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FUNDAÇÕES E ESTRUTURAS DE CONTENÇÃO AULA nº 02 INVESTIGAÇÕES GEOLÓGICO GEOTÉCNICAS Prof. Ilton Alves PROF. ILTON Concepção de Obras de Fundações ETAPAS DA FUNDAÇÃO: PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA; DEFINIÇÃO DO TIPO DE FUNDAÇÃO; PROJETO EXECUTIVO; EXECUÇÃO E CONTROLE; MONITORAMENTO; Fonte: Curso Patologia das Fundações Gusmão (2016) PROF. ILTON Formas de execução das investigações geotécnicas As investigações geotécnicas podem ser executadas de três formas: a) indiretas – processos que não fornecem diretamente os tipos de solos prospectados, mas sim correlações entre estes e suas respectivas resistividades elétricas e velocidades de propagação de ondas sonoras (Sísmicos (sísmica de reflexão ); e Geoelétricos (eletrorresistividade, GPR); b) semidiretas – fornecem características mecânicas dos solos prospectados, mas não extraem amostras do solo (Ex: CPTU, VANE TEST, ENSAIO PRESSIOMÉTRICO); c) diretas – permitem o reconhecimento do solo prospectado mediante análise de amostras e, em alguns casos, as características mecânicas do subsolo (Ex: SPT, Trado, Poços, Sondagem Rotativa). Fonte: PROF. ILTON Investigações geológico-geotécnicas SPT https://www.youtube.com/watch?v=JMzojEQ58Bg PROF. ILTON Investigações geológico-geotécnicas SPT Fonte: ABNT NBR 6484 PROF. ILTON Investigações geológico-geotécnicas SPT Trépano de lavagem para circulação de água Fonte: ABNT NBR 6484 PROF. ILTON Investigações geológico-geotécnicas SPT Fonte: ABNT NBR 6484 PROF. ILTON Investigações geológico-geotécnicas SPT Fonte: ABNT NBR 6484 PROF. ILTON Investigações geológico-geotécnicas PROF. ILTON SPT https://www.youtube.com/watch?v=qmsCk Dv_NqM https://www.youtube.com/watch?v=sC- andHD43I PROF. ILTON BOLETIM DE SONDAGEM SPT Fonte: PROF. ILTON SPT Fonte: ABNT NBR 6484 PROF. ILTON Investigações geológico-geotécnicas SPT Fonte: ABNT NBR 6484 PROF. ILTON Investigações geológico-geotécnicas SPT Fonte: ABNT NBR 6484 PROF. ILTON Concepção de Obras de Fundações - ABNT NBR 8036 4.1.1.2 As sondagens devem ser, no mínimo, de uma para cada 200 m2 de área da projeção em planta do edifício, até 1200 m2 de área. Entre 1200 m2 e 2400 m2 deve-se fazer uma sondagem para cada 400 m2 que excederem de 1200 m2. Acima de 2400 m2 o número de sondagens deve ser 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 200 m2 ; b) três para área entre 200 m2 e 400 m2. Fonte: ABNT NBR 8036 PROF. ILTON Concepção de Obras de Fundações - ABNT NBR 8036 4.1.1.3 Nos casos em que não houver ainda disposição em planta dos edifícios, como nos estudos de viabilidade ou de escolha de local, o número de sondagens deve ser fixado de forma que a distância máxima entre elas seja de 100 m, com um mínimo de três sondagens. Fonte: ABNT NBR 8036 PROF. ILTON Concepção de Obras de Fundações - ABNT NBR 8036 Área construída (m²) Número mín de sondagens 2400 Fonte: ABNT NBR 8036 PROF. ILTON Concepção de Obras de Fundações - ABNT NBR 8036 Fonte: ABNT NBR 8036 PROF. ILTON Concepção de Obras de Fundações - ABNT NBR 8036 Fonte: PROF. ILTON SPT Fonte: ABNT NBR 8036 PROF. ILTON SPT– ABNT 6484:2020 6.2.4 Critério de paralisação O critério de paralisação das sondagens é de responsabilidade técnica da contratante. 