COORDENACAO DOS CURSOS DE POS-GRADUAQAO EM ENGENHARIA CIVIL
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL
AREA DE GEOTECNIA
TiTULO:
EMPREGO DO SPT-T E PRESSIOMETRO MENARD EM UM DEPOSITO
ARENOSO DA REGIAO LITORANEA DE JOAO PESSOA
Por
Jcse Aicura Scares
Campina Grande
AGOSTO-1999
Esta dissertacao sera j u l g a d a para a obtencao do tftulo de M e s t r e e m i E n g e n h a r i a e podera ser a p r o v a d a e m sua f o r m a final pela Banca E x a m i n a d o r a d o C u r s o de P o s - G r a d u a c a o e m Engenharia Civil d a Universidade Federal d a P a r a i b a . B A N C A E X A M I N A D O R A : R a i m u n d o L e i d t m a r B e z e r r a , D.Sc. ( O r i e n t a d o r ) W i l s o n C o n c i a n i , D.Sc. ( O r i e n t a d o r ) J o ^ o B a t i s t a Q u e f f o z d e C a r v a l h o , P h D . ( E x a m i n a d o r i n t e r n o )
i
iju.
A n t o n i o B e l i n c a n t a , D.Sc. ( E x a m i n a d o r e x t e r n o )D e d i c a t o r i a :
A presente dissertacao e d e d i c a d a a m i n h a a v o E l i s a S o a r e s d a S i l v a (in
memorian), aos meus pais J o s e S o a r e s Pereira e Maria do Carmo Moura que
s e m p r e a c r e d i t a r a m no m e u e m p e n h o e q u e c o m muito sacrificio c o n s e g u i r a m d a r - m e u m a boa f o r m a c a o . A m i n h a e s p o s a , Maria d a s G r a g a s d e A l b u q u e r q u e C a v a l c a n t e Moura ( G a l ) , q u e s e m p r e me a p o i o u nos m o m e n t o s de dificuldades m o s t r a n d o - s e u m a e x c e l e n t e c o m p a n h e i r a e a m i n h a filha Vitoria d e A l b u q u e r q u e C a v a l c a n t e Moura pela alegria de ser s e u Pai.
A G R A D E C I M E N T O S
A g r a d e c o s i n c e r a m e n t e a t o d o s a q u e l e s r e s p o n s a v e i s pela realizacao d e s t a dissertacao:
A Deus, por estar s e m p r e ao m e u lado e d a r - m e f o r c a s para enfrentar o s o b s t a c u l o s d a vida c o m d i g n i d a d e .
A o C u r s o de P 6 s - G r a d u c a o e m E n g e n h a r i a Civil d a Universidade Federal d a Parafba ( C P G E C - U F P B / C a m p u s II), por me prestigiar c o m a v a g a no curso.
A o Professor orientador R a i m u n d o Leidimar Bezerra, p e l a paciencia, c o m p r e e n s a o e ajuda f o r n e c i d a s durante o inicio, o d e s e n v o l v i m e n t o e final d e s t a dissertacao.
A o Professor orientador W i l s o n Conciani, pela m o t i v a c a o para fazer este trabalho, pela ajuda f o r n e c i d a n a e l a b o r a c a o deste, e pelas s u g e s t o e s que f o r a m indispensaveis.
A t o d o s os professores d o curso de P o s - G r a d u a g a o e m E n g e n h a r i a Civil d a U F P B / C a m p u s II d a Area de Geotecnia, pelas i n f o r m a c o e s transmitidas.
A A T E C E L ( A s s o c i a c a o T e c n i c a Cientffica Ernesto Luiz de Oliveira Junior) e m n o m e d o s p r o f e s s o r e s Francisco B a r b o s a de Lucena, Francisco E d m a r Brasileiro e Joao Batista Queiroz de C a r v a l h o , pelo a p o i o financeiro nas v i a g e n s p a r a o b t e n c a o dos d a d o s utilizados nesta dissertacao.
A C A P E S ( C o o r d e n a c a o d e A p e r f e i c o a m e n t o de Pessoal de Nivel Superior), pelo apoio financeiro fornecido para realizagao desta dissertacao.
d o s d a d o s pressiometricos, e pelas informagoes praticas de operagao d o P r e s s i o m e t r o de M e n a r d .
A o s f u n c i o n a r i o s r e s p o n s a v e i s pelas S o n d a g e n s d a A T E C E L (Associagao T e c n i c a Cientifica E r n e s t o Luiz de Oliveira Junior) e m n o m e d e J o s e C o n s t a n t e e s e u s c o m p a n h e i r o s d e trabalho.
A t o d o s os laboratoristas d a a r e a de G e o t e c n i a aqui r e p r e s e n t a d o s por J o s e Nivaldo Sobreira e Rui Pereira de Oliveira, pela ajuda n o s e n s a i o s feitos, e a bibliotecaria D. Maurisa Bezerra de A r a u j o pela ajuda oferecida no decorrer de t o d o curso de mestrado.
A o s c o l e g a s do Curso d e P o s - G r a d u a g a o e a t o d o s que c o l a b o r a r a m de f o r m a direta o u indireta para esta dissertagao c h e g a s s e ao s e u termino.
C A P i T U L O 1 - I N T R O D U Q A O 1.1 G e n e r a l i d a d e s 01 1.2 Objetivos 0 3 1.2.1 Objetivo Geral 0 3 1.2.2 Objetivos E s p e c i f i c o s 0 3 1.3 O r g a n i z a c a o d o s a s s u n t o s 0 4 C A P i T U L O 2 - R E V I S A O B I B L I O G R A F I C A 2.1 G e n e r a l i d a d e s 0 6 2.2 Historico 0 7 2.3 P a r a m e t r o s M e d i d o s pelo S P T - T 10 2.3.1 G e n e r a l i d a d e s 10 2.3.2 T o r q u e 10 2.3.2.1 Confiabilidade d a M e d i d a do torque 12
2.3.2.2 Fatores q u e Influem n a M a g n i t u d e d o torque 12 2.3.2.3 Relagao entre o T o r q u e e o indice d e Resistencia a P e n e t r a c a o 13
2.4 A p l i c a g o e s Diretas das M e d i d a s d e T o r q u e 15 2.4.1 Atrito lateral/Adesao E s t a c a - S o l o 15 2.4.2 C a p a c i d a d e d e C a r g a d e Estacas C a r r e g a d a s Lateralmente 2 0 2.4.3 Colapsibilidade 21 2.4.4 Eficiencia do S P T 21 2.4.5 Classificacao do Solo 2 2 2.4.6 Sensibilidade d e Argilas 2 3 2.4.7 T e n s a o de P r e - a d e n s a m e n t o 2 3 2.5 Fatores q u e Influenciam no S P T - T 2 4 2.6 V a n t a g e n s e Limitacoes d o S P T - T 2 5 2.7 C o m p o r t a m e n t o d a s A r e i a s 2 6
2.7.2 Caracterfsticas d a s Partriculas d a s A r e i a s 2 6 2.7.3 T e n s o e s A t u a n t e s nas Particulas de A r e i a s 2 8 2.7.4 Resistencia a o C i s a l h a m e n t o d a s Areias 2 9 2.7.5 C o m p o r t a m e n t o d a s A r e i a s ( S P T e P M T ) 3 0 2.7.5.1 S P T 3 0 2.7.5.2 P M T 31 2.8 Situacao Atual 33 C A P i T U L O 3 - D E S C R I Q A O D O S E Q U I P A M E N T O S U T I L I Z A D O S E D A C A M P A N H A D E E N S A I O S 3.1 G e n e r a l i d a d e s 3 4 3.2 Descricao do Deposito 3 4 3.2.1 Localizagao d o Deposito 3 4 3.2.2 Descricao G e o l o g i c a 3 5 3.2.3 T e c n i c a de M e l h o r a m e n t o Utilizada 3 6 3.3 E n s a i o s de Laboratorio Realizados 3 7 3.4 E n s a i o s In Situ Realizados 37 3.4.1 G e n e r a l i d a d e s 37 3.4.2 L o c a g a o d o s Furos 3 8 3.4.3 0 S P T - T 39 3.4.3.1 Descricao d o s E q u i p a m e n t o s 3 9 3.4.3.2 P r o c e d i m e n t o s para Execugao do S P T - T 4 0 3.4.4 O P M T 41 3.4.4.1 G e n e r a l i d a d e s 41 3.4.4.2 D e s c r i c a o do E q u i p a m e n t o 4 2 3.4.4.3 P r o c e d i m e n t o s para Execugao do Ensaio Pressiometrico 4 2
4.1 G e n e r a l i d a d e s 4 9 4.2 Ensaios d e Laboratorio 4 9 4.2.1 G r a n u l o m e t r i a 4 9 4.2.2 Resistencia ao c i s a l h a m e n t o 51 4 . 3 S P T - T 5 2 4.3.1 NSPT 5 2 4.3.2 T o r q u e 57 4.4 P M T 6 0 4.4.1 M o d u l o Pressiometrico (E) 6 2 4.4.2 Pressao Limite (PL) 6 4 4.4.3 Relacao E/PL 6 5 4.4.4 T e n s a o Horizontal no R e p o u s o (ohO) 6 6
