Sondagem SPT

2013

MR SONDAGENS SPT - Ensaio de Penetração Padrão (Standard Penetration Test).

O termo sondagem aplica-se a estudos que envolvem operações de amostragem, independentemente do seu domínio.

Especificamente Sondagem SPT também conhecido como sondagem à percussão ou sondagem de simples reconhecimento, é um processo de exploração e reconhecimento do subsolo, largamente utilizado na engenharia civil para se obter subsídios que irão definir o tipo e o dimensionamento das fundações que servirão de base para uma edificação. A sigla SPT tem origem no inglês (standard penetration test) e significa ensaio de penetração padrão.

Krisley Augusto SPT – Ensaio de Penetração Padrão 29/05/2013

SUMÁRIO Introdução ............................................................................................................ 3 Propósitos de uma sondagem SPT .................................................................. 4 Procedimento executivo .................................................................................... 5 1. Processo de perfuração .............................................................................. 5 2. Quantidade do número de sondagem ....................................................... 6 3. Definição da locação de sondagem ........................................................... 7 4. Critérios de paralisação da sondagem ...................................................... 8 5. Observação do N.A. ..................................................................................... 8 6. SPT - Ensaio de Penetração Padrão .......................................................... 9 7. Amostra .......................................................................................................10 8. Avanço de lavagem por tempo .................................................................11 Mobilização ........................................................................................................12 Equipe ................................................................................................................13 Equipamento......................................................................................................14 Relatório de campo ...........................................................................................15 Relatório de sondagem ....................................................................................16 Índice de resistência à penetração do solo ...................................................17 Outros serviços que realizamos .....................................................................18 Alguns de nossos Clientes ..............................................................................19 Fale conosco .....................................................................................................20

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2 MR Sondagens e Estacas Ltda CNPJ: 09.254.028/0001-20 Av. Conselheiro Carrão, 2040 Sobreloja - Vila Carrão - São Paulo - SP. CEP: 03402-001

INTRODUÇÃO A elaboração de projetos geotécnicos em geral, e de fundações em particular, exige um conhecimento adequado dos solos. É necessário proceder-se à identificação e à classificação das diversas camadas componentes do substrato a ser analisado, assim como à avaliação das suas propriedades de engenharia.

A sondagem à percussão é o método para investigação de solos mais difundido no Brasil, capaz de amostrar o subsolo e ao ensaio de penetração padrão. Esse ensaio, também e denominado Standard Penetration Test (SPT), tem como propósito a obtenção de índices de resistência à penetração.

Tais procedimentos de campo permitem o reconhecimento de importantes características necessárias para a elaboração de projetos geotécnicos: o tipo de solo atravessado por meio da retirada de uma amostra deformada, a cada metro perfurado; a resistência oferecida pelo solo à cravação do amostrador padrão, também a cada metro perfurado; e a posição do nível da água, quando encontrados durante a perfuração.

Originário da América do Norte, o método é padronizado internacionalmente desde 1988, sendo normatizado pela ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) através da norma NBR 6484.

Esta investigação é realizada através de um amostrador padrão do tipo Raymond (diâmetro interno e externo, respectivamente, iguais a 34,9 mm. e 50,8 mm.), cravado por meio de golpes com um peso de 65 Kg, caindo em queda livre por 75 cm de altura.

Durante o ensaio registrou-se o número de golpes necessários à penetração de cada 15 cm da camada investigada. A caracterização dos materiais é realizada considerando-se os aspectos geológicos regionais e a análise táctil-visual das amostras coletadas durante a cravação do amostrador.

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PROPÓSITOS DE UMA SONDAGEM SPT O emprego da sondagens à percussão em uma fundação além de ser essencial fornece as seguintes vantagens principais: custo baixo; facilidade de execução e possibilidade de trabalho em locais de difícil acesso; coleta de amostras do terreno, a diversas profundidades, possibilitando o conhecimento da estratigrafia do mesmo; através da maior ou menor dificuldade oferecida pelo solo à penetração de ferramenta padronizada, fornece indicações sobre a consistência ou compacidade dos solos investigados; determinação da profundidade de ocorrência do lençol freático.

