INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS

Uma das etapas mais importantes para atendimento da NBR 8044 – Projeto geotécnico é a etapa das investigações geotécnicas.

Esta etapa relaciona as atividades de campo e laboratório a serem realizadas no reconhecimento do subsolo, na classificação e na determinação dos parâmetros geomecânicos dos materiais e das camadas constituintes do solo.

As investigações, segundo a etapa de projeto e característica da obra compreendem um ou mais dos seguintes serviços:

• Levantamento de dados sobre:
  • Cartografia
  • Geologia, pedologia e geomorfologia
  • Hidrologia e hidrografia
  • Geotecnia
• Reconhecimento topográfico
• Reconhecimento geotécnico
• Prospecção geofísica
• Sondagens mecânicas
• Ensaios in situ
• Ensaios de laboratório

Levantamento de Dados

Todos os dados cartográficos, geológicos, hidrológicos e geotécnicos existentes devem ser pesquisados, analisados e selecionados segundo a sua aplicabilidade ao projeto.

Cartografia

Os dados cartográficos devem ser compatíveis em escala e precisão com o projeto. Mapa desde 1: 50000 a 1:100000 para estudos regionais. Para projetos específicos requerem-se plantas em escala de 1:2000 até 1:200.

Geologia

Devem ser levantados os dados existentes em mapeamento pedológicos, geológicos e geomorfológicos executados na área. Este elementos são importantes tanto na otimização da programação das sondagens como na interpretação final.

Hidrologia e hidrografia

Condicionante básico da maioria dos projetos geotécnicos, o lençol freático natural ou provado por obras existentes ou a serem executadas, de ser conhecimento em seu comportamento global.

Assim, devem ser procurados dados existentes sobre a pluviometria, regime dos rios, outros tipos de drenagem superficial e subterrânea, e comportamento do lençol, se possível com as suas variações sazonais.

Geotécnica

Todos os dados geotécnicos disponíveis devem ser tomados em consideração, analisados e utilizados na medida que couber.

Informações de técnicos experimentadas na área são importantes e devem ser coletadas sempre que possível.

Reconhecimento topográfico

Os dados cartográficos e topográficos existentes devem ser complementados por um reconhecimento topográfico de campo em grau de detalhamento compatível com o projeto. A geodésia, a aerofotografia e o sensoriamento devem ser utilizados na medida das necessidades.

Reconhecimento geotécnico

Os dados existentes devem ser complementados por um reconhecimento geotécnico de campo até alcançar um grau de detalhamento compatível com o projeto.

Como resultado destes estudos deve ser obtido um conjunto de dados que possibilitem, no mínimo a execução de:

• Mapa geotécnico
• Seções geotécnicas
• Classificação geotécnica dos materiais
• Reconhecimento e amostragem para fins de caracterização de ocorrências de rocha susceptíveis de serem utilizadas como material de construção
• Reconhecimento e amostragem para fins de caracterização de jazidas de pedregulho e areia susceptíveis de serem utilizados como material de construção

A partir da evolução dos resultados de sondagens e ensaios que forem sendo executados durante o projeto e construção, os elementos até então considerados devem ser revistos e atualizados.

Prospecção geofísica

Os métodos de prospecção geofísica permitem a obtenção, a curto prazo, de informações sobre o subsolo, servindo principalmente, como importante elemento de interpretação de dados entre sondagens, poços de inspeção ou afloramentos.

Os elementos obtidos por geofísica devem ser interpretados face aos resultados de sondagens ou  outras investigações diretas, não devendo ser utilizados isoladamente, a não ser em casos particulares, devido aos erros de interpretação a que podem levar.

Sondagens mecânicas e amostragem

As sondagens de simples reconhecimentos devem ser executados de acordo com a nbr 6484, enquanto que os outros tipos de sondagens devem ser executadas com equipamentos adequados as condições geológicas e utilizando-se a melhor pratica. 

O espaçamento entre sondagens e sua profundidade dependem da complexibilidade da geologia local, da importância da obra e da influencia das características do subsolo no comportamento da obra e vice-versa. No caso das fundações de edifício elas devem obedecer as prescrições da NBR 8036.