4.4.5 Pressao Limite Efetiva (PL*) 6 7
4.4.6 Relacao E/PL* 6 8 4 . 5 C o r r e l a t e s Obtidas c o m o S P T - T e o P M T 6 9 C A P i T U L O 5 - C O N C L U S 6 E S E S U G E S T O E S P A R A F U T U R A S P E S Q U I S A S 5.1 G e n e r a l i d a d e s 7 6 5.2 S u g e s t o e s p a r a futuras pesquisas 7 8 C A P i T U L O 6 - R E F E R E N C E S B I B L I O G R A F I C A S 7 9 A N E X O
Perfis S P T d o s Furos dentro e fora d a a r e a m e l h o r a d a 8 3
D a d o s obtidos pelo ensaio pressiometrico 8 9
Figura 2.1 - Distribuicao d o s valores do t o r q u e ao longo d a profundidade ( M e n e z e s
e Sobrinho, 1994) 11 Figura 2.2 - G r a u de a r r e d o n d a m e n t o d a s particulas ( L a m b e , 1 9 7 9 ) 2 8
Figura 3.1 - Planta d e localizacao de C a b e d e l o , PB 3 4 Figura 3.2 - Planta de situacao do deposito e s t u d a d o 3 5 Figura 3.3 - Planta de locacao dos f u r o s no deposito e s t u d a d o 3 8
Figura 3.4 - Detalhes do pino, vista superior e vista lateral 3 9
Figura 3.5 - S o q u e t e d e e n c a i x e d o torqufmetro 3 9 Figura 3.6 - Ligacao do torqufmetro ao a d a p t a d o r (Alonso,1994) 4 0
Figura 3.7 - Foto do Pressiometro de Menard (Pagani,1998) 4 2
Figura 3.8 - Calibracao por p e r d a d e volume 4 4 Figura 3.9 - Calibracao por perda de p r e s s a o 4 5 Figura 4.1 - Curva g r a n u l o m e t r i c a obtida p a r a o solo natural 5 0
Figura 4.2 - Curvas granulometricas a o longo d a p r o f u n d i d a d e obtida para o solo
d e n t r o d a area m e l h o r a d a , furo S P T - T 0 3 5 0 Figura 4.3 - Envoltoria de ruptura obtida por c i s a l h a m e n t o direto 51
Figura 4.4 - indice de resistencia a p e n e t r a c a o versus profundidade 53 Figura 4 . 5 - C o m p a r a c a o entre os indices de resistencia a p e n e t r a c a o do solo no
e s t a d o natural e d o solo fora d a area m e l h o r a d a (Soares, 1997) 5 5 Figura 4.6 - C o m p a r a c a o entre os indices de resistencia a p e n e t r a c a o d o solo no
e s t a d o natural e do solo dentro d a area m e l h o r a d a (Soares, 1997) 5 5 Figura 4.7 - Perfis d e S P T obtidos para solos a r e n o s o s no e s t a d o natural d a praia
d e Intermares 5 6
Figura 4.8 - T o r q u e versus profundidade de ensaio 58
Figura 4.9 - Relacao T/N versus profundidade de ensaio 59
Figura 4 . 1 0 - Atrito lateral versus a profundidade de ensaio 60
Figura 4.11 - M o d u l o pressiometrico versus profundidade de ensaio 63
Figura 4.12 - P r e s s a o limite v e r s u s profundidade de e n s a i o 6 5 Figura 4 . 1 3 - Perfil d e E/PL ao longo d a profundidade 6 6
Figura 4 . 1 5 - Pressao limite efetiva versus profundidade de ensaio 6 8
Figura 4 . 1 6 - Relacao E/PL* versus profundidade de ensaio 6 9
Figura 4 . 1 7 - Correlacao entre o torque e o indice de resistencia a penetracao.. 7 0
Figura 4 . 1 8 - Correlacao entre fs e o NSPT 7 0
Figura 4 . 1 9 - Correlacao entre m o d u l o pressiometrico e o indice d e resistencia a
p e n e t r a c a o 7 1 Figura 4 . 2 0 - Correlacao entre o m o d u l o pressiometrico e t o r q u e m e d i d o 7 2
Figura 4 . 2 1 - Correlacao obtida entre a pressao limite e o indice de resistencia a
p e n e t r a c a o 7 2 Figura 4 . 2 2 - C o r r e l a c a o obtida entre a pressao limite e o t o r q u e m e d i d o 7 3
Figura 4 . 2 3 - Correlacao obtida entre a tensao horizontal no r e p o u s o e o indice de
resistencia a p e n e t r a c a o 7 4 Figura 4 . 2 4 - C o r r e l a c a o entre a t e n s a o horizontal no r e p o u s o e o torque 7 4
Figura A 1 - Perfil S P T d o Furo 0 1 , dentro d a area m e l h o r a d a 8 3 Figura A 2 - Perfil S P T do Furo 0 2 , dentro d a area m e l h o r a d a 8 4 Figura A 3 - Perfil S P T do Furo 0 3 , dentro d a area m e l h o r a d a 8 5 Figura A 4 - Perfil S P T do Furo 0 4 , fora d a a r e a m e l h o r a d a 8 6 Figura A 5 - Perfil S P T do Furo 0 5 , fora da a r e a m e l h o r a d a 8 7 Figura A 6 - Perfil S P T d o Furo 0 6 , fora d a a r e a m e l h o r a d a 8 8 Figura A 7 - Curva d e calibracao por perda de v o l u m e 9 5 Figura A 8 - Curva de calibracao por p e r d a de p r e s s a o 0 1 9 5 Figura A 9 - Curva d e calibracao por perda de pressao 0 2 9 6 Figura A 1 0 - Curva de calibracao por perda de pressao 0 3 9 6 Figura A 1 1 - Curva de calibracao por perda de p r e s s a o 0 4 9 7 Figura A 1 2 - Curva de calibracao por p e r d a de pressao 0 5 9 7 Figura A 1 3 - Curva de calibracao por perda de pressao 0 6 9 8
T a b e l a 2.1 - T i p o s de solos o n d e f o r a m utilizados m e d i d a s de torque 0 9
T a b e l a 2.2 - Coeficiente empfrico K (Decourt, 1991a) 18 T a b e l a 2.3 - Classificagao parcial do solo (Decourt e Q u a r e s m a Filho, 1994) 2 2
T a b e l a 2.4 - Classificagao dos solo atraves d o P M T (Clark, 1995) 3 2 T a b e l a 3.1 - Estimativa d a p r e s s a o limite do ensaio pressiometrico (Briaud, 1992)
4 6 T a b e l a 4.1 - R e s u l t a d o s o b t i d o s pelo S P T - T no solo dentro d a area melhorada...52 T a b e l a 4.2 - R e s u l t a d o s obtidos pelo S P T - T no solo fora d a area m e l h o r a d a 5 2 T a b e l a 4.3 - R e s u l t a d o s do P M T para o solo dentro d a area c o m m e l h o r a m e n t o . 6 1
T a b e l a 4.4 - Resultados do P M T para solo fora d a a r e a m e l h o r a d a 61 T a b e l a A1 - D a d o s obtidos do e n s a i o pressiometrico M e n a r d - Furo 01 8 9 T a b e l a A 2 - D a d o s obtidos do e n s a i o p r e s s i o m e t r i c o M e n a r d - Furo 02 9 0 T a b e l a A 3 - D a d o s obtidos do e n s a i o pressiometrico M e n a r d - Furo 0 3 91 T a b e l a A 4 - D a d o s obtidos do ensaio pressiometrico M e n a r d - Furo 0 4 9 2 T a b e l a A 5 - D a d o s obtidos d o ensaio pressiometrico M e n a r d - Furo 0 5 9 3 T a b e l a A 6 - D a d o s obtidos do e n s a i o pressiometrico M e n a r d - Furo 0 6 9 4
v . Coeficiente de Poisson.
e . D e f o r m a c a o especffica circunferencial. a . Fator reologico.
Oho. T e n s a o horizontal total no repouso do solo. A p . A u m e n t o de pressao na s o n d a pressiometrica. A V . V a r i a g a o volumetrica na s o n d a pressiometrica. AV7V. V a r i a c a o volumetrica especffica.
< jp. tensao de p r e - a d e n s a m e n t o avo. T e n s a o vertical total do solo.
CJVO' T e n s a o vertical efetiva do solo.
a . Coeficiente de c o m p r e s s i b i l i d a d e do pressidmetro. Df. Diametro d o furo.
D i . D i a m e t r o interno d o tubo d e calibracao. Ds. Diametro d a s o n d a pressiometrica. E . M o d u l o de Elasticidade pressiometrico.
