investigação do subsolo

investigação do subsolo

(Parte 1 de 2)

I N V E S T I G A Ç Ã OD O S U B S O L O

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O primeiro passo para construção de uma edificação consiste da abertura das fundações (no solo) que a sustentarão. O dimensionamento das fundações é conduzido em função das características de resistência do solo e, portanto, o primeiro requisito consiste do reconhecimento da disposição, natureza e espessura das camadas que caracterizam o perfil geotécnico, além da posição do lençol freático. Tais informações do perfil estratigráfico podem ser alcançadas a partir da abertura de poços de inspeção ou sondagens de simples reconhecimento (SPT).

No Brasil, para a grande maioria dos casos, a avaliação e estudo das características do subsolo do terreno, que de alguma forma sofrerá a influência acarretada pela obra que se executará (fundações, contenções e taludamentos), são conduzidos a partir de sondagens de simples reconhecimento do solo (sondagem à percussão SPT – manualmente conduzida). Entretanto, dependendo do porte da obra, qualidade das informações da sondagem SPT ou mesmo para complementar informações, outras modalidades de investigação poderão ser consideradas (inspeção in loco através de execução de poços e trincheiras; ensaio de penetração contínua – CPT, CPTU, DMT, PLT; ensaio pressiométrico – PMT; ensaios geofísicos – CROSS HOLE e suas variações, SWAS, resistividade elétrica etc.; ensaio de paleta – VANE TEST, SPT mecanizado, SPTT e ainda outros). Cabe ressaltar, que apesar da gama variada de opções para investigação do subsolo, a prática brasileira se consagra pelo uso preponderante do SPT manual, por muitos considerado um ensaio “arcaico” (fato que não pode ser negado) mas que pela simplicidade de execução e interpretação dos resultados, custo reduzido (sensivelmente menor do que qualquer outra modalidade de investigação) e plena aceitação pela maioria dos engenheiros geotécnicos, se constitui em uma

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T É C N I C A S E M A T E R I A I S D E C O N S T R U Ç Ã O I - 2 0 0 5 / 1 realidade da prática nacional. Assim, apesar de extremamente desejável e certo que o SPT seja, ao longo do tempo, substituído por outras técnicas rápidas e fiáveis de investigação do subsolo, atualmente não se pode desconsiderar que, na prática da geotecnica, seja inegável a importância, difusão e aceitação do ensaio SPT (Soil Penetration Test).

A quantidade de pontos (furos) de sondagem, a locação desses pontos em relação à obra e a profundidade de investigação são definidos a partir de recomendações de Normas Brasileiras (editadas pela Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT) que padronizam a sondagem percussiva SPT. O número de furos de sondagem necessários para um determinado terreno varia de acordo com a importância da obra, uniformidade das camadas do subsolo e ordem de grandeza da carga a ser transmitida pela fundação. A ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) recomenda como profundidade mínima de sondagem, uma vez e meia a menor dimensão da área construída (quando essa dimensão for inferior a 25m) ou uma vez quando for maior que 25m – no entanto a NBR 6484 (Execução de sondagens de simples reconhecimento dos solos) fixa os critérios de paralisação. Com relação à quantidade de furos necessários, a Norma Brasileira NB-12 recomenda no mínimo três furos quando a área construída está compreendida entre 200m2 e 400m2, mais um furo adicional para cada 200m2 que superar os 400m2 – esses pontos não devem estar alinhados, mas sim dispostos de forma a favorecer uma triangulação sobre o terreno.

Ressalta-se, no que diz respeito à profundidade e ao número de furos, não ser possível definir regras gerais, devendo-se em cada caso atender a natureza do terreno e as características da obra a ser executada.

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T É C N I C A S E M A T E R I A I S D E C O N S T R U Ç Ã O I - 2 0 0 5 / 1 CONSOLIDAÇÃO DAS INFORMAÇÕES DE CAMPO

Concluída a sondagem SPT, as informações alcançadas de acordo com a NBR 6484 (Execução de sondagens de simples reconhecimento dos solos) são consolidadas em um relatório (confeccionado de acordo com a mesma norma), destacando os seguintes resultados básicos: locação dos furos de sondagem, classificação dos solos até a profundidade de interesse do projeto (identificação das camadas atravessadas), topo rochoso, compacidade dos solos arenosos e consistência dos solos argilosos, espessura das camadas e profundidades de interface entre elas, posição do lençol freático (N.A.), data de execução da sondagem e o número índice de resistência do solo.

