CURSO DE SONDAGEM À PERCUSSÃO DE SIMPLES RECONHECIMENTO. Fundamentos - Interpretação Aplicações Práticas

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1 CURSO DE SONDAGEM À PERCUSSÃO DE SIMPLES RECONHECIMENTO Fundamentos - Interpretação Aplicações Práticas ABPv - Maio / 2002 ABPv Assessoria de Engenharia

2 ÍNDICE Página 1 - Importância dos estudos geotécnicos em uma obra de engenharia As sondagens Síntese do histórico da sondagem à percussão e do índice de resistência a penetração Planejamento das sondagens Sondagem à percussão de simples reconhecimento Ensaio SPT-T-Medição de torque em sondagem de simples reconhecimento Amostradores especiais para coleta de amostras indeformadas em solos 27 argilosos e em solos arenosos 8 - Qualidade das amostras indeformadas, ensaios "in situ" e de laboratório Classificação, caracterização e interpretação dos resultados das sondagens Apresentação dos resultados das sondagens Relevância da interface do programa de sondagens e projeto de fundação Bibliografia 47 ANEXO 49 APÊNDICE 68 2

3 OBJETIVO O curso tem por objetivo fornecer conhecimentos sobre a norma de sondagem, os equipamentos, o método de execução e a interpretação dos resultados obtidos pela execução de sondagem à percussão para fins de engenharia. 3

4 1 - IMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS GEOTÉCNICOS EM UMA OBRA DE ENGENHARIA 4

5 1 - IMPORTÂNCIA DOS ESTUDOS GEOTÉCNICOS EM UMA OBRA DE ENGENHARIA: Como será visto, as sondagens são investigações do subsolo ou do subleito (em estradas) que, como a Topografia, precedem o desenvolvimento de qualquer projeto e podem ser necessárias no transcorrer da obra, ou posteriormente a ela. Ainda como será visto, estas investigações podem ser executadas por diversos processos. Destes processos o nosso curso se prende, exclusivamente, ao processo mais freqüente nas obras de construção civil - Sondagem à Percussão - como é chamada correntemente. São aplicadas necessariamente em: 1 - Projetos de prédios e residências de um pavimento; 2 - Projetos de estradas; 3 - Projetos de barragens; 4 - Projetos de fundações de diversas naturezas; 5 - Projetos portuários. A topografia, como sabemos, estabelece os limites e a conformação das áreas, as cotas e as orientações geográficas. Conforme será visto, a prospecção do solo permite conhecer:! O tipo de terreno (rochoso, arenoso, argiloso, etc);! As camadas constituintes do solo;! A resistência destas camadas;! O nível do lençol freático. O conhecimento destas características permitirá definir o tipo de fundação e a cota de implantação da mesma. Em projetos de estradas, a investigação destas características é tão importante, que pode determinar um traçado mais longo pela análise custo/benefício. Assim, é preciso lembrar, ainda, que o custo de uma obra poderá ser efetivamente minimizado, se bem programado e bem estudada a prospecção do terreno. O que se diz para a construção civil se pode dizer para a exploração de jazidas minerais e outras obras que envolvam conhecimento do terreno. Ainda, como será visto, as prospecções podem ser efetuadas por diversos processos e, dentre os existentes, é importante a escolha levando-se em conta: o tempo de realização, a precisão das respostas e os custos. Outro fato que não pode ser esquecido: para se obter uma resposta confiável, nunca ser executada uma única prospecção, a não ser em situações particulares, como aquela de implantação de torres de telefonia ou de energia elétrica. Os métodos tradicionais de prospecção serão apresentados em nosso curso, com destaque para as sondagens a percussão. Gostaria de enfatizar o que venho pregando ultimamente em engenharia: Em sondagens, fundações e estruturas importa mais a qualidade que os custos. 5