P M T # # . Ensaio Pressiometrico relativo ao Furo n u m e r o # # .
S P T - T # # . Ensaio Penetrometrico c o m m e d i d a de torque relativo a o Furo ##. fs. Atrito lateral unitario.
n. A d e s a o m e d i a ao longo d o c o m p r i m e n t o d a e s t a c a . L. C o m p r i m e n t o d a estaca.
Lc. C o m p r i m e n t o critico d a estaca. Ip. M o m e n t o d e inercia.
a . Nivel de significancia estatistica. Ko. Coeficiente de e m p u x o no repouso. L . Comprimento da sonda pressiometrica.
N S P T = N . N u m e r o s de golpes aplicados a o s 3 0 c m finais do a m o s t r a d o r SPT. Neq. N u m e r o de golpes do S P T corrigido pelo torque.
P i . P r e s s a o no infcio d a f a s e pseudo-elastica d a c u r v a P2. Pressao no final da fase pseudo-elastica da curva
Pa. Pressao atmosferica.
P M T . Pressuremeter M e n a r d T e s t i n g . C P T . C o n e Penetration Test.
C P T U . C o n e Penetration Test w i t h m e a s u r e m e n t of pore-pressure. Pc. C o r r e c a o d a s p r e s s o e s lidas.
P L * . Pressao limite efetiva.
Pi_. Pressao limite pressiometrica.
R . Coeficiente de correlacao (estatistica). R2. Coeficiente de d e t e r m i n a c a o (estatistica). S P T . Standard Penetration Test.
S P T - T . S t a n d a r d Penetration T e s t w i t h torque m e a s u r e m e n t . T. T o r q u e medido.
Tmin. Torque maximo.
I max- Torque minimo ou residual. V . V o l u m e e x p a n d i d o .
V i . V o l u m e no inicio d a fase pseudo-elastica d a c u r v a pressiometrica.
V2. V o l u m e no final d a f a s e pseudo-elastica d a curva pressiometrica.
V30. Volume lido aos trinta segundos. V60. Volume lido aos sessenta segundos. Vc. C o r r e c a o dos v o l u m e s lidos.
V s . V o l u m e d a celula central de m e d i d a d a s o n d a pressiometrica.
z. Profundidade.
qp. Resistencia de ponta d e u m a estaca.
U N E S P . U n i v e r s i d a d e Estadual de Sao Paulo. T S B S P . Bacia s e d i m e n t a r terciaria de Sao Paulo.
A R E N O S O D A R E G I A O L I T O R A N E A D E J O A O P E S S O A - P B
R E S U M O
0 surgimento d a ideia de c o m p l e m e n t a r o S P T t r a d i t i o n a l c o m m e d i d a de t o r q u e foi proposta inicialmente por Ranzini (1988), p o r e m a p e n a s e m 1991 e m S a o Paulo, e q u e f o r a m e x e c u t a d o s os primeiros S P T - T (Decourt e Q u a r e s m a Filho, 1991). Na regiao nordeste, o S P T - T foi e x e c u t a d o a l g u m a s v e z e s , p o r e m , n e n h u m a p e s q u i s a foi d e s e n v o l v i d a a respeito deste ensaio.
A p r e s e n t e p e s q u i s a utiliza o S P T - T c o m o objetivo de avaliar a sua o p e r a t i o n a l i d a d e e a o b t e n c a o de parametros de projeto de fundagoes, de f o r m a a dar i n i t i o a f o r m a c a o d e urn b a n c o de dados. Paralelamente, f o r a m t a m b e m e x e c u t a d o s e n s a i o s pressiometricos ( P M T ) para determinagao de parametros de resistencia e deformabilidade. C o m os d a d o s d e a m b o s ensaios, procurou-se correlaciona-los de f o r m a a aproveitar as potencialidades inerentes a c a d a ensaio.
A c a m p a n h a de e n s a i o s foi realizada e m urn d e p o s i t o a r e n o s o do litoral de J o a o P e s s o a - PB, o qual foi s u b m e t i d o a urn m e l h o r a m e n t o c o m e m p r e g o de e s t a c a s d e areia e brita, c o m vistas a substituir o uso de f u n d a g o e s p r o f u n d a s por f u n d a g o e s superficiais. Esta tecnica de m e l h o r a m e n t o na regiao nordeste tern sido e m p r e g a d a , principalmente, nos litorais d e J o a o Pessoa e Recife.
De u m a s m a n e i r a geral, verificou-se que a m b o s e n s a i o s utilizados f o r n e c e r a m p a r a m e t r o s q u e indicam a influencia do m e l h o r a m e n t o d o solo, t e n d o -se e m vista q u e os resultados obtidos a p o s o m e l h o r a m e n t o f o r a m superiores aos e n c o n t r a d o s e m o u t r o s depositos proximos ao e s t u d a d o . O s p a r a m e t r o s obtidos pelo S P T - T e P M T nao se correlacionaram satisfatoriamente, e m virtude disto t o r n a - s e necessario fazer novos e s t u d o s para confirmar se o responsavel por este fato e a perturbagao a q u e o solo foi s u b m e t i d o durante a cravagao das e s t a c a s de areia e brita.
D E P O S I T L O C A T E D IN T H E C O A S T O F J O A O P E S S O A - P A R A J B A S T A T E , B R A Z I L
A B S T R A C T
T h e idea of c o m p l e m e n t i n g traditional S P T w i t h t o r q u e m e a s u r e m e n t w a s initially p r o p o s e d by Ranzini (1988) h o w e v e r only in 1991 it w a s u s e d in Sao Paulo state (Decourt and Q u a r e s m a Filho, 1991). O n ther other h a n d , in the north-east of Brazil, S P T - T w a s u s e d rarely from the practical point of v i e w but w i t h o u t any research data avaiable.
T h e present research u s e d S P T - T w i t h the m a i n objectives of evaluating its p e r f o r m a n c e a n d obtaining p a r a m e t e r s for f o u n d a t i o n d e s i g n a i m i n g to a d a t a b a s e f o r m a t i o n . In the s a m e time, M e n a r d pressuremeter tests ( P M T ) will be carried out for t h e determination of strength a n d d e f o r m a t i o n p a r a m e t e r s . T h e results obtained will be u s e d for a correlation statical analysis.
T h e c a m p a i n of tests w a s a c c o m p l i s h e d in a s a n d deposit located in t h e coast of J o a o P e s s o a ( P a r a i b a state). T h i s deposit w a s first s u b m i t t e d to a locally a n d normally u s e d i m p r o v e m e n t by placing s a n d a n d gravel piles with t h e objective of replacing d e e d f o u n d a t i o n by s h a l l o w f o u n d a t i o n .
In a general w a y , it w a s o b s e r v e d that the use of existing parameters indicated t h e positive influence of the i m p r o v e m e n t of the s a n d y deposit. Also, the results s h o w e d that after the i m p r o v e m e n t the p a r a m e t e r s o b t a i n e d by S P T - T and P M T w e r e not satisfactorily correlated. D u e to this fact it is n e c e s s a r y to analyze w h a t c a u s e the lack of satisfactory correlation, w h i c h s e e m s to be c a u s e d by the disturbance d u e to t h e driven of t h e s a n d and gravel piles.
C A P i T U L O 1
I N T R O D U Q A O
1.1 G e n e r a l i d a d e s
A s f u n d a g o e s de ediffcios na regiao litoranea do Nordeste do Brasil, c o m f r e q u e n c i a e s t a o a s s e n t e s e m t e r r e n o s a r e n o s o s estratificados. Esses terrenos q u e alternam c a m a d a s de areia de praia ora fofa ora c o m p a c t a , o f e r e c e m dificuldades ao projeto de f u n d a g o e s . Para f u n d a g o e s r a s a s tem-se a limitagao d a p e q u e n a e s p e s s u r a d a c a m a d a mais resistente. Para f u n d a g o e s p r o f u n d a s t e m - s e p r o b l e m a s para atravessar e s s a c a m a d a mais resistente c o m e s t a c a s c r a v a d a s o u , o d e s m o r o n a m e n t o d a s p a r e d e s d o furo p a r a e s t a c a s m o l d a d a s in loco. Estas dificuldades nao impedem as construgoes, apenas a u m e n t a m o s e u custo.
P a r a reduzir o s custos c o m f u n d a g o e s , a l g u m a s solugoes tiram partido d a estratificagao d o solo no m o m e n t o d o projeto. A s s i m , t e m - s e , por e x e m p l o , as e s t a c a s rotativas injetadas de M a r q u e s e Cintra (1998) e Diniz Leite (1998), q u e a u m e n t a m o d i a m e t r o d a estaca na regiao de maior resistencia. Outra solugao a d o t a d a tern sido o m e l h o r a m e n t o d o s solos superficiais a r e n o s o s para a s s e n t a m e n t o de s a p a t a s ( L u c e n a etal., 1998).
