Fundações e Sondagem SPT, Trabalhos de Engenharia Civil

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CENTRO UNIVERSITÁRIO - UNIFAMINAS

FUNDAÇÕES E A SONDAGEM SPT

MURIAÉ - MG

CENTRO UNIVERSITÁRIO - UNIFAMINAS

FUNDAÇÕES E A SONDAGEM SPT

Trabalho apresentado ao curso de Engenharia Civil do Centro Universitário – UNIFAMINAS, como requisito parcial a sua integralização. Período 8 º. Prof.: Géssica Soares Pereira Acadêmicos: Claudinei de S. A. Júnior José Augusto F. Filho MURIAÉ - MG 2020

I. INTRODUÇÃO

Os solos são constituídos por um conjunto de partículas com água, ar e espaços intermediários. Seu comportamento varia dependendo do movimento das partículas sólidas entre si, e isso torna o seu comportamento muito variável, onde o prévio estudo sobre ele é muito importante para o estudo das fundações. A Mecânicas dos solos é a ciência que busca entender o seu comportamento, enquanto a Geologia é fundamental para o tratamento correto dos problemas, principalmente no que diz respeito as fundações. Todo projeto de fundações contempla as cargas aplicadas pela obra e a resposta do solo a estas solicitações, por isso é fundamental a elaboração de projetos geotécnicos e de fundações. É necessário proceder-se à identificação e a à classificação das diversas camadas componentes do substrato a ser analisado, para então, através dos estudos de engenharia determinar a melhor solução para se proceder e atingir o resultado pretendido. A obtenção de amostras ou a utilização de algum outro processo para a identificação e a classificação dos solos exige a execução de ensaios in situ. A determinação das propriedades de engenharia, em princípio, tanto poderia ser feita através de ensaios de laboratórios quanto através de ensaios de campo. No Brasil, entretanto, há predominância quase que total dos ensaios in situ , ficando a investigação laboratorial restrita a alguns poucos casos especiais em solos coesivos. Entre os ensaios de campos existentes em todo o mundo alguns se destacam como: O “Standard Penetration Test” - SPT

• O “Standard Penetration Test” complementado com medidas de torque - SPT-T
• O ensaio de penetracao de cone - CPT
• O ensaio de penetração do cone com medida das pressões neutras, ou piezocone - CPT-U
• O ensaio de palheta - “Vane Test”
• Os pressiometros (de Menard e auto-perfurantes)
• O dilatometro de Marchetti
• Os ensaios de carregamento de placa – provas de carga
• Os ensaios geofísicos, em particular o ensaio de Cross-Hole

O SPT é o ensaio mais executado no Brasil devido as suas vantagens em relação aos demais que é a simplicidade do equipamento, baixo custo e a obtenção de resultados que suprem a necessidade de informação para determinação do planejamento de fundações. Esse tipo de sondagem a percussão é um procedimento geotécnico de campo, capaz de amostrar o subsolo. Quando associada ao ensaio de penetração dinâmica (SPT), mede a resistência do solo ao longe da profundidade perfurada. Através dessa sondagem é possível conhecer o tipo de solo através da retirada de uma amostra deformada, a cada metro perfurado, a resistência “N” oferecida pelo solo à cravação do amostrador padrão a cada metro perfurado e a posição dos níveis d’água, quando encontrados durante a perfuração. A seguir, apresentaremos de forma detalhada as etapas envolvidas no desenvolvimento do ensaio SPT.

2 – Haste – é um cano de aço galvanizado, reforçado, com diâmetro de 1 polegada. Cada haste tem 1 m, porém algumas empresas usam também hastes de 2 m e de 3m para ganhar tempo nas trocas de amostrador para trépano ou o contrário. 3 – Amostrador padrão – serve para coletar as amostras de solo nas diversas profundidades. É uma peça bipartida, que fica juntada, em uma ponta pela sapata e, Figura 2 – Tripe mecanizado Fonte: Repositório Digital Figura 3 – Diversos comprimentos das hastes de sondagem Fonte: Manual do Sondador

na outra, pela cabeça que liga na haste. O diâmetro externo é de 60mm e o diâmetro interno é de 45mm. O comprimento total do amostrador é 60cm. Figura 4 – Amostrador padrão Fonte: Repositório digital Figura 5 – Sapata ou bico do amostrador Fonte: Manual do Sondador

5 – Martelo – peça de aço, maciça, redonda, pesando 65 kg. O martelo tem um pino guia para ajudar no alinhamento com a haste na hora de golpear o conjunto. O pino guia tem uma marca aos 75 cm de altura de queda. O martelo pode usar um coxim de madeira para diminuir o desgaste. Figura 8 – Martelo para escavação do amostrador Fonte: Manual do Sondador Figura 9 – Martelo para escavação Fonte: Repositório Digital

Figura 11 – Martelo preso a haste Fonte: Repositório Digital Figura 10 – Coxim de mandeira gasto na base do martelo Fonte: Manual do Sondador