6 São de difícil recuperação os insucessos nestas fases. Os profissionais (engenheiros, arquitetos, geólogos e outros) se prendem basicamente a uma das três funções:! Projetistas;! Construtores;! Gerenciadores. As sondagens são fundamentais para os projetistas de fundações, entretanto os construtores, frequüentemente, levando em conta as informações de sondagem, por ocasião da obra, se vêem na necessidade de solicitar reformulação do projeto. Os gerenciadores fazem parte da discussão desta situação. Nesta situação três informações são importantes: As cotas de bocas de furo, o RN e o N.A, e a natureza do subsolo. Aconteceu na construção da sede da A.B.O (Associação Brasileira de Odontologia), onde o N.A apontado pela sondagem se apresentou acima do indicado. Outra situação, estacas cravadas com comprimento previsto na sondagem, que ultrapassaram o comprimento projetado, porque não foi levado em conta o R.N. indicado na sondagem. Outra situação: além do pequeno número de sondagens indicado, também não foram considerados os deslocamentos executados na sondagem. A surpresa se apresentou na execução das fundações, pois, apesar do perfil dos furos apresentar um solo contínuo até a nega, certas áreas apresentaram blocos de concreto, ou matacões. A complementação das sondagens à percussão pode ser feita com: sondagens rotativas, sondagem por eletroresistividade ou sondagem por sísmica de refração. 6

7 2 - AS SONDAGENS 7

8 2 - AS SONDAGENS As sondagens são procedimentos de engenharia que têm por escopo a obtenção de informações de subsuperfície de uma área na terra, ou na água. As modalidades atualmente mais empregadas no Brasil são mostradas no quadro abaixo: Tipo de sondagem Sigla Método Processo Poço de inspeção PI direto mecânico Trincheira TR " " A Trado ST " " A Percussão SP " " Rotativa SR " " Mista SM " " Sísmica de refração rasa SS indireto geofísico Eletroresistividade SE " " O objetivo principal do curso é tratar principalmente das sondagens mecânicas, destacando a sondagem à percussão OBJETIVOS DAS SONDAGENS: Os objetivos mais freqüentes são: Determinação do perfil do terreno por meio de identificação dos solos e/ou rochas que formam as camadas ou estratos na subsuperfície (PI, TR, ST, SP, SR, SM, SS, SE);!! Determinação da resistência das camadas, à cravação de um barrilete padrão, nos solos (SP, SM);! Determinação do nível d água (PI, ST, SP, SR, SM, SE);! Determinação da cota de ocorrência do embasamento rochoso, tipo e grau de sanidade da rocha (SP, SM, SS, SE);! Existência de matacões nas camadas de solos (ST, SP, SM, SS, SE);! Cubagem de jazidas de solos e rochas (PI, ST, SR, SM, SS, SE);! Coleta de amostras (PI, TR, ST, SP, SR, SM) AS DIVERSAS SONDAGENS: Poços de Inspeção: Os poços de inspeção são executados em terrenos que permitam a sua escavação, sem escoramento, atingindo usualmente até 2,00m a 3,00m de profundidade. 8

9 Têm como objetivo o conhecimento do perfil do terreno, grau de compactação das camadas e coletas de amostras deformadas e indeformadas Trincheiras: São valas longas com profundidade máxima de 2 metros, para uma investigação linear das primeiras camadas do terreno, em situações específicas A trado: As sondagens a trado são efetuadas com uma ferramenta chamada trado concha, com diâmetro de 75mm, 100mm e 150mm, podendo ser usados outros diâmetros. Outro tipo de trado usual é o helicoidal. Estas sondagens são executadas em solos argilosos ou arenosos até atingir uma profundidade que é limitada pelo nível d água ou natureza do terreno. São utilizadas para coletas de amostras deformadas, identificação do perfil do terreno, determinação do N.A, como ferramenta auxiliar de outros tipos de sondagem e para a execução de furos em ensaios especiais, como permeabilidade e palheta (vanetest) Sondagem à Percussão: Estas sondagens são as mais freqüentes na engenharia e usualmente executadas para:! Perfil geológico das camadas do subsolo;! Determinação da capacidade de carga das diferentes camadas do subsolo;! Coleta de amostras das diversas camadas;! Determinação do nível do lençol freático;! Determinação da compacidade ou consistência das camadas do subsolo em solos arenosos ou argilosos, respectivamente, e também para a determinação de eventuais linhas de ruptura que possam ocorrer em subsuperfície Sondagens Rotativas Estas sondagens são as mais freqüentes na engenharia e usualmente executadas para:! A profundidade em que se encontra o embasamento rochoso;! O tipo ou os tipos de rocha e seu estado de sanidade e fraturas;! Para indicar a presença de matacões diferenciando-os do embasamento rochoso;! Para implantação de uma fundação ou de tirantes;! Para obtenção de poços para captação de águas;! Para possibilitar injeção de cimento ou de outros materiais em fraturas que podem ocorrer nos maciços rochosos em profundidade. 9

