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Investigação geotécnica
Técnicas atuais de ensaios de campo
Eng. Antônio Sérgio Damasco Penna
RESUMO
• Sondagem a percussão “SPT”
• Dilatômetro de Marchetti “DMT”
• Ensaio de penetração de cone estático com
medidas de pressões neutras “CPTU”
• Ensaio de palheta “Vane – Test” “VST”
• Pressiômetro de Ménard “PMT”
• Parâmetros geotécnicos
• Interação solo x estrutura
Publicado em 2009
SPT
CPTu
DMT
VST
PMT
1)Atlanta–USA
1998
2)Porto-Portugal
2004
3)Taipei – Taiwan
2008
4)Recife – Brasil
2012
Ensaios de campo X Ensaios de laboratório
• LABORATÓRIO : poucas amostras, pouca
representatividade do todo, mas são mais
precisos;
• CAMPO : são menos precisos, mas
amostragem é quase integral, todas as
camadas são reconhecidas;
• CONCLUSÃO : Hoje em dia o maior uso e o
maior desenvolvimento das técnicas, está
nos ensaios de campo.
UTILIZAÇÃO
SPT
reconhecimento inicial, camadas, amostras, nível d’água,
compacidade, consistência;
CPTu
camadas,resistência,deformabilidade, tempo de adensamento;
DMT
camadas, resistência, deformabilidade;
VST
resistência, sensibilidade;
PMT
resistência e deformabilidade
SONDAGEM A PERCUSSÃO
SPT
NBR-6484 - ABNT
HISTÓRICO DA SONDAGEM A PERCUSSÃO “SPT”
•1902 – Charles R. Gow – início da coleta de amostra “seca”, com tubo
cravado;
•1927 – Raymond Concrete Pile Company, amostrador de 3 partes (cabeça,
corpo e sapata);
•1944 – IPT no Brasil, início do uso sistemático;
•1958 – Primeira Norma ASTM Designation D 1586-58T – atual D 1586-99
•1977 – Primeira Norma da ABNT
•2001 – Norma atual ABNT NBR – 6484 de fev. de 2001
QUANTIDADE DE SONDAGENS
•ABNT-NBR-8036 de junho de 1983
•“Programação de sondagens de simples reconhecimentos dos
solos para fundações de edifícios”
•Quantidade e profundidade das sondagens, para o
reconhecimento de um terreno.
MEDIÇÃO DE TORQUE EM SONDAGENS
• criado em 1988 – Prof. Dr. Stélvio M. T. Ranzini;
• informação adicional importante;
•grandeza física, em unidade de Kgf x m;
•medida por instrumento de precisão.
Torquímetro de ponteiro para determinação do atrito entre o solo e
o amostrador.
REPRESENTATIVIDADE DO ENSAIO “SPT”
Considerada, pela norma brasileira de fundações, NBR-6122 da ABNT
“indispensável em qualquer porte de obra”.
A amplitude de informações de uma sondagem é muito grande:
a) coleta de amostras a cada metro de profundidade, permitindo a
classificação táctil e visual dos materiais atingidos;
b) identificação do início e fim de cada camada de solo, pela observação
do material aderido ao trado ou pela observação da água de lavagem;
c) avaliação da profundidade do lençol freático e de eventual
artesianismo ou lençol empoleirado;
d) avaliação da consistência ou compacidade das argilas ou das areias,
respectivamente, pelo número de golpes “SPT”, necessários para a
cravação do amostrador padrão.
ABNT
“Simples” reconhecimento
CONCLUSÃO
SONDAGEM “SPT”
É um procedimento excelente para o primeiro
reconhecimento geotécnico de um terreno.
ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE CONE
ESTÁTICO COM MEDIDA DE
PRESSÃO NEUTRA
CPTu
NORMA ABNT – NBR 12069
HISTÓRICO DO ENSAIO “CPT”
•Holanda – Barentsen - 1932 – cria o sistema;
•Holanda – Begemann – 1950 – consolida o uso e cria a
luva de atrito lateral;
•Brasil - Estacas Franki – inicia o uso no final da década
de 1950;
•Noruega – Janbu – 1974 – cria o piezocone CPTu –
ensaio com medidas de pressões neutras;
•Brasil – ABNT – 1991 – Solo – Ensaio de Penetração de
cone “in-situ”CPT – não menciona leitura de pressões neutras
Cone
eletrônico
Norma ABNT
1)Não menciona as leituras de pressões neutras;
2)Em ensaios especiais de campo a evolução é
muito rápida e o desejável é usar normas
internacionais, como Eurocode e ASTM.