Independentemente dos tipos de sondagens executadas, as amostras devem ser classificadas e identificadas por profissional habilitado em geotécnica.

Tipos de Sondagens

Poços exploratório e trincheiras

São em geral de pequena profundidade, executados, comumente, acima do lençol d´água. Entretanto, é possível atingir profundidades apreciáveis com o auxílio eventual de escoramento e, se necessário, mediante rebaixamento do lençol freático.

Os poços possibilitam um exame detalhado do perfil do subsolo e permitem obter blocos indeformados dos materiais existentes, assim como a realização de ensaio in situ, se for o caso.

Sondagens a trado

Estas sondagens são de baixo custo e comumente utilizadas em cubagem de jazidas de solo ou como informação de condições de fundação em casos especiais.

Geralmente só podem ser executadas acima do nível d´água. Fornecem amostra deformadas do solo e podem ser utilizadas para cravação de tubos amostradores como shelby, spt, etc.

Sondagens de simples reconhecimento – Sondagem a Percussão SPT

São destinadas essencialmente a determinação do perfil do subsolo, resistência a penetração dos materiais atravessados, obtenção de amostras deformadas dos mesmos e medida dos níveis d´água subterrânea de acordo com a NBR 6484.

Sondagens para extração de amostras pouco deformadas e indeformadas

Estas são destinadas a obtenção de amostras pouco deformadas de solos coesivos, de consistência mole a média, utilizando amostradores de parede fina (shelby) de diâmetro pouco inferior ao do tubo de revestimento da sondagem.

Para amostras indeformadas de solos coesivos de consistência média a rija, são necessários amostradores de diâmetro superior a 3”, o que exige a execução de sondagens de maior diâmetro.

A extração de amostras indeformadas por meio de sondagens requer o emprego de amostradores e técnicas especializadas e só devem ser executadas por especialistas.

No caso de solos duros ou contendo fragmentos de rocha, em que amostras não podem ser extraídas por amostrador de parede fina, deve ser empregados amostradores especiais (denison).

Dependendo do diâmetro da sondagem, a mesma pode ser utilizada para outros ensaios in situ como bombeamento, palhetas (vane test), etc.

Sondagens rotativas

São executadas em solo e rocha. Em solo permitem a extração de amostras pouco deformadas, indeformadas, ensaios de penetração, etc. Em rocha são executadas com recuperação de testemunhos.

O objetivo é em geral, determinar tipos de distribuições da litologia, estágios de alteração, estruturas (canais de dissolução, falhas, xistosidades, diacasses, estratificações), permeabilidade, etc.

Ensaios e medidas in situ.

Nestes ensaios o material é ensaiado no próprio locasl, sem necessidade de extração de amostra.

Quando não estiverem normatizados, a metodologia desses ensaios deve ser sucintamente apresentada junto aos respectivos resultados.

Piezômetros (PZ) e indicadores de nível d´água (INA)

Os instrumentos que permitem verificar o comportamento do lençol freático e de lençóis confinados, podem ser constituídos de tubos cravados no solo perfurados ou com ponta aberta, chamados indicadores de nível d´água (INA) ou piezômetros (PZ), de tipos comprovados, convenientemente distribuídos.

É indispensável que seja aguardada a estabilização do NA após a instalação, antes do início das leituras. Para solos permeáveis o período usual de 24 h é suficiente. Para solos pouco permeáveis deve-se aguardar prazo maior, não inferior a 48 h.

Ensaios de permeabilidade in situ

Estes ensaios permitem uma medida grosseira de permeabilidade através do bombeamento d´água para dentro ou para fora de um furo de sondagem.

A permeabilidade de um aquífero pode ser melhor determinada através de bombeamento em poços, de preferência totalmente penetrantes no aquífero que vai ser ensaiado.

Para que os dados obtidos sejam significativos é preciso que os poções sejam construídos e operados com técnica já comprovada em ensaios anteriores. Os cálculos devem ser feitos com o uso de fórmulas comprovadas.

O rebaixamento do nível produzido pelo bombeamento do poço é medido por uma série de indicadores de nível d´água localizados a várias distancias dos poços.

Este deve ter diâmetro adequado para permitir a instalação de uma bomba apta a assegurar o rebaixamento.