10 2.2.6 Sondagens Mistas São aquelas executadas por sondagem à percussão, em todos os tipos de terreno, penetráveis por este processo e por meio de sondagem rotativa, onde for inoperante o sistema à percussão, face a impenetrabilidade no terreno prospectado. Os dois métodos são utilizados alternadamente, de acordo com a natureza do terreno atravessado, até ser atingida a cota do estudo e/ou critérios estabelecidos em especificação para sua paralisação. Sua execução é recomendada, dentre outras em:! Terrenos com presença de blocos de rocha e de matacões;! Área de tálus (matacões erráticos em maciços terrosos);! Área de concreções lateríticas;! Área de rejeito de pedreira;! Área de bota fora, etc Sísmica de Refração Esta prospecção se faz objetivando conhecer:! Espessuras e naturezas das camadas de solos sobre o embasamento rochoso;! Natureza, estado de sanidade e aspectos estruturais do embasamento;! Contato entre diferentes tipos de rochas;! Ninhos de blocos ou matacões mergulhados na capa de solo (tálus);! Capacidade de carga aproximada do solo;! Definição dos materiais em 1ª, 2ª e 3ª categorias (terraplenagem);! Identificação das camadas de materiais cascalhosos;! Presença de água subterrânea;! Presença de grandes espaços vazios nas rochas (fendas e / ou cavernas), principalmente em áreas cársticas (calcáreos ou rochas calcíferas). Apesar da grande diversificação de respostas, este processo (sísmica de refração) não dispensa o auxílio de outros tipos de sondagem, e propicia a redução do número de investigações mecânicas, com a sua realização Eletroresistividade: É um método de investigação de campo que auxilia muito na definição do perfil geológico do terreno, identificando os diferentes tipos de solo e rocha. Muito empregado na definição ou mapeamento do lençol freático existente nas camadas permeáveis de alguns solos e rochas. A variação no valor da resistividade de solos e/ou rochas depende de:! Porosidade;! Forma dos grãos; 10

11 ! Estrutura do sub-estrato rochoso;! Salinidade da água. 3 - SÍNTESE DO HISTÓRICO DA SONDAGEM À PERCUSSÃO E DO ÍNDICE DA RESISTÊNCIA A PENETRAÇÃO 11

12 3 - SÍNTESE DO HISTÓRICO DA SONDAGEM À PERCUSSÃO E DO ÍNDICE DE RESISTENCIA A PENETRAÇÃO 3.1 No final da década de trinta (1938), inicia-se a fabricação do primeiro equipamento de sondagem à percussão do país, na oficina mecânica do recém criado (1934) Instituto de Pesquisas Tecnológicas, IPT, anexo à USP. O equipamento foi confeccionado com base no projeto e nas especificações trazidas dos USA, pelo então chefe do serviço de solos e fundações do IPT, Engº Odair Grillo. O processo de sondagem executado com o equipamento fabricado, era o de percussão com circulação d'água, realizado através de dois tubos. Um tubo de aço de duas polegadas de diâmetro, e outro tubo galvanizado de uma polegada de diâmetro, dotado de ponta cortante. A água era injetada pelo tubo galvanizado. O avanço do furo era feito pela ponta cortante e o material cortado, carregado para superfície pela água, que subia entre este tubo e o revestimento, e depositado num tanque. Para identificar o tipo de terreno atravessado pela sondagem foi projetado um amostrador de cilindro bipartido, que era conectado às hastes e introduzido através do tubo de revestimento, todas as vezes que se notava mudança, tanto no material (subsolo sondado) como na coloração d água. Para se quantificar a consistência ou a compacidade do solo, recorreu-se à medição do número de golpes de um peso de 60 Kg, caindo de uma altura de 75cm, necessários para cravação de 30cm de amostrador no solo. Este número de golpes foi correlacionado pelo uso corrente do método, com a compacidade dos solos arenosos ou com a consistência dos solos argilosos. A utilização deste número que foi chamado de resistência a penetração e era usado para a previsão das pressões admissíveis em sapatas de fundação direta, levou a exigência da padronização deste ensaio. Foi realizado estudo estatístico pelo prof. Ruy da Silva Leme, e passou-se a adotar nas sondagens à percussão com lavagem, o amostrador padrão tipo IPT. 3.2 Em 1944, engenheiros da empresa Geotécnica, desenvolveram e adotaram um novo tipo de amostrador que ficou conhecido comercialmente por Mohr-Geotécnica, cujas dimensões eram diferentes do amostrador padronizado pelo IPT. E para este tipo de amostrador, o número N de resistência a penetração toma dois significados: N ipt e N mg. 3.3 Em 1948, com a publicação Terzaghi e Peck de Soil Mechanics in Engineering Practice, um terceiro método veio a ser conhecido internacionalmente como o standard peneration test, e com ele um outro número de N spt. O amostrador padronizado por Terzaghi-Peck é utilizado pelo DNER, trazido dos USA pelo Engº Galileu Antenor Araújo, onde consta do Catálogo de Equipamentos e de Material para o Conjunto de Sondagem de Reconhecimento do Subsolo, datado de Todos os projetos de obras de artes especiais (pontes e viadutos), bem como as obras de arte correntes do DNER (bueiros, galerias), passaram a ser elaborados com base nos resultados deste equipamento padronizado, do qual era parte o barrilete tipo Raymond de 34,9mm e 50,8mm de diâmetros interno e externo, respectivamente. 12