Referência em
ensaios CPTu
Publicado em 1997
OUTROS NOMES
• Piezocone
• CPT
• Ensaio de cone
• Ensaio de penetração estática (EPC)
• Deep sounding
Simpósio internacional
240 participantes
40 países
Só ensaios de cone
Huntington Beach – USA
Maio - 2010
CONE ELETRÔNICO - Atual
Resultados de um ensaio CPTu
0
4
8
12
16
20
24
28
0 20 40 60
qt (MPa)
Depth(meters)
0
4
8
12
16
20
24
28
0 500 1000
fs (kPa) u b (kPa)
0
4
8
12
16
20
24
28
-200 0 200 400 600 800
qt
ub
fs
Detalhe da pedra porosa de
medida de pressões neutras
SATURAÇÃO DAS PEDRAS POROSAS
Medidas a cada 1,0 cm
100 informações de cada parâmetro, por metro
São 3 parâmetros, portanto são 300 informações por metro
As informações são apresentadas em unidades de pressões (Kpa)
Resistência de ponta e resistência de
atrito lateral (a proporção entre as
duas é a “razão de atrito”)
Pressão neutra desenvolvida no
processo de perfuração
Equipamento
de cravação
Cone mecânico
Cone de
Begmann
com luva de
atrito
(mecânico)
Estratigrafia
Região litorânea
Espírito Santo
Região litorânea
Espírito Santo
Região litorânea
Espírito Santo
Região litorânea
Espírito Santo
Resistência ao cisalhamento dos solos
Solos grossos - Areias
Comportamento drenado
Critério de Mohr - Coulomb
Solos finos - Argilas
Comportamento não drenado
Critério de Tresca
Solos grossos - Areias
Ângulo de atrito
Solos finos - Argilas
Coesão em condição não drenada
Teste de dissipação de sobrepressão
neutra
(Nos ensaios “in-situ”as heterogeneidades estão presentes)
(CPTu não é piezômetro)
SPT CPTu
CONCLUSÃO
ENSAIO “CPTu”
É um procedimento excelente para complementar o
reconhecimento estratigráfico do terreno e medir
propriedades de resistência, deformabilidade e de
tempo de adensamento.
Ensaio com o dilatômetro de
Marchetti
DMT
EQUIPAMENTO
Unidade de controleDetalhe lâmina
HISTÓRICO
• Desenvolvido em 1975 pelo Prof. Silvano Marchetti (Roma – Itália)
• Atualmente em uso em 40 países
NORMAS INTERNACIONAIS
• ASTM “Standard Test Method for Performing
the Flat Plate Dilatometer Test” - D6635-01
• Eurocode 7 - Geotechnical Design - Part 3 -
“Design assisted by field testing” - Section 9 -
“Flat Dilatometer Test (DMT)”
• Não há norma brasileira !
Simpósio
Internacional
Comemorativo de
30 anos
Ensaio DMT
Washington – USA
2006
E
Q
U
I
P
A
M
E
N
T
O
DETALHES DA LÂMINA E DA FIXAÇÃO DA
MEMBRANA
Passagem da mangueira
ÍNDICE DO MATERIAL (Id)
0O
01
d
μP
PP
I
Nos solos argilosos, a pressão “P1” é apenas um pouco maior do que a
pressão “P0”, enquanto nos solos arenosos, essa diferença é bem maior.
Profundidade (m)
Pressões"P0"e"P1"
(Kgf/cm2)
P0
P1
Profundidade (m)
Pressões"P0"e"P1"
(Kgf/cm2)
P0
P1
SOLOS FINOS SOLOS GROSSOS
Resultados: “baixos” valores de “Id” Resultados: “altos” valores de “Id”
• Índice ligado aos vazios e à compressibilidade
• Identifica o “comportamento granulométrico”
• É um adimensional
• Difere do SPT, que é absoluto e não se usa interpretar
como proporção do estado de tensões
VALORES DO ÍNDICE DO MATERIAL “Id”
0,1 0,35 0,60 0,90 1,20 1,80 3,30 10
Argilas
sensíveis
e turfas
Argilas
puras
Argilas
siltosas
Siltes
argilosos
Siltes
puros
Siltes
arenosos
Areias
siltosas
Areias
puras
ARGILAS SILTES AREIAS
TIPO DE SOLO COM BASE NA OBSERVAÇÃO DO COMPORTAMENTO
0O
01
d
μP
PP
I
GUARULHOS/SP
MÓDULO DILATOMÉTRICO (Ed)
Esse índice “Ed”, é obtido diretamente das leituras “P0” e “P1
De acordo com a teoria da elasticidade:
π
2
E
μ1
σD
2
onde “D” é o diâmetro da membrana e “ ” é a diferença de pressão aplicada (P1 - P0)
Para = 1,10 mm; D = 6,0 cm; = P1 – P0 (Kgf/cm2
) e definindo como módulo dilatométrico
“Ed” a proporção 2
1
E
Ed , resulta:
O parâmetro “Ed” representa uma “proporção elástica”, ou seja, exprime a relação entre
o módulo de elasticidade do solo (E) e o coeficiente de Poisson do solo ( ).