5.2.4.2 Na ausência: a) avanço da sondagem até a profundidade na qual tenham sido obtidos 10 m de resultados consecutivos indicando N iguais ou superiores a 25 golpes; b) avanço da sondagem até a profundidade na qual tenham sido obtidos 8 m de resultados consecutivos indicando N iguais ou superiores a 30 golpes; c) avanço da sondagem até a profundidade na qual tenham sido obtidos 6 m de resultados consecutivos indicando N iguais ou superiores a 35 golpes. Fonte: PROF. ILTON SPT– ABNT 6484:2020 5.2.4 e 6.2.4 Critério de paralisação Na ausência: 5.2.4.3 Quando forem atingidas as condições descritas em 5.2.3.11-b) e após a retirada da composição com o amostrador-padrão, deve em seguida ser executado o ensaio de avanço da perfuração por circulação de água 5.2.3.11 A cravação do amostrador-padrão é interrompida antes dos 45 cm de penetração sempre que ocorrer uma das seguintes situações: a) se em qualquer dos três segmentos de 15 cm, o número de golpes ultrapassar 30; b) se o amostrador-padrão não avançar durante a aplicação de cinco golpes sucessivos do martelo. Fonte: PROF. ILTON SPT– ABNT 6484:2020 5.2.4 e 6.2.4 Critério de paralisação Na ausência: 5.2.4.4 O ensaio deve ter duração de 30 min, devendo-se anotar os avanços do trépano/peça de lavagem obtidos em cada período de 10 min. 5.2.4.5 A sondagem deve ser dada por encerrada quando, no ensaio de avanço da perfuração por circulação de água, forem obtidos avanços inferiores a 50 mm em cada período de 10 min. Quando da ocorrência destes casos, constar no relatório a designação de impenetrável ao trépano/ peça de lavagem. Fonte: PROF. ILTON SPT Qual a justificativa para que sejam desprezados os primeiros 15 cm de penetração do amostrador, no ensaio SPT ? Como é feita a avaliação do tipo de subsolo em uma sondagem, na fase de avanço por trépano e lavagem (55 cm)? Antes de ser atingido o N.A., é aconselhável utilizar o processo de (trépano + lavagem por circulação de água), para avanço da sondagem? Fonte: PROF. ILTON SPT Para a situação abaixo, determine a quantidade de sondagens e faça a distribuição dos furos. Fonte: PROF. ILTON SPT Sondagens para áreas de corte para a construção de estradas. Fonte: IPR 726 e IFS 207 do DNIT SPT SPT SPT SPT SPT SPT SPT SPT 15 N1 15 N2 15 N3 NSPT = N2 + N3 Aoki et al mgh E t0 t1 Martelo levantad o t Aoki et al Potencial mgh E Cinética t0 Wnc t1 Martelo levantad o t2 Topo da cabeça t Aoki et al Potencial mgh E Cinética t0 Wnc t1 Martelo levantad z o t2 Topo da cabeça t Aoki et al Potencial mgh E Cinética t0 Wnc t1 Martelo levantad z o t2 Topo da cabeça t3 Topo do amostrad or t Aoki et al Potencial mgh E Cinética t0 Wnc t1 Martelo levantad z o t2 Topo da cabeça t3 Topo do amostrad or Penetraçã t4 o máxima t Aoki et al Potencial mgh E Cinética t0 Wnc t1 Martelo levantad z o t2 Topo da cabeça t3 Topo do amostrad or Penetraçã t4 o máxima Final t5 (repouso) t t1 t∞ 𝑴𝒎 𝐠𝑯𝒎 WNC ≈ E* ≈ Fd X Δρ 𝑴𝒎 𝐠𝚫𝛒 Fd = E* / Δρ 𝑴𝒉 𝒈∆𝝆 ∗ Aoki et al 𝐄 = 𝜼𝑴𝒎 𝐠𝑯𝒎 ∗ Schmertman 𝐄 = 𝛂𝑴𝒎 𝐠𝑯𝒎 + 𝑴𝒎 𝐠𝚫𝛒 n ∗ Odebrecht 𝐄 = 𝜼𝟑 𝜼𝟏 × (𝑴𝒎 𝒈𝑯𝒎 ) + 𝜼𝟑 𝜼𝟏 × (𝑴𝒎 𝒈∆𝝆) + 𝜼𝟑 𝜼𝟐 × (𝑴𝒉 𝒈∆𝝆) SPT Equipamento Estado da Composição