SOLOS: SONDAGENS
ALÍCIA MICHELINE JULIANA PEREIRA MARIANA FONSÊCA MARIANA O. MACIEL
Recife 2018
Metodologia de execução da sondagem SPT: A sondagem de solo é essencial para o desenvolvimento de serviços geotécnicos de qualidade. Serviços como a construção de fundações, estabilização de encostas, construção de estradas e rodovias, e tantos outros serviços. Este serviço é também conhecido como investigação geotécnica ou investigação do subsolo. Para conhecer o tipo de solo de um terreno e suas principais características, como o nível do lençol freático e a resistência, é fundamental que seja feita alguma sondagem. Uma das mais conhecidas e realizadas antes da escolha da fundação é a SPT-T. No Brasil o ensaio de campo mais utilizado para este fim é a Sondagem Simples de Reconhecimento de Solo, ou seja, o SPT. SPT é a sigla para Standart Penetration Test, traduzindo é o Teste de Penetração Padrão. A sondagem SPT-T é um método de investigação de solo cujo avanço da perfuração é feito por meio de trado ou de lavagem, sendo utilizada a cravação de um amostrador padrão para a obtenção de medida de resistência à penetração, coleta de amostra e determinação do nível de água. Este tipo de sondagem de solo é simples e barato, principalmente quando comparado a outros métodos existentes. Além do custo baixo pode ser executado em locais de difícil acesso. Apesar da facilidade em contratar este tipo de serviço, muitas obras ainda são feitas sem nenhum tipo de investigação do subsolo. Isso pode acarretar no dimensionamento de fundações inadequadas para a edificação. A resistência do solo é obtida pelo número de golpes necessários para cravar um amostrador padrão utilizando o procedimento executivo definido na norma ABNT 6884:2001. A medida de resistência, mais conhecida como NSPT, é obtida contando o número de golpes necessários para cravar três segmentos de 15 cm. A amostra coletada metro a metro permite a análise tátil e visual das distintas camadas do subsolo. Quando a sondagem é realizada acima do nível de água, a perfuração deve ser executada com o auxílio de um trado concha ou helicoidal até atingir o lençol freático. Abaixo do nível do lençol freático é possível utilizar o método de percussão com circulação de água (método de lavagem) com cravação obrigatória de revestimento. O ensaio SPT torna-se SPT-T quando, após o término da cravação do amostrador, é acoplado um torquímetro na parte superior da composição de hastes e é aplicado o torque obtendo duas medidas. Uma corresponde ao valor máximo do torque e a outra ao torque residual.
A importância da sondagem do solo: Sem este tipo de serviço é impossível aos profissionais de engenharia definirem as soluções mais adequadas para as fundações das edificações, técnicas para estabilização dos taludes e a espessura correta das camadas de um pavimento de rodovia. A sondagem geotécnica é essencial para coletar informações como: > Perfil geotécnico do local investigado, como definição das camadas de solo e características de cada uma delas; > Coleta de amostras deformadas de cada camada de solo, metro a metro, para posterior caracterização do solo em laboratório; > Ocorrência e profundidade do lençol freático; > Informações quanto à consistência e compacidade dos solos; > Definição da resistência do solo por meio de correlações com o NSPT, ou seja, o número de golpes necessários para cravação dos últimos 30 centímetros do barrilete; > Identificação de profundidade do maciço rochoso; > Identificação de antigos aterros ou camada de material orgânico no solo.
Sem estas informações é possível acontecer um dimensionamento inadequado, ocasionando ou um superdimensionamento das estruturas ou o dimensionamento abaixo do necessário. Quando ocorre o superdimensionamento o único problema é o desperdício financeiro. Agora quando os elementos são dimensionados abaixo do necessário, podem surgir inúmero problemas, alguns tão crítico que a única solução é executar uma nova fundação ou estrutura de contenção.