13 3.4 Durante os anos 60 foram realizados estudos, publicados artigos e teses sobre a correlação dos 3 tipos de amostradores, então em uso por entidades governamentais ou por firmas de sondagem atuando no país. 3.5 A partir da década de 70, o grande volume de obras existentes no país proporcionou o aparecimento de diversas especificações de execução de sondagem à percussão, que resultaram na norma MB-1211, publicada em 1979, pela ABNT: Execução de Sondagem de Simples Reconhecimento dos Solos, que em 1980, foi renumerada em NBR Nela, o equipamento, o processo de sondagem, o amostrador e o peso de bater são padronizados para a obtenção de resistência a penetração SPT. 3.6 O índice de resistência a penetração, conhecido internacionalmente como N spt, é um número que representa o valor da compacidade ou da consistência de um solo, obtido do ensaio de penetração que consiste na cravação dinâmica de 45cm do amostrador padrão no solo, sendo o número N SPT, o número de golpes necessários a cravação dos 30cm finais do amostrador No XII Congresso Internacional de Mecânica dos Solos e Engenharia de Fundações (ISSMFE), realizado no Rio de Janeiro, em 1989, Luciano Décourt, foi co-relator especial sobre o ensaio SPT que, a partir de então, passou a ser chamado de "International Reference Test Procedure (IRTP) A ABNT- Associação Brasileira de Normas Técnicas, em fevereiro de 2001, publicou a nova versão da NBR-6484, com validade a partir 30/03/2001, que substitui a NBR e cancela e substitui a NBR

14 4 - PLANEJAMENTO DAS SONDAGENS À PERCUSSÃO 14

15 4 - PLANEJAMENTO DAS SONDAGENS Qualquer execução de uma obra requer um planejamento prévio para a definição do tipo de serviço a ser realizado. Este conhecimento prévio possibilitará a melhor escolha do tipo ou dos tipos de sondagens, que poderão ser utilizados para a avaliação da subsuperfície. O conhecimento inicia-se através de uma inspeção no local, onde deverá ser observado o seguinte:! Natureza do terreno tipo de solo, ocorrência de afloramento de rocha, presença de blocos ou matacões, proximidade de rio, linhas de drenagem;! Morfologia do terreno terreno plano, suavemente ondulado, ondulado, terreno íngreme, encosta natural (talude de corte), área de aterro;! Presença ou vestígio d água ou umidade;! Finalidade da sondagem para uma adequada interação entre a futura obra e o meio ambiente, tanto em superfície como subsuperfície;! Sondagem em terreno firme ou dentro de um espelho d água (mar, rio, lago);! Número de furos definido por norma, especificação ou solicitação do cliente, na contratação da sondagem;! Profundidade do furo, variável com o tipo de obra, sendo também objeto de norma, especificação ou solicitação do cliente;! Local da sondagem, também amarrado ao tipo de obra;! Tipo de prospecção é também escolhido durante o planejamento, em função da realidade do terreno onde as sondagens serão executadas;! Posição dos furos e previsão de possíveis deslocamentos devido à presença de blocos ou matacões NÚMERO DE SONDAGENS: A NBR Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios , estabelece: No item As sondagens devem ser, no mínimo, de uma para cada 200m 2 de área da projeção em planta do edifício, até 1.200m 2 de área. Entre 1.200m 2 e 2.400m 2 deve-se fazer uma sondagem para cada 400m 2 que excederem 1.200m 2. Acima de 2.400m 2 o número de sondagens será fixado de acordo com o plano particular da construção. Em quaisquer circunstâncias o número mínimo de sondagens deve ser: a) Dois para área da projeção em planta do edifício até 200m 2 ; b) Três para área entre 200m 2 e 400m 2. 15

