01 - Fundações Notas de Aulas 16 07 2015

7/23/2019 01 - Fundaes Notas de Aulas 16 07 2015

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Rideci Farias. Haroldo Paranhos.

Engenheiro Civil e Geotcnico, D. Sc. Engenheiro Civil e Geotcnico, M. Sc.

CREA/ PA 9736 D. CREA/DF 9649 D.

Engenharia de Fundaes 2 Semestre de 2015 1

NOTAS DE AULAS DE ENGENHARIA DE FUNDAES

PARTE 1

2 SEMESTRE DE 2015

PROFESSORES:

RIDECI FARIAS

HAROLDO PARANHOS

BRASLIA / DF

JULHO / 2015


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SUMRIO

1.0. APRESENTAO.....................................................................................................9

2.0. INVESTIGAO DO SUBSOLO ANLISE E INTERPRETAO DAS

SONDAGENS....................................................................................................................102.1. SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO......................................................10

2.1.1. Perfurao acima do nvel dgua..............................................................................10

2.1.2. Determinao do nvel dgua ...................................................................................10

2.1.3. Perfurao abaixo do nvel dgua.............................................................................10

2.1.4. Amostragem de solos .................................................................................................11

2.1.5. Resistncia penetrao - SPT ..................................................................................13

2.1.6. Apresentao dos resultados ......................................................................................15

2.1.7. Programao de sondagens........................................................................................15

2.1.8. Principais Vantagens da Sondagem SPT ...................................................................15

2.2. Sondagem de Penetrao Esttica Cone Penetration Test (CPT) - NBR 12069 .........20

2.2.1. Relao entre os resultados do CPT e SPT................................................................23

2.3. Programao de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundaes deEdifcios (Nmero e Locao das Sondagens) ..............................................................................24

2.4. Critrios de Paralisao da Sondagem SPT (Item 6.4 da NBR 6484:2001)......................25

2.5. Sondagem Rotativa (SR)....................................................................................................262.5.1. RQD (Rock Quality Designation) ou ndice de Qualidade da Rocha........................29

2.5.2. Percentagem de Recuperao.....................................................................................29

3.0. TIPOS DE FUNDAES........................................................................................32

3.1. FUNDAO SUPERFICIAL (RASA OU DIRETA) ......................................................32

3.1.1. Sapata.........................................................................................................................33

3.1.1.1. Sapata isolada.....................................................................................................34

3.1.1.2. Sapata associada.................................................................................................35

3.1.1.3. Sapata corrida.....................................................................................................36

3.1.1.4. Sapata em divisa (Sapata excntrica) / Sapata alavancada ................................37

3.1.2. Bloco ..........................................................................................................................39

3.1.3. Radier.........................................................................................................................40

3.2. FUNDAO PROFUNDA...............................................................................................43

3.2.1. Estaca .........................................................................................................................43

3.2.1.1. Estaca pr-moldada ou pr-fabricada de concreto .............................................43

3.2.1.2. Estaca de concreto moldada in loco ...............................................................443.2.1.3. Estaca mista........................................................................................................60

3.2.1.4. Estaca metlica ou de ao ..................................................................................60


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3.2.1.5. Estaca trado vazado segmentado........................................................................60

3.2.2. Tubulo ......................................................................................................................61

3.2.2.1. Tubulo a cu aberto ..........................................................................................61

3.2.2.2. Tubulo a ar comprimido...................................................................................62

4.0. CRITRIOS BSICOS PARA A ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAES ..............644.1. PRINCIPAIS TIPOS DE FUNDAES E CRITRIOS A SEREM CONSIDERADOSNAS ANLISES PARA A ESCOLHA DA FUNDAO ..........................................................64

4.1.1. Fundao rasa.............................................................................................................64

4.1.1.1. Mtodos para Estimativa de Tenses Admissveis............................................64

4.1.1.2. Resistncia Penetrao em Sondagens SPT....................................................65

4.1.2. Fundaes profundas..................................................................................................66

5.0. DIMENSIONAMENTO DAS FUNDAES.............................................................67

5.1. DIMENSIONAMENTO DE BLOCOS DE FUNDAO ...............................................675.2. DIMENSIONAMENTO DE SAPATA ISOLADA...........................................................70

6.0. DIMENSIONAMENTO ESTRUTURAL DE SAPATAS ISOLADAS .........................79

6.1. MTODO DAS BIELAS...................................................................................................79

6.1.1. Sapatas isoladas..........................................................................................................79

6.1.1.1. Clculo do volume de concreto de uma sapata isolada......................................80

7.0. DIMENSIONAMENTO DE TUBULES ..................................................................83

7.1. TUBULES A CU ABERTO.........................................................................................83

7.2. FASES DE EXECUO DE TUBULO A CU ABERTO ..........................................84

8.0. CARGA ADMISSVEL DE ESTACAS .....................................................................99

9.0. DIMENSIONAMENTO DE ESTACAS...................................................................101

9.1. CAPACIDADE DE CARGA DAS ESTACAS...............................................................101

9.2. DIMENSIONAMENTO DA SEO DA ESTACA......................................................105

LISTA DE FOTOS

Foto 2.1 Trpano de lavagem (http://www.contenco.com.br). .......................................................11

Foto 2.2 - Amostrador-padro de parede grossa Raymond (NBR 6.484 / 2001) Fechado. .......12

Foto 2.3 - Amostrador-padro de parede grossa Raymond (NBR 6.484 / 2001) Aberto...........12

Foto 2.4 Execuo de sondagem. Avano por lavagem. ................................................................16

Foto 2.5 Execuo de sondagem SPT.............................................................................................16

Foto 2.6 Material da lavagem do furo de sondagem.......................................................................17

Foto 2.7 Limpeza do furo de sondagem com o balde. ....................................................................17

Foto 2.8 - Limpeza do furo de sondagem com o balde......................................................................17Foto 2.9 Material da lavagem retirado do furo de sondagem. ........................................................17

Foto 2.10 Solo recuperado no amostrador da sondagem. ...............................................................17


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Foto 2.11 Solo recuperado no amostrador da sondagem. ...............................................................17

Foto 2.12 Ponteira cnica................................................................................................................22

Foto 2.13 Cone instrumentado para CPT (CPTU = Piezocone = CPT + poro-presso).................22

Foto 2.14 Montagem para execuo do ensaio CPT.......................................................................22

Foto 2.15 Montagem para execuo do ensaio CPT.......................................................................22Foto 2.16 Coroa com pastilha de vdia. ..........................................................................................26

Foto 2.17 Barrilete. .........................................................................................................................26

Foto 2.18 Caixa com testemunhos obtidos em sondagem rotativa.................................................27

Foto 2.19 Caixas com testemunhos obtidos em sondagem rotativa. ..............................................27

Foto 2.20 Sonda rotativa motorizada e Bomba de gua (Fabricante Maquesonda). ......................28

Foto 2.21 Sonda rotativa motorizada (Fabricante Sondeq).............................................................28

Foto 3.1 rea a ser escavada para execuo de sapata. ..................................................................33

Foto 3.2 Montagem da forma para a execuo de sapata. ..............................................................33




Foto 3.6 Bomba para a concretagem da sapata. ..............................................................................33

Foto 3.7 Execuo de sapata. ..........................................................................................................34

Foto 3.8 Sapata concretada. ............................................................................................................34

Foto 3.9 Sapata concretada. ............................................................................................................34Foto 3.10 Sapata j executada.........................................................................................................34

Foto 3.11 Radier armado.................................................................................................................41





Foto 3.16 Radier protendido. ..........................................................................................................41

Foto 3.17 Fotos relativas a radier protendido. ................................................................................42

Foto 3.18 Estaca pr-moldada circular de concreto........................................................................43

Foto 3.19 Estaca pr-moldada de concreto. Estacas quadradas e circular vazada..........................43

Foto 3.20 Bate-estaca de gravidade (convencional). ......................................................................43

Foto 3.21 Bate-estaca hidrulico.....................................................................................................43

Foto 3.22 Fuste circular para estaca mega. .....................................................................................44

Foto 3.23 Fuste hexagonal para estaca mega. .................................................................................44

Foto 3.24 Fuste circular, execuo e ilustrao para estaca mega. .................................................44Foto 3.25 Estaca mega executada em concreto...............................................................................44

Foto 3.26 Estaca mega executada em concreto...............................................................................44


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Foto 3.27 Execuo de estaca-raiz em rocha. Obra Ponte Estaiadas So Paulo/SP. ...................47