Equipamentos necessários para sondagem SPT: Para a realização dos serviços de sondagem de solo são utilizados equipamentos simples, mas que precisam ser manuseados de forma adequada. A não observância das normas de execução, ou funcionários treinados de forma inadequada podem fazer com que os resultados obtidos sejam falseados. Para evitar este tipo de problema o segredo é escolher uma boa empresa de sondagem. Os principais equipamentos são: > Tripé equipado com sarilho, roldana e cabo de aço; > Tubos de revestimento com diâmetro interno de 66,5mm (2 1/2”) sendo usado correntemente os de 76,2mm (3”), 101,6mm (4”) e 152,4mm (6”); > Haste de aço para avanço, com diâmetro nominal interno de 25mm (diâmetro externo de 33,7mm e peso do tubo 2,97Kg/m); > Martelo com 65 kg de peso em ferro com coxim de madeira para cravação das hastes de perfuração e dos tubos de revestimento, de forma cilíndrica ou prismática; > Conjunto Motor-Bomba para circulação da água; > Trépano ou peça de lavagem constituído por peça de aço terminada em bisel e dotada de duas saídas laterais para a água; > Trado concha com 100mm de diâmetro e trado helicoidal de diâmetro mínimo de 56mm e máximo de 62mm; > Amostrador padrão bipartido de diâmetro externo de 50,8mm e interno 34,9mm.
Metodologia executiva: A perfuração é iniciada com a utilização do trado concha até a profundidade de 1,0 metro, caso necessário já deve ser instalado o primeiro seguimento do tubo. A partir daí a escavação é realizada por meio do trado helicoidal, até ser encontrado o lençol freático ou até o trado se tornar inoperante devido a resistência do solo. Quando a utilização do trado helicoidal não é mais adequada, passa-se para a perfuração por circulação de água. Utiliza-se para a escavação o trépano de lavagem e o material é removido por meio de circulação de água realizada pela moto bomba. Durante toda a operação, a equipe deve estar atenta à necessidade do revestimento do furo com os tubos metálicos. Em algumas situações onde o revestimento com tubo metálico for dificultado é possível utilizar lamas de estabilização no lugar do tubo metálico. A equipe de perfuração também é responsável por anotar todas as profundidades de transição de camadas do solo. Isto é realizado por meio do exame táctil-visual e da mudança de cor do material que é removido para fora do furo. A cada metro de perfuração são colhidas amostras do solo por meio do amostrador padrão. Para este procedimento o trépano é retirado e instalado o amostrador padrão à haste de perfuração. Em seguida a cabeça de bater é colocada no topo da haste e o martelo apoiado suavemente sobre a cabeça de bater, caso acontecer alguma penetração deve ser anotada. Utilizando o topo do tubo de revestimento como referência, marca-se na haste um segmento de 45 cm, divido em três trechos de 15 cm.
O próximo passo é cravar o amostrador por meio de sucessivas quedas do martelo, que deve sererguido a uma altura de 75 cm. A equipe deverá anotar o número de golpes necessários para a cravação de cada 15 cm do amostrador. O número de golpes NSPT será a soma dos golpes dos últimos 30 cm. Ou seja, os golpes do primeiro trecho de 15 cm são descartados e os golpes dos dois últimos trechos são somados. Este procedimento de escavação e coleta de amostras é repetido até a profundidade indicada pelo projetista ou responsável técnico da obra ou até que se atendam os critérios normativos de interrupção da sondagem.
Sondagem SPT é executada no transcorrer da sondagem a percussão, com o propósito de obter índices de resistência na penetração do solo. Consiste no reconhecimento dos tipos de solos e as respectivas espessuras de cada camada do terreno. É utilizada para a obtenção de amostras de solo, medida de índices de resistência a penetração e execução de vários ensaios in situ. É possível, ainda, no final do ensaio á penetração, medir o torque necessário para ruptura da amostra, o nível do lençol freático, bem como executar outros ensaios aproveitando-se a perfuração. É um método para investigação de solos em que a peliuração é feita através de trado ou de lavagem, sendo utilizada para a obtenção de amostras de solo, medida de índices de resistência à penetração e execução de vários ensaios in situo É possível, ainda, no final do ensaio à penetração, medir o torque necessário para ruptura da amostra, bem como executar outros ensaios aproveitando-se a perfuração ● Contar o número de quedas do martelo necessário para cravação de cada segmento de 15 cm do total de 45 cm; ● Recolher e acondicionar a amostra contida no amostrador; ● Repetir o procedimento com perfuração a trado helicoidal ou perfuração com auxílio de circulação de água; ● Atingindo o segundo metro, repetir o processo que continua até atingir um solo muito resistente ou a profundidade estabelecida pelo cliente.