2
1
E
Ed
)P34,7(PE
0,64
E
1
)P(P6,00,11
01d
d
01
Classificação
Compacidade
Consistência
Peso específico
ÍNDICE DE TENSÃO HORIZONTAL (Kd)
VO
0
d
σ'
μPo
K
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 2 4 6 8 10 12
Índice de tensão horizontal "Kd"
Profundidade(m)
Solos
normalmente
adensados
Parâmetro “Kd” na faixa de solos normalmente adensados (entre 1,8 e 2,3)
•Representa a própria definição de “Ko”
•A introdução da lâmina altera o repouso
•Identificação do histórico de tensões
•Em solos sobreadensados Kd > 2,3
•Índice normalizado com a tensão efetiva
BAIRRO DA MOÓCA – SÃO PAULO/SP
SP-02
ALEMOA – SANTOS/SP
CORRELAÇÕES
• Muito estudadas no mundo todo;
• Sempre buscam a relação com os
ensaios de laboratório;
• O critério recomendado é entender
como índices e usar diretamente em
projetos.
“STANDARD”
• SPT – Standard Penetration Test
(diferente em cada lugar do mundo);
• Ensaios especiais (CPTu, DMT, VST e
PMT) seguem um mesmo padrão
internacional;
• A execução dos ensaios especiais
independe do operador.
Ensaio com o pressiômetro de
Ménard
PMT
(não há norma brasileira)
HISTÓRICO
Desenvolvido por Louis
Ménard na França em 1955
Em 1963 L. Ménard publica
a aplicação direta ao
cálculo da capacidade de
carga e recalques de
fundações
Norma ASTM
Eurocode
O ensaio PMT é
rotina na França
A experiência
acumulada na
França é muito
grande
Publicação de 1978
Jean-Louis Briaud
Texas A&M University
Publicado em 1992
Concentra o conhecimento
internacional sobre o assunto
Publicação de
1995
1.Perfuração com circulação de água interna ao revestimento
2.Remoção da ferramenta de perfuração
3.Limpeza interna
4.Introdução do pressiômetro
5.Execução do ensaio
Pressiômetro
O processo de perfuração com rotativa é o que permite
atingir os solos mais fortes
A base teórica de
análise é a teoria
de expansão de
uma cavidade
cilíndrica
Pressiômetro
O único ensaio que mede deformação e
resistência limite
Perfuração com tubo fendido (lanterna chinesa)
Os ensaios são executados a partir do fundo do furo
O módulo pressiométrico é determinado com base na inclinação do trecho
linear da curva;
A pressão limite é determinada quando a cavidade espandida atinge o
dobro do volume da sonda.
Valores típicos de pressão
limite e módulo pressiométrico
ENSAIO DE PALHETA “IN-SITU”
VANE - TEST
VST
NORMA ABNT – MB - 3122
HISTÓRICO
Desenvolvido na Suécia em 1919
No Brasil é executado desde 1949
Em 1989 foi publicada a norma brasileira da ABNT
EQUIPAMENTO
ANTIGO
Mecânico (manual)
ABNT – MB 3122
Em ensaios especiais de
campo a evolução é muito
rápida e o desejável é usar
normas internacionais,
como Eurocode e ASTM.
Simpósio
internacional
Tampa – USA -
1987
Equipamento atual - eletrônico
Equipamento atual - eletrônico
Resultado típico
Resultados
típicos
SENSIBILIDADE
(Skempton & Northey)
Sensibilidade
das argilas
Os solos mais estudados do
Brasil
• Argilas terciárias de São Paulo
• Argilas moles do Rio de Janeiro
• Argilas marinhas de Santos
• E as areias ?????????????????????
• Só com os ensaios de campo !
PARÂMETROS GEOTÉCNICOS
PARÂMETROS GEOTÉCNICOS
• Resistência
• Deformabilidade
• Histórico de tensões
• Sensibilidade
• Tempo de adensamento
ENSAIOS DE CAMPO
• Resistência………….......CPTu, DMT, VST, PMT
• Deformabilidade…………DMT, PMT
• Histórico de tensões…...DMT
• Sensibilidade……………..VST
• Tempo de adensamento..CPTu
Resistência ao cisalhamento dos solos
Solos grossos - Areias
Comportamento drenado
Critério de Mohr - Coulomb
Solos finos - Argilas
Comportamento não drenado
Critério de Tresca
Envoltória completa
Coesão e ângulo de atrito
Só com ensaios de laboratório
Misturar coesão de ensaio rápido com ângulo de atrito
de ensaio lento é muito errado !!!