Foto 3.28 Execuo de estaca-raiz..................................................................................................47

Foto 3.29 Cortina de estaca-raiz. So Paulo. ..................................................................................47

Foto 3.30 Estaca-raiz em local com p-direito reduzido Edifcio Nncio Malzoni, Santos/SP. .47

Foto 3.31 Estaca-raiz com utilizao de martelo de fundo. Jurubatuba/SP....................................47Foto 3.32 Martelo de fundo utilizado em rocha..............................................................................47

Foto 3.33 Perfuratriz montada sobre caminho. .............................................................................49

Foto 3.34 Perfuratriz montada sobre esteira. ..................................................................................49

Foto 3.35 Perfurao com trado mecnico......................................................................................49

Foto 3.36 Perfurao com trado mecnico......................................................................................49

Foto 3.37 Esquema bsico de execuo da estaca Strauss..............................................................50

Foto 3.38 Esquema bsico de execuo da estaca Strauss..............................................................50

Foto 3.39 Execuo da estaca Strauss.............................................................................................50




Foto 3.43 Equipamento para execuo de parede diafragma e estaca barrete, montado emguindaste Bucyrus (Geyer).................................................................................................................52

Foto 3.44 Clam Shell hidrulico (Brasfond). ..................................................................................52

Foto 3.45 Equipamento para estaca Franki. ....................................................................................54

Foto 3.46 Equipamento para estaca Franki. ....................................................................................54

Foto 3.47 Pilo Franki.....................................................................................................................54

Foto 3.48 Pilo Franki.....................................................................................................................54

Foto 3.49 Camisas metlicas Franki. ..............................................................................................55

Foto 3.50 Brita da bucha. ................................................................................................................55

Foto 3.51 Concretagem da estaca Franki. .......................................................................................55

Foto 3.52 Cravao da camisa metlica..........................................................................................55

Foto 3.53 Concreto da estaca Franki...............................................................................................55Foto 3.54 Concretagem da estaca Franki. .......................................................................................55


Foto 3.56 Concretagem da estaca franki. ........................................................................................56

Foto 3.57 Concretagem da estaca franki. ........................................................................................56

Foto 3.58 Extrao da camisa. ........................................................................................................56

Foto 3.59 Concreto da estaca Franki...............................................................................................56


Foto 3.61 Hlice contnua (Modelo EM 1000/32, CZM). ..............................................................57

Foto 3.62 Hlice contnua (Modelo EM 800/30, CZM). ................................................................57


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Foto 3.63 Equipamento para hlice contnua de deslocamento monitorada...................................59

Foto 3.64 Equipamento para hlice contnua de deslocamento monitorada...................................59

Foto 3.65 Processo bsico de execuo da estaca hlice contnua de deslocamento......................59

Foto 3.66 Cravao de perfil metlico. ...........................................................................................60

Foto 3.67 Cravao de perfil metlico. ...........................................................................................60Foto 3.68 Estaca trado vazado segmentado. ...................................................................................61

Foto 3.69 Estaca trado vazado segmentado. ...................................................................................61



Foto 3.72 Escavao de fuste para tubulo. ....................................................................................62

Foto 3.73 Sarilho para retirada de material do tubulo a cu aberto. .............................................62

Foto 3.74 Alargamento de base de tubulo a cu aberto. ...............................................................62

Foto 3.75 Ferragem para tubulo. ...................................................................................................62

Foto 3.76 Tubulo a ar comprimido................................................................................................63



Foto 3.79 Concretagem do tubulo a ar comprimido......................................................................63

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 - Estados de compacidade e de consistncia dos solos (NBR 6484 / 2001). ...................14Tabela 2.2 Valores sugeridos de k (Danzinger e Velloso, 1986, 1995)..........................................23

Tabela 2.3 Nmero mnimo de furos de sondagens........................................................................24

Tabela 2.4 Dimetros mais comuns de furos e testemunhos. .........................................................27

Tabela 2.5 Qualidade do macio rochoso pelo RQD......................................................................29

Tabela 2.6 Tipo de rocha em funo da recuperao......................................................................30

Tabela 7.1 Estacas moldadas in loco: parmetros para dimensionamento (Norma ABNT NBR6122:2010). ........................................................................................................................................87

Tabela 7.2 Ao CA 50: Caractersticas de massa e seo...............................................................88

Tabela 7.3 Ao CA 60: Caractersticas de massa e seo...............................................................88

Tabela 8.1 Estacas pr-moldadas de concreto (Velloso &Lopes, 1996). ......................................99

Tabela 8.2 Estacas de madeira (Velloso &Lopes, 1996). ..............................................................99

Tabela 8.3 Estacas de ao (Velloso &Lopes, 1996). ...................................................................100

Tabela 8.4 Estacas escavadas........................................................................................................100

Tabela 8.5 Outros tipos de estacas. ...............................................................................................101

Tabela 9.1 Valores de C em funo do tipo de solo (Dcourt e Quaresma, 1978).......................103Tabela 9.2 Valores de C em funo do tipo de solo para estacas escavadas com lama bentontica(Dcourt, 1986). ...............................................................................................................................104


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Tabela 9.3 Valores de coeficientes ............................................................................................105

Tabela 9.4 Valores de coeficientes . ...........................................................................................105

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Trpano de lavagem (NBR 6484 / 2001).......................................................................11Figura 2.2 - Dimenses do corpo do amostrador tipo raymond de 50,8 mm (NBR 6.484 / 2001).... 11

Figura 2.3 Esquema de perfurao por percusso e amostragem. ..................................................13

Figura 2.4 - Perfil de uma sondagem realizada em Braslia/DF com N. A. no encontrado.............18

Figura 2.5 - Perfil de uma sondagem realizada em Braslia/DF com N. A. encontrado....................19

Figura 2.6 Ensaio CPT (a) princpio de funcionamento e (b) vista de um equipamento(desenvolvido pela COPPE / UFRJ com a GROM Automao e Sensores) ..................................20

Figura 2.7 Penetrmetros para CPT (a) Delft, (b) Begemann, (c) cone eltrico (FUGRO, tipo

subtrao) e (d) piezocone (COPPE / UFRJ, modelo 2), estando indicados: (1) luva de atrito; (2)anel de vedao de solo; (3) anel de vedao de gua; (4) clula de carga total; (5) clula de cargade ponta; (8) transdutor (medidor) de poro-presso; (9) elemento poroso. .......................................21

Figura 2.8 Ponteira mecnica (Begemann) com luva de atrito lateral (dimenses em mm). .........21

Figura 2.9 Perfil tpico de um ensaio CPTu....................................................................................22

Figura 2.10 Sugesto de locao de furos de sondagem para edificaes. .....................................25

Figura 2.11 Exemplo de determinao do RQD (Rock Quality Designation)................................30

Figura 2.12 Laudo de uma sondagem mista (SPT + Rotativa). ......................................................31

Figura 3.1 Principais tipos de fundaes. .......................................................................................32

Figura 3.2 Esquema de uma sapata isolada.....................................................................................34

Figura 3.3 Perspectiva de uma sapata isolada.................................................................................35

Figura 3.4 Perspectiva de uma sapata associada.............................................................................35

Figura 3.5 Esquema de uma sapata corrida.....................................................................................36

Figura 3.6 Perspectiva de uma sapata corrida.................................................................................36

Figura 3.7 Sapata em divisa. ...........................................................................................................37

Figura 3.8 Perspectiva de uma sapata alavancada. .........................................................................37

Figura 3.9 Sapata como viga de equilbrio. ....................................................................................38Figura 3.10 Sapata com viga alavanca............................................................................................38

Figura 3.11 Sapata com viga alavanca............................................................................................39

Figura 3.12 Esquema de blocos de fundao..................................................................................39

Figura 3.13 Perspectiva de bloco de fundao sem escalonamento. ..............................................39

Figura 3.14 Esquema de radier de fundao...................................................................................40

Figura 3.15 Perspectiva de um radier..............................................................................................40

Figura 3.16 Fases de execuo de estaca-raiz. ................................................................................45

Figura 3.17 (a) - (j) Fases de execuo de estaca-raiz. ...................................................................46

Figura 3.18 Micro estaca. Perfurao, instalao e injeo. ...........................................................48


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Figura 3.19 Detalhe do obturador de injeo..................................................................................48

Figura 3.20 Sequncia executiva de parede-diafragma e estaca barrete moldada in loco(Brasfond). .........................................................................................................................................51

Figura 3.21 Processo bsico da estaca Franki.................................................................................53

Figura 3.22 Processo bsico de execuo da estaca hlice contnua. ............................................58