Tais informações retratam as características e propriedades do subsolo e, portanto, são a base técnica dos dimensionamentos geotécnicos necessários para escolha de modalidades de fundações e contenções que possam melhor se adequar ao terreno, bem como para verificação da estabilidade de taludes.

O ensaio de sondagem a percussão SPT (Soil Pentration Test), por norma (NBR 6484), consiste da cravação de um amostrador de dimensões padronizadas (figura abaixo), rosqueado em um conjunto de hastes metálicas que recebem e propagam (para o amostrador) a energia de golpes que são aplicados a partir da queda livre de um martelo (peso de ferro fundido ou aço) de massa equivalente a 65kg, caindo de uma altura equivalente a 75cm.

34,9mm

50,8mm 736,60mm

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Detalhadamente, o processo de execução do ensaio segue os seguintes passos, apresentados a seguir:

1. Posicionamento do equipamento (torre metálica em forma de tripé) de acordo com a posição do ponto a ser sondado, previamente estabelecido.

2. Abertura do pré-furo (enpregando-se o trado cavadeira) até a profundidade de 1,00m (relativamente à superfície do terreno).

PRÉ-FURO1,00m

3. Instalação do amostrador na cota de fundo do pré-furo, conectado por rosca a um conjunto de hastes em tubo galvanizado.

PRÉ-FURO 1,00m

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4. Aplicação da energia percussiva (queda livre do martelo – 65kg) e simultânea contagem dos golpes para cravação dos primeiros 15cm, dos 15cm intermediários e dos 15cm finais do amostrador, totalizando 45cm.

15cm 15cm 15cm

15cm 15cm 15cm

15cm 15cm 15cm

5. Extração do amostrador (até a superfície do terreno) para retirada da(s) amostra(s) de solo(s) que será(ão) classificada(s), tátil-visualmente, e enviada(s) para o laboratório da empresa de sondagem.

6. Avanço (abertura) do furo até a subseqüente cota inteira, empregando-se o trado helicoidal ou o trépano de lavagem (ferramenta em forma de faca, que se acopla às hastes galvanizada e possibilita o avanço do furo a partir da desestruturação do solo devido à circulação da água que passa por um orifício dessa ferramenta).

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OBS.: O trado helicoidal é usado para avanços acima do nível d’água (N.A.) e trépano de lavagem para avanços abaixo do nível d’água (N.A.).

7. Finalmente, uma vez reposicionado o amostrador na subsequente cota inteira, repete-se todo o processo até que se caracterize o fim da sondagem.

15cm 15cm 15cm

15cm 15cm 15cm

AMOSTRAGEM (45cm)

1m 1m

Para pequenas áreas (entre 200m2 e 400m2) são recomendados, no mínimo, três furos de sondagem, mas dependo das características e importância da obra poderá ser considerado maior quantidade de furos (recomenda-se para determinação do número de furos consulta à norma).

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T É C N I C A S E M A T E R I A I S D E C O N S T R U Ç Ã O I - 2 0 0 5 / 1 CONSIDERAÇÕES SOBRE BOLETINS DE SONDAGEM SPT

Conforme destacado, é relevante que se conheça a locação dos furos de sondagem, cota da boca do furo em relação a uma referência de nível (RN) fixa e bem definida, classificação dos solos até a profundidade de interesse do projeto (de acordo com a NBR 6502 – Terminologia de rochas e solos), compacidade dos solos arenosos e consistência dos solos argilosos, espessura das camadas e profundidades de interface entre elas, posição do lençol freático (N.A.), data de execução da sondagem (início e término) e o número índice de resistência do solo. Todos essas informações são encontradas nos relatórios dos boletins de sondagem, com variações no modo de apresentá-las, já que cada empresa prestadora desse serviço estabelece seu próprio formulário de consolidação dos dados, porém seguindo normas da ABNT.

Talvez seja o número índice de resistência do solo (NSPT) a mais importante das informações do boletim de sondagem, haja visto que ele dá uma indicação

(indireta) quanto a resistência do solo. Este valor, determinado para cada cota amostrada, corresponde ao número de golpes necessários para cravação dos 30cm finais do amostrador. A título de exemplo são apresentadas abaixo algumas correlações simplistas (atenção: S – I – M – P – L – I – S – T – A – S), relativas ao

Tensão admissível de SOLOS ARENOSOS σ σ = NSPT ÷ 4 kgf/cm2

Tensão admissível de

SOLOS ARGILOSOS σ σ = NSPT ÷ 5 kgf/cm2

Coesão c c = NSPT /20 kgf/cm2

Ângulo de atrito φ φ = (20x NSPT**)1/2 + 15 - ** NSPT médio da camada em questão

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