O m e l h o r a m e n t o d e solos t e m - s e a p r e s e n t a d o c o m o solugao para b a r a t e a m e n t o d e f u n d a g o e s e m ediffcios da regiao costeira no nordeste do Brasil. Entretanto, p o u c o s e n s a i o s de controle tern sido feitos sobre e s s e s m e l h o r a m e n t o s . Esta pratica parece ser c o m u m ao m u n d o t o d o , u m a v e z q u e Barksdale e T a k e f u m i (1991) f a z e m r e f e r e n d a a esta a u s e n c i a d e informagoes confiaveis sobre o m e l h o r a m e n t o . G u s m a o Filho e G u s m a o (1990) r e c l a m a m s o b r e t u d o d a inexistencia de provas de carga sobre placas q u e p o d e r i a m auxiliar no projeto d e f u n d a g o e s rasas, m e s m o t e n d o c o n h e c i m e n t o de s u a s limitagoes.
N e s t e cenario, o S P T tern sido o recurso mais utilizado pela g e o t e c n i a brasileira e m u n d i a l , c o m o p o d e ser visto atraves d o s trabalhos de Ladd et al. ( 1 9 7 7 ) e de Barksdale e T a k e f u m i (1991).
0 e n s a i o d e p e n e t r a c a o dinamica, S P T ( S t a n d a r d Penetration Test) surgiu e m 1902, por intermedio do Engenheiro norte-americano Charles R. Gow, c o m o u m a tentativa de melhorar o s p r o c e d i m e n t o s de s o n d a g e m ate e n t a o e m p r e g a d o s . N o Brasil, e s t e e n s a i o foi introduzido pelo E n g e n h e i r o Odair Grillo e m 1939. A primeira e m p r e s a particular a e x e c u t a r s o n d a g e m no Brasil, de f o r m a sistematica foi a G e o t e c n i c a S/A, q u e utilizou urn a m o s t r a d o r s e m e l h a n t e ao e m p r e g a d o atualmente n a s s o n d a g e n s ( R a y m o n d - T e r z a g h i ) . A partir d a i , praticamente t o d a s as i n v e s t i g a t e s g e o t e c n i c a s tern e m p r e g a d o o S P T .
A t r a v e s d a c r a v a c a o do a m o s t r a d o r padrao, d e t e r m i n a - s e o indice d e resistencia a penetragao do solo ( NSP T ) . Este indice possibilita a avaliacao de p a r a m e t r o s d e projeto tais c o m o , c o m p a c i d a d e d e solos a r e n o s o s , consistencia de solos argilosos, angulo de atrito d e solos a r e n o s o s , t e n s a o admissivel de s a p a t a s e outros. Estes p a r a m e t r o s sao e s t i m a d o s f a z e n d o - s e uso de correlagoes e m p i r i c a s , o q u e limita a sua utilizacao a experiencia do profissional e a regiao de a t u a c a o . Muitos trabalhos ja f o r a m escritos s o b r e S P T , c o m o e x e m p l o , p o d e m ser citados o s estados-da-arte (De Mello, 1 9 7 1 ; N i x o n , 1 9 8 2 e Decourt, 1989).
A ideia de c o m p l e m e n t a r o S P T tradicional c o m a m e d i d a do torque foi p r o p o s t a inicialmente por Ranzini (1988). P o r e m , a p e n a s e m 1991 e q u e f o r a m e x e c u t a d o s o s primeiros S P T - T (Decourt e Q u a r e s m a Filho, 1991).
Em 1 9 9 1 , f o r a m a p r e s e n t a d a s as primeiras relacoes entre o valor do t o r q u e e o valor do n u m e r o d e g o l p e s do S P T (T x N) para os solos d a bacia terciaria sedimentar de S a o Paulo (Decourt e Q u a r e s m a Filho, 1991). Posteriormente, e s t u d o u - s e o indice d e torque (T/N) para diferentes tipos de solo. A t r a v e s deste ensaio (SPT-T) foi possivel inferir urn g r a n d e n u m e r o d e p r o p r i e d a d e s dos solos (Decourt, 1992).
S a b e n d o - s e do potencial do S P T - T para fornecer parametros de projeto d e f u n d a g o e s , varios p e s q u i s a d o r e s , entre eles Ranzini, Decourt, Q u a r e s m a Filho e A l o n s o , tern se d e d i c a d o ao e s t u d o d e s t e ensaio, c o m o objetivo de obter a relacao T x N, o indice de t o r q u e T / N , para determinagao, por e x e m p l o d a resistencia lateral entre e s t a c a s e o solo.
D e n t r o deste contexto foi q u e surgiu a n e c e s s i d a d e de fazer-se e s t a pesquisa, p r o c u r a n d o - s e relacionar os p a r a m e t r o s obtidos atraves do e n s a i o S P T - T c o m os p a r a m e t r o s obtidos c o m o pressiometro M e n a r d ( P M T ) e m urn d e p o s i t o a r e n o s o d o litoral paraibano.
1.2 O b j e t i v o s
1.2.1 Objetivo G e r a l
O objetivo geral deste trabalho e estudar o S P T c o m m e d i d a d e t o r q u e ( S P T - T ) c o m vistas a avaliar a sua o p e r a c i o n a l i d a d e e o b t e n c a o de p a r a m e t r o s p a r a o projeto de f u n d a g o e s , bem c o m o mostrar a possibilidade d e uso do pressiometro M e n a r d n a o b t e n c a o de p a r a m e t r o s de projeto e m s o l o s que s a o s u b m e t i d o s ao p r o c e s s o de m e l h o r a m e n t o atraves do e m p r e g o de e s t a c a s de areia e brita.
1.2.2 O b j e t i v o s e s p e c i f i c o s
O s objetivos e s p e c i f i c o s desta dissertacao s a o a p r e s e n t a d o s a seguir:
• difundir tanto o S P T - T c o m o o P M T , d e f o r m a a ampliar sua utilizacao e m projetos de f u n d a c a o e m o u t r a s regioes do Brasil;
• f o r m a g a o de urn b a n c o de d a d o s ( S P T - T e P M T ) p a r a a regiao de Intermares, de f o r m a a incentivar n o v o s estudo nesta regiao;
• o b t e n c a o e analise d a variacao d o indice de resistencia a penetragao (NSPT), torque (T), indice d e torque ( T / N ) e do atrito lateral (fs) n o s solos a r e n o s o s do litoral d a P a r a i b a , dentro e fora d a area q u e foi s u b m e t i d a ao m e l h o r a m e n t o (feito atraves de estacas de areia e brita);
• estudar a variagao d o s p a r a m e t r o s de resistencia (PL, Oho.PL*) e de deformabilidade (E) d e t e r m i n a d o s pelo PMT;
• correlacionar o s resultados do S P T - T d e t e r m i n a d o s no solo a r e n o s o do deposito em e s t u d o , c o m os parametros de resistencia e deformabilidade d e t e r m i n a d o s pelo e n s a i o pressiometrico M e n a r d ( P M T ) ;
1.3 O r g a n i z a c a o d o s a s s u n t o s
Esta dissertacao e subdividida e m seis capftulos e urn apendice. O s a s s u n t o s a b o r d a d o s estao o r g a n i z a d o s da m a n e i r a exposta nos paragrafos seguintes.
No Capitulo 1 e a p r e s e n t a d o u m a introducao, o n d e se tern u m a visao geral do S P T no ambito nacional, e a c o m p l e m e n t a g a o c o m a m e d i d a do t o r q u e (SPT-T), o s objetivos da dissertacao e a organizacao dos a s s u n t o s .
No Capitulo 2 e feita u m a revisao bibliografica s o b r e S P T - T , o n d e a p r e s e n t a - s e urn historico do referido ensaio no Brasil, as relagoes e n c o n t r a d a s pelos pesquisadores, procedimentos de ensaio, fatores q u e influenciam no ensaio, parametros obtidos e aplicagoes. T a m b e m e realizada u m a b r e v e revisao s o b r e as areias e o s e u c o m p o r t a m e n t o q u a n d o investigada atraves d o s ensaios utilizados neste trabalho.
N o Capitulo 3 sao a p r e s e n t a d o s o s materials e m e t o d o s . Sao fornecidas informagoes , tais como: localizagao do deposito em e s t u d o , locagao d o s furos, caracterfsticas geologicas, caracteristicas geotecnicas, descrigao d o s e q u i p a m e n t o s utilizados, p r o c e d i m e n t o s para e x e c u g a o dos e n s a i o s e as dificuldades e n c o n t r a d a s na e x e c u g a o do ensaio de SPT-T.
No Capitulo 4 sao a p r e s e n t a d o s e analisados os d a d o s obtidos c o m ensaios de laboratorio e c o m os e n s a i o s de c a m p o ( S P T - T e pressiometro M e n a r d - PMT), t o m e n d o - s e c o m o b a s e os p a r a m e t r o s envolvidos, c o m p a r a g a o c o m os resultados e n c o n t r a d o s por outros p e s q u i s a d o r e s e possfvel obtengao de correlagoes c o m os d a d o s obtidos para a area estudada.
