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Neste capítulo estudaremos

Estudos de prospecção e pesquisa de recursos para aplicação geotécnica

Introdução

Para a elaboração de projetos de obras de engenharia, fundações, contenções e projetos de empréstimo ou substituição de camadas de solo, conhecer o subsolo é fundamental. Nas camadas mais superficiais, as características não apresentam boas condições em geral, necessitando de investigações mais profundas. O processo de investigação geotécnica é realizado no material abaixo da superfície terrestre ao longo de uma produndidade definida pelo tipo de projeto a ser realizado; é um conjunto de operações realizadas para determinar a natureza e as características do terreno.

Os métodos mais utilizados nas investigações são as perfurações do terreno em locais predefinidos para a coleta de amostra de solo e posterior análise em laboratório: poços e trincheiras, SPT e SPT-T, CPT, ensaio dilatométrico DMT, sondagens a trado, sondagens rotativas e mistas, ensaio de palheta – vane test, ensaio pressimétrico PMT etc.

Estas são as profundidades definidas para intervenção: para estudos rodoviários, são utilizados furos de 0,20 a 1,20 metros; para fundações de edificações, de 10 a 30 metros (em alguns casos, podem ultrapassar esses valores); e para obras de exploração de petróleo, a profundidade pode ser maior que 1.000 metros.

Os estudos de prospecção são necessários devido à necessidade de conhecimento adequado do solo, com a apresentação das características e da composição das camadas. Estas devem apresentar descrição, classificação e origem desse solo, sabendo-se que a Terra está continuamente sofrendo pequenas e lentas mudanças, na superfície e na subsuperfície. Informações de cor, textura, processo formador do solo, estado de decomposição e estratigrafia mostram a estimativa da espessura das camadas dos solos ou das rochas, apresentando a distribuição geológica-geotécnica das camadas, a presença de água e o nível do lençol freático; todos esses elementos são gerados pela investigação geotécnica.

Figura 10. Amostras de solos.

Fonte: http://www.pattrol.com.br/?page_id=414. http://brhounds.com/sondagens.html.

Todas essas informações são referências para o projetista sobre a resistência das camadas investigadas, auxiliando na tomada de decisão sobre a necessidade de remoção ou de reforço do solo, o que possibilita fatores de segurança para a obra. As investigações geotécnicas viabilizam a elaboração do planejamento das técnicas e a definição dos equipamentos adequados para cada etapa da terraplanagem.

A ABNT NBR 8036:1983 define o procedimento para a programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios. A distribuição dos pontos de sondagem deve satisfazer às necessidades mínimas exigidas na norma de forma a garantir o conhecimento do subsolo.

Tabela 2. Quantidade de furos por m².

Área (m²)	Quantidade de furos
Até 200	2
200 a 600	3
600 a 800	4
800 a 1000	5
1000 a 1200	6
1200 a 2400	+ 1 para cada 400 m excecidos dos 1200 m²
Acima de 2400	Seguir o plano da construção
Para estudos de viabilidade	Mínimo de 3 sondagens e as distâncias máximas entre os pontos de 100 m

Fonte: adaptada de ABNT NBR 8036:1983.

Figura 11. Disposição dos furos de sondagem.

Fonte: http://site.ufvjm.edu.br/icet/files/2016/07/AULA02-INVESTIGACOES-DO-SUBSOLO.pdf.

OBSERVAÇÃO

A falta de informações ou informações erradas da investigação do subsolo podem ocasionar problemas nas obras, gerando risco às vidas das equipes de trabalho ou dos usuários dos empreendimentos. Para tanto, tais investigações devem ser planejadas, executadas e processadas de forma a garantir a qualidade da informação e a segurança no desenvolvimento dos projetos.

Figura 12. Acidentes em obras.

Fonte: https://www.cedroeng.com.br/monitoramento-de-estruturas-taludes-e-contencoes/. https://vermelho.org.br/2014/01/13/sp-sete-anos-depois-ninguem-foi-julgado-por-mortes-em-metro/. http://www.chiaviniesantos.com/noticia/monitoramento-geotecnico-seg

Problemas em projetos podem acontecer devido a baixa qualidade geotécnica dos materiais existentes no local do empreendimento, tensões internas e descompressão de materiais muito deformado, ações sísmicas, ações antrópicas, ações climáticas e falhas por deslocamento de placas tectônicas.