Simpósio
DMT
Washington
2006
INTERAÇÃO SOLO X ESTRUTURA
Deformação é o condicionante fundamental
em fundações
O ensaio de maior representatividade nas avaliações é o DMT
A expectativa de se conseguir simular a interação do solo com a
estrutura é com o ensaio DMT
Exemplo de
um edifício
no Morumbi
TO EQUIVALENT FOOT
SHADED AREA CORRESPONDS
D
C
BB
B
34870 KN 34690 KN
44110 KN
14830 KN 15090 KN
4280 KN
3300 KN
3850 KN
4420 KN
3410 KN
2970 KN
19400 KN
5230 KN
19590 KN
5160 KN
B
DA
C
620
1780
800
515
795
540
380
400
255
330
360
400
385
400
260
330
300
395
540
940
235
600
600
1675
565
910
225
615
600
1675
Sapata fictícia de
cálculo
COB Legenda
CM
27 Situação na Leitura inicia
26
25 Concretagem
24
23 Fechamento de paredes
22
21 13/10/05
20
19 18/11/05
18
17 21/12/05
16
15 01/02/06
14
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7 20/06/06 - nota: houve um
6
5
4
3
2
1
T
1S
2S
EDILAR - CONTROLE DE RECALQUES
Rua Domingos Lopes Silva
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
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0
31/8/2005
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31/10/2005
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Período
Recalque(mm)
P19
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31/7/2006
31/8/2006Período
Recalque(mm)
P1
P3
P5
P7
P10
P12
RECALQUES FINAIS PREVISTOS
-10.24mm -16,50mm
-23.10mm
-30.00mm
-6.38mm
-9,57mm
-17.0mm
-23.3mm-19.5mm
-13.75mm
P21
P12
P3
P10
P1
P7
P32
P34
P19
P23
A
BB
A
C.M.=44.72 C.M.=38.93
C.M.=43.07
C.M.=39.95
C.M.=85.71
C.M.=68.15
C.M.=68.15
C.M.=29.42 C.M.=48.12
C.M.=52.47
C.M.=27.77
RECALQUES FINAIS PREVISTOS
Secção longitudinal
44.0040.0036.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00
-1.00
-3.00
-5.00
-7.00
-8.00
-6.00
-4.00
-2.00
0.00
-9.00
-10.00
-12.00
-13.00
-11.00
-15.00
-16.00
-14.00
-17.00
-18.00
-19.00
-21.00
-22.00
-20.00
-23.00
-24.00
-25.00
-27.00
-28.00
-26.00
-29.00
-30.00
Recalques(mm)
Distância em metros
SECÇÃO "A-A"
1
500
950
1
1
500
P21
P7
P23 P1 P19 P34 P3
C.M.=21.40
-13.9mm
P21
C.M.=43.40
-17.4mm
P23
C.M.=20.70
-20.7mm
P34
C.M.=45.20
-8.5mm
P32
C.M.=59.4
-7.2mm
P12
C.M.=70.20
P10
-15.1mm
C.M.=30.00
-17.2mm
P3
C.M.=35.80
C.M.=34.80
-21.0mm
P19
C.M.=33.60
P1
-20.5mm
C.M.=35.90
-12.3mm
P7
MEDIÇÃO COM 78,0% DA CARGA TOTAL
3.45% 12.07% 19% 100%
-5.00
0.00
-10.00
-15.00
-20.00
-25.00
-30.00
-35.00
Carregamento
Média dos
recalques (mm)
27,5% 40% 49% 61% 72.5% 78%75.5%
MÉDIA DOS RECALQUES MEDIDOS
X
PORCENTAGEM DO CARREGAMENTO
EVOLUÇÃO DOS RECALQUES
Recalques edifíco Morumbi
-25,0
-20,0
-15,0
-10,0
-5,0
0,0
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Porcentagem carregada
Recalque(mm)
P1
P3
P5
P7
P10
P12
P19
P21
P23
P32
P34
MEDIÇÃO COM 78,0% DA CARGA TOTAL
44.0040.0036.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00
-1.00
-3.00
-5.00
-7.00
SECÇÃO "A-A"
-8.00
-6.00
-4.00
-2.00
0.00 P10
P12
P3P34P19P1P23P21
P7
Recalques(mm)
Distância em metros
-9.00
-10.00
1
500
P32
-12.00
-13.00
-11.00
1
500
-15.00
-16.00
-14.00
-17.00
-18.00
-19.00
-20.00
-5.00
0.00
ESCALA H=1:200
ESCALA V=1:0.2
-10.00
-15.00
-20.00
-25.00
-30.00
-35.00
P12
P32P10P3P34P19P1P23P21
P7
13/10/05
18/11/05
12.07%
19.00%
3.45%
Recalques(mm)
Distância em metros
4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00
21/12/05
27.50%
01/02/06
40.00%
02/03/06
49.00%
06/04/06
61.00%
PREVISÃO
0.00
72.50%
18/05/06
20/06/06
03/08/06
78%
75.5%
PREVISÃO
EVOLUÇÃO DOS RECALQUES E COMPARAÇÃO
COM A PREVISÃO
OBRIGADO
BOM FUTEBOL !!

