Investigação de campo

De modo geral, o mapeamento geológico do terreno avança desde a fase de estudos preliminares, através da coleta de mapas e informações existentes até o mapeamento detalhado a partir dos dados obtidos pela investigação de campo e ensaios de laboratório.

Os recursos geológicos e informações de importância para fundações em rocha que devem ser mapeadas no campo, segundo a USCE (1994), incluem:

• Níveis de águas subterrâneas, nascentes, ou evidências do regime de águas subterrâneas. • Cavidades potenciais devido a formações cársticas, minas e túneis.

• Potenciais problemas de rochas sujeitos a dissolução, inchaço, encolhimento e/ou erosão.

• Potencial instabilidade da inclinação da rocha.

• Tubulações de gás, água e esgoto bem como outras utilidades.

As principais ferramentas utilizadas na descrição de um maciço rochoso, através das características mencionadas anteriormente, são: sondagens mecânicas, ensaios geofísicos, escavações e ensaios in situ.

a) Sondagens mecânicas: O principal método de sondagem mecânica utilizado para reconhecimento geológico-geotécnico de maciços são as sondagens rotativas. Através delas, obtém-se testemunhos de sondagem que permitem não só a identificação da litologia e estruturas geológicas, mas também as características geotécnicas dos materiais e das descontinuidades.

O número de perfurações e a profundidade que os furos devem avançar depende da área do terreno, das características estruturais do projeto e das condições geológicas subterrâneas. A NBR 8036 (1983) estabelece que nos casos de fundações de importância, ou quando as camadas superiores de solo não forem adequadas ao suporte, aconselha-se a verificação da natureza e da continuidade da camada rochosa, tendo como profundidade mínima de investigação 5 m.

A sondagem rotativa consiste no uso de um conjunto moto-mecanizado para a retirada de amostras contínuas e cilíndricas, mediante a ação perfurante exercida pela rotação do conjunto e o corte proporcionado pela coroa diamantada que vai à frente da composição. O equipamento padrão deve constar de tripé, sonda rotativa, bomba d’água, guincho, revestimentos, hastes, conectores, coroas e calibradores, e barriletes nos diâmetros especificados, conforme apresenta a Figura 2.7.

Figura 2.6 – Principais componentes de uma sondagem rotativa.

Fonte: Pereira (2003).

De acordo com Pereira (2003), os barriletes representam uma das principais peças das sondagens rotativas, pois são eles que acondicionam e protegem os testemunhos de sondagem, influenciando o grau de recuperação da sondagem.

Para SILVA (2001), existem no mercado vários tipos de barriletes, cujos avanços tecnológicos têm procurado diminuir a rotação e o atrito da amostra com a camisa interna, evitando ainda seu contato direto com o fluído de perfuração.

A coroa representa a peça de corte das sondagens rotativas, podendo ser cravejada de diamantes industriais ou de pastilhas de vídea, sendo escolhidas em função da dureza da rocha a perfurar, e do diâmetro do furo que se pretende abrir.

Segundo a ABGE (2011), existem barriletes e coroas de diversas dimensões, porém, o diâmetro do furo e do testemunho são padronizados segundo as especificações da Diamond

Core Drill Manufatures Association (DCDMA) ou padrão Americano. Nessa classificação

os diâmetros possuem as seguintes nomenclaturas: EW, AW, BW, NW e HW. No Brasil, os padrões mais utilizados são o NW e o HW.

A Tabela 2.9 apresenta os diâmetros do furo e dos respectivos testemunhos recuperados, segundo o padrão Americano.

Tabela 2.9 – Diâmetros de furos e testemunhos de sondagem segundo o padrão Americano. Denominação Padrão DCDMA Diâmetro de furo (mm) Diâmetro de testemunho (mm) EW 37,71 21,46 AW 48,00 30,10 BW 59,94 42,04 NW 75,69 54,73 HW 99,23 76,20 Fonte: ABGE (2011)

Conforme apresentado por Canello (2011), as sondagens rotativas podem se diferenciar do modelo padrão de execução quando se opta por um testemunho com orientação ou com amostra integral. O testemunho com orientação é utilizado na investigação ao longo de uma feição específica do maciço. A amostragem de testemunho integral permite obter amostras em sua posição original, com as atitudes das estruturas geológicas.

A sondagem rotativa é realizada em ciclos sucessivos de corte e retirada de testemunhos do interior do barrilete, esse procedimento é denominado de manobra.

O avanço de cada manobra depende da qualidade do material do testemunho, uma vez que, quando a rocha é de boa qualidade o comprimento do testemunho pode ser equivalente ao comprimento do barrilete. Por outro lado, quando o material amostrado não apresenta uma qualidade satisfatória, há perda ou destruição do material, conforme apresenta ABGE (2011).

A porcentagem de recuperação dos testemunhos ou amostras de uma sondagem rotativa refere-se a relação entre o número de metros perfurados numa determinada rocha e número de metros de testemunhos recuperados ou amostrados.

Na acomodação dos testemunhos é necessário a utilização de caixas de madeira ou de plástico com tampa, e subdivididas de modo a apresentar a sequência exata da posição da amostra no interior do furo, Figura 2.8. Além disso, a caixa de testemunho deve apresentar a identificação do furo, diâmetro das amostras e profundidade de obtenção.

As sondagens rotativas também podem ser realizadas como continuação das sondagens a percussão, quando nestas, for atingido o impenetrável. Nesse caso, a sondagem é dita mista e a sigla utilizada é SM.

Figura 2.7 – Caixa de testemunho.

Fonte: Catálogo Etecaf (2016)

Finalizada a sondagem, os furos podem ser utilizados como piezômetros ou na realização de ensaios especiais, tais como ensaios de crosshole. Adicionalmente é possível checar as estruturas presentes nas paredes do furo através de dispositivos de imagem.

Caso não sejam aproveitados, devem ser preenchidos com calda de areia e cimento pois, se deixados abertos podem promover a interligação de aquíferos confinados, alterando as condições hidrogeológicas do maciço.

Após a análise dos testemunhos por um profissional capacitado, elabora-se o perfil geotécnico do furo. No caso de sondagens mistas, no trecho em solo é apresentado o número de golpes a percussão e o tipo de material encontrado em cada intervalo investigado. No trecho em maciço rochoso devem ser identificados o índice de qualidade da rocha e a descrição do material amostrado. Um exemplo de perfil geotécnico de uma sondagem mista é apresentado na Figura 2.9.

Figura 2.8 – Perfil resultante de uma sondagem mista executada na PetroquímicaSuape.

Fonte: Adaptado de Coutinho (2008).

Esse índice de qualidade da rocha, é denominado de RQD (Rock Quality Designation), e trata-se de um parâmetro proposto por Deere et al. em1967 para indicar a qualidade do meio rochoso. O RQD é expresso pela seguinte equação:

𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 =∑ 𝑝𝑝

𝑛𝑛 × 100 Eq. 2.1

Onde:

n = o comprimento da manobra de avanço de perfuração.

Segundo ABGE (2011), o critério é aplicado em testemunhos de sondagem rotativa com Barriletes duplo-livres, diâmetro mínimo NW (55 mm) e é restrito a rochas duras e medianamente duras. Além disso, cada pedaço individual de testemunho deverá ser medido ao longo da linha central do corpo, para padronização das medidas e, consequentemente, dos próprios valores do RQD.

A relação entre o índice RQD e a qualidade da rocha, proposta por Deere (1967), está disposta na Tabela 2.10.

Tabela 2.10 – Relação entre a qualidade do maciço e o valor de RQD (%).

RQD