Eficiência Acionamento manual Acionamento com gatilho Martelo cilíndrico com Velha 69,4 75,5 pino guia, acionamento Nova 72,7 81,3 por corda Martelo cilíndrico com Velha 63,2 74,4 pino guia, acionamento Nova 73,9 83,2 com cabo de aço Martelo cilíndrico vazado, acionamento Nova 66,5 74,2 com corda SPT Areia (𝜑, °) Argila (𝑐, KPa) Teixeira (1996) 20𝑁𝑠𝑝𝑡 + 15 Godoy (1983) 28 + 0,4𝑁𝑠𝑝𝑡 10𝑁𝑠𝑝𝑡 N60 E/N60 (MPa) Areia Argila 4 1,6 10 2,2 1,0 30 3,7 60 4,6 CPTu CPTu CPT F fs Velocidade de cravação: 2 cm/s Medidas a cada 1,0 cm => 300 registros de informações a cada 1 m qc PROF. ILTON SCPTU Resistência de ponta; Atrito lateral; Poropressão; Correlações – Classificação do solo; – Peso específico aparente (); – Ângulo de atrito efetivo (’) e Intercepto coesivo efetivo (c’) => Resistência ao Cisalhamento (Areia – drenada ; Argila Não drenada); – Pressão de pré-adensamento (Argilas); – Coeficiente de adensamento (Cv); – Coeficiente de Consolidação (Ch); – Módulos (G - Módulo cisalhante, E – Módulo de Elasticidade, M - Módulo Oedométrico); Fonte: Poro-pressão u3 𝑓𝑠 Atrito lateral fs 𝑅𝑓 = 𝑞𝑐 Poro-pressão u2 Resistência de ponta qc Poro-pressão u1 https://www.youtube.com/watch?v=h3HKuvFg_U0 PROF. ILTON CPTU Fonte: 𝑞𝑐 − 𝜎𝑣0 𝑞𝑡 − 𝜎𝑣0 𝑆𝑢 = = 𝑁𝑘 𝑁𝑘𝑡 Os valores de Nkt variam entre 8 e 16, sendo o valor médio (12) o mais utilizado quando não se dispões de valores de Su para calibração da equação. PROF. ILTON CPTU Fonte: PROF. ILTON CPTU Fonte: PROF. ILTON Ensaio Dilatométrico Fonte: PROF. ILTON Ensaio Dilatométrico Fonte: PROF. ILTON Ensaio Dilatométrico O ensaio é limitado pela capacidade de cravação do equipamento, sendo possível executá-lo, sem necessidade de pré-furo, para solos com NSPT ≤ 25 (Albuquerque, 2020). Os solos que podem ser investigados pelo DMT variam de solos extremamente macios a duros e a rochas macias. As argilas podem ser testadas a partir de resistência ao cisalhamento não drenada Su = 2-4 kPa até 1000 kPa (Marchetti et al., 2016). As leituras são feitas a cada 20 cm e o inflamento da membrana demora por volta de 30 segundos (a produtividade pode chegar a 80 m por dia). nesse processo são feitos 2 leituras: a pressão A, necessária para começar a mover a membrana (pressão de elevação), e a pressão B, necessária para expandir o centro da membrana 1,1 mm contra o solo. Uma terceira leitura C (pressão de fechamento) pode ser opcionalmente feita. Fonte: PROF. ILTON Ensaio Dilatométrico A partir dos valores das pressões P0 e P1 é possível obter diversas correlações para obtenção dos parâmetros de resistência e deformabilidade do solo, tais como: reconhecimento da estratigrafia do subsolo; coeficiente de empuxo em repouso (K0); razão de sobreadensamento (OCR) ou Over Consolidation Ratio (OCR); módulo de deformabilidade do solo (E) – criticado por alguns engenheiros; resistência ao cisalhamento não drenada de argilas (Su); ângulo de atrito interno das areias (ϕ); Fonte: Flat dilatometer (DMT). Applications and recent developments PROF. ILTON Ensaio Dilatométrico Algumas das principais características do DMT são: O DMT é um teste de penetração. Como tal, tem a vantagem de não necessitar de pré- furo. O DMT, sendo um teste de