16 4.2 - POSIÇÃO DOS FUROS: A NBR 8036 no item "As sondagens devem ser indicadas em planta e obedecer as seguintes regras gerais: a) Na fase de estudos preliminares ou de planejamento do empreendimento, as sondagens devem ser distribuídas em toda a área da edificação; na fase de projeto executivo pode-se localizar as sondagens de acordo com critérios específicos que levem em conta pormenores estruturais; b) Quando o número de sondagens for superior a três, elas não devem ser distribuídas ao longo de um mesmo alinhamento; c) Para fundações, as sondagens devem ser feitas tanto mais próximas quanto possíveis das mesmas PROFUNDIDADE DAS SONDAGENS A NBR 8036, no item "As sondagens devem ser levadas até a profundidade onde o solo não seja mais significativamente solicitado pelas cargas estruturais, fixandose como critério, aquela profundidade onde o acréscimo de pressão no solo, devido às cargas estruturais aplicadas, for menor do que 10% da pressão geostática efetiva". Em anexo, gráfico para estimativa da profundidade, apresentado na norma citada. A norma NBR , também estabelece critérios de paralisações, os quais serão abordados a seguir. A paralisação da sondagem obedece a critérios pré-estabelecidos entre o cliente e o executor adotando-se: a) Critérios estabelecidos na Norma NBR-6884 / 2001 usando-se a resistência à penetração em ensaios SPT sucessivos, como por exemplo:! Em 3m sucessivos, se obtiver índices de penetração de 30/15 iniciais;! Em 4m sucessivos, se obtiver índices de penetração 50/30 iniciais;! Em 5m sucessivos, se obtiver índices de penetração com valor de 50/45 do amostrador padrão. b) Ao se atingir uma profundidade pré-determinada, caso tenha sido ultrapassada, por exemplo, uma camada de argila orgânica, já previamente conhecida. c) Quando atingida determinada profundidade, desde que a consistência (no caso de argila) ou a compacidade (no caso de areia) obtida no ensaio SPT tenha alcançado um valor de resistência a penetração pré-estabelecido. 16