● Se encontrar o nível d'água a sondagem é realizada com a utilização do processo de perfuração por circulação d’água. ● A água é injetada na haste que leva na extremidade o trépano que possui orifícios laterias e injeta água no solo. A pressão da água e movimentos de rotação e percussão imprimidos fazem com que o trépano rompa a estrutura do solo. ● O solo misturado a água volta a superfície e é despejado na caixa d'água.
O avanço do furo: 1. Com trado-concha até o 1º metro; 2. Com trado helicoidal do 2º metro até: O nível d’água; Avanço do trado for inferior à 50mm após 10min; Solo não aderente ao trado. 3. Com trépano com circulação de água quando não for possível o uso do trado helicoidal.
Registro do número de golpes: Como geralmente não ocorre penetração exata de 45cm: 1. É registrada a penetração imediatamente superior a 15cm; 2. Conta-se o número de golpes adicionais para 30cm; 3. Em seguida, conta-se o adicional para o amostrador atingir 45cm. Exemplo de Registro: 14/18 – 12/12 – 15/15.
Casos especiais:
Cálculo da profundidade:
1/47, 1/50 → Quando para o 1º golpe do martelo a penetração for superior a 45cm; 0/23. 0/51 → Se ao apoiar o martelo houver penetração (zero golpes); 15/7 → Se a penetração for incompleta. 0/65, 2/40 → Quando exceder significativamente os 45cm ou quando não for possível distinguir claramente os três intervalos de 15cm. 0/65, 1/33, 1/20 → Penetração com poucos golpes ultrapassa 45cm.
● Até a profundidade onde o acréscimo de tensão no solo, fruto das cargas estruturais, for menor do que 10% da tensão geostática efetiva (usar ábaco da NBR 8036/83); ● Profundidade mínima (Azeredo, 1977. O edifício até sua cobertura): D ≥ 1,5.B (se B ≤ 25m); D ≥ B (se B > 25m). Onde B é a menor dimensão da área construída.
Cravação interrompida antes dos 45 cm (penetração incompleta):
O boletim de sondagem:
Em qualquer dos 3 segmentos de 15 cm, o número de golpes ultrapassar 30: 12/16, 30/11; Um total de 50 golpes tiver sido aplicado durante toda a cravação: 14/15 – 21/15 – 15/7; Não se observar o avanço do amostrador durante a aplicação de 5 golpes sucessivos do martelo (seguir o processo com método de lavagem): 10/0.
● Cota da boca do furo: nem sempre é a cota de implantação da obra; ● Coordenadas do furo; ● Nível d'água; ● Nome do técnico; ● Dados do equipamento; ● Data e hora do início do furo; ● Data e hora do fim do furo.
Vantagens da sondagem SPT: ● Capazes de ultrapassar e posicionar o nível d'água; ● O furo pode ser revestido se se apresentar instável; ● Determina o tipo de solo em suas profundidades de ocorrência e atravessa solos mais resistentes; ● Mede a resistência a penetração do solo; ● Baixo custo e fácil execução; ● Pode ser realizado em locais de difícil acesso.
ESQUEMAS EM CORTE - EXEMPLO DA SONDAGEM SPT:
TIPOS DE SONDAGENS
As sondagens escolhidas para detalhamento do presente trabalho foram: Sondagem a Trado, sondagem rotativa e sondagem mista.
SONDAGEM A TRADO: A sondagem a trado é uma das formas mais simples de investigação do solo. Basicamente este tipo de sondagem é uma escavação com pequeno diâmetro e profundidade reduzida. Pode ser efetuada de forma mecânica ou manual, sendo esta a mais adotada. O grande objetivo deste tipo de sondagem é a coleta de amostras deformadas para a realização de ensaios de laboratório. Com as amostras coletadas é possível determinar o perfil geológico do solo investigado. Entretanto, não é possível obter índices de resistência do solo diretamente com a sondagem, assim como é feito nas sondagens SPT. Sondagem à trado é um método de investigação geológico-geotécnica que utiliza como instrumento o trado, um tipo de amostrador de solo constituído por lâminas cortantes, que podem ser espiraladas (trado helicoidal ou espiralado) ou convexas (trado concha). O método tem por finalidade a coleta de amostras deformadas, determinação do nível d’água e identificação dos horizontes do terreno, sendo uma das formas mais simples de investigação do solo. A NBR 9603:2015 prescreve a metodologia correta para a execução da sondagem à trado. O método consiste em uma escavação com pequeno diâmetro e profundidade reduzida por meio de um dispositivo de baixa a média resistência para perfuração de solo, podendo ser efetuada de forma mecânica ou manual, sendo este último o mais adotado. Os trados manuais são geralmente usados até profundidades de cerca de 6 metros e em solos pouco consistentes.