No C a p i t u l o 5 e n c o n t r a m - s e as c o n c l u s o e s obtidas f a c e aos objetivos p r o p o s t o s e t o m a n d o - s e c o m o b a s e a revisao bibliografica e os resultados e n c o n t r a d o s e s u g e s t o e s para futuras pesquisas e n v o l v e n d o o S P T - T e o PMT.
No C a p i t u l o 6 e n c o n t r a m - s e listadas as referencias bibliograficas utilizadas para o d e s e n v o l v i m e n t o d e s t a dissertacao.
No A n e x o e n c o n t r a m - s e os d a d o s obtidos c o m o S P T - T , c o m e n s a i o pressiometrico M e n a r d , a p r e s e n t a n d o tabelas e graficos utilizados para o b t e n c a o d o s parametros g e o t e c n i c o s .
C A P i T U L O 2
R E V I S A O B I B L I O G R A F I C A
2.1 G e n e r a l i d a d e s
0 S P T e o e n s a i o de c a m p o m a i s utilizado no Brasil para estimativa de p a r a m e t r o s geotecnicos. 0 S P T consiste e m se determinar o valor d o indice de resistencia a p e n e t r a c a o NSP T ( n u m e r o de golpes c o r r e s p o n d e n t e s a
p e n e t r a c a o dos 3 0 c m finais d o a m o s t r a d o r padrao) e a classificagao tatil-visual do solo investigado. O S P T e o ensaio, e a o b t e n c a o d e a m o s t r a s p a r a classificagao do solo e feita a partir d a s o n d a g e m de simples r e c o n h e c i m e n t o do perfil do solo. N o Brasil, o ensaio esta n o r m a t i z a d o pela A s s o c i a g a o Brasileira de N o r m a s T e c n i c a s ( A B N T ) , atraves da N B R - 6 4 8 4 .
C o m o t o d o e n s a i o d e c a m p o , o S P T a p r e s e n t a v a n t a g e n s e d e s v a n t a g e n s . A s principais v a n t a g e n s oferecidas sao: baixo custo de e x e c u g a o , e m p r e g o d e e q u i p a m e n t o s simples, facil execugao, a m o s t r a g e m d o solo ensaiado, aplicabilidade a praticamente t o d o s os tipos de solos e utilizagao tanto a c i m a c o m o a b a i x o d o nivel d'agua ( S o a r e s , 1987). A s principais d e s v a n t a g e n s sao: as a m o s t r a s obtidas sao a m o l g a d a s , nao possui u m a f u n d a m e n t a g a o teorica p a r a interpretar os d a d o s obtidos e nao possui urn dispositivo a c o p l a d o ao e q u i p a m e n t o q u e quantifique a e n e r g i a transmitida as hastes. Esta ultima limitagao dificulta a e x t e n s a o d o s resultados e a generalizagao de u m a pratica q u e seja aplicavel a qualquer situagao de projeto.
A l g u n s p e s q u i s a d o r e s e m p e n h a d o s e m melhorar a q u a l i d a d e d o s d a d o s obtidos no S P T p r o p u s e r a m corregoes no valor de NSP T , Soares (1987). O u t r o s p r o c u r a m quantificar e controlar a e n e r g i a do e n s a i o para padronizar a s u a eficiencia (Belincanta, 1985). Entretanto, ainda assim, o S P T p e r m a n e c e urn e n s a i o e m p i r i c o e n a o padronizado, s e n d o desta f o r m a sujeito a variagoes.
2.2 H i s t o r i c o
0 S P T e u m e n s a i o b e m historiado. T o d o s os s e u s p r o c e d i m e n t o s e a v a n c o s s a o alvos de f r e q u e n t e s publicagoes, vide por e x e m p l o Belincanta (1998). Desta forma, a p r e s e n t a - s e a seguir u m b r e v e historico d o q u e e c o n s i d e r a d o o mais recente incremento no p r o c e d i m e n t o do SPT: a m e d i d a do t o r q u e .
O b s e r v a n d o o tradicionalismo do S P T e s u a g r a n d e utilizacao n o s projetos d e f u n d a g o e s , Ranzini (1988) q u e s t i o n o u a possibilidade de conseguir a l g o mais d e s t e ensaio, devido ao fato q u e o S P T possibilita a estimativa d a maioria d o s p a r a m e t r o s g e o t e c n i c o s atraves do uso de correlagoes e m p i r i c a s .
Ranzini (1988) propos c o m p l e m e n t a r o S P T c o m a m e d i d a d o torque necessario para veneer o atrito lateral entre o a m o s t r a d o r padrao e o solo. Esta ideia p a r e c e ter surgido a partir da o b s e r v a g a o d a retirada do a m o s t r a d o r do solo ao final d a e x e c u g a o de c a d a ensaio. A m e d i d a do torque para fazer girar o a m o s t r a d o r e m contato c o m o solo talvez possibilite u m a m e l h o r f u n d a m e n t a g a o fisica. Esta f u n d a m e n t a g a o seria decorrente d a estimativa d a s forgas envolvidas na ruptura do contato solo-amostrador.
N a pratica, u m a situagao que p o d e representar tal condigao, seria a de u m a e s t a c a c r a v a d a . Isto e, a p o s a instalagao da e s t a c a o solo oferece condigoes similares a q u e l a s d o final d a cravagao do a m o s t r a d o r padrao. C o m a introducao d a m e d i d a do torque e possivel estimar a t e n s a o d e atrito lateral (ou a d e s a o ) e m f u n g a o do torque maximo. Este n o v o p r o c e d i m e n t o , s e g u n d o Ranzini (1988), seria aplicavel p a r a solos c o m indice de resistencia a p e n e t r a c a o inferior a c e r c a de 20golpes.
V a r i a s f o r a m a s d e n o m i n a g o e s d a d a s ao S P T c o m p l e m e n t a d o c o m m e d i d a de torque. Ranzini (1988) d e s i g n o u o n o m e de S P T F {Standard
Penetration Test, with Friction measurement) procurando manter a terminologia
internacional. Decourt e Q u a r e s m a filho (1991) m u d a r a m o n o m e d o e n s a i o p a r a S P T - C F (Standard Penetration Test, Continued with Friction
measurement) que posteriormente foi alterado para SPT-T (Decourt, 1992).
s o b r e o n o m e d o ensaio (Ranzini, 1996). A partir d a i , p a s s o u - s e a utilizar a sigla S P T - T que e a atualmente aceita no m e i o tecnico-cientifico.
Ranzini (1988) deixou c o m o s u g e s t a o q u e as e m p r e s a s de s o n d a g e n s e m p r e g a s s e m a m e d i d a do torque c o m vistas a verificar sua utilizagao e m projetos geotecnicos.
Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991), s e g u i n d o a r e c o m e n d a c a o feita por Ranzini (1988), introduziram a m e d i d a do t o r q u e no S P T e realizaram e n s a i o s e m solos d a bacia terciaria sedimentar d e Sao Paulo. A l o n s o (1994) aderiu a o s e s t u d o s do torque realizando o u t r a s m e d i d a s na cidade de S a o Paulo, mais p r e c i s a m n e t e na baixada santista. M e n e z e s e S o b r i n h o (1994) realizaram e s t u d o s relacionados c o m o S P T , o n d e f o r a m obtidas m e d i d a s de resistencia lateral atraves do torque no c a m p o experimental d e f u n d a g o e s da U N E S P ,
Campus de llha Solteira.
A e x p a n s a o d a e x e c u g a o do S P T c o m m e d i d a de torque esta a c o n t e c e n d o p o u c o a pouco. O u t r o s estados ja e s t a o d e s e n v o l v e n d o p e s q u i s a s que utilizam a m e d i d a do torque no S P T . Por e x e m p l o , C a r v a l h o ef
al. (1998) desenvolveram estudos utilizando a medida do torque em Brasilia.
Decourt (1991d) afirma q u e a m e d i d a do t o r q u e no S P T r e p r e s e n t o u o maior a p r i m o r a m e n t o introduzido no referido e n s a i o d e s d e o i n i t i o de s u a utilizagao. O S P T - T tern sido e x e c u t a d o e m d i v e r s o s tipos d e solos. Entretanto, a maioria deles se e n c o n t r a m na regiao sudeste do pais. A T a b e l a 2.1 ilustra a l g u n s destes solos, os locais q u e f o r a m e s t u d a d o s e respectivos autores.
Ranzini (1994) e A l o n s o (1994) afirmaram q u e o torque definitivamente nao influencia nos resultados do S P T (ou seja, u m a v e z t e r m i n a d o o ensaio, e q u e o t o r q u e e aplicado) e que e m p o u c o t e m p o a m e d i d a do torque sera rotineira, possibilitando aplicagoes e m projetos geotecnicos.
