As decisões que um engenheiro civil toma são fundamentais para o sucesso da construção. Dessa forma, conhecer as novidades do mercado e utilizar técnicas para fomentar a segurança, o desempenho, a redução de custos e a otimização do projeto é fundamental.

Na área geotécnica, a principal decisão está relacionada à definição da resistência ao cisalhamento dos solos, que depende, basicamente, de dois parâmetros: coesão e ângulo de atrito.

Esses dados são obtidos por meio de ensaios de cisalhamento. Contudo, em muitas obras, é possível relacionar o valor do índice de resistência a penetração (NSPT) da sondagem a percussão com esses parâmetros de resistência.

As investigações geotécnicas fornecem dados relevantes para o dimensionamento das contenções e das fundações de uma edificação. Apenas com a análise criteriosa do tipo do solo, da estratigrafia, da posição do nível de água e do NSPT é possível tomar decisões acertivas sobre a obra.

As correlações de NSPT, então, ajudam a transformar os resultados das sondagens em parâmetros do solo. Você sabe o que elas são ou como utilizá-las no dia a dia? Este post vai ajudar você a entender mais sobre o assunto. Continue a leitura e esclareça suas dúvidas.

O que é o teste de penetração?

O teste de penetração (Standard Penetration Test — SPT) é um ensaio feito nas sondagens a percussão. Ele consiste na queda livre de um martelo padronizado de 650 N (65 kgf) de uma altura de 75cm em um conjunto amostrador.

A partir disso, são documentados os números de golpes necessários para a cravação do amostrador padrão em trechos consecutivos de 15cm. Após cada ensaio, é retirada uma amostra do solo para ser classificada posteriormente em laboratório.

Os valores representativos da cravação dos 30cm finais do conjunto amostrador no solo representam o NSPT. Esse índice é amplamente utilizado pelos engenheiros geotécnicos para relacionar os parâmetros de resistência do solo.

O que são correlações de NSPT?

Ao analisar os resultados da sondagem a percussão, o engenheiro entende o comportamento do solo e suas características. As correlações de NSPT são comparações e relações dos valores obtidos nos ensaios de campo com sua expectativa de comportamento.

As principais correlações têm o objetivo de relacionar o NSPT com os indicadores de resistência ao cisalhamento. Veja, a seguir, as mais importantes delas.

Coesão

É a parcela de resistência ao cisalhamento do solo, que resulta da atração físico-química entre as partículas ou de sua cimentação. Ela só existe em partículas pequenas e finas, e a presença de água no solo afeta diretamente seu comportamento. Veja como a coesão varia em relação ao NSPT:

Argila SPT Coesão (kN/m²)
Muito mole < 2 < 10
Mole 2 a 4 10 a 25
Média 4 a 8 25 a 50
Rija 8 a 15 50 a 100
Muito rija 15 a 30 100 a 200
Dura > 30 > 200

Ângulo de atrito

O ângulo de atrito está relacionado aos solos granulares. Ele representa o valor do ângulo máximo para que ocorra deslizamento entre as partículas de solo. Entenda como os ângulos se correlacionam com o NSPT:

Areia Densidade relativa SPT Ângulo de Atrito (º)
Fofa < 0,20 < 4 < 30
Pouco compacta 0,2 a 0,4 4 a 10 30 a 35
Medianamente compacta 0,4 a 0,6 10 a 30 35 a 40
Compacta 0,6 a 0,8 30 a 50 40 a 45
Muito compacta 0,8 > 50 > 45

Peso específico

É uma característica dos sólidos que representa a relação entre o peso das partículas e seu volume. Acompanhe como esses valores correlacionam-se com o NSPT:

Solos arenosos

NSPT > 4 4 – 10 10 – 30 30 – 50 > 50
४ (t/m³) >1,5 1,5 1,6 1,7 1,8

Solos argilosos

NSPT > 2 2 – 4 4 – 8 8 – 15 15 – 30 > 30
४ (t/m³) 1,5 1,6 1,7 1,8 1,8

Rupturas local e geral

Entender o comportamento do solo durante sua ruptura é fundamental para o dimensionamento de um projeto de fundações. Existem dois comportamentos distintos para um solo que está prestes a se romper. Na ruptura global, não há deformações significativas a partir do acréscimo de carga. Dessa forma, há um plano de ruptura bem definido.

Já a ruptura local acontece quando o solo apresenta deformações à medida que há aumento de carga, o que dificulta a percepção do plano de ruptura. É preciso ter em mente que esses dois conceitos ajudam a entender a tensão admissível do solo, já que ela representa o esforço máximo que o terreno pode aguentar.

Um solo que tem um plano de ruptura bem definido, por exemplo, tem fatores de carga mais arrojados — o que não acontece em um solo com ruptura local. Esses valores estão relacionados ao ângulo de atrito do solo.

Ruptura geral

Φ (º) Nc Nq N४
0 5,7 1,0 0,0
5 7,3 1,6 0,5
10 9,6 2,7 1,2
15 12,9 4,4 2,5
20 17,7 7,4 5
25 25,1 12,7 9,7
30 37,2 22,5 19,7
34 52,6 36,5 35,0
35 57,8 41,4 42,4
40 95,7 81,3 100,4

Ruptura local

Φ (º) Nc Nq N४
0 5,7 1,0 0,0
5 6,7 1,4 0,2
10 8,0 1,9 0,5
15 9,7 2,7 0,9
20 11,8 3,9 1,7
25 14,8 5,6 3,2
30 19,0 8,3 5,7
34 23,7 11,7 9,0
35 25,2 12,6 10,1
40 34,9 20,5 18,8

Tensão de ruptura

Com todos esses dados em mãos, é possível calcular a tensão de ruptura do solo (𝜎r). Ela é dada pela fórmula de Terzaghi:

𝜎r = c*Nc*Sc + 0,5*४*B*Ny*Sy + q*Nq*Sq

Onde:

𝜎r = capacidade de carga ou tensão de ruptura do solo;

c = coesão efetiva;

४ = peso específico do solo;

q = tensão efetiva do solo na cota de apoio.

Fique atento também aos fatores de forma:

Forma da sapata Sc Sq S४
Corrida 1,0 1,0 1,0
Quadrada 1,3 1,0 0,8
Circular 1,3 1,0 0,6

É fundamental ter profissionais especializados na interpretação de sondagens para que as correlações de NSPT sejam feitas com qualidade e segurança. Isso permite que o dimensionamento do projeto aconteça corretamente, de forma a otimizar os investimentos financeiros e garantir a execução eficiente das obras.

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