Microsoft PowerPoint - Prospeccaogeotecnica
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Geologia de Engenharia Engenharia Civil-ESTIG 1
Prospecção Geotécnica
Define-se como o conjunto de operações que visam a determinação da natureza e características do terreno, sua disposição e acidentes com interesse para a obra/projecto a realizar.
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A Prospecção Geotécnica visa a:- Determinação da extensão, profundidade e
espessura das camadas do subsolo até àprofundidade desejada. Descrição do solo de cada camada, compacidade ou consistência, cor e outras características perceptíveis.
- Determinação da profundidade do nível freático.
- Determinação da profundidade a que se encontra a rocha mãe (bedrock) e sua classificação e grau de alteração.
- Obtenção das propriedades físicas, mecânicas e hidráulicas dos maciços e dos respectivos parâmetros (resistência, deformabilidade, permeabilidade, …)
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Prospecção Geotécnica
Serve de base às diversas fases do projecto geológico – geotécnico:
Estudo prévio ou de viabilidadeAnte-projectoProjecto ConstruçãoAcompanhamento
Com particular relevância para as três primeiras fases.
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A Prospecção Geotécnica divide-se em:
� Mecânica� Sondagens� Poços� Galerias� Valas ou trincheiras
� Geofísica� Refracção e Reflexão sísmicas� Resistividade eléctrica� Métodos Electromagnéticos� Métodos gravimétricos� Métodos magnéticos� Métodos radiométricos� Sondagens geoeléctricas / Diagrafias
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A Prospecção Geotécnica pode também dividir-se em:
� Directa (poços, galerias e trincheiras)
� Semi-directa (sondagens)
� Indirecta (prospecção geofísica)
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
Normalmente as sondagens geotécnicas são versáteis, de avanço rápido e realizadas com equipamento facilmente removível. Podem alcançar profundidades até 150 metros. Dividem-se em:
� Furos abertos com trado (manual ou mecânico)
� Sondagens de furação
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Furos abertos com trado (manual ou mecânico)� Profundidades pequenas (até 10 m)
� Terrenos brandos
� Colheita de amostras remexidas
� Frequentemente utilizados em estradas e caracterização de manchas de empréstimo
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Sondagens de furação
� Sondagens de percussão
� Sondagens de rotação
� Sondagens mistas (rotopercussão)
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Sondagens à percussão� O terreno é desagregado pela percussão do trépano suspenso num cabo ou ligado àextremidade das varas. As camadas superficiais são abertas a trado
� Podem ser colhidas amostras recorrendo a um amostrador adequado
� Exequíveis apenas em solos ou rochas brandas podendo, dependendo do tipo de maciço, atingir os 15 metros. Para facilitar o desmonte do terreno pode introduzir-se água no furo. Para suster as paredes do furo recorre-se a tubagem (casing) ou lamas de sondagem
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Sondagens à rotação� A ferramenta de furação é a coroa (tungsténio ou diamante) que se encontra enroscada nas varas
� Permite a amostragem contínua e integral do terreno no interior das varas (tarolo, carote ou testemunho)
� Para evitar o desgaste e eventual fractura dos tarolos pode recorrer-se ao amostrador de parede dupla
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
� Sondagens mistas
� As sondagens à rotopercussão são normalmente utilizadas para detecção de vazios e cavidades
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Prospecção Geotécnica - Poços
� Permitem o acesso directo à formação para realização de ensaios in situ, observação e colheita de amostras intactas e/ou remexidas
� Utilizam-se para pequenas profundidades (2 dezenas de metros) e em solos ou rochas brandas
� Podem apresentar problemas de segurança e rentabilidade abaixo do NF
� Indicados para reconhecimento de solos, determinação do firme e pesquisa de superfícies de escorregamento
� Utilizados em barragens� Abertos manualmente com enxadas ou picaretas e/ou
martelos pneumáticos ou recorrendo a explosivos� Podem ser elípticos (1,80x0,80m), quadrados ou
rectangulares
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Prospecção Geotécnica - Galerias
� Permitem o acesso ao maciço, a observação directa e a realização de ensaios in situ
� Podem ser inclinadas e mudar de direcção
� São úteis para o estudo de taludes ou obras de fundação de barragens e túneis, tendo a vantagem de poderem ser incorporadas na obra
� Podem necessitar de entivação
� Podem ser abertas com ferramentas pneumáticas ou com recurso a explosivos
� As dimensões mais frequentes são 1,80x1,20 m (altura x largura), com profundidades até poucas dezenas de metros
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Prospecção Geotécnica – Valas e Trincheiras
� Frequentes em locais de barragens ou estradas
� Permitem o acesso ao maciço, a observação directa e a realização de ensaios in situ
� Só são exequíveis para pequenas profundidades (< 2m) e em solos ou rochas brandas
� Abertura manual, com abre-valas ou “Buldozers”
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Método sísmico� Quer a refracção quer a reflexão utilizam o facto de rochas diferentes apresentarem velocidades diferentes de propagação das ondas sísmicas
� O grau de alteração, a presença de descontinuidades e a água são factores que implicam a diminuição da velocidades de propagação das ondas sísmicas, permitindo assim avaliar a qualidade dos maciços
� A geração de ondas sísmicas pode ser produzida pela detonação de explosivos, queda de uma massa, martelo sísmico ou por um vibrador electrodinâmico, entre outros
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Método sísmico� A metodologia de execução para o caso da refracção sísmica consiste no alinhamento dos geofones ao longo da superfície a estudar, detonar a carga explosiva colocada numa cavidade na extremidade do perfil e proceder às leituras obtidas
� No caso da reflexão sísmica o sistema detonador/geofone vai todo ele sendo deslocado ao longo do perfil. A frequência da descarga varia em função da profundidade e resolução que se pretende obter
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Método sísmico
Velocidades das ondas p e s para alguns tipos de materiais (m/s)
Longitudinais (p) Transversais (s)Ar 330 -Água 1450 -Areia 300-800 100-500Calcários 3500-6500 1800-3800Granitos 4600-7000 2500-5000
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Métodos eléctricos� Terrenos diferentes têm normalmente resistividades eléctricas diferentes
� Estuda-se o campo eléctrico de potenciais, criado artificialmente pela introdução no terreno de uma corrente eléctrica, relacionando-o com as características geológicas do local
� Geralmente o dispositivo de medição inclui 4 eléctrodos (2 para injecção da corrente + 2 para leitura das diferenças de potencial) instalados ao longo de um perfil
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Métodos eléctricosA resistividade das rochas varia dentro de grandes limites:
Rocha/ Mineral Resistividade eléctrica (ohm.m)Calcários cristalinos 10 5
Calcários 120-400Grés 35-4000
Granitos 5000-106
Argilas 1-120Quartzo 10 10
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
� Diagrafias� São realizadas ao longo de furos de sondagem
� Podem ser de vários tipos, conforme a fonte emissora que utilizam:� Polarização espontânea (corrente natural do terreno)
� Eléctricas
� Radiométricas (neutrões, raios gama, densidade)
� Acústicas
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Bibliografia
� González de Vallejo, Luis (2002), “Ingenieria Geológica”, Prentice Hall, España
� Amaral, Pedro (2004), “Formação Prospecção Geotécnica” (não publicado), LEMO, EIM, Oeiras
� S.A., (2000), “Textos de Apoio e Exercícios Práticos de Geologia de Engenharia”, Secção de Folhas, Associação de Estudantes do Instituto Superior Técnico