Prospecção Geotécnica

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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. Engenharia Civil-ESTIG 1

2 A Prospecção Geotécnica visa a: - Determinação da extensão, profundidade e espessura das camadas do subsolo até à profundidade 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, ) Engenharia Civil-ESTIG 2

3 Prospecção Geotécnica Serve de base às diversas fases do projecto geológico geotécnico: Estudo prévio ou de viabilidade Ante-projecto Projecto Construção Acompanhamento Com particular relevância para as três primeiras fases. Engenharia Civil-ESTIG 3

4 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 Engenharia Civil-ESTIG 4

5 A Prospecção Geotécnica pode também dividir-se em: Directa (poços, galerias e trincheiras) Semi-directa (sondagens) Indirecta (prospecção geofísica) Engenharia Civil-ESTIG 5

6 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 Engenharia Civil-ESTIG 6

7 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 Engenharia Civil-ESTIG 7

8 Prospecção Geotécnica - Sondagens Sondagens de furação Sondagens de percussão Sondagens de rotação Sondagens mistas (rotopercussão) Engenharia Civil-ESTIG 8

9 Prospecção Geotécnica - Sondagens Sondagens à percussão O terreno é desagregado pela percussão do trépano suspenso num cabo ou ligado à extremidade 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 Engenharia Civil-ESTIG 9

10 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 Engenharia Civil-ESTIG 10

11 Prospecção Geotécnica - Sondagens Sondagens mistas As sondagens à rotopercussão são normalmente utilizadas para detecção de vazios e cavidades Engenharia Civil-ESTIG 11

12 Prospecção Geotécnica - Poços Permitem o acesso directo à formação para realização de ensaios insitu, 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 Engenharia Civil-ESTIG 12

13 Prospecção Geotécnica - Galerias Permitem o acesso ao maciço, a observação directa e a realização de ensaios insitu 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 Engenharia Civil-ESTIG 13

14 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 insitu Só são exequíveis para pequenas profundidades (< 2m) e em solos ou rochas brandas Abertura manual, com abre-valas ou Buldozers Engenharia Civil-ESTIG 14

15 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 Engenharia Civil-ESTIG 15

16 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 Engenharia Civil-ESTIG 16

17 Prospecção Geotécnica - Geofísica Método sísmico Velocidades das ondas p e s para alguns tipos de materiais (m/s) Longitudinais (p) Transversais (s) Ar Água Areia Calcários Granitos Engenharia Civil-ESTIG 17

18 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 Engenharia Civil-ESTIG 18

19 Prospecção Geotécnica - Geofísica Métodos eléctricos A resistividade das rochas varia dentro de grandes limites: Rocha/ Mineral Resistividade eléctrica (ohm.m) Calcários cristalinos 10 5 Calcários Grés Granitos Argilas Quartzo Engenharia Civil-ESTIG 19

20 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 Engenharia Civil-ESTIG 20

21 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 Engenharia Civil-ESTIG 21