Marcelo Costa

CANAL DE SUEZ

BELÉM-PA2015

FACULDADE IDEALCURSO DE ENGENHARIA CIVILTURMA: ECN9

ALUNO: Marcelo Costa

CANAL DE SUEZ

Trabalho apresentado à disciplina de

Trasporte Aquaviário como requisito da

avaliação orientada pela professora

Rita.

BELÉM-PA2015

RESUMO

Este estudo teve como objetivo adquirir conhecimento sobre o Canal de Suez e seus aspectos gerais.

Palavras-chave: Sondagem, SPT.

SUMÁRIO

1 – INTRODUÇÃO

2 – OBJETIVOS

3 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 – PRINCÍPIO

3.2 – APARELHAGEM8

3.3 – LOCAÇÃO DOS FUROS DE SONDAGEM11

3.4 – EXECUÇÃO DO ENSAIO SPT12

4 – CONCLUSÃO20

REFERÊNCIAS21

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1 – INTRODUÇÃO

A fundação é um elemento de vital importância para uma construção.

Responsável pela sustentação de uma edificação, responde pela estabilidade das lajes,

alvenarias, vigas e pilares. A elaboração de projetos geotécnicos em geral e de fundações

em particular exige, obviamente, um conhecimento adequado dos solos.

Portanto, é fundamental que se conheça em que tipo de solo irá se apoiar uma

construção, objetivando evitar problemas futuros de difícil solução e custo elevado, sendo

necessário proceder-se à identificação e à classificação das diversas camadas componentes

do substrato a ser analisado, assim como à avaliação das suas propriedades de engenharia.

A ausência de investigações geotécnicas pode acarretar em uma inadequada

definição do elemento de fundação empregado, além de outros transtornos, como custos

elevados para uma eventual recuperação estrutural.

A obtenção de amostras ou a utilização de algum outro processo para a

identificação e classificação dos solos exige a execução de ensaios “in situ”. A

determinação das propriedades de engenharia, em princípio, tanto poderia ser feita através

de ensaios de laboratório quanto de ensaios de campo. Na prática entretanto, há

predominância quase que total dos ensaios “in situ”, ficando a investigação laboratorial

restrita a alguns poucos casos especiais em solos coesivos.

Entre os ensaios de campo existentes em todo o mundo, destaca-se o “Standard

Penetration Test” – SPT. O SPT é, de longe, o ensaio mais executado na maioria dos países

do mundo e também no Brasil a grande maioria das investigações do solo é realizada

através deste ensaio. Suas características de simplicidade, robustez e facilidade de

aplicação dos seus resultados, garantiram a sua popularização.

A sondagem de solo à percussão (SPT) consiste basicamente na penetração de um

amostrador padrão no solo através da queda livre de um peso de 65 kg a uma altura de 75

cm.

Para iniciar a sondagem monta-se sobre o terreno na posição desejada um cavalete

de quatro pernas. Através de uma roldana e de um cabo o peso é orientado sobre o

amostrador e solto em queda livre (SOUZA, 2003).

A sondagem a percussão com (SPT) é um recurso valioso que pode facilitar a

escolha do tipo de fundação que venha ser utilizada não importando o porte da obra, e

influencia diretamente nos padrões de segurança, qualidade, economia, e a variação do

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solo de um ponto de estudo para outro torna necessária à execução de sondagens em todos

os projetos de fundações (CÂMARAE PEREIRA, 2005).

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2 – OBJETIVOS

Este trabalho tem como objetivo o conhecimento da utilização do método de estudo

dos solos conhecido como SPT – sondagem, que permite determinar a espessura das

diferentes camadas do subsolo, além de fornecer a profundidade em que a sondagem à

percussão atinge o nível d’água e a camada impenetrável. Possibilita ainda, a identificação

do material após a medida da resistência através da visualização e manuseio do solo

coletado, obtendo-se uma indicação preliminar da consistência dos solos argilosos, bem

como do estado de compacidade dos solos arenosos.