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Ensaios Laboratoriais e de Campo- Eng. Antonio S. D. Penna

  • 1. Investigação geotécnica Técnicas atuais de ensaios de campo Eng. Antônio Sérgio Damasco Penna
  • 2. RESUMO • Sondagem a percussão “SPT” • Dilatômetro de Marchetti “DMT” • Ensaio de penetração de cone estático com medidas de pressões neutras “CPTU” • Ensaio de palheta “Vane – Test” “VST” • Pressiômetro de Ménard “PMT” • Parâmetros geotécnicos • Interação solo x estrutura
  • 3.
  • 6. Ensaios de campo X Ensaios de laboratório • LABORATÓRIO : poucas amostras, pouca representatividade do todo, mas são mais precisos; • CAMPO : são menos precisos, mas amostragem é quase integral, todas as camadas são reconhecidas; • CONCLUSÃO : Hoje em dia o maior uso e o maior desenvolvimento das técnicas, está nos ensaios de campo.
  • 7. UTILIZAÇÃO SPT reconhecimento inicial, camadas, amostras, nível d’água, compacidade, consistência; CPTu camadas,resistência,deformabilidade, tempo de adensamento; DMT camadas, resistência, deformabilidade; VST resistência, sensibilidade; PMT resistência e deformabilidade
  • 9. HISTÓRICO DA SONDAGEM A PERCUSSÃO “SPT” •1902 – Charles R. Gow – início da coleta de amostra “seca”, com tubo cravado; •1927 – Raymond Concrete Pile Company, amostrador de 3 partes (cabeça, corpo e sapata); •1944 – IPT no Brasil, início do uso sistemático; •1958 – Primeira Norma ASTM Designation D 1586-58T – atual D 1586-99 •1977 – Primeira Norma da ABNT •2001 – Norma atual ABNT NBR – 6484 de fev. de 2001
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14. QUANTIDADE DE SONDAGENS •ABNT-NBR-8036 de junho de 1983 •“Programação de sondagens de simples reconhecimentos dos solos para fundações de edifícios” •Quantidade e profundidade das sondagens, para o reconhecimento de um terreno.
  • 15.
  • 16. MEDIÇÃO DE TORQUE EM SONDAGENS • criado em 1988 – Prof. Dr. Stélvio M. T. Ranzini; • informação adicional importante; •grandeza física, em unidade de Kgf x m; •medida por instrumento de precisão.
  • 17. Torquímetro de ponteiro para determinação do atrito entre o solo e o amostrador.
  • 18. REPRESENTATIVIDADE DO ENSAIO “SPT” Considerada, pela norma brasileira de fundações, NBR-6122 da ABNT “indispensável em qualquer porte de obra”. A amplitude de informações de uma sondagem é muito grande: a) coleta de amostras a cada metro de profundidade, permitindo a classificação táctil e visual dos materiais atingidos; b) identificação do início e fim de cada camada de solo, pela observação do material aderido ao trado ou pela observação da água de lavagem; c) avaliação da profundidade do lençol freático e de eventual artesianismo ou lençol empoleirado; d) avaliação da consistência ou compacidade das argilas ou das areias, respectivamente, pelo número de golpes “SPT”, necessários para a cravação do amostrador padrão.
  • 19.
  • 20.
  • 22. CONCLUSÃO SONDAGEM “SPT” É um procedimento excelente para o primeiro reconhecimento geotécnico de um terreno.
  • 23. ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE CONE ESTÁTICO COM MEDIDA DE PRESSÃO NEUTRA CPTu NORMA ABNT – NBR 12069
  • 24. HISTÓRICO DO ENSAIO “CPT” •Holanda – Barentsen - 1932 – cria o sistema; •Holanda – Begemann – 1950 – consolida o uso e cria a luva de atrito lateral; •Brasil - Estacas Franki – inicia o uso no final da década de 1950; •Noruega – Janbu – 1974 – cria o piezocone CPTu – ensaio com medidas de pressões neutras; •Brasil – ABNT – 1991 – Solo – Ensaio de Penetração de cone “in-situ”CPT – não menciona leitura de pressões neutras
  • 26.
  • 27. Norma ABNT 1)Não menciona as leituras de pressões neutras; 2)Em ensaios especiais de campo a evolução é muito rápida e o desejável é usar normas internacionais, como Eurocode e ASTM.