O grande objetivo deste tipo de sondagem é a coleta de amostras deformadas para a realização de ensaios de laboratório, com as amostras coletadas é possível determinar o perfil geológico do solo investigado, entretanto, não é possível obter índices de resistência do solo diretamente com a sondagem, assim como é feito nas sondagens SPT. O processo executivo é simples e pode ser descrito basicamente pela escavação do solo com os trados e coleta de amostras a cada metro, ou quando for identificado mudança no tipo de solo escavado. A escavação deve ser iniciada com o trado cavadeira, o trado helicoidal deve ser utilizado somente quando a penetração pelo trado cavadeira já estiver impossibilitada. Em terrenos com superfície muito dura é permitido utilizar a ponteira de aço para iniciar a escavação. Ao superar esta camada mais resistente deve-se utilizar novamente o trado cavadeira, por exemplo, na impossibilidade da penetração do trado helicoidal é importante verificar se o solo em questão é apenas uma camada de cascalho, matacão ou mesmo rocha. Para isto é feita uma tentativa de penetração com a ponteira de aço. Em solos mais duros é possível utilizar um pouco de água para favorecer a penetração do trado helicoidal, quando esta prática for adotada deve ser descrita no relatório e boletim de campo das amostras. São adotados três critérios de parada para este tipo de sondagem: > Quando atingir a profundidade programada para a investigação; > Em caso de desmoronamentos da parede do furo de forma sucessiva; > Quando o avanço do trado ou ponteira for inferior a 5 cm em 10 minutos. O primeiro cuidado é no momento da escavação, o solo coletado para a amostra deve ser depositado sobre lona e embaixo de sombra, isso evita a contaminação com solo da superfície e também grande perda de umidade. As amostras destinadas aos ensaios de determinação da umidade do solo devem possuir pelo menos 100 gramas e serem acondicionadas imediatamente em recipientes hermeticamente fechados, parafinados ou selados com fita. Quando a amostra for destinada para demais ensaios de laboratório, elas devem ser acondicionadas em sacos de lona ou sacos plásticos com amarilho. Devem ser preenchidos dois cartões de identificação da amostra. Um destes cartões deve ser acondicionado no interior da embalagem, junto com a amostra, e o outro no exterior da embalagem. A identificação deve conter as seguintes informações: A sondagem deve gerar dois documentos importantes, o primeiro deles é o boletim de campo, que servirá de referência para elaboração do segundo documento, o relatório de sondagem. O relatório de sondagem é o documento que será entregue ao cliente, onde estarão contidas todas as informações pertinentes da execução dos serviços. Os resultados serão apresentados em desenhos contendo o perfil de cada sondagem realizada, onde serão descritas todas as informações do solo investigado, como posição e cota do furo, início e término da investigação, posição de coleta das amostras, descrição e identificação das camadas do solo e posição do nível d’água quando encontrado. Faz parte também dos resultados uma planta com a locação de todos os furos de sondagem realizados, esta planta deve conter amarrações e cotas de referência para identificação da posição dos furos realizados. Os trados pode ser manuais ou mecanizados. Existem dois tipos de trado mais utilizados: concha ou cavadeira e helicoidal e com menor emprego, os trados torcidos e espiral. Os trados cavadeira tem cerca de 5, 10, 15 cm de diâmetro e são usados para estudos de ocorrências de materiais para terraplanagem e pavimentação, barragens, nos estudos de subleito rodoviários e ainda para avanço da perfuração nas sondagens até que se encontre o nível de água ou até o seu limite de utilização. Os trados helicoidais, torcido ou espiral são empregados no interior do revestimento de sondagens a percussão, podendo ser utilizados nos solos argilosos, mesmo abaixo do nível de água.
Trados Manuais: É um processo mais simples, rápido e econômico para as investigações do solo. A sondagem à trado manual geralmente penetra somente nas camadas de solo com baixa resistência e acima do nível d’água. A perfuração do solo geralmente é realizada com os operadores girando uma barra horizontal acoplada a hastes verticais, onde se encontram as brocas. A cada 5 ou 6 rotações é necessário retirar a broca para remover o material acumulado. A amostragem geralmente é feita a cada metro, anotando-se as profundidades em que ocorrem mudanças do material. Este tipo de sondagem é muito utilizado para a determinação do nível do lençol freático. As amostras retiradas pelo trado manual são sempre deformadas, ou seja, o solo não mantém suas características físicas quando retirado da natureza. Os resultados da sondagem são apresentados através de perfis individuais ou tabelas e são traçados perfis gerais do subsolo.