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PROCEDIMENTO EXECUTIVO 1. PROCESSO DE PERFURAÇÃO Para se iniciar uma sondagem, monta-se sobre o terreno, na posição de locação do furo, o “tripé de sondagem”. No topo do tripé é instalada a roldana por onde passa uma corda.

A perfuração é iniciada com o trado cavadeira até a profundidade de 1 (um) metro, instalando-se o primeiro segmento de tubo de revestimento.

Nas operações subsequentes de perfuração utiliza-se o trado concha, até que se torne inoperante ou encontre o N.A. (nível de água). Passa-se então ao processo de perfuração por circulação de água no qual, usando-se a cruzeta de lavagem como ferramenta de escavação, a remoção do material escavado se faz por meio da circulação de água realizada pelo motor-bomba.

Durante as operações de perfuração, caso a parede do furo se mostre instável, procede-se a descida do tubo de revestimento até onde se fizer necessário, alternadamente com a operação de perfuração.

Em sondagens profundas, onde a descida e a posterior remoção dos tubos de revestimento forem problemáticas, poderão ser empregadas brita corrida (lamas de estabilização) em lugar do tubo de revestimento.

Durante a operação de perfuração são anotadas as profundidades das transições de camadas detectadas por exame táctil-visual e da mudança de coloração dos materiais trazidos à boca do furo pelo trado concha ou pela água da lavagem.

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2. QUANTIDADE DO NÚMERO DE SONDAGENS O número de sondagens e a sua localização em planta dependem do tipo da estrutura, de suas características específicas e das condições geotécnicas do subsolo. O número de sondagens deve ser suficiente para fornecer um quadro, o melhor possível, da provável variação das camadas do subsolo do local em estudo. As sondagens devem ser, no mínimo, de uma para cada 200 m² de área da projeção em planta do edifício, até 1200 m² de área. Entre 1200 m² e 2400 m² deve-se fazer uma sondagem para cada 400 m² que excederem de 1200 m².

Acima de 2400 m² o número de sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particular da construção.

No entanto, em quaisquer circunstâncias, o número mínimo de sondagens deve ser: dois para área de projeção em planta do edifício até 200 m²; três para área entre 200 m² e 400 m².

Nos casos em que não houver ainda disposição em planta dos edifícios, como nos estudos de viabilidade ou de escolha de local, o número de sondagens deve ser fixado de forma que a distância máxima entre elas seja de 100 m, com um mínimo de três sondagens.

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3. DEFINIÇÃO DA LOCALIZAÇÃO DAS SONDAGENS Para a execução das sondagens, determina-se, em planta, na área a ser investigada, a posição dos pontos a serem sondados. As sondagens devem obedecer às seguintes regras gerais: Conhecendo-se a projeção em planta da edificação, as sondagens devem ser igualmente distribuídas, próximas ao limite dessa área; na fase de estudos preliminares ou de planejamento do empreendimento, as sondagens devem ser igualmente distribuídas em toda a área na fase do projeto, específico que leve em conta por menores estruturas, tais como pontos com maior concentração de carga, de forma a permitir uma interpretação em diversos planos de corte.

Para a instalação do tripé e operações do equipamento de sondagem, necessita-se de área com raio de dois à três metros, e no minimo 4 metros de altura. Assim, a localização deve ser definida mantendo-se essa distância das divisas e de construções existentes. Em caso da constatação de inviabilidade do ponto locado, sua posição pode ser corrigida de forma a estar compatível com a situação do local.

Definida a localização das sondagens, os pontos devem ser locados e nivelados no terreno. O nivelamento deve ser feito em relação a um RN (nível de referência) fixo e bem determinado, de preferência único para toda a obra e fora do local da mesma, como, por exemplo, uma guia de passeio (meio-fio), ou algum outro ponto fixo da obra. Para qualquer tipo de projeto que não tiver a definição dos pontos de sondagem estabelecida pode ser consultada a ABNT – NBR 8036-83.

