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A sondagem é um método de estudo de solo que consistem em perfurações realizadas nos terrenos onde serão executadas obras para determinação das características do solo como: espessura, estrutura, tipo do solo, profundidade, resistência, entre outras características.
A Sondagem SPT (Standard Penetration Test) também conhecida como sondagem à percussão ou sondagem de simples reconhecimento é um método de investigação geológico-geotécnico de solos, em que a perfuração é obtida através da percussão destes por peças de aço cortantes.
É utilizada tanto para a obtenção de dados e amostras como o objetivo de determinar os tipos de solo e suas profundidades de ocorrência, índices de resistência à penetração do solo e a posição do nível do aquífero.
A Sondagem SPT é utilizada em projetos de engenharia por fornecer, com precisão, a caracterização do solo, proporcionando confiabilidade no resultado da obra.
Determinar as características do solo de um terreno no qual se pretende construir é de fundamental importância para o sucesso da obra.
Os dados coletados durante os processos de sondagem garantem que o projeto da fundação será adequado à resistência do solo, prevenindo sub- ou superdimensionamento da fundação, patologias na construção ou até mesmo seu colapso.
Uma sondagem adequada pode evitar gastos, já que, em geral, é mais custoso encontrar soluções para problemas durante a fase de construção do que durante a fase de projeto.
O momento em que a sondagem deve ser realizada fica a cargo do engenheiro responsável pela obra, mas em geral ela é realizada depois do levantamento topográfico e antes da terraplenagem.
Entre as técnicas mais utilizadas para sondagem de solos está a SPT (Standard Penetration Test – Teste de Penetração Padrão), também chamada sondagem à percussão, que permite conhecer a composição das camadas do solo e suas resistências, a resposta do solo à aplicação de carga em diversas profundidades, bem como averiguar a presença e a profundidade de lençol freático no terreno.
Essas informações permitem que se defina o tipo de fundação mais indicado para determinado terreno ou mesmo que se decida por estudos geológicos mais aprofundados.
O teste consiste em cravar um amostrador no solo através do impacto de um martelo de ferro, de massa padrão 65kg, liberado a 75cm de altura.
São feitos furos no terreno até determinada profundidade, a partir da qual a penetração será iniciada. Recomenda-se cravar os 45cm do amostrador antes de se passar para uma nova profundidade.
► Amostrador-padrão
► Esquema da montagem dos equpamentos
O ensaio SPT retorna como dado o índice de resistência à penetração (SPT), definido por Terzaghi-Peck – a soma do número de golpes necessários à penetração no solo, dos 30 cm finais do amostrador (descartam-se os 15cm iniciais).
Esse índice, embora funcione como um bom indicativo da natureza do solo, não tem grande precisão. A cada metro avançado, são recolhidas amostras do solo, que complementarão a análise, podendo-se, a partir delas, definir sua composição.
Tabela ABNT – correlação entre índice SPT e natureza do solo
A sondagem à percussão é regida pelas seguintes Normas Técnicas da ABNT:
►NBR 6484 – 2001 “Solo – Sondagens de simples reconhecimento com SPT – Método de ensaio”
►NBR 6502: 1995 – “Rochas e solos – Terminologia”
►NBR 7181:1984 – “Solo – Análise granulométrica – Método de ensaio”
►NBR 8036:1983 – “Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios – Procedimento”
►NBR 13441:1995 – “Rochas e solos – Simbologia”
►NBR 6484 estabelece os seguintes critérios para a paralisação da sondagem:
a) quando, em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetração dos 15 cm iniciais do amostrador-padrão;
b) quando, em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetração dos 30 cm iniciais do amostrador-padrão;
c) quando, em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para a penetração dos 45 cm do amostrador-padrão.
