Sondagem a percussão: conheça e entenda os procedimentos executivos

A sondagem a percussão com ensaio SPT é a técnica de engenharia mais utilizada para obtenção de amostras de solo. Isso acontece porque o seu custo é relativamente baixo, é de fácil execução e pela simplicidade dos equipamentos utilizados. Além disso, possibilita que o trabalho seja executado em áreas de difícil acesso.

Criamos este artigo com a intenção de que seja um guia prático para ajudar você a entender como é executada a sondagem a percussão com ensaio de penetração SPT. Continue a leitura e esclareça suas dúvidas sobre o assunto.

O que é a sondagem a percussão SPT?

A sondagem a percussão é um método de investigação geológico-geotécnica de solos, prescrito pela NBR-6484:2001. Nesse tipo de sondagem, utiliza-se um amostrador padrão tipo raymond para retirada de amostras do solo e realização do ensaio de penetração dinâmica SPT (Standard Penetration Test), com o qual se obtém o NSPT (índice de resistência a penetração do SPT).

Basicamente, o Standard Penetration Test é um ensaio executado a cada metro do terreno ao longo de todo o decurso do subsolo, sendo que, o objetivo é obter índices de resistência à penetração do solo.

Como é executado o ensaio SPT?

O ensaio SPT é realizado pela cravação do amostrador padrão tipo raymond em 45cm do terreno, com golpes sucessivos de um martelo de 65 kgf em queda livre, de uma altura de 75cm, sobre a cabeça de cravação conectada às hastes de sondagem e ao amostrador.

O índice de resistência a penetração do SPT é determinado pelo número de golpes correspondente a cravação de 30cm do amostrador padrão, após a cravação inicial de 15cm. O resultado das pesquisas geotécnicas é interpretado de forma a identificar:

• tipo de solo;
• estratigrafia do solo;
• posição do N.A. (nível de água);
• índice de resistência à penetração Nspt.

Lembrando que, para qualquer edificação é obrigatório uma campanha de investigação geotécnica constituída de no mínimo uma campanha de sondagens a percussão.

Como determinar a quantidade de número de furos?

Conforme determina a NBR-8036:1983, os números mínimos de furos são definidos pela área a ser construída:

• de 200m² até 1200m² — uma sondagem para cada 200m²;
• de 1200m² até 2400m² — uma sondagem para cada 400m² que exceder de 1200m²;
• acima de 2400m² — fixado de acordo com o plano de construção.

Em qualquer condição, o número mínimo de sondagens desse ser:

• dois furos para área de projeção até 200m²;
• três furos para área de projeção entre 200 a 400m².

Observe que, nos casos de estudos de viabilidade ou de escolha do local, conforme NBR-8036/1983, o número de sondagens deve ser fixado a uma distância máxima de 100 metros. Contudo, os quantitativos de furos também são normativos e, seguem a mesma norma.

Os furos são locados em uma planta do terreno. Posteriormente, esse projeto é encaminhado para a equipe de topografia, para iniciar a marcação dos piquetes.

Montagem do equipamento de sondagem

A equipe de sondagem comparece ao local com os seguintes equipamentos:

• torre com roldana;
• tubos de revestimento com comprimento padronizados e normativos de 1 e 2 m;
• hastes para auxilio na perfuração e ensaio de penetração SPT com comprimento padronizado e normativo de 1 e 2 m,
• composição de perfuração ou cravação;
• trado-concha ou cavadeira; trado helicoidal;
• trépano de lavagem;
• amostrador-padrão;
• cabeças de bateria;
• martelo padronizado para a cravação do amostrador;
• baldinho para esgotar o furo;
• medidor de nível d’água;
• metro de balcão;
• recipientes para amostras;
• bomba d’água centrífuga motorizada;
• caixa d’água ou tambor com divisória interna para decantação;
• ferramentas gerais necessárias à operação da aparelhagem.

A equipe de sondagem deverá providenciar a limpeza ao redor dos piquetes e iniciar a montagem do tripé. É importante que esse equipamento fique bem fixado no terreno para que não corra o risco de tombamento durante a sondagem.

Como executar a perfuração para a sondagem?

A perfuração deve ser iniciada com emprego do trado-concha ou cavadeira manual até a profundidade de um metro, para proceder a instalação do primeiro segmento do tubo de revestimento com 1 ou 2 m, munido de sapata cortante.

As seguidas operações de perfuração / escavação são intercaladas às de ensaio e amostragem.

Ou seja como os ensaios são realizados a cada metro ao longo do decurso do sub-solo, para se atingir as profundidades exatas enrosca-se através de luvas de emenda segmentos de haste de 1 ou 2 m de comprimento para se atingir a profundidade necessária. Os comprimentos das hastes são padronizados e normatizados pela ABNT. Não deve-se utilizar hastes de medida diferentes do padrão.

Na intercalação da manobra para realização do ensaio de penetração, retira-se cada um desses segmentos de 1 a 2 m desenroscando os mesmos até que seja retirada em segurança toda a composição de escavação.

Nesse momento é subsistido a ferramenta de escavação pela ferramenta de amostragem e ensaio: amostrador padrão SPT. Este amostrador é conectado individualmente a cada um dos segmentos de hastes com 1 a 2 m de comprimento necessários a apoiarem o mesmo até a cota de realização do ensaio.

