Investigação do Subsolo para Fundações

INVESTIGAÇÃO DO SUBSOLO
Wendell José Soares dos Santos
E-mail: wendell.santos@professores.unifavip.edu.br
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Disciplina: Fundações
Introdução
Investigação do subsolo
Objetivo geral:
Conhecimento, utilizando técnicas disponíveis, do solo e/ou
rocha que será utilizado como material de construção ou
fundação onde serão construídas as obras de engenharia.
Obtenção dos parâmetros e características dos solos e/ou
rochas sob as diversas condições que a obra de engenharia
pode ser submetida durante sua vida útil.
Um programa de investigação deve fornecer características e
parâmetros necessários para construção e segurança.
Investigação do subsolo
Objetivos específicos:
SOLO - Determinar extensão, profundidade e espessura de cada
camada de solo, e descrição do solo: compacidade (solo granular) e
consistência (solo coesivo).
ROCHA - Determinar profundidade da superfície da rocha,
classificação, extensão, profundidade e espessura de cada extrato
rochoso, direção das camadas, espaçamento de juntas, planos de
acamamento, presença de falhas e o estado de alteração e
decomposição.
ÁGUA - Informações sobre ocorrência de água no subsolo:
profundidade do lençol freático e suas variações e lençóis
artesianos.
COLETA DE AMOSTRAS INDEFORMADAS: quantificar propriedades
mecânicas do solo (compressibilidade, permeabilidade e resistência
ao cisalhamento).
OBS.: Em muito casos nem todas essas informações são necessárias
e, em outros, valores estimativos serão suficientes.

Etapas de um programa de
investigação
Conhecer as principais características dos solos
Sondagens à percussão
Investigação
preliminar
Esclarecer as feições mais relevantes do solo
Mais sondagens a percussão, sondagens
mistas, retiradas de amostras indeformadas.
Investigação
Complementar
Confirmar as condições de projeto
Dificuldade de executar o tipo de fundação
prevista
Investigação na
fase de construção
Etapas de um programa de
investigação
PARA DEFINIR O PROGRAMA
Planta do terreno
Informações geológica-geotécnica
sobre a área
Dados da estrutura a construir e das
edificações vizinhas
Normas e código de obra municipal
Número de Furo de sondagens Número de Furo de sondagens
Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de sondagens
devem ser:
a) Dois para área de projeção em planta do edifício até 200 m²
b) Três para área entre 200 m² e 400 m².
NBR 8036

Localização dos furos de
sondagem
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;
b) na fase de projeto podem-se localizar as
sondagens de acordo com critério específico que
leve em conta pormenores estruturais;
c) Se o número de sondagens for superior a três, elas
não devem ser distribuídas ao longo de um
mesmo alinhamento.
Localização dos furos de
sondagem
Profundidade das sondagens -
Recomendações
CRITÉRIO 1: A profundidade da sondagem depende das cargas e das
dimensões da edificação, como apresentado na relação a seguir:
Onde:
H = profundidade da sondagem
C = coeficiente que depende da carga média da
edificação sobre o solo, isto é, o peso da
construção dividida pela área de sua projeção
(tf/m²)
B = largura maior do retângulo de menor área que
envolva a construção.
FONTE: Rabello, Yopaman (2011), pág 39
H = C x B
CRITÉRIO NBR 8036:
Onde:
q= pressão média sobre
o terreno;
= peso específico
médio do solo;
M= 0,1;
B = menor dimensão do
retângulo da edificação;
L = maior dimensão do
retângulo da edificação;
D = profundidade de
sondagem