17 d) Nega de trépano de lavagem, que caracteriza a condição de impenetrável ao método de sondagem a percussão, com o uso do ensaio SPT, alternado com o método de avanço por lavagem. Usualmente considera-se que ocorreu a nega do trépano de lavagem se durante 30 minutos de execução da lavagem, operação que consiste na elevação da composição de lavagem em cerca 0,30m do fundo do furo, e de sua queda, que deve ser acompanhada de movimento de rotação imprimido manualmente pelo operador, constata-se uma das situações abaixo descritas:! Durante os 30 minutos do ensaio e da anotação em separado dos avanços obtidos, para cada 10 minutos, forem conseguidos avanços inferiores a 5,0 cm, para o total tempo de lavagem, isto é, 30 minutos;! Quando após a realização de quatro ensaios consecutivos (SPT), não for alcançada a profundidade completa de execução do ensaio penetrométrico, isto é, 0,45m, e a cota do ensaio penetrométrico seguinte seja atingida por lavagem;! Para o caso específico de projetos geotécnicos na construção de edifícios, deve ser consultada a NBR 8036 / JUN 1983, cujo gráfico para a estimativa da profundidade das sondagens na área da futura edificação é mostrado em anexo CUSTO DAS SONDAGENS Qualquer investigação de subsolo terá um custo maior ou menor em função do terreno, bem como da obra a ser executada. As sondagens mais dispendiosas são aquelas que não são realizadas. A não realização de sondagens, seguramente vai acarretar aumento de custos e riscos de ruína para a futura obra. Segundo dados divulgados pela Associação Brasileira de Geologia de Engenharia e Ambiental, após a realização do 1º Workshop sobre seguros de engenharia promovido pela ABGE em 2001, no país, o custo das investigações geotécnicas fica abaixo de 1% do valor total das obras civis, enquanto que em outros países essa percentagem varia de 1 a 3%. O preço para execução das sondagens, de um modo geral, é definido por: 1 - Mobilização e Desmobilização de equipe e equipamentos; 2 - Custo de metro linear perfurado (sondagem mecânica); 3 - Custo de bases (extensões) ou caminhamentos (sondagem geofísica); 4 - Instalação por furo; 5 - Execução de plataformas em encostas; 6 - Execução de plataformas ou flutuantes em espelhos d'água. No planejamento das sondagens também deve ser considerado o tempo gasto na sua execução, bem como a época de sua realização, se durante o projeto ou a obra, algumas áreas, face às dificuldades de acesso, só possibilitem a execução das sondagens durante a execução da obra. 17

18 5 - SONDAGEM À PERCUSSÃO 18

19 5 SONDAGEM À PERCUSSÃO: 5.1 EQUIPAMENTO: O equipamento padrão para execução de sondagens à percussão com circulação d água compõe-se principalmente das seguintes peças:! Torre desmontável, com quatro pernas de 5m de comprimento, de tubo de aço, sem costura, com 2 de diâmetro interno e 5mm de espessura mínima de parede. Acompanha a torre, sarilho e roldana. A roldana terá eixo de aço de 1 de diâmetro sobre rolamento de esferas;! Conjunto moto-bomba constituído por: bomba d água com entrada e saída de 2, com vazão mínima de 70 L/min, conjugada com motor à gasolina, diesel ou elétrico, com potência da ordem de 6,5CV e pressão também da ordem 70 Kg/cm 2, montado sobre esquis e/ou rodas, acompanhado dos seguintes complementos: mangote de sucção de 1 1/2 de diâmetro, com 5,00m de comprimento; mangueira de borracha com quatro (4) lonas de 1 de diâmetro interno com 7,00m de comprimento.! Caixa ou reservatório d água com capacidade de armazenar cerca de 200L;! Haste-guia (do peso batente), com 1 de diâmetro interno e 4mm de espessura mínima;! de parede, com cerca de 1,12m de comprimento;! Peso batente de 65 Kg;! Cabeça batente, com rosca especial, confeccionada em aço de 95% a 100% de carbono por revestimento;! Revestimento constituído por: tubo de aço, sem costura, para pressão, com 2 1/2 de diâmetro interno e 6mm de espessura mínima de parede, com rosca especial em ambas extremidades, conforme descrição abaixo: Seção de 3,00m; Seção de 2,00m; Seção de 1,50m; Seção de 1,00m; Seção de 0,50m.! Duas sapatas cortantes, com rosca especial, confeccionada em aço de 95% a 100% de carbono;! Cabeça batente, com rosca quadrada de uma entrada e três filetes por polegada nas duas extremidades p/ haste;! Hastes constituídas por: tubo de aço, sem costura, com 1 de diâmetro interno e 4mm de espessura mínima de parede, com rosca especial e peso 2,97 Kg/ml, conforme descrição abaixo: seção de 3,00m - sete varas seção de 2,00m - cinco varas seção de 1,00m - três varas seção de 0,50m - duas varas 19