Ainda segundo a NBR 6484, “a cravação do amostrador-padrão é interrompida antes dos 45 cm de penetração sempre que ocorrer uma das seguintes situações”:
a) em qualquer dos três segmentos de 15 cm, o número de golpes ultrapassar 30;
b) um total de 50 golpes tiver sido aplicado durante toda a cravação;
c) não se observar avanço do amostrador-padrão durante a aplicação de cinco golpes sucessivos do martelo;
Já a NBR 8036 estabelece os números mínimos de perfurações a serem feitas, em função do tamanho do edifício:
█ Até 1200m² construídos – uma a cada 200m²;
█ Entre 1200m² e 2400m² – uma sondagem para cada 400m² que excederem os 1200m²;
█ Acima de 2400m² – número de perfurações fixado de acordo com o plano particular da construção.
Em quaisquer circunstâncias, o número mínimo de sondagens deve ser:
█ Dois para área da projeção em planta do edifício até 200m²;
█ três para área entre 200m² e 400m².
A sondagem a trado é um método de investigação geológico-geotécnica que utiliza o trado para obter amostras do solo.
Esse instrumento é constituído por lâminas cortantes que podem ser espiraladas (também denominadas helicoidal ou espiral) ou convexas (conhecidas como concha ou cavadeira). Esse tipo de sondagem é uma prospecção de solo semidireta e ainda rudimentar que objetiva coletar amostras deformadas, determinar a profundidade do nível d’água e identificar os horizontes do terreno. Controle de profundidade e coleta de amostras Segundo a NBR 9603 (atualizada em 2015), a profundidade dos furos deve ser controlada por meio da diferença entre o comprimento total das hastes com o trado e a sobra das hastes em relação à boca do furo.
A cada metro perfurado devem ser coletadas amostras do solo para, posteriormente, serem dispostas em pilhas sobre uma lona, impedindo que sejam contaminadas ou modificadas ao entrarem em contato com o solo da superfície. Essas pilhas devem ser separadas sempre que houver mudança de material. Em seguida, as amostras devem ser acondicionadas de acordo com o objetivo da coleta. No caso de ensaios geotécnicos, por exemplo, devem ser coletadas duas amostras. A primeira deverá ter 100 gramas e ser acondicionada em um frasco, parafinizado ou selado com fita colante — possibilitando a determinação da umidade natural. Já a segunda amostra deve apresentar cerca de 14 quilos e ser armazenada em saco de lona ou plástico transparente, para a realização dos demais ensaios geotécnicos, conforme as prescrições normativas informadas na NBR 9603.
Encerramento da sondagem O encerramento da sondagem ocorrerá quando a profundidade relevante ao projeto for atingida, quando ocorrer desmoronamentos sucessivos nas paredes do furo, quando o avanço da escavação for inferior a 5 cm em um tempo de perfuração contínua de dez minutos ou quando se atingir material impenetrável a perfuração. Caso não haja finalidade para o furo realizado, esse deverá ser preenchido com solo, deixando cravada no local uma estaca identificando-o.
Vantagens e limitações As principais vantagens da sondagem a trado são o baixo custo e rapidez da prospecção, tornando-o vantajoso para investigações preliminares de condições geológicas superficiais. Entretanto, existem algumas limitações que a restringem, pois o trado não consegue atravessar camadas de pedregulhos, mesmo quando são de pequena espessura. Portanto, um matacão com diâmetro de 10 cm seria suficiente para paralisar a sondagem.
O sistema de monitoramento tem o papel de acusar a influência de uma determinada fonte de poluição na qualidade da água subterrânea. As amostragens são efetuadas num conjunto de poços distribuídos estrategicamente, nas proximidades da área de disposição do resíduo, oferecendo subsídios para o diagnóstico da situação. A localização estratégica e a construção racional dos poços de monitoramento, aliadas a métodos eficientes de coleta, condicionamento e análise de amostras, permitem resultados precisos sobre a influência do método de disposição dos resíduos, na qualidade da água subterrânea.