Figura 3.23 Detalhe do elemento de perfurao. ............................................................................60

Figura 3.24 Processo bsico de execuo de tubulo a ar comprimido. .........................................63

Figura 4.1 Estimativa de N mdio. .................................................................................................66

Figura 5.1 Esquema de blocos de fundaes. .................................................................................67

Figura 5.2 Grfico para retirada do ngulo . ................................................................................68

Figura 5.3 Esquema de uma sapata isolada.....................................................................................70

Figura 5.4 Resposta do Exerccio 5.2. ............................................................................................71

Figura 5.5 Resposta do Exerccio 5.3. ............................................................................................74Figura 5.6 Pilar em L. .....................................................................................................................74


Figura 5.8 Pilar em C. .....................................................................................................................76


Figura 6.1 Caminhamento da carga do pilar em direo base da sapata......................................79

Figura 6.2 Detalhe de sapata isolada...............................................................................................79

Figura 6.3 Resposta do exerccio 6.1. .............................................................................................82

Figura 7.1 Perspectiva e corte longitudinal de um tubulo.............................................................83

Figura 7.2 Tubules com base circular e falsa elipse. ....................................................................84

Figura 7.3 Fases de execuo do tubulo a cu aberto. ..................................................................84

Figura 7.4 Clculo do volume da base de tubulo falsa elipse. ......................................................86

Figura 9.1 Laudo de sondagem SPT. ............................................................................................109


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1.0. APRESENTAO

Estas Notas de Aulas foram elaboradas para alunos de graduao em Engenharia Civil na disciplinaEngenharia de Fundaes com o objetivo de familiarizar os futuros Engenheiros com as fundaesmais comumente utilizadas no Brasil. Este material pode tambm ser utilizado por qualquerFaculdade, desde que seja para fins educacionais, sem consulta prvia aos autores.

O material que serviu de base para a elaborao desta apostila foi:a) Experincias dos professores Rideci Farias e Haroldo Paranhos na rea Geotcnica;

b) Normas ABNT/ NBR; Normas ASTM; Normas DNIT; etc.;

c) Livros, apostilas, notas de aulas, entre outros materiais diversos, tais como dos professores:Yopanan C. P. Rebello; Mrcio M. Fabrcio; Joo A. Rossignolo.

d) Sites diversos consultados na Internet, tais como:

http://www.radierprotendido.com.br/;

http://www.estacasipr.com.br/produtos.php;

http://www.benaton.com.br/html/estacas-benaton.htm;

http://www.perfurac.com.br/reforcos-fundacoes-mega.htm;

http://www.solotrat.com.br/;

http://www.fundesp.com.br;

http://www.brasfond.com.br;

http://www.fxsondagens.com.br;

http://www.tecgeo.com.br/;

http://www.engeconfundacoes.com.br;http://www.franki.com.br;

http://www.geofix.com.br;

http://www.solossantini.com.br;

http://www.geone2010.com.br/download/Palestra_GeoNE_2010.pdf;

http://www.acharimoveis.com/blog_imobiliario/?m=201103;

http://www.dicionariogeotecnico.com.br;


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2.0. INVESTIGAO DO SUBSOLO ANLISE E INTERPRETAO DASSONDAGENS

Para os projetos de engenharia, deve ser feito um reconhecimento dos solos envolvidos para suaidentificao, avaliao de seu estado e, eventualmente, para amostragem visando realizao deensaios especiais. Amostragem em taludes, abertura de poos e perfuraes no subsolo so os

procedimentos empregados com este propsito.2.1. SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO

O mtodo mais comum de reconhecimento do subsolo a Sondagem de Simples Reconhecimento,que objeto de uma norma Brasileira, a NBR 6484. A sondagem consiste essencialmente em doistipos de operao: perfurao e amostragem.

2.1.1. Perfurao acima do nvel dgua

A perfurao do terreno iniciada com trado tipo cavadeira, com 10 cm de dimetro. Repetidasoperaes vo aprofundando o furo e o material recolhido vai sendo classificado quanto a sua

composio. O esforo requerido para penetrao do trado d uma primeira indicao deconsistncia ou compacidade do solo, mas uma melhor informao sobre este aspecto ser obtidacom a amostragem (relatada adiante) que costuma ser feita de metro em metro de perfurao, ousempre que ocorre mudana de material.

Atingida certa profundidade, introduz-se um tubo de revestimento, com duas e meia polegadas dedimetro, que cravado com o martelo que ser tambm usado para a amostragem. Por dentro dessetubo, a penetrao progride com o trado espiral.

2.1.2. Determinao do nvel dgua

A perfurao com o trado mantida at ser atingido o nvel dgua, ou seja, at que se perceba osurgimento de gua no interior da perfurao ou no tubo de revestimento. Quando isto ocorre,registra-se a cota do nvel dgua e interrompe-se a operao, aguardando-se para determinar se onvel se mantm na cota atingida ou se ele se eleva no tubo de revestimento. Se isto ocorrer, indicao de que a gua estava sob presso. Aguarda-se o nvel dgua ficar em equilbrio eregistra-se a nova cota. A diferena entre esta e a cota em que foi encontrada a gua indica a pressoa que est submetido o lenol.

Nveis dgua sob presso so bastante comuns, principalmente em camadas de areias recobertaspor argilas que so muitos menos permeveis. A informao referente presso do lenol bastanteimportante, pois estas presses interferem, por exemplo, na estabilidade de escavaes que se faamneste solo.

Algumas vezes, ocorre mais do que um lenol dgua. So lenis suspensos em camadas argilosas.Cada um destes lenis deve ser detectado e registrado. A data em que foi determinado o lenoltambm deve ser anotada, pois o nvel dgua, geralmente varia durante o ano.

2.1.3. Perfurao abaixo do nvel dgua

Depois de atingido o nvel dgua, a perfurao pode prosseguir com a tcnica de circulao degua, tambm conhecida comopercusso e lavagem. Uma bomba dgua motorizada injeta gua naextremidade inferior do furo, atravs de uma haste de menor dimetro, por dentro do tubo derevestimento. Na extremidade deste, existe um trpano com ponta afiada e com dois orifcios pelosquais a gua sai com presso (Figura 2.1 e Foto 2.1).

A haste interna repetidamente levantada e deixada cair de cerca de 30 cm. A sua queda acompanhada de um movimento de rotao imprimido manualmente pelo operador. Estas aesprovocam o destorroamento do solo no fundo da perfurao. Simultaneamente, a gua injetada


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pelos orifcios do trpano ajuda a desagregao e, ao retornar superfcie, pelo espao entre a hasteinterna e o tubo de revestimento, transporta as partculas do solo que foram desagregadas.

Figura 2.1 Trpano de lavagem (NBR 6484 /2001). Foto 2.1 Trpano de lavagem(http://www.contenco.com.br).

De metro em metro, ou sempre que se detectar alterao do solo pelos detritos carreados pela guade circulao, a operao suspensa e realiza-se uma amostragem. O material em suspenso trazidopela lavagem no permite boa classificao do solo, mas mudanas acentuadas do tipo de solo sodetectveis. A perfurao por lavagem mais rpida do que pelo trado. Ela geralmente empregadaabaixo do nvel dgua porque acima dele estaria alterando a umidade do solo e, conseqentemente,as condies de amostragem.

2.1.4. Amostragem de solosPara a amostragem, utiliza-se um amostrador padro, que constitudo de um tubo com 50,8 mm(duas polegadas) de dimetro externo e 34,9 mm de dimetro interno, com a extremidade cortantebiselada. A outra extremidade, que fixada haste que a leva at o fundo da perfurao, deve terdois orifcios laterais para sada de gua e ar, e uma vlvula constituda por uma esfera de ao. AFigura 2.2 e Fotos 2.2 e 2.3 ilustram o amostrador.

Figura 2.2 - Dimenses do corpo do amostrador tipo raymond de 50,8 mm (NBR 6.484 / 2001).


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Foto 2.2 - Amostrador-padro de parede grossa Raymond (NBR 6.484 / 2001) Fechado.

Foto 2.3 - Amostrador-padro de parede grossa Raymond (NBR 6.484 / 2001) Aberto.

O amostrador conectado haste e apoiado no fundo da perfurao. A seguir, cravado pela aode uma massa de ferro fundido (chamada martelo) de 65 kg. Para a cravao, o martelo elevado auma altura de 75 cm e deixado cair livremente. O alteamento do martelo feito manualmente oupor meio de equipamento mecnico, atravs de uma corda flexvel ou cabo de ao que passa poruma roldana existente na parte superior do trip. A cravao do amostrador no solo obtida porquedas sucessivas do martelo, at a penetrao de 45 cm. Ver Figura 2.3.