Figura: Tipos de Trados Manuais
Trados Mecânicos: O trado mecanizado é o processo de fundação profunda mais barato em relação aos custos relacionados a perfuração e a quantidade de concreto. É uma opção muito utilizada nos canteiros de obra pois é um processo limpo que não produz lama, é fácil de ser transportado e mobilizado dentro da obra, requer um número pequeno de operadores e é de execução relativamente rápida. Além disso, a realização da sondagem por trado mecânico se caracteriza pela não produção de vibrações durante a perfuração e a perfuração em solos de resistência elevada.
Figura: Trado mecânico
As sondagens devem ser iniciadas após a limpeza de uma área aproximadamente circular com cerca de 2 metros de diâmetro, concêntrica ao furo a ser executado e abertura de um sulco ao seu redor que desvie as águas pluviais.
Condições Específicas da execução da sondagem: A sondagem deverá iniciar-se com o trado concha, que, dependendo do tipo de material a escavar, poderá ultrapassar facilmente os 15 metros de profundidade (acima do lençol freático). Sempre que forem encontradas concreções de seixos ou de laterita, deve-se substituir a concha por uma ponteira constituída por uma peça de aço terminada em biesel, que poderá desagregar ou reduzir as concreções, de sorte a propiciar a continuidade da escavação com o trado concha. Ao atingir horizontes de argila mais rija, ou argila abaixo do nível freático, a concha deve ser substituída pelo trado helicoidal. O controle das profundidades dos furos deve ser feita pela diferença entre o comprimento total das hastes com o trado e a sobra das hastes em relação à boca do furo.
Término da Sondagem: A sondagem a trado será encerrada nos seguintes casos : > Quando atingir a profundidade que interessa ao projeto; > Quando ocorrer desmoronamentos sucessivos das paredes do furo; > Quando o avanço da escavação for inferior a 5 cm em 10 minutos de operação contínua; > Quando se atingir o impenetrável à perfuração, pela ocorrência de cascalho, matacão ou rocha (neste caso, o furo poderá ser deslocado num raio de 3 metros e tentada nova perfuração); > Não havendo interesse na manutenção do furo aberto, após a conclusão dos serviços, o mesmo deve ser totalmente preenchido com o solo, deixando-se cravada no local uma estaca com sua identificação.
Observação do Nível de água: Caso seja encontrado o nível freático, interrompe-se a operação, anotando-se a profundidade, o que também deve ser feito se houver artesianismo não surgente. Passa-se a observar a elevação do nível dágua no furo, efetuando-se leituras a cada 5 minutos, durante 30 minutos, e os resultados devem ser apresentados em perfis apropriados.
Utilização: Em barragens, pode-se utilizar a sondagem a trado na pesquisa de materiais terrosos e na caracterização das fundações da barragem. Para as fundações, esse tipo de sondagem é muito empregado em complementação aos outros tipos de investigação mecânica ou para aferição da geofísica. Utilização também em amostras amolgadas em pesquisa de jazidas, determinação do nível d’água, mudança de camadas e avanço da perfuração para ensaio de penetração.
Figura: Perfil longitudinal do subsolo, segundo alinhamento de sondagens a trado, em estudos de jazidas.
A sondagem a trado apresenta como vantagens a rapidez da prospecção e o seu baixo custo, além de ser um processo mais simples, rápido e econômico para as investigações preliminares das condições geológicas superficiais. As sondagens a trado estão sujeitas a limitações que restringem o seu uso. O trado não consegue atravessar as camadas de pedregulhos mesmo de pequena espessura (5 cm). Um matacão com diâmetro de 10 cm é suficiente para paralisar a sondagem. Esse tipo de sondagem permite, ainda, a escavação abaixo do nível d’água, exceto tratando-se de material bem consolidado. No caso se areias inconsolidadas, mesmo acima do nível d’água, a progressão pode tornar-se difícil ou impossível, pela não recuperação do material escavado. Essas limitações porem, não impedem o seu uso intenso em pesquisas de áreas de empréstimo de solos.