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3 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

3.1 – PRINCÍPIO

O (SPT) foi desenvolvido para se obter em campo uma medida local de resistência

do solo (Nspt), para coleta de amostras realizadas a cada metro perfurado conforme a

norma NBR 6484 da (ABNT). Eventualmente, este ensaio pode ser realizado em um

intervalo menor ou maior, ficando a critério das necessidades do executante e ou do projeto

sempre em harmonia com a norma regulamentadora (FONTELES, 2003).

Segundo Andrade (2005), a estrutura do equipamento e seus principais

procedimentos vêm sendo mantida apesar de toda a modernização dos equipamentos e dos

métodos de execução do ensaio, e salienta que o grau de confiabilidade dos resultados

depende tanto da qualificação dos técnicos responsáveis pela execução quanto da

quantidade de parâmetros que cada método de investigação está apto a avaliar.

A evolução do ensaio associado à suas características individuais vem garantindo

ao longo do tempo a sua utilidade não só nas correlações do índice de resistência do (SPT)

com os parâmetros de resistência e de deformabilidade do solo, como também naquelas

ligadas diretamente à previsão de capacidade de carga e de recalques de fundações para

obras civis (SOUZA, 2007).

Segundo Consoli; Milititsky e Schnaid (2005), a falta de investigação do subsolo é

a causa mais frequente das patologias das fundações. A identificação e a caracterização

mais detalhada do solo e seu comportamento são essenciais à solução de qualquer

problema de fundação.

3.2 – APARELHAGEM

Lista de componentes da aparelhagem padrão:

Compõe-se dos seguintes:

1. Torre com roldana;

2. Tubos de revestimento;

3. Composição de perfuração ou cravação;

4. Trado-concha ou cravadeira;

5. Trado helicoidal;

6. Trépano de lavagem;

7. Amostrador padrão;

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8. Cabeças de bateria;

9. Martelo padronizado para a cravação do amostrador;

10. Baldinho para esgotar o furo;

11. Medidor de nível de água;

12. Metro de balcão;

13. Recipientes para amostras;

14. Bomba da água centrífuga motorizada;

15. Caixa d’água ou tambor com divisória interna para decantação; e

16. Ferramentas gerais necessárias à operação da aparelhagem.

Descrição Sumária dos Elementos:

- Torre: A torre pode ter, opcionalmente, guincho motorizado ou sarilho, para

auxílio nas manobras com hastes ou tubos de revestimento. A roldana da torre deve estar

sempre suficientemente lubrificada para reduzir ao máximo o atrito no seu eixo.

- Tubos de Revestimentos: Os tubos de revestimento devem ser de aço, com

diâmetro nominal interno 63,5 mm, podendo ser emendados por luvas, com comprimentos

de 1,00 m e/ou 2,00 m.

- Composição de Perfuração: A composição de perfuração e de cravação do

amostrador-padrão deve ser constituída de hastes de aço com diâmetro nominal interno 25

mm e peso teórico de 32 N/m, acopladas por roscas e luvas em bom estado, devidamente

atarraxadas, formando um conjunto retilíneo, em segmentos de 1,00 m e/ou 2,00 m.

- Trado-Concha: O trado-concha deve ter diâmetro de (100 ± 10) mm.

- Trado Helicoidal: A diferença entre o diâmetro do trado helicoidal (diâmetro

mínimo de 56 mm) e o diâmetro interno do tubo de revestimento deve estar compreendida

entre 5 mm e 7 mm, a fim de permitir sua operação por dentro do tubo de revestimento e,

mesmo com algum desgaste, ainda permitir abertura de furo com diâmetro mínimo de 56

mm, para que o amostrador-padrão desça livre dentro da perfuração.

- Trépano ou Peça de Lavagem: O trépano ou peça de lavagem deve ser constituído

por peça de aço, com diâmetro nominal 25 mm, terminada em bisel e dotada de duas saídas

laterais para água.

A largura da lâmina do trépano deve apresentar uma folga de 3 mm a 5 mm em

relação ao diâmetro interno do tubo de revestimento utilizado.