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Roldana

Trip

Peso de 65 kgCorda ou cabo de ao

Sarilho

Operao Manualou Mecnica

Ressalto

Haste

Furo de 2 1/2"Barrilete

Alturadequeda=75cm

Figura 2.3 Esquema de perfurao por percusso e amostragem.

A mostra colhida submetida a exame tctil-visual e suas caractersticas principais so anotadas.Estas amostras so, ento, guardadas em recipientes impermeveis para anlises posteriores.

2.1.5. Resistncia penetrao - SPT

Ainda que o exame da mostra possa fornecer uma indicao da consistncia ou compacidade dosolo, geralmente a informao referente ao estado do solo considerada com base na resistncia queele oferece penetrao do amostrador.

Durante a amostragem, so anotados os nmeros de golpes do martelo necessrios para cravar cadatrecho de 15 cm do amostrador. Desprezam-se os dados referentes ao primeiro trecho de 15 cm edefine-se resistncia penetrao como sendo o nmero de golpes necessrios para cravar 30 cm doamostrador, aps aqueles primeiros 15 cm.

A resistncia penetrao tambm referida como o nmero N do SPT ou, simplesmente, comoSPT do solo, sendo o SPT as iniciais de Standard Penetration Test.

Quando o solo to fraco que a aplicao do primeiro golpe do martelo leva a uma penetraosuperior a 45 cm, o resultado da cravao deve ser expresso pela relao deste golpe com arespectiva penetrao. Por exemplo, 1/58.

Em funo da resistncia penetrao, o estado do solo classificado pela compacidade, quandoareia ou silte arenoso, ou pela consistncia, quando argila ou silte argiloso. Estas classificaes soapresentadas na Tabela 2.1, de acordo com a norma NBR 6484/2001 e com a proposta original deTerzaghi. As diferenas decorrem do fato da energia de cravao do amostrador ser diferente no

Brasil e nos Estados Unidos, em virtude, principalmente, da maneira diferente como o martelo acionado.


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Tabela 2.1 - Estados de compacidade e de consistncia dos solos (NBR 6484 / 2001).

Observao 2.1: Como forma de resumo, tem-se que a sondagem a percusso SPT umprocedimento geotcnico de campo, capaz de amostrar o subsolo. Quando associada ao ensaio de

penetrao dinmica (SPT), mede a resistncia do solo ao longo da profundidade perfurada deforma que ao se realizar uma sondagem pretende-se conhecer principalmente:

a) o tipo de solo atravessado pela retirada de uma amostra deformada, a cada metro perfurado;

b) a resistncia (N) oferecida pelo solo cravao do amostrador padro, a cada metro perfurado;

c) a posio do nvel ou dos nveis dgua, quando encontrados durante a perfurao.

Observao 2.2: So muitas as maneiras de se relacionar os nmeros do SPT, obtidos na sondagem percusso, com a resistncia do solo. Uma maneira bastante rpida de se correlacionar essesvalores usando a frmula emprica a seguir:

1= Nadm (kgf/cm2)

Onde:

adm a tenso admissvel compresso do solo, tambm denominada taxa do solo; e,

N o nmero de golpes para cravar os ltimos 30 cm, ou SPT.

Como exemplo, ao se ter o valor do SPT igual a 10 (N = 10), tem-se para a tenso admissvel:

1= Nadm 110=adm


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2/)116,3( cmkgfadm = 2/16,2 cmkgfadm= ou

2/6,21 mtonadm=

Observao 2.3: Outra forma bastante utilizada dividir o valor do SPT por 3; 4 ou 5, dependendose o solo for areia, silte ou argila, respectivamente, e assim tem-se a resistncia do solo em kgf/cm2.

2.1.6. Apresentao dos resultadosOs resultados so apresentados em perfis do subsolo, como se mostra nas Figuras 2.12 e 2.13, ondeso apresentadas as descries de cada solo encontrado, as cotas correspondentes a cada camada, aposio do nvel dgua (ou nveis dgua) a sua eventual presso, a data em que foi determinado onvel dgua e os valores da resistncia penetrao do amostrador. Quando no ocorre penetraode todo o amostrador, registra-se o SPT em forma de frao (por exemplo, 30/14, indicando quepara 30 golpes houve penetrao de 14 cm).

Sondagens feitas com proximidade (por exemplo, a cada 20 m) permitem o traado de sees dosubsolo, que ligam as cotas de materiais semelhantes na hiptese de que as camadas sejamcontnuas.

2.1.7. Programao de sondagens

A programao das sondagens, nmero, disposio e profundidade dos furos dependem doconhecimento prvio que se tenha da geologia local, do solo e da obra especfica para a qual se estfazendo prospeco. Recomendaes sobre a programao de sondagens so feitas na norma NBR8036/1983.

Observao 2.4: Recomenda-se tambm, alm das Normas NBR 6484/2001 e 8036/1983, a leituradas Normas NBR 6122/2010; NBR 9603/1986 e NBR 13441/1995.

As Fotos 2.4 a 2.11 mostram execuo de sondagens e as Figuras 2.4 e 2.5 mostram boletins

resultantes da investigao.2.1.8. Principais Vantagens da Sondagem SPT

a) Custo relativamente baixo;

b) Facilidade de execuo e possibilidade de trabalho em locais de difcil acesso;

c) Permite descrever o subsolo em profundidade e a coleta de amostras;

d) Fornece um ndice de resistncia penetrao correlacionvel com a compacidade ou aconsistncia dos solos;

e) Possibilita determinao do nvel fretico (com ressalvas).


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Foto 2.4 Execuo de sondagem. Avano por lavagem.

Foto 2.5 Execuo de sondagem SPT.


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Foto 2.6 Material da lavagem do furo desondagem.

Foto 2.7 Limpeza do furo de sondagem como balde.

Foto 2.8 - Limpeza do furo de sondagem como balde.

Foto 2.9 Material da lavagem retirado dofuro de sondagem.

Foto 2.10 Solo recuperado no amostrador dasondagem.

Foto 2.11 Solo recuperado no amostrador dasondagem.


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Folha n.01Al ti tud e L at itud e

LongitudeNvel do terreno

Nvel d'gua (m) / Data da observaco

Inicial:

Final:

DATA INCIO: DATA T RMINO:

5 10 15 20 25 30 35 40 45

18 5

2Arg ila silt osa

poucoarenosa

vermelha mida Mole

2 2

3Arg ila silt osa

poucoarenosa

vermelha mida Muito mole

2 2

4Arg ila silt osa

poucoarenosa


2 2

5Arg ila silt osa

poucoarenosa


2 2

6Arg ila silt osa

poucoarenosa


2 2

7Arg ila silt osa

poucoarenosa


2 2

8Arg ila silt osa

poucoarenosa


2 2

9Arg ila silt osa

poucoarenosa


2 2

10Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


2 2

11Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


2 2

12Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


3 4

13Argila

poucosiltosa

poucoarenosa

com pedregulho defino a mdio

vermelha mida Mole

4 4

14Argila

poucosiltosa

poucoarenosa

vermelha mida Mole

4 7

15Argila

pouco

siltosa

pouco

arenosavermelha mida Mdia(o)

10 16

16Argila

poucosiltosa

poucoarenosa

vermelha mida Rija(o)

21 38

17Areia

vermelha variegada mida Compacta(o)

41 48

18Areia

vermelha variegada mida

MuitoCompacta(o)

54 58

19Areia

vermelha variegada mida

MuitoCompacta(o)

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

Amostrador: Externo = 50,8 mm e Interno = 34,9 mm

MTODO DE AVANO

TC - Trado Concha Rideci Farias, DSc.

TH - Trado H elicoidal Engenheiro Civil e Geotcnico

CA - Circulao de gua CREA 9736/D PA

NAnoencontradonodia5/8/2011

(SPT)

30cmF

INAIS

SPT- 01

Referncia: P251-08

Engenheiro Civil e Geotcnico

CREA 9649/D DF

Consistncia/Compacidade

SIMBOLOGIA

CLASSIFICAO DAS CAMADAS

PROFUNDIDADE(m)

SONDADOR: Elias

W%

Revestimento: Interno = 2 1/2"

Camada Superficial - Argila siltosa vermelha

Glanulometria

Limite da sondagem = 18,45m (58 golpes / 30 cm) Areia vermelha variegada, mida, muito compacta.