A t u a l m e n t e existem d u a s correntes de trabalhos sobre o torque. A primeira d e f e n d e a utilizagao d o t o r q u e para calculo do atrito lateral d e e s t a c a s . A s e g u n d a procura substituir o indice de resistencia a penetragao n a s correlagoes e m p i r i c a s de c a p a c i d a d e de carga por u m indice de resistencia a p e n e t r a c a o equivalente ( Ne q) , obtido a partir do torque. Decourt e Q u a r e s m a Filho ( 1 9 9 1 a ) s a o a d e p t o s d a s e g u n d a corrente, e n q u a n t o Ranzini ( 1 9 8 8 , 1 9 9 4 ) e A l o n s o ( 1 9 9 4 , 1 9 9 7 ) sao a d e p t o s d a primeira. O s trabalhos posteriores a
1994, c o m excegao d o s t r a b a l h o s escritos por Decourt e s e u s c o l a b o r a d o r e s , e m p r e g a m o torque c o m o p r o p o s t o inicialmente por Ranzini (1988).
T a b e l a 2.1 - T i p o s de solos o n d e foram utilizados m e d i d a s d e torque.
Solo Local A u t o r
Solos d a Bacia Terciaria de Sao Paulo ( T S B S P ) e m geral. Sao P a u l o - S P Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991) Solos d a T S B S P c o m p r e s e n c a de materials distintos d a s c a m a d a s principais Sao P a u l o - S P Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991) Solos residuais de granito, g n e i s s e e migmatito C a m p i n a s C a r v a l h o ef al.(1998) A r e i a s finas, q u a s e puras, d a Baixada Santista S a n t o s - S P A l o n s o ( 1 9 9 4 , 1 9 9 6 ) A r g i l a s m o l e s ( s e d i m e n t o s q u a t e m a r i o s ) S a n t o s - S P Decourt (1991) A l o n s o (1996) s o l o s p o r o s o s Brasilia-DF C a r v a l h o etal. (1991) Solos a r e n o s o s d e alta p o r o s i d a d e
llha Solteira-SP Carvalho, et al. (1998) Solo residual de arenito
do Grupo B a u r u
B a u r u - S P Ferreira etal. (1998)
solo residual argiloso M a r i n g a - P R Belincanta (1998)
A l o n s o (1994) correlacionou o atrito lateral de e s t a c a s c o m o valor do indice de resistencia a p e n e t r a c a o obtido no S P T . Este autor verificou que a m e d i d a de t o r q u e f o r n e c e resultados a n a l o g o s a o d o ensaio d e c o n e ( C P T ) , o u seja, u m a m e d i d a d a resistencia lateral. A l o n s o (1994) verificou t a m b e m q u e a correlacao obtida entre o atrito lateral e o indice d e p e n e t r a c a o nao e geral para t o d o s os tipos de solos. Isto e, os valores m e d i o s obtidos pela referida
correlacao e s t a o e m c o n c o r d a n c i a c o m os valores propostos por Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991) a p e n a s para solos s e d i m e n t a r e s d e S a o Paulo. A o q u e parece, A l o n s o (1994) discorda d a relacao entre o t o r q u e e o Indice de p e n e t r a c a o equivalente proposto por Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991) devido a g r a n d e dispersao d o s pares de pontos ( NSP T , T ) .
A l o n s o (1996) utilizou o S P T - T para obter u m a c o r r e l a c a o m e d i a entre o t o r q u e m a x i m o ( Tm a x) aplicado ao a m o s t r a d o r e o torque m i n i m o ( Tmfn) , o u t o r q u e residual. 0 torque residual e a m e d i d a d o torque a p o s o contato solo-a m o s t r solo-a d o r ser rompido. A t u solo-a l m e n t e , solo-a i n d solo-a nsolo-ao foi estsolo-abelecido rigorossolo-amente u m p r o c e d i m e n t o p a r a realizacao da m e d i d a do torque residual, s e n d o d e s t a f o r m a n e c e s s a r i o m a i o r e s esclarecimentos.
2.3 P a r a m e t r o s M e d i d o s pelo S P T - T
2.3.1 G e n e r a l i d a d e s
Este ensaio, c o m o qualquer outro, m e d e u m n u m e r o limitado de p r o p r i e d a d e s e/ou p a r a m e t r o s . Estas m e d i d a s e q u e permitirao obter informagoes de projeto o u , e m a l g u n s c a s o s , a propria informagao desejada. O S P T - T m e d e a p e n a s o indice d e resistencia a penetragao e o torque necessario a mobilizagao do amostrador. A seguir a p r e s e n t a - s e u m a b r e v e d i s c u s s a o sobre as relagoes e propriedades u s u a l m e n t e obtidas.
2.3.2 T o r q u e
0 t o r q u e e o unico p a r a m e t r o adicional obtido no S P T - T . U s u a l m e n t e o t o r q u e m e d i d o t e m - s e situado entre 2 0 N . m e 4 8 0 N . m (2kgf.m e 4 8 k g f . m ) . D a d a s a s condigoes de ensaio, Ranzini (1988) sugeriu q u e a m e d i d a f o s s e realizada e m solos com NSPT<20. Desta f o r m a o t o r q u e s e m p r e estaria na faixa de c a p a c i d a d e de u m h o m e m ao aplica-lo. S e g u n d o a P R O - T E C (1969) o
t o r q u e m e d i o q u e u m h o m e m aplica e d a faixa d e 4 0 0 N . m . 0 calculo d e Ranzini parece s e confirmar, pois e n s a i o s realizados e m solos com NSPT > 2 0
p o d e m conduzir a valores d e torque m a i o r e s q u e 4 8 0 N . m .
O torque e, e m ultima analise, u m a m e d i d a d e resistencia. S e n d o assim e d e p e n d e n t e das t e n s o e s q u e a t u a m n o solo. Portanto, e d e s e esperar q u e o t o r q u e m e d i d o n o c a m p o seja c r e s c e n t e c o m a p r o f u n d i d a d e e m solos h o m o g e n e o s , principalmente nos a r e n o s o s .
U m e x e m p l o d e variacao d o torque a o longo d o perfil e a p r e s e n t a d o n a Figura 2 . 1 . C o m o s e pode v e r nesta figura, o s valores d o torque t e n d e m a a u m e n t a r c o m a p r o f u n d i d a d e . A p e s a r d e observar-se certa dispersao, esta v a r i a c a o confirma o indicativo d e q u e o torque p o d e ser a f e t a d o pela s o b r e c a r g a d e solo, pelo m e n o s n o s s o l o s a r e n o s o s c o l u v i o n a r e s d e llha Solteira (SP) relatados por M e n e z e s e S o b r i n h o ( 1 9 9 4 ) .
T ( N . m ) 0 5 0 1 0 0 1 5 0 0 2 4 x 1 2 6 • x x X x • SPT-T01 • SPT-T02 SPT-T03 x SPT-T04 x SPT-T05 • SPT-T06 14 • x x 1 6 • X X 18
Figura 2 . 1 - Distribuicao d o s valores d o t o r q u e a o longo d a profundidade
2.3.2.1 C o n f i a b i l i d a d e d a M e d i d a do T o r q u e
Ranzini (1994) afirmou q u e pelo f a t o d o torque nao ser afetado pelos f a t o r e s intervenientes no S P T , este seria u m d a d o mais confiavel do que a propria resistencia a penetracao. Entretanto, existem o u t r o s f a t o r e s q u e p o d e m afetar o torque, c o m o sera visto mais adiante.
O s f a t o r e s intervenientes no S P T s a o l o n g a m e n t e c o n h e c i d o s . De M e l o (1971) e Belincanta (1997) a p r e s e n t a r a m u m exaustivo e s t u d o sobre os fatores q u e afetam o fndice de resistencia a penetragao. O s principais fatores intervenientes sao: erro de c o n t a g e m de g o l p e s , altura de q u e d a do martelo, p e s o do martelo, atrito d a s hastes, estado do amostrador, tipo e estado d o s i s t e m a de igamento do martelo, estado d a s a p a t a cortante ou seja o sistema d e perfuragao utilizado.
C o m relagao ao torque r e s t a m a p e n a s f a t o r e s intervenientes relativos a v e l o c i d a d e de aplicagao do torque, p r o b l e m a de linearidade das hastes, tipo de a m o s t r a d o r e torqufmetro, s i s t e m a de leitura (erros leitura s a o muito c o m u n s a a l g u n s e q u i p a m e n t o s ) e e s t a d o de c o n s e r v a g a o do e q u i p a m e n t o (estado d a p a r e d e lateral do a m o s t r a d o r ) . Portanto, a s fontes de erro s a o m e n o r e s e m a i s f a c i l m e n t e evitaveis.
2.3.2.2 F a t o r e s q u e Influem n a Magnitude d o T o r q u e
C o n s i d e r a n d o q u e o torque e u m a m e d i d a de resistencia ao c i s a l h a m e n t o , p o d e - s e entao afirmar q u e a a r e a de m e d i d a (amostrador) e o e s t a d o d e t e n s o e s no solo sao fatores p r e p o n d e r a n t e s na s u a m e d i d a .