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- Amostrador-Padrão: O amostrador-padrão estando descritas a seguir as partes que

o compõem:

a) cabeça, devendo ter dois orifícios laterais para saída da água e do ar, bem como

devendo conter interiormente uma válvula constituída por esfera de aço recoberta de

material inoxidável;

b) corpo, devendo ser perfeitamente retilíneo, isento de amassamentos, ondulações,

denteamentos, estriamentos, rebordos ou qualquer deformação que altere a seção e

rugosidade superficial, podendo ou não ser bipartido longitudinalmente; e

c) sapata ou bico, devendo ser de aço temperado e estar isenta de trincas,

amassamentos, ondulações, denteações, rebordos ou qualquer tipo de deformação que

altere a seção.

- Martelo Padronizado: O martelo padronizado, para cravação dos tubos de

revestimento e da composição de hastes com amostrador, deve consistir em uma massa de

ferro de forma prismática ou cilíndrica, tendo encaixado, na parte inferior, um coxim de

madeira dura (peroba rosa ou equivalente), perfazendo um total de 65 kg.

NOTA - Dispensam-se as medições no campo, desde que o peso seja comprovado.

O martelo pode ser maciço ou vazado, conforme descrito a seguir:

a) o martelo maciço deve ter uma haste-guia de 1,20 m de comprimento fixada à

sua face inferior, no mesmo eixo de simetria longitudinal, a fim de assegurar a

centralização do impacto na queda; esta haste-guia deve ter uma marca visível distando de

0,75 m da base do coxim de madeira;

b) o martelo vazado deve ter um furo central de 44 mm de diâmetro, sendo que,

neste caso, a cabeça de bater deve ser dotada, na sua parte superior, de uma haste-guia de

33,4 mm de diâmetro e 1,20 m de comprimento, na qual deve haver uma marca distando

0,75 m do topo da cabeça de bater; e

c) a haste-guia do martelo deve ser sempre retilínea e perpendicular à superfície que

vai receber o impacto do martelo.

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3.3 – LOCAÇÃO DOS FUROS DE SONDAGEM

No planejamento de um programa de investigações geotécnicas deve-se determinar

a modalidade, o número, a disposição e a profundidade dos ensaios geotécnicos. Para a

realização desta etapa, CAPUTO (1996) considera relevantes os seguintes aspectos:

Natureza e propriedade dos solos;

Sucessão e disposição das camadas do solo ;

Posição do nível da água;

Modelo estrutural adotado (tipo da estrutura, carregamentos e grau de

rigidez).

Conforme prescreve a Norma Brasileira de “Programação de Sondagens de Simples

Reconhecimento dos Solos para a fundação de edifícios”, NBR 8036 (1983): “As

sondagens devem ser no mínimo, de uma para cada 200m² de área da projeção em planta

do edifício, até 1.200m² de área. Entre 1.200m² e 2.400m² de área deve-se fazer uma

sondagem para cada 400m² que excederem os 1.200m². Acima de 2.400m² o número de

sondagens deve ser fixado de acordo com o plano particular da construção”. Em quaisquer

circunstâncias o número de sondagens mínimo deve ser de:

Dois para a área de projeção em planta do edifício até 200m²;

Três para área entre 200 m² e 400 m².

BUENO et al. (1985) recomenda que o posicionamento dos furos de sondagem em

planta seja realizado caracterizando o maior número de perfis estratigráficos possíveis,

incluindo pelo menos dois furos por perfil. Assim quando o número de furos for superior a

dois, os mesmos devem estar desalinhados, aumentando a probabilidade de se detectar

mergulhos das camadas de solo.

Quando da sua locação, cada furo de sondagem deve ser marcado com a cravação

de um piquete de madeira ou material apropriado.

Este piquete deve ter gravada a identificação do furo e estar suficientemente

cravado no solo, servindo de referência de nível para a execução da sondagem e posterior

determinação de cota através de nivelamento topográfico.