Haroldo Paranhos, MSc.

Cor

4/8/2011

CLIENTE:

PENETRAO GRFICO

LOCAL:

ESCALA: 4/8/2011

NVELDOLENOL

FRETICO

NDICE DE RESISTNCIA PENETRAO

30cmI

NICIAIS

30cm INICIAIS30cm FINAIS

NMERO DE GOLPES

Figura 2.4 - Perfil de uma sondagem realizada em Braslia/DF com N. A. no encontrado.


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Folha n.01Al ti tud e L at itud e

LongitudeNvel do terreno

Nvel d'gua (m) / Data da observaco

Inicial:

Final:

: :

5 10 15 20 25 30 35 40 45

14 4

2Argila

poucosiltosa

poucoarenoso

vermelha mida Mole

4 4

3Argila

poucosiltosa

poucoarenosa

vermelha mida Mole

4 4

4Argila

poucosiltosa

poucoarenosa

vermelha mida Mole

4 4

5Argila

poucosiltosa

poucoarenosa

vermelha mida Mole

5 6

6Argila

poucosiltosa

poucoarenosa

vermelha mida Mdia(o)

6 6

7Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


6 7

8Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


7 7

9Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


6 7

10Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


7 7

11Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


6 6

12Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


7 7

13Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


7 8

14Argila

poucosiltosa

poucoarenosa


8 8

15Argila

pouco

siltosa

pouco

arenosavermelha mida Mdia(o)

25 25

16Sil te argi loso

poucoarenoso

variegado mido Dura(o)

26 28

17Sil te argi loso

poucoarenoso


40 52

18Sil te argi loso

poucoarenoso


19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

Amostrador: Externo = 50,8 mm e Interno = 34,9 mm

MTODO DE AVANO

TC - Trado Concha Rideci Farias, DSc.

TH - Trado Helicoidal Engenheiro Civil e Geotcnico

CA - Circulao de gua CREA 9736/D PA

NAencontradoa13,70mda"boca"d

ofuroem2

4/01/2009

Limite da sondagem = 17,45 m (52 golpes / 30 cm)

CLIENTE:

PENETRAO GRFICO

LOCAL:

ESCALA: 23/1/2009

NVELDOL

ENOL

FRETICO

NDICE DE RESISTNCIA PENETRAO

30cmI

NICIAIS

SPT- 02

TC

30cm INICIAIS30cm FINAIS

Consistncia/Compacidade

NMERO DE GOLPES

Haroldo Paranhos, MSc.

Cor W%

Revestimento: Interno = 2 1/2"

Camada Superficial - Argila vermelha, pouco siltosa, pouco arenosa.

30cmF

INAIS

-13,50m-13,70m

23/1/2009 SONDADOR: Hi ldeman

Referncia: P251-08

CLASSIFICAO DAS CAMADAS

Engenheiro Civil e Geotcnico

CREA 9649/D DF

PROFUNDIDADE(m)

SIMBOLOGIA

Glanulometria

(SPT)

Figura 2.5 - Perfil de uma sondagem realizada em Braslia/DF com N. A. encontrado.


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2.2. Sondagem de Penetrao Esttica Cone Penetration Test (CPT) - NBR 12069

Esta sondagem recebe tambm o nome de sondagem com cone holands, por ter sido criada, nadcada de trinta, no Laboratrio de Mecnica dos Solos de Delf, na Holanda. O equipamentoutilizado consta de hastes emendveis que apresentam em sua ponta um cone com ngulo de 60 euma rea de 10 cm2. A penetrao do cone contnua, a uma velocidade de 2 cm/s. O esforonecessrio para a penetrao do cone no solo registrado continuamente. Os valores registrados

medem tanto a resistncia de ponta (qc) como o atrito lateral.A grande vantagem deste tipo de sondagem, em relao de percusso, que os resultados soapresentados ao longo de toda a profundidade da sondagem, ininterruptamente, ao contrrio dapercusso que mede o nmero de golpes em 30 cm de cada metro.

Os resultados obtidos na sondagem com cone recebem o nome de CPT (Cone Penetration Test).Nos equipamentos mais modernos, o cone eltrico, permitindo que os resultados sejam registradosem um grfico simultaneamente realizao da sondagem.

Um dos problemas apresentados por este tipo de sondagem a possibilidade de desvio do conedurante a penetrao no solo. Por isso, a Norma Brasileira recomenda o uso de inclinmetro,

aparelho que mede ngulos, para profundidades acima de 25 metros. Experincias tm mostradoque no so obtidos resultados satisfatrios quando a sondagem realizada em argilas muito moles.No Brasil, essa modalidade de sondagem ainda no muito comum, mas vem se desenvolvendobastante e no de duvidar que, em um futuro prximo, substitua a sondagem percusso.

As Figuras 2.6, 2.7 e 2.8 mostram o ensaio e tipos de penetrmetros. J as Fotos 2.12 a 2.15mostram o cone, bem como a montagem para execuo do ensaio.

Figura 2.6 Ensaio CPT (a) princpio de funcionamento e (b) vista de um equipamento(desenvolvido pela COPPE / UFRJ com a GROM Automao e Sensores)


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Figura 2.7 Penetrmetros para CPT (a) Delft, (b) Begemann, (c) cone eltrico (FUGRO, tiposubtrao) e (d) piezocone (COPPE / UFRJ, modelo 2), estando indicados: (1) luva de atrito; (2)anel de vedao de solo; (3) anel de vedao de gua; (4) clula de carga total; (5) clula de cargade ponta; (8) transdutor (medidor) de poro-presso; (9) elemento poroso.

Figura 2.8 Ponteira mecnica (Begemann) com luva de atrito lateral (dimenses em mm).


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Foto 2.12 Ponteira cnica. Foto 2.13 Cone instrumentado para CPT(CPTU = Piezocone = CPT + poro-presso).

Foto 2.14 Montagem para execuo doensaio CPT.

Foto 2.15 Montagem para execuo doensaio CPT.

A Figura 2.9 mostra um perfil tpico do ensaio CPTu.

Figura 2.9 Perfil tpico de um ensaio CPTu.


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2.2.1. Relao entre os resultados do CPT e SPT

Na sondagem, se a opo for pelo CPT, deve-se fazer a converso para o SPT, para se determinar aresistncia do solo usando as frmulas e tabelas usuais.

A Tabela 2.2, proposta por Danzinger e Velloso, fornece os valores de kque relaciona o nmero degolpes do SPT resistncia de ponta (qc) fornecida pela sondagem CPT.

Para se fazer a transposio dos valores de qcpara N, usa-se a seguinte relao:

k

qN c=

Observar que para entrar nessa relao o valor de qc dever ser expresso em MPa (Mega Pascal).

Tabela 2.2 Valores sugeridos de k (Danzinger e Velloso, 1986, 1995).

Tipo de Solo Valores Sugeridos de k (qc= K.N, k emMPa/golpe/30 cm)

Areia 0,60Areia siltosa, areia argilosa, areia com argila 0,53

Silte, silte arenoso, argila arenosa 0,48

Silte com areia e argila, argila com silte e 0,38

Silte argiloso 0,30

Argila, argila siltosa 0,25

Exerccio 2.1 Seja qc = 2 MPa o valor da resistncia de ponta dada pela sondagem CPT e o solo,um silte argiloso. Determine o valor do SPT.

Soluo:k

qN c=

0,30MPa

2MPaN= 7,6N= 6N=

Observao 2.5: Caso se deseje determinar a taxa do solo diretamente dos valores de qc, pode-seusar a relao a seguir:

10

qc=adm (MPa), no caso de fundaes diretas em argila

15

qc=adm (MPa), no caso de fundaes diretas em areias

Observao 2.6: Lembrar que 1MPa = 10 kgf/cm2.

Exerccio 2.2 Determine a taxa do solo diretamente dos valores de qc, considerando:

a) Fundaes diretas em argila:

Soluo:k

qN c=

102MPa

N= MPa2,0N= 2/2N cmkgf=

b) Fundaes diretas em areias:

Soluo:kqN c=

152MPaN= MPa13,0N= 2/3,1N cmkgf=


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Observao 2.7: Para solos coesivos como argilas, a partir do conhecimento da taxa do solo, pode-se conhecer, alm da resistncia, o valor da coeso. A coeso e o ngulo de atrito interno do soloservem para a determinao dos empuxos sobre muros de arrimo. O valor da coeso corresponde metade da taxa do solo:

2

C adm

=

2.3. Programao de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundaes deEdifcios (Nmero e Locao das Sondagens)

O procedimento est explcito na norma NBR 8036/1983: Programao de sondagens de simplesreconhecimento dos solos para fundaes de edifcios. Tambm importante citar a norma NBR6484/2001: Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT - Mtodo de ensaio, comoreferncia do mtodo de ensaio.