C a r v a l h o et al. (1998) verificaram que existe a influencia do tipo da s a p a t a cortante utilizado no a m o s t r a d o r padrao do SPT-T. P o r e m , esta diferenga de torque p o d e ser, s u p o s t a m e n t e , eliminada no calculo do atrito/adesao pela c o n s i d e r a g a o d a g e o m e t r i a do a m o s t r a d o r n a e q u a g a o do atrito lateral, fs.
A resistencia ao cisalhamento d a s areias s a t u r a d a s e f u n g a o do angulo d e atrito interno e d a t e n s a o n o r m a l . C o n s i d e r a n d o que as t e n s o e s atuantes no
macigo de solo d e p e n d e m d a posigao de medida, d a historia d e t e n s o e s do solo e d o peso proprio, t o d o s estes f a t o r e s afetam a m e d i d a do torque. No caso do S P T isto foi d e m o n s t r a d o por M a r c u s o n et al. ( 1 9 7 8 ) .
2.3.3 R e l a g a o entre o T o r q u e e o I n d i c e d e R e s i s t e n c i a a P e n e t r a g a o
S c h m e r t m a n n (1979) verificou q u e na penetragao do a m o s t r a d o r padrao p o d e m ser c o n s i d e r a d a s d u a s p a r c e l a s resistentes: a c a p a c i d a d e de carga na p o n t a do a m o s t r a d o r e o atrito lateral do a m o s t r a d o r c o m o solo. O valor de
NSPT no i n i t i o d a cravagao e g o v e r n a d o pela resistencia d e ponta do amostrador. A m e d i d a q u e a penetragao a u m e n t a o atrito lateral cresce p a s s a n d o a d o m i n a r o valor do indice d e penetracao. Portanto, d e v e existir u m a relagao estreita entre o NSPT e o torque T medido.
A relagao entre o torque e o indice de resistencia a penetragao foi p r o p o s t a por Decourt e Q u a r e s m a Filho ( 1 9 9 1 ) e foi obtida q u a n d o d a realizagao de c a m p a n h a s de e n s a i o s n a bacia terciaria de Sao Paulo. O s autores, de posse d a s m e d i d a s d e torque e d o s valores d o indice de resistencia a penetragao, p r o c u r a r a m verificar se existia a l g u m a relagao entre estes dois p a r a m e t r o s . Esta relagao foi e x p r e s s a de d u a s f o r m a s : o indice d e torque (T/N) e a correlagao torque versus NSP T
-L a n g a n d o m a o do m e t o d o d o s m i n i m o s q u a d r a d o s , Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991) c h e g a r a m a E q u a g a o 2.1 que a p r e s e n t a a correlagao torque
versus N S P T para o s solos d a bacia terciaria de S a o Paulo. Porem, e s t e s a u t o r e s n a o f o r n e c e r a m os coeficientes de d e t e r m i n a g a o d a s correlagoes propostas, d e m o d o a f o r n e c e r m a i o r e s e s c l a r e c i m e n t o s estatisticos. C o n v e m o b s e r v a r q u e a correlagao T x N d e v e fornecer valores a p r o x i m a d o s a o s do indice d e torque m e d i o (T/N), q u a n d o c o n s i d e r a d o u m m e s m o furo o u local d e ensaios.
Para os solos sedimentares, e n c o n t r a r a m :
T(kgf.m) = 2 + N7 2 o u T(kgf.m) = 1,1N72 (2.1)
N72=valor de N para o SPT brasileiro, que possui, segundo Decourt (1989), u m a eficiencia de 7 2 % . Na presente pesquisa, sera m a n t i d a a notacao N o u
NSPT ao inves de N72 para o numero de golpes do SPT.
P a r a o s solos residuais, Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991) o b s e r v a r a m q u e a correlacao T x N a p r e s e n t o u valores de coeficientes m a i s altos, e e s t a b e l e c e r a m a correlagao e x p r e s s a n a E q u a c a o 2.2. Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991) o b s e r v a r a m t a m b e m que o fndice de torque (T/N)medio= 1,84 e 0 m e s m o tanto para solos saprolfticos tanto a c i m a c o m o a b a i x o d o lengol freatico.
T(kgf.m) = 2 + 1,7N7 2 o u T(kgf.m) = 1,84N7 2 (2.2)
S e g u n d o Decourt e Q u a r e s m a Filho (1991), u m a provavel explicagao para a diferenga nos valores d a relacao T/N reside no fato q u e coeficiente d e e m p u x o no r e p o u s o (Ko), e maior para solos residuais do que p a r a solos s e d i m e n t a r e s . Isto entretanto, pode nao se confirmar. F e d a (1978) e Bezerra et
al. (1999) encontraram valores de Ko maiores que a unidade para depositos de
areias s e d i m e n t a r e s a partir de ensaios pressiometricos. Desta forma, s e m u m a m e d i d a qualquer que fornega v a l o r e s o u estimativas de Ko nao se p o d e explicar a diferenga de indices T / N .
0 indice d e torque sofre g r a n d e s dispersoes, de m o d o q u e o s valores m e d i o s ou as correlagoes obtidas dificilmente p o d e m ser extrapoladas. A s d i s p e r s o e s sao ainda mais a c e n t u a d a s q u a n d o c o n s i d e r a d o s os valores abaixo e a c i m a do indice de penetragao igual a 2 0 . A l o n s o (1996) t a m b e m concluiu q u e a p e s a r d e ter havido confirmagao q u e o valor m e d i o Tm a x = 1,2N a faixa de variagao d e s s a correlagao e muito a m p l a .
Decourt (1996) o b s e r v o u que a relagao T / N nao e c o n s t a n t e para u m d a d o deposito de solo, c o m o e l e i m a g i n a v a no c o m e g o d o s e s t u d o s sobre o S P T - T . Esta relagao varia c o m a p r o f u n d i d a d e , c o m 0 tipo do solo, com a sua estrutura e c o m a l g u n s outros fatores ligados ao solo e que p o d e m afetar t a m b e m o NSPT. Por e x e m p l o , q u a n t o m a i s estruturado o solo maior a tendencia do indice de torque T/N aumentar. D e u m a maneira geral, m a t e m a t i c a m e n t e , o
Indice de torque T/N t e n d e a diminuir c o m o a u m e n t o d a resistencia a p e n e t r a c a o u m m e s m o valor para torque.
A l g u m a s correlagoes d o torque residual com NSP T t a m b e m f o r a m
p r o p o s t a s (Alonso, 1996). Este t o r q u e residual, e a q u e l e obtido a p o s o r o m p i m e n t o d o contato solo/amostrador, o u seja, o t o r q u e a p o s a aplicacao do t o r q u e maximo. O s valores obtidos possibilitam afirmar q u e , e m media, Tmin=NspT- Alonso, ao que parece, quando encontrou uma correlagao do Tmfn c o m N, e s t a v a d e s e j a n d o obter u m a ideia do torque a p o s o a m o l g a m e n t o do solo devido sua ruptura. R e l a c i o n a n d o o s valores m a x i m o s e m l n i m o s do t o r q u e , a razao obtida foi Tm a x/ Tmi n = 1,22 que e igual ao fndice de torque m e d i o Tm a x/ N = 1 , 2 2 .
2.4 A p l i c a g o e s Direta d a s M e d i d a s d e T o r q u e
2.4.1 Atrito L a t e r a l / A d e s a o E s t a c a - S o l o
A aplicagao direta d a m e d i d a do t o r q u e e a previsao de c a p a c i d a d e de c a r g a de estacas. Esta aplicagao e pertinente, t e n d o - s e e m vista que, atraves do torque e possfvel determinar a parcela c o r r e s p o n d e n t e ao atrito lateral d o a m o s t r a d o r c o m o solo.
U m ponto interessante a ser o b s e r v a d o sobre atrito lateral d e estacas, e verificar c o m o o a m o s t r a d o r s e n d o metalico p o d e ser representative, por e x e m p l o , d e e s t a c a s d e concreto a r m a d o . S e n d o o SPT, u m e n s a i o e m p i r i c o e s t a consideragao, g e r a l m e n t e nao e levada e m conta, n e c e s s i t a n d o desta f o r m a de m a i o r e s esclarecimentos.
N o calculo d a c a p a c i d a d e de carga de u m a e s t a c a , a parcela c o r r e s p o n d e n t e ao atrito lateral e obtida e m f u n g a o do s e u perfmetro, c o m p r i m e n t o e atrito m e d i o a o longo d e s t e c o m p r i m e n t o , d o tipo d e solo e d o tipo de estaca e m e s t u d o . 0 atrito lateral p o d e ser calculado por varios
m e t o d o s , sejam e s t e s s e m i - e m p f r i c o s o u teoricos, os quais sao descritos na literatura corrente sobre c a p a c i d a d e de carga de f u n d a g o e s p r o f u n d a s .
