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Relatório SPT
Tipologia: Provas
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Professor: Julio Cezar Bizarreta Ortega
Acadêmicas: Aline de Morais, Taisa Busatta e Vanessa Delazari
Erechim, junho 2014.
INTRODUÇÃO
A investigação geológica pode ser obtida de diversas formas, entre elas podemos citar as interpretações de fotografias aéreas, mapas geológicos, descrição de deformações
e dados de sondagens. A partir daí, quando optamos por obter dados de sondagens, temos que escolher entre métodos diretos ou indiretos, os quais dependem da necessidade de conhecimento e, principalmente para que se destina o uso desse solo.
Entre os diversos Métodos Diretos existentes, iremos abordar neste relatório sobre o ensaio SPT. Este que proporciona contato direto com o material a ser analisado, com a retirada de amostras na subsuperfície. Trataremos sobre seu procedimento, circunstâncias em que é utilizado ou encerrado, equipamentos, vantagens e desvantagens.
pequeno movimento de rotação, acionado manualmente da superfície, com uma cruzeta acoplada ao topo da coluna de perfuração. Injeta-se água sob pressão pelos canais existentes nas hastes, que circula pelo furo arrastando os detritos de perfuração até a superfície. Para evitar o desmoronamento das paredes, instalam-se tubos de revestimento.
Além do Ensaio SPT, a Sondagem à Percussão ainda permite a execução do Ensaio de Lavagem por Tempo e Ensaios de Permeabilidade, estes que não serão abordados neste trabalho de pesquisa.
Durante a perfuração, há cada metro de avanço é feito um ensaio de cravação do amostrador no fundo do furo, para medir a resistência do solo e coletar amostras. Esse ensaio, denominado ensaio de penetração ou ensaio SPT (Standart Penetration Test) é feito medindo um número “N” de pancadas de um martelo de 65 kg, que é solto em queda livre de uma altura de 75 centímetros, para que penetre 30 centímetros do amostrador padrão. As diretrizes para a execução de sondagens são regidas pela ABNT - NBR 6484/2001 – Solos - Sondagens de Simples Reconhecimento com SPT – Método de Ensaio, a qual recomenda que em cada teste, deva ser feita a penetração total dos 45 centímetros do amostrador ou até que a penetração seja inferior a 5 centímetros para cada 10 golpes sucessivos.
No Brasil, as empresas de sondagem estão adquirindo equipamentos com sistema hidráulico e movidos por motor a combustão para execução do ensaio SPT, cujo amostrador é cravado no terreno por meio de martelo mecânico. Os equipamentos e procedimentos são padronizados no mundo todo, para permitir a correlação de seu resultado com a experiência consolidada de muitos estudos feitos no Brasil e no exterior.
O processo de perfuração por trado ou lavagem, associado aos ensaios penetrométricos, será realizado até onde se obtiver nesses ensaios uma das seguintes condições:
a) Em 3 m sucessivos se obtiver índices de penetração maiores do que 45/15;
b) Em 4 m sucessivos forem obtidos índices de penetração entre 45/15 e 45/30;
c) Em 5 m sucessivos, forem obtidos índices de penetração entre 45/30 e 45/ (número de golpes/espaço penetrado pelo amostrador).
Se o solo for muito mole, anota-se a penetração do amostrador em centímetros, quando a massa é simplesmente apoiada sobre o ressalto. Na penetração por batida da massa conta-se o número de golpes aplicados, para cada 15 centímetros de penetração do amostrador.
Caso a penetração seja nula dentro da precisão da medida na seqüência de 5 impactos do martelo, o ensaio será interrompido, não havendo necessidade de obedecer o critério estabelecido acima.
Entretanto, ocorrendo essa situação antes de 8,00 m, a sondagem será deslocada até o máximo de quatro vezes em posições diametralmente opostas, distantes 2,00 m da sondagem inicial.
Seguindo a normatização é possível penetrar mais que 40 metros de profundidade com o método SPT. A limitação por golpes é determinada quando se obtém uma penetração menor do que 5 centímetros em 10 golpes consecutivos. Este ensaio pode ser equipado com torquímetro, instrumento que pode ser utilizado para medir a resistência de atrito contra a parte do amostrador cravada no solo.
A resistência à cravação do amostrador permite avaliar a compacidade e/ou consistência do solo ao longo da perfuração. Normalmente as sondagens atingem profundidades tal modo a permitir uma solução adequada à questão das fundações. As profundidades geralmente são limitadas pela ocorrência de matacões, obstruções, e rochas não perfuráveis pelo equipamento em questão.
O critério de paralisação das sondagens normalmente é o de, no mínimo, 3 metros em solo com SPT superior a 40 golpes, ou com paralisação em impenetrável com avanço a lavagem.
No final dos serviços, todos os furos deverão ser preenchidos com solo do próprio local, para evitar acidentes.
O procedimento SPT-T (Standard Penetration Test with Torque Measurements) consiste em após a cravação do amostrador padrão conforme prevê a ABNT - NBR 6484/2001 – Solos - Sondagens de Simples Reconhecimento com SPT – Método de Ensaio, retira-se a cabeça de bater e coloca o disco centralizador até este apoiar-se no tubo guia. Após, rosqueia-se na mesma luva o pino adaptador, onde estava acoplada a cabeça de bater. Encaixa-se no pino uma chave soquete onde se acopla o torquímetro.