De uma forma geral, o nmero de sondagens e sua localizao em planta dependem do tipo daestrutura, de suas caractersticas especiais e das condies geotcnicas do subsolo. O nmero desondagens deve ser suficiente para fornecer um quadro, o melhor possvel, da provvel variao dascamadas do subsolo do local em estudo.

O item 4.1.1.2 da NBR 8036/1986 diz que As sondagens devem ser, no mnimo, de uma para cada200 m

2de rea da projeo em planta do edifcio, at 1200 m

2de rea. Entre 1200 m

2e 2400 m

2

deve-se fazer uma sondagem para cada 400 m2que excederem de 1200 m

2. Acima de 2400 m

2o

nmero de sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particular da construo. Em

quaisquer circunstncias o nmero mnimo de sondagens deve ser:

a) dois para rea da projeo em planta do edifcio at 200 m2;

b) trs para rea entre 200 m2e 400 m

2.

O item 4.1.1.3 diz que Nos casos em que no houver ainda disposio em planta dos edifcios,como nos estudos de viabilidade ou de escolha de local, o nmero de sondagens deve ser fixado de

forma que a distncia mxima entre elas seja de 100 m, com um mnimo de trs sondagens.

Observao 2.8: Para uma residncia de pequeno porte recomenda-se que a locao dos furos desondagem se d em funo da localizao/concentrao das cargas estruturais de maior magnitudeobtidas no projeto estrutural (exemplo: caixa de escada, caixa dgua, grandes vos, etc).

Tabela 2.3 Nmero mnimo de furos de sondagens.

rea (m2

) N de Furos< 200 2

200 400 3

400 600 3

600 800 4

800 1000 5

1000 1200 6

1200 1600 7

1600 2000 8

2000 2400 9> 2400 A critrio do projetista


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40m

10m 10m 20m 20m 20m 20m

30m

20m

30m 30m

40m

Figura 2.10 Sugesto de locao de furos de sondagem para edificaes.

Observao 2.9: Recomenda-se cobrir toda a rea carregada. Em termos prticos recomenda-setambm que a distncia entre furos no seja superior a 30 metros.

Observao 2.10: Em termos de profundidade recomenda-se que as sondagens devam ser levadas

at a profundidade onde o solo no seja mais significativamente solicitado pelas cargas estruturais,fixando-se como critrio aquela profundidade onde o acrscimo de presso no solo, devida scargas estruturais aplicadas, for menor do que 10% da presso geosttica efetiva. Importanteobservar tambm os critrios de paralisao, para o SPT, de acordo com o especificado pela normaNBR 6484 / 2001.

2.4. Critrios de Paralisao da Sondagem SPT (Item 6.4 da NBR 6484:2001)

Em termos de paralisao da sondagem SPT a Norma NBR 6484:2001, apresenta:

6.4 Critrios de paralisao

6.4.1 O processo de perfurao por circulao de gua, associado aos ensaios penetromtricos,deve ser utilizado at onde se obtiver, nesses ensaios, uma das seguintes condies:

a) quando, em 3 m sucessivos, se obtiver 30 golpes para penetrao dos 15 cm iniciais do

amostrador-padro;

b) quando, em 4 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para penetrao dos 30 cm iniciais do

amostrador-padro; e

c) quando, em 5 m sucessivos, se obtiver 50 golpes para a penetrao dos 45 cm do amostrador-

padro.

6.4.2 Dependendo do tipo de obra, das cargas a serem transmitidas s fundaes e da natureza do

subsolo, admite-se a paralisao da sondagem em solos de menor resistncia penetrao do queaquela discriminada em 6.4.1, desde que haja uma justificativa geotcnica ou solicitao do

cliente.

6.4.3 Quando forem atingidas as condies descritas em 6.3.12 c) e aps a retirada da composio

com o amostrador, deve em seguida ser executado o ensaio de avano da perfurao por

circulao de gua.

6.4.3.1 O ensaio de avano da perfurao por circulao de gua consiste no emprego do

procedimento descrito em 6.2.5.

6.4.3.2 O ensaio deve ter durao de 30 min, devendo-se anotar os avanos do trpano obtidos em

cada perodo de 10 min.

6.4.3.3 A sondagem deve ser dada por encerrada quando, no ensaio de avano da perfurao por

circulao de gua, forem obtidos avanos inferiores a 50 mm em cada perodo de 10 min ou


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quando, aps a realizao de quatro ensaios consecutivos, no for alcanada a profundidade de

execuo do SPT.

Quando da ocorrncia destes casos, constar no relatrio a designao de impenetrabilidade ao

trpano de lavagem.

6.4.4 Caso haja necessidade tcnica de continuar a investigao do subsolo at profundidades

superiores quelas limitadas em 6.4.1, o processo de perfurao por trpano e circulao de guadeve prosseguir at que sejam atingidas as condies expressas em 6.4.3.3, devendo, ento, a

seguir ser substitudo pelo mtodo de perfurao rotativa.

6.4.5 Caso ocorra a situao descrita em 6.3.12 c), antes da profundidade estimada para

atendimento do projeto, a sondagem deve ser deslocada, no mnimo duas vezes para posies

diametralmente opostas, a 2 m da sondagem inicial, ou conforme orientao do cliente ou seu

preposto.

2.5. Sondagem Rotativa (SR)

A sondagem rotativa um tipo de investigao feita com um tubo, denominado barrilhete, dotado

de uma pea cortante, feita com um material de alta dureza (coroa) em uma ponta, que perfura oterreno atravs de um movimento de rotao. Geralmente o barrilete constitudo de uma camisalivre em seu interior para preservar o testemunho do terreno. Para rochas brandas utiliza-se coroacom pastilhas de vdia. Para rochas de mdia e alta dureza emprega-se coroa com diamanteindustrial, na forma de pequenos gros incrustados ou grnulos disseminados numa matriz, formadapela mistura de vrios metais, submetidos sintetizao.

Existem barriletes e coras de vrias dimenses para permitir a execuo das perfuraes em srietelescpica. Com isso possvel manter protegido, com revestimento, parte da parede do furo,constitudo por material que pode desmoronar, enquanto a perfurao prossegue com um dimetromenor.

As Fotos 2.16 e 2.17, a seguir, apresentam a coroa com pastilha de vdia e barrilete, e as Fotos 2.18e 2.19 mostram testemunhos obtidos em sondagens rotativas.

Foto 2.16 Coroa com pastilha de vdia.

Foto 2.17 Barrilete.


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Foto 2.18 Caixa com testemunhos obtidos em sondagem rotativa.

Foto 2.19 Caixas com testemunhos obtidos em sondagem rotativa.

A srie de dimetros padronizados denominada com as letras EW, AW, BW, NW, HW, etc. aprimeira letra corresponde ao dimetro do furo e a segunda (W) indica rosca padronizada dacomposio de perfurao. Os dimetros mais comuns de furos e testemunhos esto indicados naTabela 2.4.

Tabela 2.4 Dimetros mais comuns de furos e testemunhos.

O equipamento bsico para sondagem rotativa consta de uma sonda motorizada, bomba de gua,hastes, barriletes e coroas, apresentadas nas Fotos 2.20 e 2.21.


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Foto 2.20 Sonda rotativa motorizada e Bomba de gua (Fabricante Maquesonda).

Foto 2.21 Sonda rotativa motorizada (Fabricante Sondeq).

As sondas geralmente imprimem o avano da perfurao pressionando o hasteamento rotatrio commacacos hidrulicos.

A operao da sondagem rotativa se faz por ciclos sucessivos de corte e retirada dos testemunhos dointerior do barrilete, procedimento este denominado manobra. O avano em cada manobra dependebasicamente da qualidade do material que est sendo perfurado. Quando a rocha de boa qualidade,o comprimento de testemunho obtido em cada manobra pode ser quase igual ao comprimento dobarrilete (2 a 5 m). Entretanto, quando ocorre perda ou destruio de material, em terrenos de difcilamostragem, o comprimento de cada manobra deve ser diminudo, at o mnimo necessrio.

Para que o macio rochoso seja bem representado pelo testemunho, recomenda-se que em cadamanobra o comprimento da amostra no seja inferior a 95% do avano.