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Nos casos em que não houver ainda disposição em planta dos edifícios, como nos

estudos de viabilidade de construção ou de escolha do 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. Já a profundidade a ser explorada pelas sondagens depende do tipo de

edifício, das características da sua estrutura, e das condições geotécnicas e topográficas do

local garantindo que não venha prejudicar a estabilidade e o comportamento estrutural e

funcional do edifício NBR 8036 / 1983.

3.4 – EXECUÇÃO DO ENSAIO SPT

O ensaio SPT objetiva a medida de resistência dinâmica “N” oferecida pelo solo à

cravação do amostrador, e em uma sondagem de simples reconhecimento. O furo de

sondagem é executado por tradagem e circulação de água utilizando um trépano de

lavagem como ferramenta de escavação. As amostras representativas do solo são coletadas

a cada 1 metro de profundidade por meio de um amostrador padrão, de diâmetro externo de

50mm. A figura abaixo ilustra o esquema de execução do ensaio.

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Figura 1: Esquema do ensaio SPT

O ensaio inicia-se com a sondagem do terreno a partir da superfície de instalação do

equipamento até 1 m de profundidade com o trado concha ou cavadeira manual onde se

recolhe uma amostra dessa parte inicial. A partir de 2 m de perfuração, inicia-se o

procedimento com o amostrador padrão fixado no conjunto de hastes do aparelho. Um

martelo de 65 kg é erguido a uma altura de 75 cm com auxilio de uma corda de sisal

caindo em queda livre sobre o amostrador padrão.

Este procedimento é repetido até que o amostrador penetre 45 cm no solo, a cada 15

cm conta-se o número de golpes do martelo para atingir tal profundidade e o valor de

(Nspt) é a soma do número de golpes necessários para penetrar o amostrador nos últimos

30 cm no solo.

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Figura 2: Amostrador padrão

A sondagem (SPT) se divide nas seguintes operações:

1 – Abertura do furo;

2 – Ensaio de penetração;

3 – Amostragem;

4 – Avaliação do nível da água;

5 – Identificação e classificação das amostras;

6 – Relatório.

Nas operações subseqüentes de perfuração, intercaladas às de ensaio e amostragem,

deve ser utilizado trado helicoidal até se atingir o nível d’água freático. Quando o avanço

da perfuração com emprego do trado helicoidal for inferior a 50 mm após 10 min de

operação ou no caso de solo não aderente ao trado, passa-se ao método de perfuração por

circulação de água, também chamado de lavagem

Não é permitido que, nas operações com trado, o mesmo seja cravado

dinamicamente com golpes do martelo ou por impulsão da composição de perfuração.

Pode-se utilizar outros tipos de trado para perfuração, principalmente em areia,

desde que seja garantida a eficiência quanto à limpeza do furo bem como, quanto à não

perturbação do solo no ponto de ensaio. Estes casos, considerados especiais, devem ser

devidamente justificados no relatório definitivo.

A operação de perfuração por circulação de água é realizada utilizando-se o trépano

de lavagem como ferramenta de escavação. O material escavado é removido por meio de

circulação de água, realizada pela bomba d’água motorizada, através da composição de

perfuração.

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A operação em si, consiste na elevação da composição de perfuração em cerca de

30 cm do fundo do furo e na sua queda, que deve ser acompanhada de movimentos de

rotação alternados (vai-e-vem), aplicados manualmente pelo operador. À medida que se for

aproximando da cota de ensaio e amostragem, recomenda-se que essa altura seja

progressivamente diminuída.

Durante as operações de perfuração, caso a parede do furo se mostre instável, é

obrigatória, para ensaios e amostragens subseqüentes, a descida de tubo de revestimento

até onde se fizer necessário, alternadamente com a operação de perfuração. Uma atenção

especial deve ser dada para não se descer o tubo de revestimento à profundidade além do

comprimento perfurado.

O tubo de revestimento deve ficar a uma distância de no mínimo 50 cm do fundo do

furo, quando da operação de ensaio e amostragem. Somente em casos de fluência do solo

para o interior do furo, deve ser admitido deixá-lo à mesma profundidade do fundo do furo.

