número de sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particular da construção.

Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de sondagens deve ser:

a) dois para área da projeção em planta do edifício até 200 m²;

b) três para área entre 200m² e 400m².