Intervalos localizados com baixa recuperao, dentro de um conjunto de boas amostras, podem terorigem em uma poro excepcionalmente ruim do macio ou em algum problema no


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funcionamento do barrilete. Os trechos com baixa recuperao devido deficincia de operao doequipamento devem ser indicados na caixa de testemunho e no boletim de sondagem. Nasperfuraes em rochas calcrias e efusivas baslticas ocorrem, por vezes, cavidades com gua oulama, onde o avano da sonda se faz sem qualquer resistncia e tambm devem ser indicadas.Enfim, todos os fatos ocorridos durante a execuo de uma sondagem devem ser criteriosamenteregistrados para que os resultados da investigao possam ser corretamente interpretados.

Os testemunhos obtidos nas sondagens devem ser guardados em caixas de madeira ou de plsticocom tampa. Eles devem ser dispostos na seqncia exata de sua posio no furo, da esquerda para adireita e de cima para baixo, tal como a escrita de um texto.

Quando, no local da sondagem rotativa, existe uma cobertura de material terroso, acima do maciorochoso, o procedimento rotativo tem inicio a partir da profundidade em que a resistncia domaterial atinge 50 golpes para 30 cm no ensaio SPT. Neste caso, a sondagem tambm denominadasondagem mista e a sigla utilizada SM.

Aps o trmino da sondagem, alguns projetos exigem a realizao de ensaios especiais, tais comopermeabilidade com a sonda hidrulica multiteste SHIM, obteno das direes das estruturasgeolgicas por meio de obturadores de impresso, ensaios geotcnicos de crosshole e tomografia,etc.

Os furos das sondagens rotativas, a menos de quando no aproveitados como piezmetros, devemser totalmente preenchidos com calda de areia e cimento aps sua concluso, pois, deixados abertos,podem promover a interligao de aqferos confinados, alterando as condies hidrogeotcnicaslocais. Em vrias obras de barragens em basalto e tneis sob rios, furos de investigaes, deixadosabertos, apresentaram grandes vazes nas escavaes.

2.5.1. RQD (Rock Quality Designation) ou ndice de Qualidade da Rocha

O RQD foi criado em 1967, por DU Deere. obtido considerando-se, para o comprimento dotestemunho, apenas os fragmentos com 10 cm ou mais. Assim, os pequenos fragmentos, devido alta fragmentao da rocha, so desprezados. Esta determinao geralmente utilizada parabarriletes duplos com dimetros maiores que 76 mm. Conforme o Resultado do RQD pode-seclassificar o macio rochoso pela Tabela 2.5.

100manobradatotaloCompriment

cm)10quemaioresou(igualsrecuperadofragmentosdeoCompriment(%)RQD x=

Tabela 2.5 Qualidade do macio rochoso pelo RQD.

RQD (%) Qualidade do Macio Rochoso0 25 Muito fraco

25 - 50 Fraco

50 75 Regular

75 90 Bom

90 - 100 Excelente

2.5.2. Percentagem de Recuperao

obtida dividindo-se o comprimento total dos testemunhos pelo comprimento total da manobra. ATabela 2.6 mostra o tipo rocha em funo da Recuperao.


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100manobradatotaloCompriment

ostestemunhdostotaloComprimentR(%) x=

Observao 2.11 Este resultado muitas da vezes mais em funo da qualidade da sondagem doque da qualidade da rocha.

Tabela 2.6 Tipo de rocha em funo da recuperao.

Tipo de Rocha R (%)

Boa qualidade > 80

Medianamente alterada 80 50

Muito alterada < 50

A seguir, na Figura 2.11, mostra-se um exemplo para a determinao do RQD e a percentagem derecuperao.

Testemunho Recuperado (cm) Recuperao Modificada (cm)

Recuperao =

= 86% RQD =86

150

150cm

129

15057%=

Figura 2.11 Exemplo de determinao do RQD (Rock Quality Designation).

A Figura 2.12 mostra um laudo de uma sondagem mista (SPT + rotativa).


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101.83

100.83

99.83

98.83

97.83

96.83

95.83

94.83

93.83

92.83

91.83

90.83

89.83

88.83

87.83

86.83

85.83

84.83

83.83

82.83

.

DIMETRO

DO

FURO

REVESTIMENTO

COTAS(m)

&

NVELD'GUA

PROFUNDIDADE

MANOBRAS

PERFILGEOLGICO

DESCRIO DO MATERIAL

ENSAIOPENETRO-MTRICO

(GOLPES/CM)

&

% DERECUPERAO G

RAUDEALTERAO

GRAUDEFRATURAMENTO

GRAUDECOERNCIA TORQUE

Kgf.m NDICEDEQUALIDADEDA

ROCHA

&

R.Q.D.

RESISTNCIA PENETRAOBARRILETE- SPT

M R H

COTA (m): 102.83

COORDENADAS:

N:

E:

INCLINAO:

RUMO:

CLIENTE: Departamento de Engenharia e Construo

LOCAL: Rodovia BR 135 MG, Subtrecho Manga (Acesso Norte - Incio do trecho pavimentado - Lote 8)

ESCALA: DES. N DATA : REL.: N INCIO: TRMINO:

SM1

sem escala 16-09-10 Reforsolo 545_10 05-07-10 05-07-10

01 / 01Gustavo Eng. Rideci Farias / Haroldo Paranhos

DES.: RESP. TCNICO: VERIFICADO: APROVADO:

SONDAGEM

Fragmentos de rocha com areia pouco siltosa,

pouco arenosa, variegada, mida.

Argila arenosa, pouco siltosa, com pedregulho defino a grosso, fragmentos de rocha diversos,variegada.

Argila arenosa, pouco siltosa, cinza variegada,mida.

Argila arenosa, pouco siltosa, com pedregulho defino a grosso, amarela a variegada, mida.

Argila arenosa, pouco siltosa, amarela variegada,mida.

Areia argilosa, pouco siltosa, amarela, mida.

Argila arenosa, vermelha, mida.

guas ClarasRua Manac, Lote 02 , Bloco BLojas 11,12 e 13, Cep 71.900-500

FOFA

P.

COMP

.

MED

.

COMP

.

COMP

.

MUITO

COMP

.

M.

MOLE

MOLE

MDIA

RIJA

DURAGRAU DE ALTERAO

A1 - ROCHA SA2 - POUCO ALTERADAA3 - MEDIANAMENTE ALTERADAA4 - MUITO OU EXTREMAMENTE ALTERADAA5 - TOTALMENTE ALTERADA

GRAU DE COERNCIAC1 = MUITO COERENTEC2 = COERENTEC3 = MEDIANAMENTE COERENTEC4 = INCOERENTEC5 = FRIVEL

GRAU DE FRATURAMENTOF1 = POUCO FRATURADA (< 1 frat/m)F2 = FRATURADA (1 a 5 frat/m)F3 = MUITO FRATURADA (6 a 10 frat/m)F4 = EXTREMAMENTE FRATRUADA (11 a 20 frat/m)F5 = FRAGMENTADA (> 20 frat/m)

4 8 18 40

20 40 60 80 10 20 30 40

CONSISTNCIASOLOS ARGILOSOS

COMPACIDADESOLOS ARENOSOS

30 cm FINAIS30 cm INICIAIS

2 10 195

Tel: (61) 3456 - 0250email: [email protected]

100.88

1.00

3.00

4.00

5.00

6.45

12.10

13.50

515

515

515

215

215

215

215

115

115

515

615

715

1515

2015

1315

2515

3015

2815

BW

9 0

6.45

12.10

14 0

12.10

13.50

Figura 2.12 Laudo de uma sondagem mista (SPT + Rotativa).


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3.0. TIPOS DE FUNDAES

Tem-se que a fundao o elemento estrutural que transfere ao terreno as cargas que so aplicadas estrutura, ou seja, o elemento de transio entre a estrutura e o solo.

Dessa forma, h dois grupos definidos segundo a forma de transmisso das cargas ao solo que soas fundaes superficiais, tambm denominadas de rasas ou diretas, e as profundas. Dentro desses

dois grandes grupos, tm-se as subdivises, conforme mostra a Figura 3.1.1.1.1. Isolada

1.1.2. Associada

1.1.3. Corrida

1.1.4. Sapata de divisa (Sapata excntrica) / Sapata alavancada

1.2. Bloco

1.3.1. Simples

1.3.2. Armado

1.3.3. Protendido

2.1.1. Pr-moldada ou pr-fabricada de concreto

2.1.2. Concreto moldada "in loco"2.1.2.1. Estaca de reao (mega ou prensada)

2.1.2.2. Raiz

2.1.2.3. Escavada com injeo ou microestaca

2.1.2.4. Escavada mecanicamente

2.1.2.5. Strauss

2.1.2.6. Escavada com fluido estabilizante

2.1.2.7. Estaca Franki

2.1.2.8. Hlice contnua monitorada

2.1.2.9. Hlice de deslocamento monitorada

2.1.2.10. Trado vazado segmentado

2.1.3. Estaca mista (madeira, ao, concreto pr-moldado etc.)

2.1.4. Metlica ou de ao

2.1.5. Madeira

2.2.1. A cu aberto

2.2.2. A ar comprimido

1.1. Sapata

Radier1.3.