Relatório apresentando resultados ressaltando nível de água, resistência do solo e tipo de material encontrado: Os resultados de cada sondagem são apresentados sob forma de perfis individuais, de boletins descritivos ou de tabelas, onde devem ser numerados, datados, com planta da localização das sondagens cotadas, os números das sondagens, posição do(s) nível (eis) d’água encontrado(s) e o total perfurado em metros. No presente relatório de sondagem a trado pode-se identificar que o nível de água encontrado foi de 8.32m, na profundidade 0,08m encontrou-se o lastro de concreto, cor cinza e no intervalo de 0,08m a 3,00m também foi possível encontrar aterro (silto argiloso), mole e cor vermelho. Na profundidade de 3,66m, encontrou-se aterro (argiloso) com pedregulho, médio e cor marrom. Entre 3,66m a 9,33m foi encontrado grande quantidade de silte argiloso, médio e de cor rosado. e Na profundidade 10,11m foi encontrado solo de alteração de rocha siltoso, friável, muito compactor e de cor amarelo.
Figura: Detalhe do perfil individual sondagem a trado.
SONDAGEM ROTATIVA OU MISTA A sondagem rotativa é um tipo de investigação geotécnica destinada a solos que são impenetráveis ao SPT, como por exemplo, as rochas. Este ensaio é fundamental para identificar o comportamento dos maciços rochosos existentes em determinado local. Quando executada juntamente com o SPT é chamada de uma sondagem mista. Neste caso o SPT é utilizado até a camada onde consegue executar a penetração, em seguida, é utilizado a sondagem rotativa. Este tipo de sondagem é identificada com a sigla SR, seguida de seu número indicativo, que deve ser crescente, não importando o local, fase ou objetivo da investigação. Se tiver a necessidade de mais de um furo num mesmo local, ele deve ser identificado pelo mesmo número que o primeiro, seguido por uma letra, por ordem alfabética. A perfuração deste tipo de sondagem consiste em uma perfuração motorizada. A perfuração é realizada com um barrilete com coroa diamantada, este barrilete é rotacionado e pressionado simultaneamente contra o solo que está sendo perfurado. A locação dos furos de sondagem também é um ponto que deve ser verificado com cuidado. Para esta locação é importante utilizar equipamentos de topografia. Lembrando que os relatórios deverão identificar a localização exata da perfuração, se possível com as coordenadas geográficas e com nível do topo da sondagem.. Os principais objetivos de uma sondagem rotativa é a obtenção de amostras conhecidas como testemunhos de sondagem, e a abertura de furos para a realização de ensaios de outros ensaios (perda d’agua) O custo para a execução de sondagens rotativas é muito superior ao custo de uma investigação SPT convencional. O que faz com que este recurso seja utilizado somente em último caso. É um serviço essencial para grandes obras, onde as fundações serão apoiadas ou ancoradas no maciço rochoso. A execução das sondagens rotativas é uma exigência para projetos de barragens e eólicos, além de ser um requisito básico para a mineração. Tabela – Diâmetro das perfurações rotativas - nomenclatura
Nomenclatura Diâmetro Padrão Métrico Padrão DCDMA Furo (mm) Testemunho(mm) EX 37,71 21,46 AX 48,00 30,10 BX 59,94 42,04 NX 75,64 54,73 86 mm 86,02 72,00 HX 99,23 76,20 Figura: Execução da Sondagem Rotativa
Antes de tudo, é preciso que a área a realizar a sondagem esteja limpa, sem qualquer tipo de obstáculo (em caso de terrenos secos). Em volta da sonda, deve-se cavar uma vala, a fim de se desviar a água da chuva (caso ocorra) e também para prender bem firme o equipamento no solo, fazendo com que se transmitam, minimamente, as vibrações dele para a composição da sondagem. Para terrenos molhados, a sondagem deve ser realizada numa plataforma flutuante ou fixa, bem presa e calçada, cobrindo, no mínimo, a área dos pontos de apoio do tripé ou um raio de 1,5m, contado a partir dos contornos da sonda. Depois de instalado o equipamento no local a ser realizado o furo, inicia-se a manobra, que consiste em ciclos sucessivos de corte e retirada dos testemunhos. O comprimento da manobra é função do comprimento do barrilete e da qualidade do material prospectado. Ao final de cada manobra o barrilete é retirado do furo e os testemunhos obtidos são cuidadosamente removidos e dispostos na caixa de testemunho. A obtenção dos testemunhos permite a classificação do tipo de material prospectado e a determinação de um índice de qualidade denominado como RQD (Rock Quality Designation), calculado como: RQD = l >10cm .100 (%) l barrilete
Onde: l>10cm: comprimento dos fragmentos recuperados com comprimento maior que 10 cm; lbarrilete: comprimento total do barrilete empregado. O RQD é um dos índices mais utilizadas na qualificação dos maciços rochosos, apresentado em muitos perfis de sondagem como “recuperação”, permite a avaliação da qualidade da rocha, conforme apresentado na Tabela 2.8. As sondagens rotativas podem também ser realizadas como continuação das sondagens a percussão, quando nestas for atingido o impenetrável, sendo neste caso apresentado no perfil geotécnico do furo, além do número de golpes a percussão, o RQD, ou recuperação, e a descrição da rocha. Neste caso, a sondagem é dita mista e o perfil geotécnico é apresentado conforme mostrado na Figura 2.10.