tensão-deformação, fornece informações sobre a rigidez do solo, uma informação inatingível pelo CPTU, que medem essencialmente características de “ruptura”, ou seja, resistência. Além disso, as distorções de inserção causadas pela lâmina DMT são substancialmente menores do que as distorções causadas por sondas cônicas (ver a próximo slide). Fonte: PROF. ILTON Ensaio Dilatométrico Algumas das principais características do DMT são: O equipamento DMT é robusto, fácil de usar e notavelmente independente do operador e repetível. O DMT fornece informações sobre o histórico de tensões (OCR), que tem uma influência dominante no comportamento do solo. Em particular, informações sobre o histórico de tensões permitem melhores estimativas de recalques e de resistência à liquefação. Fonte: PROF. ILTON Ensaio Dilatométrico Já o com o ensaio dilatométrico sísmico (SDMT) é possível medir a velocidade da onda de cisalhamento VS. O VS é hoje cada vez mais medida devido a: Fonte: PROF. ILTON Ensaio Dilatométrico Já o com dilatômetro sísmico (SDMT) é possível medir a velocidade da onda de cisalhamento VS. O VS é hoje cada vez mais medida devido a: Exigência mais frequente de análises sísmicas (decaimento do módulo de cisalhamento G com a tensão de cisalhamento ), para as quais VS é um parâmetro básico de entrada. Códigos de construção recentes baseados no Eurocódigo 8 prescrevem a determinação de VS nos 30 m superiores em todos os canteiros de obras localizados em zonas sísmicas. Fonte: PROF. ILTON TRADO - 01 trado holandês 3‘’ ; - 01 trado caneco 4‘’; - 01 trado caneco 3‘’; - 01 trado caneco 2''; - 01 trado holandês 2‘’ ; - 01 trado holandês 1.1/2''; - Qual o trado mais adequado para um solo arenoso ? Fonte: PROF. ILTON TRADO Fonte: Trado Broca Trado Motorizado PROF. ILTON Fonte: POÇOS E TRINCHEIRAS POÇOS E TRINCHEIRAS Ensaio de Palheta (Vane Test) PROF. ILTON Fonte: Palheta D = 65 mm, H = 130 mm. Palheta Tipo A Tipo B H > 0,5 m ou 4 d ‘ Palheta Palheta Torque: 6 + 0,6 °/min, medido a cada 2°. Resistência almogada: 10 revoluções completas na paleta Refazer todo o ensaio Tempo máximo entre ensaios de 5 minutos Palheta Principais fatores que influenciam no ensaio: 1. Anisotropia: considerar que o comportamento do solo em das as direções é a mesma. 2. Efeito de inserção da palheta no solo. 3. Tempo entre cravação e realização do ensaio. Palheta Sensibilidade St Baixa 2-4 𝑆𝑢 Média 4-8 𝑆𝑡 = 𝑆𝑢𝑟 Alta 8-16 Muito alta >16 Sondagem Rotativa PROF. ILTON É empregada na perfuração de rochas, de solos de alta resistência e matacões ou blocos de natureza rochosa. O equipamento compõe-se de uma haste metálica rotativa, dotada, na extremidade, de um amostrador, que dispõe de uma coroa de diamante Fonte: Rotativa Rotativa O índice RQD estabelece a qualidade do maciço de rocha de acordo com a relação entre a soma dos comprimentos dos segmentos resgatados pelo amostrador com comprimento maior a 10 cm pelo comprimento total do testemunho resgatado (Deere, 1988) Rotativa ENSAIOS DE CAMPO Resistência………….......CPTu, DMT, VST, PMT Deformabilidade…………DMT, PMT Histórico de tensões…...DMT Sensibilidade……………..VST Tempo de adensamento..CPTu PROF. ILTON OBRIGADO! [email protected]