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4. CRITÉRIOS DE PARALISAÇÃO DA SONDAGEM Não ocorrendo as situações de paralisação descritas durante o ensaio de penetração dinâmica, o processo de perfuração por lavagem, associado aos ensaios penetrométricos, será utilizado até onde se obtiver, nesses ensaios, uma das seguintes condições: quando, em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetração dos 15 cm iniciais do amostrador-padrão; quando, em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 30 cm iniciais do amostrador-padrão; quando, em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 45 cm do amostrador-padrão.

Dependendo do tipo de obra, das cargas a serem transmitidas às fundações e da natureza do subsolo, admite-se a paralisação da sondagem em solos de menor resistência à penetração do que aquela discriminada acima, desde que haja uma justificativa geotécnica ou solicitação do cliente.

5. OBSERVAÇÃO DO N.A. (NÍVEL DE ÁGUA) Durante a execução da sondagem à percussão são efetuadas observações sobre o nível de água, registrando-se a sua cota que se encontra e as condições de permeabilidade e drenagem das camadas atravessadas.

Quando se consegue levar a perfuração com trado concha até a profundidade de ocorrência do nível de água, interrompe-se a perfuração nessa oportunidade e passa-se a observar a elevação do nível de água no furo até sua estabilização, efetuando-se leituras a cada 10 minutos durante, 30 minutos.

Nos casos onde ocorrem pressão de artesianismo no lençol freático, ou fuga de água no furo, deverão ser anotadas as profundidades das ocorrências e do tubo de revestimento.

O nível de água final da sondagem é determinado no término do furo, após esgotamento do mesmo e após a retirada do tubo de revestimento e decorridas, no mínimo, 12 horas e revisto o nível de água.

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6. SPT – ENSAIO DE PENETRAÇÃO PADRÃO (SPT-STANDARD PENETRATION TEST) O amostrador padrão, conectado às hastes de perfuração, é descido no interior do furo de sondagem sempre a cada metro de sondagem atingida pela perfuração. Utilizando-se o topo do tubo de revestimento como referência, marcase na haste de perfuração, com giz, um segmento de 45 cm dividido em três trechos iguais de 15 cm.

A seguir, o batente é colocado no topo da haste, e o peso e levantado em uma altura de 75 cm, é solto no batente assim e contato o numero de golpes realizados até que se atinja os 15 cm finais, que são somados o seu total separadamente a cada 15 cm.

A cravação do amostrador-padrão é interrompida antes dos 45 cm de penetração sempre que ocorrer uma das seguintes situações: Em qualquer dos três segmentos de 15 cm, o número de golpes ultrapase o criterio estabelecido para a edificão.

Quando se detectar rocha ou matacão deve ser executado o ensaio de avanço por por circulação de água, conforme será descrito posteriormente em “8. Avanço de lavagem por tempo”. Ocorrendo essa situação antes da profundidade estimada para atendimento do projeto, a sondagem deve ser deslocada, no mínimo duas vezes para posições diametralmente opostas, a 2 metros da sondagem inicial.

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7. AMOSTRAGEM Será coletada, para exame posterior de um geologo, a cada metro de perfuração, a contar de um metro de profundidade, são colhidas amostras dos solos por meio do amostrador padrão.

Obtêm-se amostras cilíndricas, adequadas para a classificação do solo, porém, evidentemente, comprimidas. Esse processo de extração de amostras oferece, entretanto, a vantagem de possibilitar a medida da consistência ou compacidade do solo por meio de sua resistência à penetração (SPT).

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8. AVANÇO DE LAVAGEM POR TEMPO

Quando for atingida a condição de rocha ou matacão anteriormente descrita, deverá a mesma ser confirmada pelo ensaio de avanço da perfuração por lavagem.