  • 29. OUTROS NOMES • Piezocone • CPT • Ensaio de cone • Ensaio de penetração estática (EPC) • Deep sounding
  • 30. Simpósio internacional 240 participantes 40 países Só ensaios de cone Huntington Beach – USA Maio - 2010
  • 32. Resultados de um ensaio CPTu 0 4 8 12 16 20 24 28 0 20 40 60 qt (MPa) Depth(meters) 0 4 8 12 16 20 24 28 0 500 1000 fs (kPa) u b (kPa) 0 4 8 12 16 20 24 28 -200 0 200 400 600 800 qt ub fs
  • 33. Detalhe da pedra porosa de medida de pressões neutras
  • 35. Medidas a cada 1,0 cm 100 informações de cada parâmetro, por metro São 3 parâmetros, portanto são 300 informações por metro As informações são apresentadas em unidades de pressões (Kpa) Resistência de ponta e resistência de atrito lateral (a proporção entre as duas é a “razão de atrito”) Pressão neutra desenvolvida no processo de perfuração
  • 37.
  • 39. Cone de Begmann com luva de atrito (mecânico)
  • 45.
  • 46. Resistência ao cisalhamento dos solos Solos grossos - Areias Comportamento drenado Critério de Mohr - Coulomb Solos finos - Argilas Comportamento não drenado Critério de Tresca
  • 47. Solos grossos - Areias Ângulo de atrito
  • 48. Solos finos - Argilas Coesão em condição não drenada
  • 49. Teste de dissipação de sobrepressão neutra (Nos ensaios “in-situ”as heterogeneidades estão presentes) (CPTu não é piezômetro)
  • 51. CONCLUSÃO ENSAIO “CPTu” É um procedimento excelente para complementar o reconhecimento estratigráfico do terreno e medir propriedades de resistência, deformabilidade e de tempo de adensamento.
  • 52. Ensaio com o dilatômetro de Marchetti DMT
  • 54. HISTÓRICO • Desenvolvido em 1975 pelo Prof. Silvano Marchetti (Roma – Itália) • Atualmente em uso em 40 países
  • 55. NORMAS INTERNACIONAIS • ASTM “Standard Test Method for Performing the Flat Plate Dilatometer Test” - D6635-01 • Eurocode 7 - Geotechnical Design - Part 3 - “Design assisted by field testing” - Section 9 - “Flat Dilatometer Test (DMT)” • Não há norma brasileira !
  • 56.
  • 57.
  • 60.
  • 61.
  • 62.
  • 63. DETALHES DA LÂMINA E DA FIXAÇÃO DA MEMBRANA
  • 65. ÍNDICE DO MATERIAL (Id) 0O 01 d μP PP I Nos solos argilosos, a pressão “P1” é apenas um pouco maior do que a pressão “P0”, enquanto nos solos arenosos, essa diferença é bem maior. Profundidade (m) Pressões"P0"e"P1" (Kgf/cm2) P0 P1 Profundidade (m) Pressões"P0"e"P1" (Kgf/cm2) P0 P1 SOLOS FINOS SOLOS GROSSOS Resultados: “baixos” valores de “Id” Resultados: “altos” valores de “Id”
  • 66. • Índice ligado aos vazios e à compressibilidade • Identifica o “comportamento granulométrico” • É um adimensional • Difere do SPT, que é absoluto e não se usa interpretar como proporção do estado de tensões VALORES DO ÍNDICE DO MATERIAL “Id” 0,1 0,35 0,60 0,90 1,20 1,80 3,30 10 Argilas sensíveis e turfas Argilas puras Argilas siltosas Siltes argilosos Siltes puros Siltes arenosos Areias siltosas Areias puras ARGILAS SILTES AREIAS TIPO DE SOLO COM BASE NA OBSERVAÇÃO DO COMPORTAMENTO 0O 01 d μP PP I
  • 68. MÓDULO DILATOMÉTRICO (Ed) Esse índice “Ed”, é obtido diretamente das leituras “P0” e “P1 De acordo com a teoria da elasticidade: π 2 E μ1 σD 2 onde “D” é o diâmetro da membrana e “ ” é a diferença de pressão aplicada (P1 - P0) Para = 1,10 mm; D = 6,0 cm; = P1 – P0 (Kgf/cm2 ) e definindo como módulo dilatométrico “Ed” a proporção 2 1 E Ed , resulta: O parâmetro “Ed” representa uma “proporção elástica”, ou seja, exprime a relação entre o módulo de elasticidade do solo (E) e o coeficiente de Poisson do solo ( ). 2 1 E Ed )P34,7(PE 0,64 E 1 )P(P6,00,11 01d d 01
  • 70. ÍNDICE DE TENSÃO HORIZONTAL (Kd) VO 0 d σ' μPo K 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 2 4 6 8 10 12 Índice de tensão horizontal "Kd" Profundidade(m) Solos normalmente adensados Parâmetro “Kd” na faixa de solos normalmente adensados (entre 1,8 e 2,3) •Representa a própria definição de “Ko” •A introdução da lâmina altera o repouso •Identificação do histórico de tensões •Em solos sobreadensados Kd > 2,3 •Índice normalizado com a tensão efetiva
  • 71. BAIRRO DA MOÓCA – SÃO PAULO/SP SP-02
  • 73. CORRELAÇÕES • Muito estudadas no mundo todo; • Sempre buscam a relação com os ensaios de laboratório; • O critério recomendado é entender como índices e usar diretamente em projetos.