Quando necessária à garantia da limpeza do furo e da estabilização do solo na cota

de ensaio, principalmente quando da ocorrência de areias submersas, deve-se usar também,

além de tubo de revestimento, lama de estabilização. Registrar estes casos no relatório

definitivo.

Durante a operação de perfuração, devem ser anotadas as profundidades das

transições de camadas detectadas por exame tátil-visual e da mudança de coloração de

materiais trazidos à boca do furo pelo trado helicoidal ou pela água de circulação.

Durante todas as operações da perfuração, deve-se manter o nível d’água no interior

do furo, em cota igual ou superior ao do nível d’água do lençol freático encontrado e

correspondente.

Segundo a NBR 6484 (ABNT, 2001), o processo de perfuração por circulação de

água associado aos ensaios de penetração, deve ser utilizado até onde se obtiver as

seguintes condições:

1 - Quando em 3 m sucessivos se obtiver 30 golpes para penetração dos 15 cm

iniciais do amostrador padrão;

2 - Quando em 4 m sucessivos se obtiver 50 golpes para penetração dos 30 cm

iniciais do amostrador padrão;

3 - Quando em 5 m sucessivos se obtiver 50 golpes para a penetração dos 45cm

do amostrador-padrão.

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Após o posicionamento do amostrador-padrão conectado à composição de

cravação, coloca-se a cabeça de bater e, utilizando-se o tubo de revestimento como

referência, marca-se na haste, com giz, um segmento de 45 cm dividido em três trechos

iguais de 15 cm. Em seguida, o martelo deve ser apoiado suavemente sobre a cabeça de

bater, anotando-se eventual penetração do amostrador no solo.

Na prática, é registrado o número de golpes empregados para uma penetração

imediatamente superior a 15 cm, registrando-se o comprimento penetrado (por exemplo,

três golpes para a penetração de 17 cm). A seguir, conta-se o número adicional de golpes

até a penetração total ultrapassar 30 cm e em seguida o número de golpes adicionais para a

cravação atingir 45 cm ou, com o último golpe, ultrapassar este valor.

Exemplo: 3/17 - 4/14 - 5/15.

Quando, com a aplicação do primeiro golpe do martelo, a penetração for superior a

45 cm, o resultado da cravação do amostrador deve ser expresso pela relação deste golpe

com a respectiva penetração.

Exemplo: 1/58.

Segundo a NBR 6484 (ABNT, 2001), a cravação do amostrador padrão é

interrompida antes dos 45 cm de penetração sempre que ocorrer uma das seguintes

situações:

1 - Em qualquer dos três seguimentos de 15 cm, o número de golpes ultrapassarem

30 cm;

2 - Se em um total de 50 golpes tiver sido aplicado durante toda a gravação;

3 - Se não se observar avanço do amostrador-padrão durante a aplicação de cinco

golpes sucessivos do martelo.

Nos casos em que haja mudança de camada junto à cota de execução do SPT ou

quando a quantidade de solo proveniente do bico do amostrador-padrão for insuficiente

para sua classificação, recomenda-se também o armazenamento de amostras colhidas do

corpo do amostrador-padrão.

Nos casos em que não haja recuperação de amostra pelo amostrador-padrão, deve-

se anotar claramente no relatório.

Cada recipiente de amostra deve ser provido de uma etiqueta, na qual, escrito com

tinta indelével, deve constar o seguinte:

a) designação ou nú.mero do trabalho;

b) local da obra;

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c) número da sondagem;

d) número da amostra;

e) profundidade da amostra; e

f) números de golpes e respectivas penetrações do amostrador.

Esta norma traz uma relação dos estados de compacidade e de consistência dos

solos conforme a tabela abaixo e resalta que as expressões empregadas para a classificação

da compacidade das areias referem-se à deformabilidade e resistência destes solos, sob o

ponto de vista de fundações.

Tabela dos estados de compacidade e de consistência

A tabela 2 mostra uma Correlação entre o ensaio (SPT) e a tensão admissível de

argilas e areias.