Tubulo2.2.

Principais Tipos de Fundaes

Profunda2.0

Estaca2.1.

Superficial (Rasa ou Direta)1.0.

Figura 3.1 Principais tipos de fundaes.

3.1. FUNDAO SUPERFICIAL (RASA OU DIRETA)

o elemento de fundao em que a carga transmitida ao terreno pelas tenses distribudas sob abase da fundao, e a profundidade de assentamento em relao ao terreno adjacente fundao inferior a duas vezes a menor dimenso da fundao. A carga transmitida ao solo por presses nabase da fundao.

Costuma-se utilizar esse tipo de fundao quando o solo, nas primeiras camadas, tenha resistnciasuficiente para suportar as cargas atuantes.

De forma prtica, considera-se tcnica e economicamente adequado o uso de fundao diretaquando o SPT for igual ou maior que 8 (oito) e a profundidade de escavao de 2 (dois) metros. Oprimeiro limite indica a resistncia mnima necessria para o uso de fundao direta, e o limite deprofundidade est relacionado ao custo da escavao de reaterro necessrio para a execuo dafundao, acima do qual o uso da fundao direta se torna antieconmico. Entretanto, importanteressaltar que se est falando de situaes corriqueiras e que h particularidades que podem divergirdo descrito.

Deve-se tambm atentar que os critrios descritos so vlidos quando o SPT aumentar para ascamadas mais profundas, ou se mantiver, ao longo da profundidade. Se houver mudana brusca,para valores inferiores do SPT, deve-se verificar a influncia das tenses nas camadas mais

profundas.


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3.1.1. Sapata

o elemento de fundao superficial, de concreto armado, dimensionado de modo que as tensesde trao nele resultantes sejam resistidas pelo emprego de armadura especialmente disposta paraesse fim. As Fotos 3.1 a 3.10 mostram a execuo de sapatas.

Foto 3.1 rea a ser escavada para execuode sapata.

Foto 3.2 Montagem da forma para aexecuo de sapata.



Foto 3.5 Montagem da forma para a

execuo de sapata.

Foto 3.6 Bomba para a concretagem da

sapata.


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Foto 3.7 Execuo de sapata. Foto 3.8 Sapata concretada.

Foto 3.9 Sapata concretada. Foto 3.10 Sapata j executada.

3.1.1.1. Sapata isolada

Transmite para o terreno cargas pontuais ou concentradas, como as cargas de pilares e as reaes devigas na fundao (vigas baldrames). As Figuras 3.2 e 3.3 mostram sapatas isoladas.

Rodap (mnimo de 10 cm de espessura).

Figura 3.2 Esquema de uma sapata isolada.


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Figura 3.3 Perspectiva de uma sapata isolada.

3.1.1.2. Sapata associada

a sapata comum a mais de um pilar.

Viga de rigidez (V. R.)

Figura 3.4 Perspectiva de uma sapata associada.


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3.1.1.3. Sapata corrida

a sapata sujeita ao de uma carga distribuda linearmente ou de pilares ao longo de um mesmoalinhamento. As Figuras 3.5 e 3.6 mostram vistas de sapatas corridas.

Alvenaria (ou concreto)

Concreto

Ferragem

Regularizao concreto no estrutural. Espessura mnima de 5 cm.

Figura 3.5 Esquema de uma sapata corrida.

Parede de alvenaria (ou concreto)

Figura 3.6 Perspectiva de uma sapata corrida.


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Figura 3.9 Sapata como viga de equilbrio.

Viga alavanca

e

Divisa

Figura 3.10 Sapata com viga alavanca.


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Divisa

P2

S2

Eixo da viga alavanca

P1

CG da sapata Viga alavanca

S1

Divisa

Figura 3.11 Sapata com viga alavanca.

3.1.2. Bloco

o elemento de fundao superficial de concreto, dimensionado de modo que as tenses de traonele resultantes sejam resistias pelo concreto, sem necessidade de armadura.

a) Bloco escalonado. b) Bloco sem escalonamento.

Figura 3.12 Esquema de blocos de fundao.

Figura 3.13 Perspectiva de bloco de fundao sem escalonamento.


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3.1.3. Radier

o elemento de fundao superficial que abrange parte ou todos os pilares de uma estrutura,distribuindo os carregamentos.

Comumente a utilizao de sapatas corridas adequada economicamente enquanto sua rea emrelao da edificao no ultrapasse 50%. Caso contrrio, mais vantajoso reunir todas as sapatas

num s elemento de fundao denominado radier (Figuras 3.14 e 3.15). Este executado emconcreto armado, uma vez que, alm de esforos de compresso, devem resistir a momentosprovenientes dos pilares diferencialmente carregados, e ocasionalmente a presses do lenolfretico (necessidade de armadura negativa). O fato de o radier ser uma pea inteiria pode lheconferir uma alta rigidez, o que muitas vezes evita grandes recalques diferenciais (BRITO,1987).Outra vantagem que a sua execuo cria uma plataforma de trabalho para os servios posteriores;porm, em contrapartida, impe a execuo precoce de todos os servios enterrados na rea doradier (instalaes sanitrias, etc.).

Pilar

Radier

P1 P2 P2

Figura 3.14 Esquema de radier de fundao.

Pilar

Radier

Figura 3.15 Perspectiva de um radier.


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Foto 3.11 Radier armado. Foto 3.12 Radier armado.

Foto 3.13 Radier armado. Foto 3.14 Radier armado.

Foto 3.15 Radier armado. Foto 3.16 Radier protendido.


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Foto 3.17 Fotos relativas a radier protendido.


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3.2. FUNDAO PROFUNDA

o elemento de fundao que transmite a carga ao terreno ou pela base (resistncia de ponta) oupor sua superfcie lateral (resistncia de fuste) ou por uma combinao das duas, devendo sua pontaou base estar assente em profundidade superior ao dobro de sua menor dimenso em planta, e nomnimo 3,0 m. Neste tipo de fundao incluem-se as estacas e os tubules.

3.2.1. Estaca o elemento de fundao profunda executado linearmente por equipamentos ou ferramentas, semque, em qualquer fase de sua execuo, haja descida de pessoas. Os materiais empregados poderser: madeira, ao, concreto pr-moldado, concreto moldado in loco ou pela combinao dosanteriores.

3.2.1.1. Estaca pr-moldada ou pr-fabricada de concreto

Estaca constituda de segmentos de concreto pr-moldado ou pr-fabricado e introduzida no terrenopor golpes de martelo de gravidade, de exploso, hidrulico ou martelo vibratrio. Para finsexclusivamente geotcnicos no h distino entre estacas pr-moldadas e pr-fabricadas, sendo,

comumente, denominadas de pr-moldadas.

Foto 3.18 Estaca pr-moldada circular deconcreto.

Foto 3.19 Estaca pr-moldada de concreto.Estacas quadradas e circular vazada.

Foto 3.20 Bate-estaca de gravidade(convencional).

Foto 3.21 Bate-estaca hidrulico.


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3.2.1.2. Estaca de concreto moldada in loco

Estaca executada preenchendo-se, com concreto ou argamassa, perfuraes previamente executadasno terreno.

3.2.1.2.1. Estaca de reao (mega ou prensada)Estaca introduzida no terreno por meio de macaco hidrulico reagindo contra uma estrutura jexistente ou criada especificamente para esta finalidade.

Foto 3.22 Fuste circular para estaca mega. Foto 3.23 Fuste hexagonal para estacamega.

Foto 3.24 Fuste circular, execuo e ilustrao para estaca mega.

Foto 3.25 Estaca mega executada em

concreto.

Foto 3.26 Estaca mega executada em

concreto.


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3.2.1.2.2. Estaca raizEstaca armada e preenchida com argamassa de cimento e areia, moldada in locoexecutada atravsde perfurao rotativa ou r

01 - Fundações Notas de Aulas 16 07 2015

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