RQD (%) 0-25 25-50 50-75 75-90 90-100
Qualidade do maciço rochoso Muito Fraco Fraco Regular Bom Excelente
Tabela 2.8 – Classificação da qualidade das rochas
Figura: Equipamento para Sondagem Rotativa
A locação dos furos de sondagem também é um ponto que deve ser verificado com cuidado. Para esta locação é importante utilizar equipamentos de topografia. Lembrando que os relatórios deverão identificar a localização exata da perfuração, se possível com as coordenadas geográficas e com nível do topo da sondagem. As principais vantagens da utilização deste tipo de sondagem é que permite a classificação e caracterização de perfis rochosos; O ensaio penetra grandes profundidades; Pode ser executado com ângulo de inclinação; Permite a execução do ensaio de perda de água em maciços rochosos; Permite a retirada de amostras da rocha durante toda a perfuração e é executado com equipamentos de fácil utilização. Apresentação dos resultados do relatório de sondagem mista: Com base no relatório de sondagem mista foi encotrado água a partir de 4m tendo, perda d’água total a partir de 5m de profundidade. A partir de 10m foi identificado argila siltosa, mole a rija, marrom avermelhado. No trecho entre 6,50-6,54m foi encontrado matacão de granito . A partir 10m até 11,51m foi identificado matacões de granito, gnaisse, medianamente alterados e fraturados, cinza. Da profundidade 11,51m até 13,23m foi identificado silte arenoso, pouco argiloso, medianamente compacto e muito compacto, amarelo e cinza. Da profundidade 13,23m ate 16,23m Granito gnaisse, pouco alterado a medianamente alterado (A2/A3), medianamente fraturado a muito fraturado (F3/F4), consistente (C2), cinza.
Resultado de sondagem mista
Figura 2.10
SONDAGEM MISTA Sondagem Mista é um método de Sondagem onde há a execução da Sondagem SPT e da Sondagem Rotativa (SR) num mesmo furo. Este tipo de sondagem tem como objetivo caracterizar os parâmetros do solo e da rocha ao longo da profundidade do solo. Este tipo de sondagem é utilizado em solos com matacões ou blocos de rocha e a aplicação é a mesma usada nas sondagens SPT e Sondagem Rotativa (SR). As sondagens mistas são utilizadas, quando é necessário executar ensaios SPT no trecho em solo de uma sondagem rotativa. A passagem do método de sondagem a percussão para o método rotativo deve ser feita, obrigatoriamente, ao ser atingido o impenetrável ao SPT, sem recorrer ao método de lavagem para o avanço da perfuração. Tem como vantagens: • Atravessar camadas impenetráveis à percussão e continuar a caracterização SPT; • Atinge a profundidade especificada pelo cliente; • Permite ensaios de perda d'água e de infiltração.
Imagens ilustrativas de uma Sondagem Mista
Apresentação dos resultados do relatório de sondagem mista Com base no relatório de sondagem mista foi possível encontrar o nível de água a partir de 3,88m de profundidade e até a profundidade 4,85m foi identificado a argila arenosa, pouco siltosa, muito mole e marrom. Até a profundidade 7,30m o materiais encontrado foi o silte arenoso, (areia fina e média), fofo a pouco compacto, amarelo. Da profundidade 7,30m até 9,50m foi encontrado gnaisse com veios de quartzo, cinza. A partir da profundidade 9,50m foi encontrado silte arenoso, (areia fina), medianamente compacto, amarelo e cinza. Na profundidade 2,20m foi encontrado diamante.