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Relação entre tensão admissível e número de golpes (SPT)

Tipo de solo Consistência SPT Tensão admissível (Kg/cm²)

Argila

Muito mole < 2 < 0,25

Mole 2 a 4 0,25 a 0,5

Média 4 a 8 0,5 a 1,0

Rija 8 a 15 1 a 2

Muito rija 16 a 30 2 a 4

Dura > 30 maior que 4

Areia

Fofa <= 4 < 1

Pouco compacta 5 a 10 1 a 2

Medianamente compacta 11 a 30 2 a 4

Compacta 31 a 50 4 a 6

Muito compacta > 50 > 6

Além das tabelas acima, é possível estimar a carga admissível em um solo mediante

a fórmula abaixo:

Nas figuras abaixo verifica-se as várias partes do equipamento de sondagem

de simples reconhecimento, para um melhor entendimento do ensaio.

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As amostras provindas da sondagem de simples reconhecimento devem ser

examinadas procurando-se identificá-las no mínimo por: granulometria, plasticidade,

compacidade, consistência cor e origem, sempre seguindo recomendações da NBR 7250,

(1982) (MACIEL FILHO, 1997 p.110).

Segundo Schnaid (2000) os valores médios de penetração podem servir de

indicação qualitativa a previsão de problemas. Por exemplo, solos com (Nspt) superiores a

30 indicam em sua maioria solos resistentes e estáveis. Solos que apresentem (Nspt)

inferiores a 5 são compressíveis e pouco resistentes tendo a necessidade de estudos

geotécnicos mais elaborados para a solução de casos correntes.

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4 – CONCLUSÃO

A sondagem do solo é de fundamental importância, visto que através dela é

possível caracterizar o solo e prever o seu comportamento quando submetido a situações

de carregamento de carga. Um bom projeto de fundações não será possível de ser realizado

sem a realização prévia da sondagem indicada para o solo em questão.

Apesar do ensaio (SPT) ter uma normalização específica no Brasil, é comum na

prática, a incorporação de mudanças na realização do ensaio de diferentes técnicas de

perfuração e de equipamentos diferentes dos normalizados. Esta desuniformidade torna os

resultados obtidos diferentes das condições naturais do terreno. Em função disso faz-se

necessário a constante busca do entendimento e avaliação dos fatores intervenientes neste

tipo de ensaio, objetivando sempre a sua padronização (CÉSAR, 2008).

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REFERÊNCIAS

ABEF – Associação Brasileira de Empresas de Engenharia de Fundações e Geotecnia, 3°

Edição, PINI, São Paulo-SP, 2004.

Carvalho, Izaac Solino de, Proposta para Certificação das Empresas de Sondagens à

Percussão – Tipo SPT, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá-MT, Fevereiro,

2012.

Hachich, Waldemar, Falconi, Frederico, Saes, José Luiz, Frota, Régis G. Q., Carvalho

Celso S., Niyama, Sussumu, Fundações – Teoria e Prática, 2° Edição, PINI, São Paulo-SP,

1998.

Lobo, Bianca de Oliveira, Método de Previsão de Capacidade de Carga de Estacas:

Aplicação dos Conceitos de Energia do Ensaio SPT, Universidade Federal do Rio Grande

do Sul, Porto Alegre, 2005.

NBR 8036, ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, Programação de

Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundação de Edifícios, Junho,

1983.

NBR 6484, ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, Solo – Sondagem de

Simples Reconhecimento com SPT – Método de Ensaio, Fevereiro, 2001.

NBR 7250, ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, Identificação e Descrição

de Amostras de Solos Obtidas em Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos,

Abril, 1982.

Schnaid, Fernando, Ensaios de Campo e Suas Aplicações à Engenharia de Fundações,

Oficina de Textos, São Paulo-SP, 2000.

Silva, Francimar José da, Ação da Pozolana Metacaulim em Matriz Cimentícia, Faculdade

do Vale do Ipojuca – FAVIP, Caruaru-PE, 2012.