  • 74. “STANDARD” • SPT – Standard Penetration Test (diferente em cada lugar do mundo); • Ensaios especiais (CPTu, DMT, VST e PMT) seguem um mesmo padrão internacional; • A execução dos ensaios especiais independe do operador.
  • 75. Ensaio com o pressiômetro de Ménard PMT (não há norma brasileira)
  • 76.
  • 77. HISTÓRICO Desenvolvido por Louis Ménard na França em 1955 Em 1963 L. Ménard publica a aplicação direta ao cálculo da capacidade de carga e recalques de fundações
  • 80. O ensaio PMT é rotina na França A experiência acumulada na França é muito grande Publicação de 1978
  • 81. Jean-Louis Briaud Texas A&M University Publicado em 1992 Concentra o conhecimento internacional sobre o assunto
  • 83. 1.Perfuração com circulação de água interna ao revestimento 2.Remoção da ferramenta de perfuração 3.Limpeza interna 4.Introdução do pressiômetro 5.Execução do ensaio
  • 84. Pressiômetro O processo de perfuração com rotativa é o que permite atingir os solos mais fortes
  • 85.
  • 86. A base teórica de análise é a teoria de expansão de uma cavidade cilíndrica
  • 87. Pressiômetro O único ensaio que mede deformação e resistência limite
  • 88. Perfuração com tubo fendido (lanterna chinesa) Os ensaios são executados a partir do fundo do furo
  • 89. O módulo pressiométrico é determinado com base na inclinação do trecho linear da curva; A pressão limite é determinada quando a cavidade espandida atinge o dobro do volume da sonda.
  • 90. Valores típicos de pressão limite e módulo pressiométrico
  • 91. ENSAIO DE PALHETA “IN-SITU” VANE - TEST VST NORMA ABNT – MB - 3122
  • 92. HISTÓRICO Desenvolvido na Suécia em 1919 No Brasil é executado desde 1949 Em 1989 foi publicada a norma brasileira da ABNT
  • 93.
  • 94.
  • 95. EQUIPAMENTO ANTIGO Mecânico (manual) ABNT – MB 3122 Em ensaios especiais de campo a evolução é muito rápida e o desejável é usar normas internacionais, como Eurocode e ASTM.
  • 97. Equipamento atual - eletrônico
  • 98. Equipamento atual - eletrônico
  • 99.
  • 100.
  • 101.
  • 102.
  • 107. Os solos mais estudados do Brasil • Argilas terciárias de São Paulo • Argilas moles do Rio de Janeiro • Argilas marinhas de Santos • E as areias ????????????????????? • Só com os ensaios de campo !
  • 109. PARÂMETROS GEOTÉCNICOS • Resistência • Deformabilidade • Histórico de tensões • Sensibilidade • Tempo de adensamento
  • 110. ENSAIOS DE CAMPO • Resistência………….......CPTu, DMT, VST, PMT • Deformabilidade…………DMT, PMT • Histórico de tensões…...DMT • Sensibilidade……………..VST • Tempo de adensamento..CPTu
  • 111. Resistência ao cisalhamento dos solos Solos grossos - Areias Comportamento drenado Critério de Mohr - Coulomb Solos finos - Argilas Comportamento não drenado Critério de Tresca
  • 112. Envoltória completa Coesão e ângulo de atrito Só com ensaios de laboratório Misturar coesão de ensaio rápido com ângulo de atrito de ensaio lento é muito errado !!!
  • 114. INTERAÇÃO SOLO X ESTRUTURA
  • 115. Deformação é o condicionante fundamental em fundações O ensaio de maior representatividade nas avaliações é o DMT A expectativa de se conseguir simular a interação do solo com a estrutura é com o ensaio DMT
  • 117.
  • 118.
  • 119.
  • 120.