Exemplo de Sondagem Mista
Artigo: Resíduos Diversos em Pavimentação: Uma Experiência | COBRAMSEG 2014 O presente artigo mostra o desafio de pesquisadores de várias áreas para propor soluções alternativas de reutilização de resíduos de forma segura (no que diz respeito ao ambiente) e de haver a manutenção do pavimento. Desta forma, foram formados grupos de resultados com os tais resíduos: cinzas de resíduo sólido urbano (RSU), cinzas de carvão mineral e resíduo sólido de construção e demolição (RCD). Os resíduos foram utilizados em misturas com solos e testados em diferentes proporções e os resultados dos ensaios triaxiais de carga repetida e a avaliação do pavimento pelo método mecanístico, comprovam a viabilidade técnica de utilização destes em pavimentação. As normas referentes à utilização do agregado reciclado de RCD em pavimentação, tais como a NBR 15115 e NBR 15116 (ABNT, 2004), não estabelecem nenhuma referência quanto à realização do ensaio triaxial de carga repetida, utilizado para dimensionamento de pavimentos pelo método mecanístico-empírico. No entanto, alguns trabalhos já foram realizados caracterizando os agregados reciclados por ensaios triaxiais para a determinação do módulo de resiliência, amostras de resíduos de demolição e construção retiradas em uma obra de um conjunto habitacional do município do Rio de Janeiro. Os resíduos de demolição gerados na obra foram compostos quase em sua totalidade de alvenaria e concreto armado, provenientes das peças estruturais dos galpões existentes anteriormente no local e a amostra de RCD utilizada foi considerada de boa qualidade. No Brasil, na pesquisa desenvolvida por Nardi (1975) e posteriormente complementada por Marcon (1977) foi comprovada a estabilização de areia com cinza volante e cal. Tais trabalhos resultaram na implantação de trecho experimental localizado às margens da BR-101, no município de Imbituba/SC, onde foi construída sub-base de areia estabilizada com cinza volante e cal, em várias espessuras de pavimento sobre subleito de areia. Já Pozzobon (1999) cita que cinzas de fundo vêm sendo utilizadas em dosagens de peças de concreto para pavimentação. E Lopes (2011), avaliou o solo puro comparado à mistura de solo + cinza de fundo (porcentagem de cinza de fundo de 30 e 40%) e mistura de solo + cinza volante (porcentagem de cinza volante de 10 e 20%). As porcentagens referidas são em relação ao peso de solo seco. Avaliou também o ganho de resistência das misturas de solo + cinza com adição do estabilizante Cal (na proporção de 3% em peso), para diferentes tempos de cura. No referido estudo foram estudados dois tipos de cinzas (cinza de fundo e cinza volante), ambas provenientes da USINAVERDE, localizada na Ilha do Fundão, que foram misturadas a um solo argiloso não laterítico regional. Cada tipo de cinza foi usado em duas porcentagens, sem adição de estabilizante químico. Também realizou ensaios ambientais e os dois tipos de cinzas estudadas foram classificadas como Resíduo Classe II A, não inerte segundo a NBR 10.004/2004. As misturas com inserção de cinzas apresentaram um comportamento mecânico compatível com as exigências de um pavimento de baixo volume de tráfego, e em relação aos resultados do ensaio de módulo de resiliência vários fatores tem influência no comportamento resiliente, tais como: tipo de cinza; teor de cinza utilizado; teor de umidade; o tempo de atraso da compactação após a mistura dos materiais e o tempo de cura da mistura depois de compactada. Outro fator importante constatado foi que a cinza volante diminuiu a expansibilidade do solo utilizado no estudo. Os resíduos analisados, de forma geral, apresentam bom comportamento técnico para a finalidade de pavimentação. Todos foram comparados com estruturas dimensionadas com materiais convecionais de uso em base e subbase e apresentam comportamento de deformabilidade elástica adequada para as condições de tráfego médio, de forma pura ou combinada com solo ou com solo e estabilizante químico. Nos estudos com solos de qualidade não adequada à camada de pavimento, a incorporação do resíduo foi capaz de torná-lo viável para o uso. Porém, além do estudo de avaliação do comportamento mecânico do material, existe a preocupação com o lado ambiental do uso de resíduos de forma segura.