20 Nota: Na maioria das execuções de sondagem à percussão para obra de engenharia, se usa, no máximo, 35,00m de haste de 1.! Amostrador padrão bipartido longitudinalmente, tipo Raymond com 2 de diâmetro externo e 1 3/8 de diâmetro interno, figura em anexo;! Cruzeta de lavagem com entrada de 3/4 e saída de 1 ;! Lâmina de lavagem de 2 x 1/4, soldada em tubo de aço, sem costura, com 1 de diâmetro interno e 4mm de espessura mínima de parede, com 0,5m de comprimento, com rosca comum para ser adaptada a tubo de 1 ;! Cruzeta de lavagem (tubo de 2 1/2 x 3 x 0,30m), com rosca especial para descarga d água, com luva para tubo de aço, sem costura, para pressão, de 2 de diâmetro interno, soldada a 0,05m da rosca;! Balde interno para tubo de 2, para esgotar água do furo;! Bomba de areia de sucção para tubo de 2 ;! Trado concha de 4 de diâmetro, com rosca comum, para adaptar em tubo de 1 (figura em anexo);! Trado helicoidal de 2 de diâmetro, com rosca comum, para adaptar em tubo de 1 (figura em anexo);! Braçadeira para sacar tubo de diâmetro externo, em chapa de 3/4, com 3 de largura e 0,70m de comprimento;! Ferramenta para sacar tubo de guia;! Chave de grifa de 24 ;! Chave de grifa de 18 ;! Chave de alçar;! Tenaz com corrente para tubo de 2 1/2 até 4 (tipo jacaré);! Cabo de aço de 3/8" com 20,0m;! Escova de aço;! Sacos plásticos pequenos (± 20cm) para amostra individual;! Saco plástico grande (± 40cm) para coleção de amostra do furo;! Etiquetas gomadas para identificação da amostra (furo, nº amostra, penetração);! Balde metálico com capacidade para 20 litros;! Recipiente com capacidade de 20 litros para transporte de gasolina;! Recipiente com capacidade de 10 litros para transporte de óleo lubrificante;! Jogo de chave de boca de 1/4 até 1 1/2 ;! Trena de 20m;! Metro de madeira, de balcão;! Mangueira de borracha transparente com 20m, para nivelamento. 5.2 EXECUÇÃO: A execução dos serviços de sondagem à percussão inicia-se pelo posicionamento da torre (tripé) num ponto locado e nivelado em relação a um RN fixo e bem determinado no terreno, ou num ponto pré-determinado num espelho d água. O posicionamento da torre de sondagem em terra firme é realizado, com o levantamento e o nivelamento da torre (tripé) sobre a superfície do terreno, tendo-se o cuidado de que as pernas de apoio estejam firmemente assentadas. 20

21 O processo de perfuração é iniciado através de trado ou cavadeira, até a profundidade de 1,00m. O material coletado através do trado ou da cavadeira, deve ser identificado, como amostra inicial de trado, e colocado em saco plástico apropriado. O ensaio de penetração SPT é iniciado, com a descida das hastes, por dentro do furo, acopladas ao amostrador padrão, que é posicionado no fundo do furo. A cabeça de bater é conectada no topo da haste, o peso batente será apoiado sobre ela devendo ser anotada uma eventual penetração do amostrador no terreno. O ensaio de penetração SPT Standard Penetration Test consiste na cravação dinâmica de 45cm do barrilete amostrador padrão tipo Raymond, no solo. O topo do tubo de revestimento de 2 1/2 de diâmetro é usado como nível de referência, e na haste de perfuração marca-se de forma visível (com giz), um segmento de 0,45m, dividido em três segmentos iguais de 0,15m cada um. O peso batente de 65Kg é levantado por meio de cabo de aço e sarilho, até a altura de 0,75m, marcada na haste guia do peso. Deve-se observar que os eixos longitudinais do peso batente e a composição de cravação do amostrador, estejam rigorosamente coincidentes e verticalizados. A queda do peso batente deve ser totalmente livre, por gravidade, para ser evitada perda de energia de cravação por atrito, principalmente, quando for utilizado equipamento mecanizado, o qual deve ser dotado de dispositivo disparador que garanta a queda totalmente livre do peso. Procede-se a cravação do amostrador, através da queda livre do peso de 65Kg a uma altura de 0,75m, anotando-se separadamente o número de golpes necessários para a cravação de cada segmento de 0,15m. De acordo como definido por Terzaghi-Peck (Soil Mechanics in Engineering Practice), e normalizado pela NBR 6484, o índice de resistência a penetração, é a soma do número de golpes necessários a cravação no solo dos 0,30m finais do amostrador. Após a realização do ensaio de penetração, a composição da sondagem, composta pelas hastes e barrilete, será retirada do subsolo através de manobra com auxílio da torre, cabeça de alçar hastes, cabo de aço, sarilho e chaves. O amostrador bipartido é aberto para retirada da amostra, tendo-se o cuidado de anotar uma possível mudança de material, na amostra coletada. Uma parte representativa da amostra é colocada em saco plástico próprio, etiquetado, principalmente a parte relativa ao bico do amostrador. Na etiqueta gomada utilizada deve constar o número do furo, o número da amostra, a profundidade e os números de golpes, relativos a cada segmento de 0,15m. Após a execução do primeiro ensaio SPT em terreno firme, a perfuração do subsolo é prosseguida, através do uso de trado até que o mesmo se torne inoperante, ou o nível d água (N.A) seja encontrado. A partir daí, a sondagem é realizada com a utilização do processo de perfuração por circulação d água, no qual, usa-se o trépano de lavagem como ferramenta para escavação do subsolo. O material escavado pela ação do trépano acoplado às hastes, é removido por meio de circulação d água impulsionada pelo conjunto moto-bomba. 21