  • 121. TO EQUIVALENT FOOT SHADED AREA CORRESPONDS D C BB B 34870 KN 34690 KN 44110 KN 14830 KN 15090 KN 4280 KN 3300 KN 3850 KN 4420 KN 3410 KN 2970 KN 19400 KN 5230 KN 19590 KN 5160 KN B DA C 620 1780 800 515 795 540 380 400 255 330 360 400 385 400 260 330 300 395 540 940 235 600 600 1675 565 910 225 615 600 1675 Sapata fictícia de cálculo
  • 122. COB Legenda CM 27 Situação na Leitura inicia 26 25 Concretagem 24 23 Fechamento de paredes 22 21 13/10/05 20 19 18/11/05 18 17 21/12/05 16 15 01/02/06 14 13 02/03/06 12 11 06/04/06 10 9 18/05/06 8 7 20/06/06 - nota: houve um 6 5 4 3 2 1 T 1S 2S EDILAR - CONTROLE DE RECALQUES Rua Domingos Lopes Silva -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 31/8/2005 30/9/2005 31/10/2005 30/11/2005 31/12/2005 31/1/2006 28/2/2006 31/3/2006 30/4/2006 31/5/2006 30/6/2006 31/7/2006 31/8/2006 Período Recalque(mm) P19 P21 P23 P32 P34
  • 123. COB Legenda CM 27 Situação na Leitu 26 25 Concretagem 24 23 Fechamento de p 22 21 13/10/05 20 19 18/11/05 18 17 21/12/05 16 15 01/02/06 14 13 02/03/06 12 11 06/04/06 10 9 18/05/06 8 7 20/06/06 - nota: h 6 5 4 3 2 1 T 1S 2S EDILAR - CONTROLE DE RECALQUES Rua Domingos Lopes Silva -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 31/8/2005 30/9/2005 31/10/2005 30/11/2005 31/12/2005 31/1/2006 28/2/2006 31/3/2006 30/4/2006 31/5/2006 30/6/2006 31/7/2006 31/8/2006Período Recalque(mm) P1 P3 P5 P7 P10 P12
  • 124. RECALQUES FINAIS PREVISTOS -10.24mm -16,50mm -23.10mm -30.00mm -6.38mm -9,57mm -17.0mm -23.3mm-19.5mm -13.75mm P21 P12 P3 P10 P1 P7 P32 P34 P19 P23 A BB A C.M.=44.72 C.M.=38.93 C.M.=43.07 C.M.=39.95 C.M.=85.71 C.M.=68.15 C.M.=68.15 C.M.=29.42 C.M.=48.12 C.M.=52.47 C.M.=27.77
  • 125. RECALQUES FINAIS PREVISTOS Secção longitudinal 44.0040.0036.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00 -1.00 -3.00 -5.00 -7.00 -8.00 -6.00 -4.00 -2.00 0.00 -9.00 -10.00 -12.00 -13.00 -11.00 -15.00 -16.00 -14.00 -17.00 -18.00 -19.00 -21.00 -22.00 -20.00 -23.00 -24.00 -25.00 -27.00 -28.00 -26.00 -29.00 -30.00 Recalques(mm) Distância em metros SECÇÃO "A-A" 1 500 950 1 1 500 P21 P7 P23 P1 P19 P34 P3
  • 127. 3.45% 12.07% 19% 100% -5.00 0.00 -10.00 -15.00 -20.00 -25.00 -30.00 -35.00 Carregamento Média dos recalques (mm) 27,5% 40% 49% 61% 72.5% 78%75.5% MÉDIA DOS RECALQUES MEDIDOS X PORCENTAGEM DO CARREGAMENTO
  • 128. EVOLUÇÃO DOS RECALQUES Recalques edifíco Morumbi -25,0 -20,0 -15,0 -10,0 -5,0 0,0 0,00% 10,00% 20,00% 30,00% 40,00% 50,00% 60,00% 70,00% 80,00% Porcentagem carregada Recalque(mm) P1 P3 P5 P7 P10 P12 P19 P21 P23 P32 P34
  • 129. MEDIÇÃO COM 78,0% DA CARGA TOTAL 44.0040.0036.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00 -1.00 -3.00 -5.00 -7.00 SECÇÃO "A-A" -8.00 -6.00 -4.00 -2.00 0.00 P10 P12 P3P34P19P1P23P21 P7 Recalques(mm) Distância em metros -9.00 -10.00 1 500 P32 -12.00 -13.00 -11.00 1 500 -15.00 -16.00 -14.00 -17.00 -18.00 -19.00 -20.00
  • 130. -5.00 0.00 ESCALA H=1:200 ESCALA V=1:0.2 -10.00 -15.00 -20.00 -25.00 -30.00 -35.00 P12 P32P10P3P34P19P1P23P21 P7 13/10/05 18/11/05 12.07% 19.00% 3.45% Recalques(mm) Distância em metros 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00 21/12/05 27.50% 01/02/06 40.00% 02/03/06 49.00% 06/04/06 61.00% PREVISÃO 0.00 72.50% 18/05/06 20/06/06 03/08/06 78% 75.5% PREVISÃO EVOLUÇÃO DOS RECALQUES E COMPARAÇÃO COM A PREVISÃO