Principais procedimentos adotados no Brasil

A primeira etapa de investigação geotécnica consiste no estudo geológico da área com o uso de mapeamento cartográfico, fotografias aéreas, visita ao local e elaboração da descrição geológica. A primeira investigação geotécnica - usualmente realizada no Brasil - consiste na sondagem a percussão de simples reconhecimento SPT. Este ensaio objetiva a classificação preliminar das camadas a serem atravessadas, a obtenção da resistência NSPT e a identificação do nível do lençol freático. De forma

secundária, é possível obter a topografia do terreno (levantamento da cota da boca do furo), a umidade natural do solo (em amostras coletadas a cada metro durante o ensaio) e criar de perfis estratigráficos ou mapas com as curvas de isoespessuras. A Figura 3. 1 apresenta exemplos de curvas de isoespessuras representativas de camadas de argila mole e a Figura 3. 2 mostra um perfil geotécnico elaborado com base nos resultados de sondagens SPT, ambos na Baixada de Jacarepaguá.

Figura 3.

Figura 3. 1 - Curvas Curvas de isoespessuras de de isoespessuras de de isoespessuras de argila mole. Recreio Life argila mole. Recreio Life (Baroni argila mole. Recreio Life Baroni et al, 2014

46 , 2014)

47 Figura 3. 2 - Perfil geotécnico típico obtido com ensaios SPT, Baixada de

Jacarepaguá/RJ.

Em solos extremamente moles, o número de golpes para a penetração dos 30 cm finais do amostrador é, em geral, igual à zero (NSPT = 0) e devido à falta de acurácia do

equipamento SPT a mudança dos valores de Su em função da profundidade se tornam

imperceptíveis. Desta maneira, a determinação da umidade do solo, ao longo do perfil em análise, pode indicar a variação da resistência não drenada e da compressibilidade. Maiores umidades ocasionam maior compressibilidade e menor resistência.

As fases seguintes são planejadas pelo projetista a partir das informações oriundas do ensaio SPT. Devem ser consideradas diferentes questões associadas à investigação geotécnica, tais como ensaios com o mesmo fim possuírem diferentes caminhos de tensões e diferentes condições de contorno, a necessidade de maximizar e

48 complementar os resultados de diferentes ensaios e a utilização dos resultados disponíveis em diferentes projetos. Desta forma, os ensaios de campo e laboratório são procedimentos complementares com vantagens e desvantagens de ambas as partes, ver Tabela 3. 1.

Tabela 3. 1 - Vantagens e desvantagens de ensaios de laboratório e de campo realizados em argila mole (Almeida, 1996).

De acordo com a boa prática brasileira, os seguintes ensaios costumam ser solicitados: ensaios de campo (ensaio de palheta in situ; ensaio de piezocone) e ensaios de laboratório (campanha de retirada de amostras indeformadas, ensaios de caracterização completa do solo, adensamento edométrico e mais esporadicamente ensaios triaxiais). Em alguns casos específicos ou pesquisas são usados outros ensaios. Entre estes cita-se o T-bar, o dilatômetro de Marchetti (DMT), o cone sísmico e a sonda piezométrica.

A Tabela 3. 2 sintetiza, no atual estágio de conhecimento, os procedimentos e técnicas recomendadas para determinação de parâmetros geotécnicos de argilas moles.

Tipo de ensaio Vantagens Desvantagens

- condições de contorno bem definidas - amolgamento em solos argilosos

- condições de drenagem controladas - pouca representatividade do volume

ensaiado - trajetória de tensões conhecida durante

o ensaio

- em condições análogas é, em geral, mais caro que ensaio de campo

- natureza do solo identificável

- solo ensaiado em seu ambiente natural - condições de contorno mal definidas

(exceção pressiômetro auto-cravante) - medidas continuas com a profundidade

(CPT, CPTU) - condições de drenagem desconhecidas

- ensaiado maior volume de solo - grau de amolgamento desconhecido

- geralmente mais rápido que ensaios de laboratório

- modos de deformação e ruptura diferentes da obra

- natureza do solo não-identificada (exceção SPT).

Laboratório

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Tabela 3. 2 - Procedimentos recomendados para determinação de parâmetros de argilas moles (adaptado de Almeida e Marques, 2010).

Ensaio Tipo Objetivo do ensaio Principais parametros

obtidos Outros parâmetros Observações e recomendações

Caracterização completa Caracterização geral do solo;

interpretação dos demais ensaios

wn, wL, wP, Gs, curva

granulométrica

Estimativa de compressibilidade

Recomenda-se a determinação do teor de matéria orgânica em solos muito orgânicos e turfa

Adensamento Cálculo de recalques e recalques x tempo CC, CS, σ'vm, cv, eO Eoed, Cα

Essencial para o cálculo e magnitude e velocidade de recalques; considerar a qualidade das amostras

Triaxial UU Cálculo de estabilidade (Su é afetado pelo

amolgamento) Su -

É mais afetado pelo amolgamento do que o ensaio CU

Triaxial CU Cálculo de estabilidade; parâmetros para

cálculos de deformabilidade 2D (MEF) Su, c', φ' Eu

Ensaio CAU (adensamento anisotrópico) é mais indicado

SPT Obtenção do perfil geotécnico preliminar

(espessuras de cada camada, NA, etc.) NSPT, descrição do solo wn

Deteminar a umidade do solo a cada metro de ensaio

Palheta Cálculo de estabilidade Su, St OCR Essencial para a determinação de resistência

não drenada da argila

Piezocone (CPTu) Estratigrafia; recalques x tempo (a partir

do ensaio de dissipação)

Estimativa do perfil de Su,

ch, cv

Perfil de OCR, K0,

Eoed, St

Ensaio recomendado pela baixa relação custo/benefício favorável

Tbar Resistência não drenada Estimativa do perfil de Su - Não requer correção de poropressão; mais

comumente usado em offshore

Dilatômetro (DMT) Ensaio complementar, em geral Su, OCR, K0 Ch, Eoed Menos comum em argilas muito moles

Pressiômetro (PMT) Ensaio complementar, em geral Su, G0 ch Menos comum em argilas muito moles

L ab or at ór io C am po

50 Conforme mostrado na Tabela 3. 1 e na Tabela 3. 2 os ensaios de campo e laboratório são complementares. Assim sendo, quando os ensaios são realizados em conjunto, na forma de ilhas, a investigação geotécnica ganha em qualidade, obtendo-se então um melhor entendimento do comportamento geomecânico do depósito em estudo. A Figura 3. 3 exemplifica a análise conjunta em função da profundidade de alguns resultados dos ensaios de SPT, caracterização, adensamento edométrico, palheta e CPTU. A partir da figura é possível constatar que:

• Na camada superficial a argila possui teor de umidade de 950% e índice de vazios de 15,2, sugerindo maior concentração de matéria orgânica. Os ensaios indicam ainda que esta camada superficial possui resistência Su e qt superiores,

se comparado à camada de argila mole inferior, porém esses resultados são mascarados pelas raízes de plantas presentes na superfície.

• A camada de argila mole subjacente possui elevada plasticidade e cv variando

entre 0,3 e 3,3 × 10-8 m2/s. A resistência Su varia ao longo da profundidade,

sendo identificadas duas camadas com comportamentos diferentes. No intervalo entre 2,0 e 4,0 m, os valores de Su são praticamente constantes e

equivalem a 5 kPa; já entre os 4,0 e 9,0 m, a resistência Su cresce com a

profundidade, variando entre 15 e 20 kPa, os valores de qt apresentam o mesmo

comportamento. A umidade natural do solo e o índice de vazios decrescem com a profundidade.