Métodos de
prospecção geotécnica
Métodos de prospecção
geotécnica
Classificação dos métodos:
Métodos indiretos: a determinação das propriedades das
camadas do subsolo é feita indireta pela medida, seja da sua
resistividade elétrica ou da velocidade de propagação de
ondas elásticas.
Métodos semidiretos: fornecem informações sobre as
características do terreno, sem contudo possibilitarem a coleta
de amostras ou informações sobre a natureza do solo, a não
ser por correlações indiretas.
Métodos diretos: consistem em qualquer conjunto de
operações destinadas a observar diretamente o solo ou obter
amostras ao longo de uma perfuração.
geotécnica
Classificação dos métodos:
MÉTODOS DE
INVESTIGAÇÃO
PENETRAÇÃO NO
SOLO
RETIRADAS DE
AMOSTRAS
INDIRETO NÃO NÃO
SEMI-DIRETO SIM NÃO
DIRETO SIM SIM
geotécnica
Os principais processos de investigação do subsolo para
fins de projetos de fundações de estruturas são:
Em casos excepcionais são usados os ensaios de palheta (vane
test) e o dilatômetro (DMT).
TIPO MÉTODO NORMA
Poço de inspeção DIRETO NBR 9604
Sondagem a trado DIRETO NBR 9603
Sondagem à
percussão com SPT
DIRETO NBR 6484
Sondagens Rotativas DIRETO DNER PRO 102/97
Ensaio de Cone (CPT) SEMI-DIRETO NBR 12069

Poço de inspeção
Permitem examinar solo e
parede da escavação.
Obtenção de amostras
indeformadas tipo bloco e
Avançam até encontrar o
nível ou até onde
for estável.
Grande número de
correlações entre
parâmetros e custo
acessível.
Sondagem a trado
Classificação táctil-visual das
camadas atravessadas
Retirada de amostra amolgada
Definição de Perfil geotécnico
Profundidade do NA;
Auxiliar na abertura do furo para
execução de outros tipos de
sondagens ou na instalação de
equipamentos.
Sondagem a trado
Critérios de parada:
Quando existir a profundidade
especificada na programação;
Quando ocorrerem desmoronamentos
sucessivos
Quando o avanço for inferior a 50mm
em 10 min de operação
Ensaio de penetração dinâmica
SPT

SPT
Procedimento
1. Fazer o furo até 1 metro de profundidade utilizando o trado
concha com diâmetro adequado (normalmente 2 ;
2. Introduzir o conjunto (amostrador + haste de percussão+
cabeça de bater) no furo;
3. Cravar o amostrador padrão 45 cm abaixo do fundo do furo,
em três seguimentos de 15 cm; utilizando o martelo padrão
de 65 kg caindo livremente de uma altura de 75cm;
SPT
Procedimento
4. Anotar o número de golpes necessários para cravação de
cada segmento de 15cm;
5. Retirar o amostrador e recolher a amostra retida,
acondicioná-la em recipiente adequado com respectiva
etiqueta a qual deve conter os seguintes dados: local,
número do furo, profundidade da amostra, número da
amostra, classificação expedita, sondador, data;
6. Aprofundar o furo, através do trado concha ou através de
lavagem por circulação com cravação de revestimento
ou ainda através de lavagem por circulação de lama
bentonítica, até a profundidade do novo ensaio
penetrométrico;
SPT
SPT

Relatório de Sondagem SPT
1. Estratificação das camadas;
2. Profundidade do NA;
3. Resistência a penetração golpes/cm (30 cm final), ou NSPT.
Relatório de Sondagem SPT
Critérios de paralização antes dos 45 cm
Utilização do trépano de lavagem
Relatório de Sondagem SPT Relatório de Sondagem SPT
Critérios de parada

Correlações do ensaio SPT Sondagem rotativa
São usadas quando se chega a uma camada
de rocha ou quando no curso de uma
perfuração se encontra solo de alta
resistência (blocos ou matacões de natureza
rochosa).
Tem por finalidade obter testemunhos
(amostra da rocha) e identificar
descontinuidades do maciço rochoso.
Sondagem rotativa
Operação: Consiste basicamente na realização de manobras
consecutivas de rotação (cabeçote de perfuração) e forçar
para baixo (sistema hidráulico) avanço)
Coroa de Widia - Para
rochas brandas
Coroa de Diamante -
Para rochas de média
a alta dureza
Sondagem rotativa