O poço deve ser bombeado a duas outras velocidades. O bombeamento em cada velocidade deve continuar ate que sejam obtidas condições estacionarias.

Com os resultados obtidos devem ser relatados a aparelhagem  e método utilizados no ensaio e a formula adotada nos cálculos.

Ensaios de perda d´água

São executados, geralmente em sondagens rotativas através de injeção de água sob pressão, para determinação de perda específica em l/min Pa ou permeabilidade equivalente em cm/s, do maciço. Com os resultados deve ser relatados os métodos de ensaios e a fórmula adotada para cálculo da permeabilidade equivalente.

Ensaio de penetração estática

São ensaios que se constituem na cravação de uma haste e cone no solo por meio de macaco hidráulico, medindo-se as forças necessárias para cravar o conjunto haste e cone de depois cone isoladamente.

São executados segundo especificações e regras bem conhecidas na literatura geotécnica. Os resultados devem ser relatados com a aparelhagem e método utilizado.

Ensaios de paleta – Vane Test

São ensaios que determinam a resistência ao cisalhamento de argilas moles e medias in situ, através da medida do momento de torção de quatro palhetas na extremidade de um ahaste, cravadas no solo, abaixo do tubo de revestimento de uma sondagem especialmente feita para o ensaio. Os ensaios devem ser executados segundo especificações e regras bem conhecidas na literatura geotécnica.

Prova de carga direta e sobre estacas

São ensaios que determinas as pressões admissíveis em fundações diretas, as cargas admissíveis em estacas de fundação, os coeficientes de recalque de estacas e os coeficientes de recalques do solo, para fins de calculo de fundação direta ou pavimentos.

Ensaios de laboratório em amostras de solo

Para o caso de amostras de solo em ensaios de laboratório podem ser os constantes nas NBRs: 6458, 6459, 6508, 7180, 7181, 7182 e 7183 e ainda os de:

• Análise mineralógica
• Análise microestrutural
• Determinação da natureza e teor de matéria orgânica
• Adensamento vertical e radial
• Permeabilidade a carga constante e variável
• Compressão simples
• Compressão triaxial
• Cisalhamento direto

Dependendo do tipo e vulto da obra, outros ensaios podem ser necessários e realizados. Em todos os casos de ensaios não normatizados, os resultados devem vir acompanhados da descrição ou referência do método e da aparelhagem utilizados.

Ensaios em laboratório e in situ em amostras de rocha

São ensaios que determinam as características de resistência, de deformabilidade ou o estado de tensão de maciços rochosos ou de amostras de rocha, sendo descritos na literatura corrente da mecânica das rochas.

Tais ensaios só devem ser escolhidos e efetuados sob a orientação de especialistas. Com os resultados destes ensaios devem sempre ser relatados os métodos e aparelhagem utilizados.

A execução de uma programação de ensaios deve levar em conta o tipo e vulto da obra a ser construída e o tipo de solicitações que ela irá impor ao maciço. Assim deve ser escolhido o método de ensaio que melhor e mais fielmente representar a resposta do material de fundação a ação da estrutura.

Ensaios in situ

É grande a gama de ensaios in situ que podem ser necessários a caracterização de um determinado maciço de fundação. Entre os mais correntes:

• Ensaios de deformabilidade para determinação do comportamento tensão deformação do maciço
• Ensaios de cisalhamento direto, para determinação das características de resistência de feições
• Ensaios de injeção para determinação das características de injetabilidade da fundação
• Ensaios de tensões virgens para avaliação do estado de tensão natural a que a fundação esta sujeita
• Ensaios dinâmicos etc.

Ensaios de laboratório

Os ensaios efetuados em laboratório podem ser os de:

• Determinação petrografias
• Determinações de densidades
• Absorção de água
• Compressão simples
• Cisalhamento direto
• Compressão triaxial
• Permeabilidade
• Ciclagem
• Resistência ao choque

Em todos os casos, os resultados devem vir acompanhados da descrição ou referência do método e aparelhagem utilizados.

Aqui na APL Engenharia, estamos preparados para te auxiliar em cada uma das etapas de sua investigação geotécnica. Solicite seu orçamento.