Os poços de monitoramento, são constituídos basicamente dos seguintes elementos:
– Revestimento interno: Constituído de tubos de aço inoxidável, ferro fundido ou plástico,
encaixados no interior de perfuração, com a função de revestir a parede da mesma. O diâmetro deve ser no mínimo de DN 100, suficiente para introdução do amostrador e para a medição do nível da água.
– Filtro: Tem a propriedade de permitir a entrada da água e de impedir a penetração de algumas impurezas plásticas do poço. Consiste em tubo com ranhuras vazadas, com larguras de 2 mm a 3 mm. É geralmente construído de PVC, entretanto, dependendo das substâncias existentes nas águas subterrâneas, pode ser substituído por outro material. O comprimento do filtro depende de fatores, como: espessura saturada, geologia, gradiente hidráulico, propriedades físico-químicas e concentração do poluente.
– Pré-filtro: Ocupa o espaço anular, entre o filtro e a parede de perfuração. É constituído de areia lavada de grãos quartzosos ou pedriscos de quartzo (inertes e resistentes). Deve ser cuidadosamente disposto, com os grãos bem assentados, minimizando a formação de espaços vazios.
– Proteção sanitária: Tem a função de evitar que a água superficial contamine o poço através da infiltração pelo espaço anular. É o conjunto formado pelo selo sanitário (argamassa de cimento da extremidade superior do espaço anular com aproximadamente 30 cm) e pela laje de proteção (piso de cimento, construído com pequeno declive, ao redor da boca do poço).
– Tampão: A extremidade superior do tubo (boca do poço) deve ser protegida contra a penetração de substâncias indesejáveis, que podem alterar os resultados de análise. É necessário instalar tampão removível e com chave.
– Caixa de proteção: O tubo de revestimento sobressai ao nível do terreno aproximadamente 0,20 m para evitar a penetração de água superficial e de elementos estranhos no poço. A caixa de proteção de alvenaria ou tubo de aço deve ter dimensões apenas suficientes para envolver a parte saliente do tubo de revestimento. Uma tampa na parte superior permite o acesso ao poço.
– Selo: Obturador com a função de vedar o espaço anular em torno do tubo de revestimento, acima do limite máximo de variação do nível do aquífero, evitando a contaminação do poço por líquidos percolados pelo espaço anular. O material vedante (bentonita, cimento) deve obstruir uma pequena parte do espaço anular, o suficiente para impedir a passagem de água de um nível para outro.
– Preenchimento: O espaço anular entre a parede de perfuração e a superfície externa do tubo de revestimento deve ser preenchido por material impermeável (argila, solo da escavação), em toda a extensão não saturada (acima do nível da água), a fim de fixar o tubo de revestimento e dificultar a penetração de líquidos provenientes da superfície.
– Guias centralizadoras: Dispositivos salientes, distribuídos ao longo do tubo de revestimento, fixados por seu lado externo. Tem a função de mantê-lo centrado em relação ao eixo do poço.
Ensaios de Caracterização e Compactação de Solos :
a. Análise Granulométrica (NBR 7181/2016);
b. Determinação do Índice Físico – Limite de Liquidez (NBR 6459/2016);
c. Determinação do Índice Físico – Limite de Plasticidade (NBR 7180/2016);
d. Ensaio de Compactação na Energia Normal (NBR 7182/2016);
e. Determinação do Índice de Suporte Califórnia – CBR (NBR 9895/2016).
Determinação do Coeficiente de Permeabilidade de Solos :
a. Ensaio de Permeabilidade para Solos Arenosos (NBR 13292/1995); ou
b. Ensaio de Permeabilidade para Solos Arenosos (NBR 14545/2000).
Ensaios de Caracterização e Classificação de Solos e/ou Agregados:
a. Análise Granulométrica (NBR 7211/2007);
b. Ensaio de Compactação na Energia Normal / Intermediária (NBR 7182/2016);
c. Determinação do Índice de Suporte Califórnia – CBR (NBR 9895/2016).