Testemunhos de sondagem
rotativa
As brocas apresentam
diâmetros entre 30 mm e 76
mm, recebendo as seguintes
dominações:
XRT (30 mm)
EX (38 mm)
AX (48 mm)
BX (60 mm)
NX (76 mm)
Índice de qualidade da rocha -
RQD
RQD - Designação da Qualidade da Rocha (Rock Quality
Designation)
Este parâmetro indica a porcentagem de rocha recuperada em
pedaços de rocha intactos iguais ou maiores que 10 cm em um
determinado trecho perfurado.
Toma-se um comprimento 200 cm (2 m), e avaliado o
comprimento somado dos pedaços iguais ou acima de 10
cm. A porcentagem dessa razão nos indica o RQD.
Comprimento total corpo de prova cilindrico = 200 cm.
comprimento de partes do corpo de prova > 10 cm
Comprimento total do corpo de prova
RQD = x 100%
RQD
L = 38 cm
L = 17 cm
L = 0
nenhuma parte > 10 cm.
L = 20 cm
L = 35 cm
L = 0
não recuperado
Quebra pela amostragem
Comprimento total corpo de prova cilindrico = 200 cm.
comprimento de partes do corpo de prova > 10 cm
Comprimento total do corpo de prova
RQD = x 100%
Qualidade do
maciço
RQD (%)
A. Muito Ruim 0-25
B. Ruim 25-50
C. Razoável 50-75
D. Bom 75-90
E. Ótimo 90-100
RQD = 200 x 100% = 55%
RQD
Apresentação dos
resultados

Ensaio CPT (cone penetration test)
1. Como no ensaio de SPT o CPT é um ensaio
de penetração, porém enquanto o de SPT é
dinâmico, o de CPT é estático
2. O ensaio consiste em fazer a cravação de um
cone de área de 10 cm² e ângulo de 60° a
uma velocidade de 2 cm/s, armazenando,
em um computador, os dados a cada 20 cm
3. O ensaio consegue medir a resistência de
ponta (qc) e lateral (fs) , temos células de
carga
4. Não temos a retirada de amostras do solo e
o tipo de solo é obtido por correlações.
RESISTÊNCIA
LATERAL
RESISTÊNCIA
DE PONTA
Ensaio CPT (cone penetration test) Ensaio CPT (cone penetration test)
Figura Relação entre a
razão de atrito, resistência
de ponta do cone e tipo de
solo. Robertson e
Campanella (1983)

Figura Relação entre a
razão de atrito, resistência
de ponta do cone e tipo de
solo. Robertson e
Campanella (1983)
Ensaio CPT x Sondagem SPT
CRITÉRIO CPT SPT
FREQUÊNCIA DE MEDIÇÕES > 5 medições/m 1 medição/m
GRANDEZA MEDIDA TENSÃO Golpes/30cm
SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE
DADOS
Eletrônico/Wi-fi Prancheta
CUSTO ALTO BAIXO
OBRAS COMUNS PORTOS, AEROPORTOS etc EDF. RESIDENCIAIS
Causas de problemas com
fundações
1. AUSÊNCIA DE INVESTIGAÇÕES
80% dos casos de mau desempenho de obras pequenas
e médias.
2. INVESTIGAÇÃO INSUFICIENTE
Número insuficiente de sondagens (área extensa ou
subsolo variado)
Profundidade de investigação insuficiente;
Propriedade de comportamento não determinada por
necessitar de ensaios especiais
Situações com grande variação de propriedades
fundações
INVESTIGAÇÃO INSUFICIENTE

fundações
PROFUNDIDADE INSUFICIENTE
fundações
3. INVESTIGAÇÃO COM FALHA
Erro na localização do local
Procedimentos indevidos ou ensaio não padronizado
Equipamento com defeito ou fora de especificação
Procedimentos fraudulentos
Ensaios de campo-laboratório representatividade
4. INTERPRETAÇÃO INADEQUADA DOS DADOS
Adoção de valores não representativos ou ausência de
identificação de problemas podem provocar
desempenho inadequado
Dúvidas?

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