Figura 15 – Trépano jorrando água Fonte: Repositório Digital Figura 13 – Trépano com faca em boa qualidade Fonte: Manual do Sondador Figura 14 – Trépano com faca em má qualidade Fonte: Manual do Sondador

9 – Revestimento – é um tubo metálico com diâmetro de 75 mm que é cortado em pedaços de 1 m ou 2 m, usado para impedir o desmoronamento das paredes do furo e para apoiar a bica. 10 – Bica – é um tê metálico de diâmetro igual ao do revestimento que é prolongado na saída central e usado para despejar a água que sai do furo dentro tambor; Figura 16 – Bica e tubos de revestimento Fonte: Manual do Sondador Figura 17 – Tudo de revestimento Fonte: Manual do Sondador

De maneira geral, a montagem segue o padrão abaixo. Figura 20 – Trado helicoidal Fonte: Manual do Sondador Figura 20 – Esquema de equipamentos SPT Fonte: Falcone

2.3. Etapas de execução do ensaio SPT. Para a execução do ensaio por SPT basta seguir os seguintes passos: ■ marcar o local do furo; ■ levantar o tripé e centrar sobre o local marcado usando o martelo como fio de prumo; ■ abrir o furo usando um trado até que o solo mude ou chegue a 1 m de profundidade; ■ coletar amostras de solo sempre que o solo mudar; ■ na profundidade de 1 m, colocar o amostrador padrão no fundo do furo; ■ na haste que ficou fora da boca do furo marcar três trechos de 15 cm; ■ alinhar o martelo com a haste; ■ levantar o martelo até 75 cm; ■ soltar o martelo (golpe); ■ repetir os golpes até cravar o primeiro trecho de 15 cm; ■ anotar a quantidade de golpes; ■ fazer a mesma coisa para cravar os outros dois trechos de 15 cm; ■ anotar o número de golpes para cada trecho; ■ retirar o amostrador; ■ abrir o amostrador soltando o bico e a haste para coletar a amostra; ■ guardar a amostra em um saquinho plástico; ■ fazer a etiqueta da amostra; ■ continuar o furo com trado até que chegue a 2 m; ■ repetir a cravação do amostrador padrão e coleta de amostra; ■ quando o avanço com o trado ficar difícil ou encontrar o nível de água, revestir o furo e instalar a bomba; ■ o revestimento deve ficar sempre acima do fundo do furo; ■ o revestimento deve ficar firme no solo, sem balançar ou girar; ■ a boca do revestimento deve ficar 75 cm acima do terreno; ■ a bica deve ficar pelo menos 50 cm acima do nível do terreno; ■ o aprofundamento ou avanço do furo após o revestimento deve ser feito por lavagem; ■ para lavar o furo deve-se trocar o amostrador pelo trépano, ligar a mangueira da bomba no topo das hastes, introduzir o conjunto no furo e ligar a bomba;

Com base nesse laudo, podemos destacar informações pertinentes que devem ser o foco na análise. Na coluna resistência a penetração SPT (final), temos índice NSPT para os 30cm finais das diversas camadas de solo. A 1m por exemplo temos NSPT=3, a 2m NSPT= novamente, a 3m devido a consistência mole da argila arenosa identificada no ensaio foi necessário apenas 1 golpe para que o amostrador avançasse 40cm, com mais um golpe o amostrador avançou 25cm, ultrapassando os 45cm necessários para essa camada, devido a isso o NSPT para 4m ficou 1/25. Outra informação importante é a descrição do material, que pode ser útil para correlações e outras análises. Por último e não menos importante, deve-se analisar o nível de água no momento da sondagem. Essa informação é de extrema importância na escolha correta das fundações a serem executadas no local. No laudo de sondagem analisado percebe-se que o nível de água está a 7m em 13.08.2012. A data da sondagem é de extrema importância pois sabemos que o nível de lençol freático varia conforme época de seca, ou de chuva. Na maioria dos casos, a interpretação dos dados de ensaio SPT visa a escolha do tipo das fundações, a estimativa das taxas de tensões admissíveis do terreno e uma previsão dos recalques das fundações. Assim, a empresa encarregada de fazer o ensaio fornece um relatório dos trabalhos e um desenho esquemático de cada furo. A partir daí, cabe ao projetista interpretar os resultados para escolher o tipo de fundação ou, se ainda achar os dados inconclusivos, pedir algum ensaio mais específico. A escolha do tipo de fundação é feita analisando os perfis das sondagens, cortes longitudinais do subsolo que passam pelos pontos sondados. A pressão admissível a ser transmitida por uma fundação direta ao solo depende da dimensão da obra e também da experiência acumulada na região, podendo ser estabelecida em função de índice correlacionado com a consistência ou compacidade das diversas camadas do subsolo. O quadro abaixo apresenta uma correlação do mesmo tipo para solos coesivos, igualmente estabelecida por Terzaghi-Peck, porém esses valores são indicativos, sem uma precisão correta.