Diária para Ensaios de Verificação da Compactação “In Situ” e/ou Acompanhamento da Pavimentação:
a. Amostras de Solo – Preparação e Determinação do Teor de Umidade (NBR 6457/2016);
b. Determinação da Massa Específica Aparente “In situ” com emprego do Frasco de Areia (NBR 7185/2016).
Determinação da Massa Específica Aparente “In situ” – Compactação.
Para realização dos trabalhos solicitados serão seguidas as orientações estabelecidas pelo termo de Referência fornecido pelo cliente em conjunto com a Especificação Técnica vigente:
NBR 7117 – Parâmetros do solo para projetos de aterramentos elétricos – Parte 1: Medição
da resistividade e modelagem geoelétrica.
O processo de medição é o descrito por FRANK WENNER, mais conhecido como Método dos
4 Eletrodos (NBR 7117), onde são usados 2 (dois) eletrodos de corrente e 2 (dois) de potencial.
Metodologia para o processo de medição:
- O instrumento de medição deverá ser posicionado sobre o local onde se deseja executar a medição de resistividade;
- As medições deverão ser feitas em um local o mais próximo possível do marco central de cada estrutura;
- As hastes de medição deverão ser dispostas de forma simétrica em relação ao instrumento e não deverão ser cravadas próximo de eventuais elementos metálicos existentes no local, sejam eles cabos contrapesos de outras LTs, tubulações metálicas enterradas, etc.
- As hastes deverão ser cravadas na vertical até uma profundidade de 30 cm;
- Cravar as quatro hastes de medição, alinhadas e espaçadas de uma distância “a” entre hastes adjacentes, e executar a medição. Deverá ser feita uma medição para cada um dos seguintes espaçamentos entre hastes adjacentes: 2, 4, 8, 16 e 32 m;
- As hastes deverão ser cravadas ao longo de um eixo de medição que deve ser paralelo ao eixo da LT e o mais próximo possível dele. Na impossibilidade de se realizar as medições ao longo do eixo da LT, o eixo de medição pode ser deslocado para outro local no interior da faixa de passagem da LT, porém sempre procurando executar as medições em um local o mais próximo possível do marco central da estrutura.
Sondagem SPT
A sondagem à percussão é um dos ensaios mais utilizados na construção civil e um dos mais econômicos instrumentos de investigação geotécnica. A sondagem de solo foi normatizada pela ABNT em 2001 na NBR 6484 “Solo – sondagens de simples reconhecimento com SPT – Método de Ensaio”.
SPT = Standard Penetration Test.
Que possibilita a verificação da capacidade de carga das diferentes camadas do subsolo, a coleta de amostras destas camadas, verificação do lençol freático , a capacidade ou consistência dos solos arenosos ou argilosos. O resultado da sondagem possibilita a opção pelo tipo de fundação que será mais adequada, pelo tipo de solo ou profundidades.
Poço de Monitoramento
Os poços de monitoramento são permanentes, que possibilitam acesso direto ao aquífero, e a água subterrânea. O poço de monitoramento é executado para a caracterização hidráulica dos aquíferos, coleta de amostras para a caracterização litológica local, aferição do nível d’água e caracterização dos possíveis contaminantes do lençol freático e também do solo, a coleta de amostras para a avaliação da qualidade das águas, além de análises químicas, físicas e biológicas das águas subterrâneas.
Sondagem a Trado Manual
A sondagem a trado é um método de perfuração manual, por meio de um dispositivo de baixa a média resistência para perfuração de solo.
O trado é constituído por uma haste metálica, onde é fixada uma haste ortogonal numa das extremidades, enquanto que na outra extremidade podem ser fixados diversos tipos de perfuradores, no caso da utilização de trados ocos é possível introduzir amostradores pelo seu interior, possibilitando assim o recolhimento de amostras indeformadas de solo.