Os métodos de investigação do subsolos são separados em grupos:

Clique sobre os itens abaixo:

» métodos diretos (manuais e mecânicos): observações diretas no solo;

» métodos semidiretos: sondagens; e

» métodos indiretos: prospecção geofísica.

Os métodos e os equipamentos utilizados para investigação do solo podem variar em função da localização dos furos e da característica topográfico do local do projeto. Desse modo, não é incomum o uso de vários métodos na mesma obra.

No método direto, as amostras podem ser reclassificadas como representativas e não representativas. As não representativas têm essa classificação devido à forma de extração em que são removidas ou alteradas algumas partículas do solo. Amostras representativas são as que conservam todos os componentes minerais do solo, porém, no processo de retirada da amostra, há duas formas de coleta. Estas são classificadas como representativa deformada, que altera a estrutura no processo de retirada da amostra; e representativa indeformada, que mantém, ao máximo, a estrutura dos componentes do solo.

Figura 13. Coleta de amostras indeformadas.

Fonte: http://site.ufvjm.edu.br/icet/files/2016/07/AULA02-INVESTIGACOES-DO-SUBSOLO.pdf. https://marcosporto.eng.br/wp-content/uploads/2018/02/Nota-de-Aula-de-Investiga%C3%A7%C3%A3o-do-Subsolo-1.pdf.

Alguns métodos de inspeção e sondagens do solo:

Poços e trincheiras: a NBR 9604:2015 estabelece os seguintes procedimentos para execução de abertura de poço e trincheira de inspeção em solo:

»     Permitem a observação das camadas estratificadas do solo.

»     Permitem a coleta de amostras indeformadas para caracterização do solo e determinação dos parâmetros de resistência.

»     Escavações manuais geralmente não escoradas até o nível do lençol freático.

Sondagem a trado: a NBR 9603:2015 descreve o procedimento para a sondagem a trado. É um método de investigação do solo que usa o trado como instrumento para a coleta de amostras deformadas; são lâminas cortantes espiraladas ou convexas:

»     Processo manual, rápido e barato.

»     Não há necessidade de mão de obra especializada.

»     Permite a retirada de amostras deformadas.

»     A profundidade é limitada à presença de corpos d’água.

SPT: a ABNT NBR 6484:2001 descreve os métodos para ensaio de sondagem de simples reconhecimento com SPT. Esse método consiste na utilização de um amostrador que será cravado no solo para verificar a medida de resistência à penetração no solo. Essa resistência é medida pelo número “N” de golpes necessários para a cravação de 30 cm do amostrador padrão logo após a cravação dos primeiros 15 cm.

»     Indica os tipos de solo e suas camadas estratigráficas.

»     Apresenta o número “N”.

»     Estabelece a posição de cursos d’água.

A NBR 6484:2001 apresenta a classificação da resistência do solo em função do “N” que apresenta o índice de resistência à penetração.

Tabela 3. Quantidade de furos por m².

Solo	Índice de resistência à penetração (N)	Designação
Areais e siltes arenosos	<= 4	Fofa (o)
	5 a 8	Pouco compacta (o)
	9 a 18	Mediamente compacta (o)
	40	Compacta (o)
	> 40	Muito compacta (o)
Argilas e siltes argilosos	< = 2	Muito mole
	3 a 5	Mole
	6 a 10	Média (o)
	19	Rija (o)
	> 19	Dura (o)
As expressões empregadas para a classificação da compacidade das áreas (fofa, compacta etc.) referem-se à deformabilidade e resistência desses solos, sob o ponto de vista de fundações. Portanto não devem ser confundidas com as mesmas denominações empregadas para a designação da compacidade relativa das areias ou para a situação perante o índice de vazios críticos definidos na mecânica dos solos.

Fonte: adaptada de ABNT NBR 6484:2001.

Algumas vantagens do método SPT:

Clique sobre os itens abaixo:

» capaz de passar cursos d’água;

» baixo custo e facilidade na execução;

» apresenta o tipo de solo e as expessuras das camadas do solo; e

» o furo, em solo instável, pode ser revestido.

Algumas desvantagens do método SPT:

Clique sobre os itens abaixo:

» as amostras são deformadas; e

» não tem capacidade de transpor matacões ou blocos de rochas.

O método SPT é um dos métodos mais utilizados.

Figura 14. Coleta de amostras de solo por SPT.

Fonte: https://www.guiadaengenharia.com/resultado-ensaio-spt/.

Figura 15. Exemplo do perfil geotécnico do solo.

Fonte: https://www.guiadaengenharia.com/resultado-ensaio-spt/.