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.
Perfil de sondagem mista percussão SPT e rotativa RQD

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.

Detalhe do comprimento da haste para manobra
Detalhe do comprimento da haste para manobra

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.

Trépano de lavagem para circulação de água em sondagem a percussão SPT
Trépano de lavagem para circulação de água

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.

Abertura do amostrador SPT bi partido
Abertura do amostrador SPT bi partido

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.