Este ensaio consiste na execução da operação de perfuração por circulação de água durante 30 minutos anotando-se os avanços do trépano obtidos a cada período de 10 minutos.

A sondagem será dada por encerrada quando, no ensaio de avanço da perfuração por lavagem, forem obtidos avanços inferiores a 5 cm em cada período de 10 minutos.

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MOBILIZAÇÃO A mobilização e desmobilização da equipe e dos equipamentos para execução de uma sondagem à percussão são realizadas por caminhão com capacidade de até 4 toneladas. Por ser equipamento leve, tais procedimentos são realizados manualmente pelos próprios funcionários, não despendendo muito tempo para sua montagem no canteiro de obras.

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EQUIPE O equipamento para a execução de uma sondagem à percussão deve ser operado por equipe de campo constituída de sondador, auxiliar de sondagem e ajudante.

FUNÇÕES

CONHECIMENTOS Deve ser treinado e aprovado no serviço pelo encarregado de sondagem e pelo engenheiro geotécnico responsável pelo serviço.

SONDADOR

Deve saber ler e escrever, além de conhecer todo o equipamento, a operação e manutenção.

Deve saber fazer a descrição tátil visual das amostras de solo encontradas durante a sondagem - nos seus aspectos básicos quanto à granulometria, cor e origem.

AUXILIAR DE SONDAGEM

Deve conhecer todos os equipamentos e todas as operações do serviço.

Funcionário, ainda em fase de treinamento, não pertencendo necessariamente à equipe mínima.

AJUDANTE Auxilia nas várias etapas do serviço, seguindo orientação do sondador ou do auxiliar.

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EQUIPAMENTO Os equipamentos para a execução de uma sondagem à percussão em geral, e composta dos seguintes elementos:

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RELATÓRIO DE CAMPO O Relatório de Campo, é um documento que deve ser preenchido para todos os furos de sondagens, registrando se, no mínimo, os seguintes dados de execução:

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RELATÓRIO DE SONDAGEM Com base nas anotações de campo e nas amostras colhidas prepara-se, para cada sondagem, um desenho (formato A4 da ABNT) contendo o perfil individual da sondagem onde figuram as seqüências das camadas do subsolo, constando ainda cotas, posições onde foram recolhidas amostras, os níveis de água subterrâneos, além das resistências à penetração, nas cotas em que foram observadas e expressas em golpes/cm.

Do relatório sobre as sondagens deve constar um desenho com a localização das sondagens em relação a pontos bem determinados do terreno, além da indicação do RN aos quais foram referidas as cotas dos pontos sondados.

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ÍNDICE DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO DO SOLO Tal como definido por Terzaghi-Peck (“Soil Mechanics in Engeneering Practice”) o índice de resistência à penetração (SPT - Standard Penetration Test) é a soma do número de golpes necessários à penetração no solo dos 30cm finais do amostrador.

Despreza-se, portanto, o número de golpes correspondentes à cravação dos 15 cm iniciais do amostrador. Ainda que o ensaio de resistência à penetração não possa ser Considerado como um método preciso de investigação, os valores de N obtidos dão uma indicação preliminar bastante útil da consistência (solos argilosos) ou estado de compacidade (solos arenosos) das camadas de solos investigadas.

Na tabela abaixo constam as designações e valores estabelecidos pela NBR 6484 ÍNDICE DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO

DESIGNAÇÃO

≤4

Fofa (o)

AREIAS

5a8

Pouco compacta (o)

E SILTES ARENOSOS

9 a 18

Medianamente compacta (o)

19 a 40

Compacta (o)

> 40

Muito compacta (o)

≤2

Muito mole

ARGILAS

3a5

Mole

E SILTES ARGILOSOS

6 a 10

Média (o)

11 a 19

Rija (o)

> 19

Dura (o)

SOLO

no método proposto pela Associação Brasileira de Mecânica dos Solos (ABMS).

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