Após o torquímetro estar montado, aplica-se à haste uma torção para medir por meio de um torquímetro usado como braço de alavanca e mantido na horizontal, o momento de torção máximo necessário à rotação do amostrador para obter uma medida da resistência lateral. Na rotação que se aplica ao amostrador pode-se medir um torque máximo, que define a tensão de atrito lateral (fs (^) máxima ) e o torque residual, que define a tensão de atrito lateral mínima (fsresidual) após o remodelamento da película de solo na interface com o amostrador.
A introdução da medida de torque no ensaio de SPT veio para dar suporte a um dos melhores métodos de avaliação do solo. Este ensaio quando realizado em solos que apresentam camadas com pedregulho pode ter seu N (número de golpes) elevado por consequência de alguma pedra que interfira no ensaio. No entanto, no SPT-T, a medida do torque mostra que o atrito lateral não é afetado quando ocorrido o problema. Então podemos dizer que o SPT-T foi idealizado para corrigir o ensaio de original.
Figura 4: Corte esquemático do equipamento para ensaio SPT. Fonte: Ebah/2014.
Para o ensaio SPT-T são necessários todos os equipamentos utilizados no ensaio SPT, com adição de alguns acessórios para medida de torque, através do equipamento conhecido como torquímetro.
O torquímetro é uma ferramenta, também conhecida por chave dinamométrica, usada para ajustar precisamente o torque de um parafuso em uma porca. Normalmente tem a forma de alavanca com um tipo de dispositivo dinamométrico que possibilita medir a força de torque (força rotacional) que permita o máximo de aperto sem o risco de danificar o material. Ao se aplicar a força necessária na alavanca, o dispositivo desarma o soquete ou emite algum tipo de aviso ao operador. Isso impede por um lado que se deixe a peça solta e por outro que o aperto excessivo danifique a rosca.
Figura 5: Torquímetro utilizado no ensaio SPT-T. Fonte: Damasco Penna/2014.
As amostras que forem retiradas contém informações importantes sobre o solo, devendo elucidar características como granulometria, plasticidade, compacidade, consistência, cor e origem dos solos (residuais, orgânicos e marinhos, ou aterros).
O índice de resistência à penetração (SPT) foi definido por Terzaghi-Peck, e é a soma do número de golpes necessários à penetração no solo (N), dos 30 centímetros finais do amostrador, no qual ignora-se o número de golpes correspondentes à cravação dos 15 centímetros iniciais do amostrador. A ABNT - NBR 6484/2001 – Solos - Sondagens de Simples Reconhecimento com SPT – Método de Ensaio, determina valores para compacidade e consistência dos solos pelo Índice de Resistência à Penetração SPT, conforme tabela abaixo:
Solo Índice de Resistência à Penetração Designação
areia e silte arenoso
menor que 4
5 a 10
fofa
pouco compacta
11 a 30
31 a 50
maior que 50
medianamente compacta
compacta
muito compacta
argila e silte argiloso
menor que 2
3 a 4
5 a 8
9 a 15
16 a 30
maior que 30
muito mole
mole
média
rija
muito dura
dura Tabela 1: Índice de resistência à penetração SPT conforme NBR 6484/2001.
Na sondagem a percussão, são coletadas amostras pelo amostrador e aquelas retiradas nos avanços dos furos entre um e outro ensaio de SPT, por trado ou lavagem. Essas amostras devem ser acondicionadas em frascos herméticos para a manutenção da umidade natural e das suas estruturas geológicas. As amostras de trado devem ser acondicionadas em sacos plásticos ou ordenadas nas próprias caixas de amostragem.
Também as amostras retiradas por sedimentação da água de lavagem devem ser guardadas, pois elas são constituídas principalmente pela fração arenosa do solo original, afinal os finos geralmente são levados pela água de circulação da sondagem.
Figura 2: Amostras de solo pelo ensaio SPT. Fonte: Pretgeo Sondagens e Fundações/2014.
A quantidade de furos é definida pela ABNT – NBR 8036/1983 – Programação de sondagens de simples reconhecimentos dos solos para fundações de edifícios - Procedimento, e é dada conforme metragem quadrada da edificação, como segue:
areia (^) medianamente compacta
compacta
muito compacta
11 a 30
31 a 50
2 a 4
4 a 6
Tabela 2: Relação entre tensão admissível e número de golpes (SPT).
Podemos observar e analisar exemplos práticos de Relatórios de Sondagem SPT conforme Anexos I e II deste trabalho de pesquisa.
Entre as principais vantagens, podemos citar:
Entre as desvantagens, podemos destacar:
Segundo ALONSO (1994) o ensaio SPT-T, não está sujeito aos erros cometidos no ensaio SPT, como os expostos anteriormente. Porém, como desvantagens no ensaio SPT-T podemos mencionar:
Solo – Sondagens de simples reconhecimentos com SPT – Método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 2001.
ALONSO, U.R. (1994). Correlações entre o atrito lateral medido com o torque e o SPT – Solos e Rochas, ABMS/ABGE
QUARESMA, A.R., DÉCOURT, L., QUARESMA FILHO, A.R., ALMEIDA, M.S.S & DANZIGER, F. (1998). Investigações Geotécnicas. Fundações : Teoria e Prática.
& NIYAMA, S. 2º edição. Pini ,São Paulo.
Sondagem de solo pelo método SPT. Disponível em: <http://pt.shvoong.com/exact- sciences/engineering/1972952-sondagem-solo-pelo-m%C3%A9todo-spt/ #ixzz343ckNMH0>. Acesso em junho/2014.
Tipos de solo e investigação do subsolo: entendo o ensaio à percussão e seu famoso índice SPT. Disponível em: <http://www.forumdaconstrucao.com.br/conteudo.php? a=9&Cod=126>. Acesso em: Junho/2014.