22 Se as paredes do furo durante a sua perfuração tornarem-se instáveis, isto é, o furo tendendo a fechar, o revestimento de 2 1/2 deve se descido através de sua cravação dinâmica com o uso do peso batente, até onde se fizer necessário, para evitar o fechamento da perfuração. O revestimento deve ficar posicionado sempre acima da cota de realização do ensaio SPT, de 0,50m. Somente, em casos de fluência do solo para o interior do furo, será admitido deixá-lo a mesma profundidade do fundo do furo. Em alguns casos pode-se usar a lama bentonítica para revestir as paredes do furo, sendo a mesma, previamente preparada, 12:00h antes de uma utilização. A lama bentonítica não poderá ser usada em sondagem à percussão que também se pretenda instalar medidor de nível d'água subterrâneo ou piezômetro. A sondagem prossegue com a cravação dinâmica do amostrador, isto é, realização do ensaio SPT, a cada metro, sendo utilizado como método de avanço da sondagem a circulação d água por lavagem, entre duas penetrações sucessivas, portanto, para cada 0,45m penetrados no terreno, serão lavados 0,55m para se atingir a nova cota de penetração. Na sondagem executada dentro d água, inicialmente o tripé é instalado sobre o flutuante ou plataforma, posicionado e poitado, e o revestimento é descido até o fundo do espelho d água, sendo o mesmo, a partir daí, cravado no terreno, usando-se os mesmos critérios utilizados em terra firme. O índice de resistência a penetração SPT, quando realizado de acordo a Norma NBR , apresenta valores, que dão uma indicação bastante útil, para a determinação da consistência nos estratos argilosos sondados, ou da compacidade nos estratos arenosos. Entretanto, o índice de resistência à penetração, pode apresentar resultados incorretos, uma vez que, uma série de fatores pode influenciar os valores obtidos. De maneira geral, estes fatores podem estar associados ao equipamento e/ou a própria execução da sondagem. Dentre os fatores mais preponderantes associados ao equipamento incluem-se:! O amostrador tipo Raymond utilizado não obedece à forma e às dimensões exigidas pela norma, em relação ao estado de conservação, principalmente quanto a sua extremidade cortante (bico);! O estado de conservação das hastes ou o uso de hastes fora de padrão em relação ao tamanho ou ao peso;! O martelo (peso batente) não ter o peso correto (65Kg). Quanto aos fatores mais freqüentes associados à execução da sondagem destacam-se:! O tripé mal assentado enverga-se, desloca-se lateralmente ou uma das pernas afunda, o que pode comprometer a simetria das hastes e do peso batente;! Variação na energia de cravação, devido a incorreção na altura de queda do martelo (0,75m), ou atrito no cabo de sustentação do peso, quando no levantamento do peso;! O processo de avanço da sondagem, acima e abaixo do nível d água subterrânea (inclusive a manutenção ou não do NA ), quando do avanço da sondagem, em cota abaixo de sua ocorrência;! O furo não estar totalmente limpo, o que provoca sedimentação de material no seu interior, notadamente, quando se trata de material pedregulhoso; 22