O procedimento de sondagem a percussão SPT é a sucessão das manobras necessárias a conexão dos segmentos de hastes de 1 a 2 m até a profundidade da realização do ensaio. Atingida essa profundidade, retira-se estes segmentos desconectando através das luvas de encaixe e substitui-se a ferramenta de escavação pela de ensaio e amostragem. Esta é também conectada individualmente em cada segmento das hastes de 1 a 2 m até se posicionar o amostrador na cota de ensaio.

Deve ser utilizado trado helicoidal ao invés da peça de lavagem até se atingir o nível d’água freático.

Quando seu avanço, com emprego do trado helicoidal, for inferior a 50mm após dez minutos de operação, ou, no caso de solo não ser aderente ao trado (solos granulares), advém o método de perfuração por circulação de água, também chamado de lavagem.

O que é a perfuração por lavagem?

É a perfuração por circulação de água com a utilização do trépano de lavagem como ferramenta de escavação. O material escavado é removido mediante a circulação de água, realizada por uma bomba d’água motorizada.

A operação consiste na elevação do conjunto de perfuração, cerca de 30cm do fundo do furo e na sua queda, acompanhada de movimentos alternados (vai e vem) de rotação, aplicados manualmente pelo operador.

À medida que vai se aproximando da cota de ensaio e amostragem, é recomendado que essa altura seja progressivamente reduzida.

Como é realizada a coleta das amostras?

Deve ser coletada uma parte específica do solo, com a utilização do trado-concha durante a perfuração, até um metro de profundidade. A partir daí, a cada metro de perfuração devem ser colhidas amostras dos solos, com execução do ensaio de penetração SPT.

Vale ressaltar que o amostrador conectado à composição de cravação deve descer livremente no furo de sondagem até ser apoiado suavemente no fundo, e analisar a profundidade correspondente com a que foi medida na operação anterior.

Após o posicionamento do amostrador padrão conectado à composição de cravação, coloca-se a cabeça de bater, empregando o tubo de revestimento como referência. Em seguida, a marcação na haste é feita com um giz, um segmento de 45cm dividido em três trechos iguais de 15cm.

Feito isso, o martelo deve ser apoiado suavemente sobre a cabeça de bater, e a eventual penetrabilidade do amostrador no solo deverá ser anotada. Caso não ocorra a penetração igual ou maior do que 45cm, o procedimento deve continuar até completar mais 45cm, com golpes sucessivos do martelo, caindo livremente de uma altura de 75cm.

Posteriormente, fazer a anotação, separadamente, do número de golpes necessários à cravação de cada segmento de 15cm do amostrador padrão. Essas amostras deverão ser armazenadas em recipiente fechado e etiquetado com as seguintes informações:

• nome ou número do serviço;
• local da obra;
• número da sondagem, da amostra e quantidade de golpes;
• profundidade e penetração do amostrador.

Medição do Nível de água freático

Quando é percebido o aumento aparente da umidade do solo, durante a perfuração com o trado helicoidal, é um índico da proximidade do nível d´água no solo.

Nessa oportunidade interrompe-se a  operação de perfuração e observa-se a elevação do nível d´água por 30 minutos. As leituras são realizadas a cada 5 minutos.

Sempre que ocorram paralisações na execução das sondagens, antes do seu reinicio é realizada uma nova medição do nível d´água. Se o nível d´água variar durante o dia, essa anotação também deverá ser realizada.

Após o término da sondagem é realizado o esgotamento do furo até a posição do nível d´água com o auxilio do baldinho.

Decorridas 24 horas após a conclusão da sondagem, e estando o furo ainda aberto após a realiza-se uma nova medição da posição do nível d´água.

Quando ocorre o encerramento da sondagem?

O critério de paralisação das sondagens, refere-se às regras que devem ser atendidas para a interrupção do ensaio, conforme NBR 6484:2001, e pode ocorrer em três situações. A primeira, é quando o cliente ou seu preposto solicita. A segunda situação, quando o solo é impenetrável ao amostrador padrão. Confira:

• 3 metros consecutivos com SPT — relação golpe/penetração de 30/15; ou
• 4 metros consecutivos com SPT — relação golpe/penetração de 50/30; ou
• 5 metros consecutivos com SPT — relação golpe/penetração de 50/45.

Quando não se consegue avançar a composição de lavagem até a cota de um novo ensaio de penetração, a sondagem pode se paralisada por impenetrabilidade ao trépano de lavagem.

Desde que, em 3 medições consecutivas de 10 minutos não se alcance, em nenhuma destas, avanços superiores a 5 cm. Nesse caso, deve-se fazer a anotação no relatório de campo que está “impenetrável ao trépano”.

Para finalizar a sondagem, é necessário enterrar novamente os piquetes nos furos. Essa prática é importante pois, caso surja a necessidade de voltar ao local por qualquer outro motivo, tem-se a localização exata de onde foi realizada a sondagem.

As amostras e o relatório de campo seguem com destino ao laboratório que, após as análises do solo, emitirá o boletim de sondagem. A sondagem a percussão SPT é um trabalho estritamente técnico e que deve atender às prescrições das normas existentes.

Quanto a importância das sondagens, vale ressaltar que, parâmetros geotécnicos fundamentais ao dimensionamento e desempenho das fundações são correlacionadas com os resultados obtidos na sondagem. Portanto, para se obter um projeto de qualidade é fundamental a confiabilidade dos resultados, que só é possível com empresas já consagradas no mercado.

Agora que você entende melhor sobre sondagem a percussão SPT, entre em contato conosco e saiba como podemos ajudar com esse serviço.