A a s s o c i a c a o entre o torque e o atrito lateral de e s t a c a s foi p r i m e i r a m e n t e sugerida por Ranzini (1988). Para isto, Ranzini (1998) c o n s i d e r o u o a m o s t r a d o r do S P T c o m o s e n d o u m a estaca imersa e m m e i o h o m o g e n e o e isotropico, c o m o atrito c o n s t a n t e ao longo do fuste, e n a parte inferior do a m o s t r a d o r v a r i a n d o do centro d e s t e ate u m valor m a x i m o d a superffcie lateral. No s e u calculo, Ranzini d e s c o n s i d e r o u o efeito do atrito d o solo no interior do a m o s t r a d o r e do solo contido n a s a p a t a cortante. Estas hipoteses s a o bastante razoaveis e c o n s t a n t e m e n t e aplicadas na m e c a n i c a d e solos. A E q u a c a o 2.7 a p r e s e n t a a f o r m u l a desenvolvida inicialmente por Ranzini (1988), a qual foi p o s t e r i o m e n t e corrigida (Ranzini, 1994).
s ( 4 0 , 5 3 6 6 - h - 1 7 , 4 0 6 0 )
s e n d o :
fs = t e n s a o de atrito lateral (kgf/cm2) T = t o r q u e m a x i m o (kgf.cm)
h = altura total de c r a v a c a o d o a m o s t r a d o r ( c m )
A E q u a c a o 2.8 e a e q u a c a o geral a p r e s e n t a d a por Ranzini (1994), foi modificada c o n s i d e r a n d o - s e o atrito lateral na superficie cilindrica e n a parte inferior do a m o s t r a d o r constante.
s e n d o :
fs = t e n s a o de atrito lateral (kgf/cm2) T = torque m a x i m o (kgf.cm)
h = altura total de c r a v a c a o do a m o s t r a d o r (cm)
R = raio e x t e r n o d o amostrador, que e igual a 2,54 c m ( N B R 6 4 8 4 )
r = raio m i n i m o d a b o c a d o amostrador, q u e e igual a 1,095 c m ( N B R 6 4 8 4 ) T
h0 = altura d o chanfro tronco-conico, q u e e igual a 1,90 c m ( N B R 6 4 8 4 ) Substituindo o s valores R, r, h0 na E q u a c a o 2.8 e r e e s c r e v e n d o - s e e s t a E q u a c a o , c o m fs( k g f / c m2) , T(kgf.cm) e h ( c m ) , o b t e m - s e : f = (2 9) s 4 0 , 5 3 6 h - 3 , 1 7 1 1 v ' ' Para o caso de fs( k P a ) , T (kN.m) e h (m), o b t e m - s e : 1 0 0 0 0 T f , = (2.10) s 4 1 , 3 3 6 h - 0 , 0 3 2 v '
A E q u a c a o 2.10, foi reescrita, por A l o n s o (1996), para estimar a t e n s a o de atrito lateral a partir do torque m e d i d o e m kgf.m, c o m h e m c m e fs e m kPa, o b t e n d o - s e a seguinte e x p r e s s a o :
fs= 1 0 0 1 (2.11)
s 0 , 4 1 h - 0,032
U m a outra f o r m a de e m p r e g a r o valor do torque para calcular o atrito lateral unitario estaca-solo foi proposta por Decourt (1991a). A p r o p o s t a d e s t e autor consiste e m substituir o s valores do NSPT, pelo torque T, n a s correlagoes empfricas ate entao utilizadas para calculo de c a p a c i d a d e de carga, c o m o as a p r e s e n t a d a s anteriormente por Decourt (1978). A s s i m p r o c e d e n d o Decourt (1991a) o b t e v e a e q u a g a o 2.12.
f s = I + 1 (2.12)
o
s e n d o :
fs = t e n s a o de atrito lateral (tf/m2)
Para o calculo d a resistencia de ponta d a estaca, qp, s e n d o qp= K . T , Decourt (1991a) s e g u e o m e s m o padrao d e sua f o r m u l a c a o original (Decourt e Q u a r e s m a , 1978), sugerindo a utilizagao de u m coeficiente e m p i r i c o , K, q u e d e p e n d e do tipo de solo. A T a b e l a 2.2 mostra os valores s u g e r i d o s para o coeficiente K. S e g u n d o o autor, K d e v e ser adicionado de ( T / N )0 , 5 p a r a solos residuais.
T a b e l a 2.2 - Coeficiente e m p i r i c o K (Decourt, 1991a).
S o l o K (tf/mz)
A r e i a 4 0
Silte a r e n o s o 2 5
Silte argiloso 2 0
Argila 12
Posteriormente, Decourt (1991d) introduziu o conceito de Neq sendo este p a r a m e t r o , obtido pela razao entre o torque m e d i d o e u m valor n u m e r i c o c o n s t a n t e , q u e para a bacia s e d i m e n t a r terciaria de S a o Paulo e de 1,2. Este valor n u m e r i c o necessario para s u a o b t e n c a o , varia de u m local para outro o n d e se executa o S P T - T .
Decourt e N i y a m a (1994) verificaram q u e a previsao d a c a p a c i d a d e de c a r g a ultima de a l g u m a s e s t a c a s calculadas c o m o u s o do S P T - T e c o m p a r a d a s c o m resultados de p r o v a s de carga, f o r n e c e r a m u m a a p r o x i m a c a o muito boa. A s diferencas e n c o n t r a d a s n a maioria d o s c a s o s , s e g u n d o o s autores, f o r a m m e n o r e s q u e 5%.
A l o n s o (1996) a p r e s e n t o u correlagoes entre o atrito lateral m e d i d o c o m o t o r q u e obtido no S P T - T com a a d e s a o de a l g u m a s estacas. S e g u n d o este autor, "por nao dispor de provas de carga e m e s t a c a s i n s t r u m e n t a d a s e m locais o n d e se t e n h a m realizados ensaios de SPT-T", o b t e v e a s correlagoes de m a n e i r a indireta, o u seja, partindo-se de correlagoes para c a p a c i d a d e de carga c o m os v a l o r e s d o NSPT existentes. A s correlagoes obtidas para a d e s a o m e d i a (na ruptura) ao l o n g o do c o m p r i m e n t o L d a estaca, s e n d o n e m kPa, e o atrito lateral unitario, fs e m kPa, f o r a m :
a) e s t a c a s tipo raiz
r , = t 1 5 f , (2.13)
b) e s t a c a s p r e - m o l d a d a s
r , = { | (2.14)
c)estacas e s c a v a d a s c o m lama bentonitica
ri=
h
(Z15)
O valor de fs foi calculado pelas seguintes correlagoes medias:
fs= 1 5 + 5N (2.16)
fs= 6 N (2.17)
A l o n s o (1996) e s t a b e l e c e u u m a c o r r e l a c a o entre a a d e s a o e o atrito lateral calculado pelo torque, para e s t a c a s tipo helice c o n t i n u a , que e a p r e s e n t a d a a seguir:
rx = afs < 200kPa (2.18)
s e n d o , o valor do coeficiente a = 0,65 obtido a partir de p r o v a s de carga e fs o atrito lateral unitario ( m a x i m o ) calculada a partir do torque m a x i m o m e d i d o (Tmax), atraves da Equagao 2.19.
f . = 1 0 0 T - (2.19)
s 0,41 h - 0 , 0 3 2
sendo, Tm a x e m kgf.m, h e m c m e fs e m kPa. O b s e r v a - s e q u e a E q u a c a o 2.19 e m n a d a difere d a Equagao 2.11 exceto pelo fato de deixar explfcito o valor do t o r q u e m a x i m o . A n e c e s s i d a d e d e s t e e s c l a r e c i m e n t o surgiu q u a n d o se iniciou a
f a z e r m e d i d a s de torque residual e a e m p r e g a - l a s no calculo de c a p a c i d a d e de c a r g a de estacas.
A l o n s o (1997) utilizou o S P T - T para previsao de c a p a c i d a d e de carga d e e s t a c a s tipo helice c o n t l n u a e c o m p a r o u c o m resultados de p r o v a s de carga, o b s e r v a n d o que o s valores f o r a m p r o x i m o s .
C o r r e a e R o c h a (1998) realizaram prova d e carga d i n a m i c a e m estacas. Estes a u t o r e s verificaram q u e o atrito lateral obtido pelo m e t o d o C A P W A P e o q u e mais s e a p r o x i m a do resultado f o r n e c i d o pelo torque. Estes autores f i z e r a m esta a f i r m a c a o a p o s e m p r e g a r e m diversas f o r m u l a s e m p i r i c a s para estimar o atrito lateral d a s e s t a c a s e n s a i a d a s . R e s s a l v e - s e entretanto que o t o r q u e e u m a m e d i d a estatica e C A P W A P e p r o c e d i m e n t o para interpretagao de m e d i d a s d i n a m i c a s . Isto q u e r dizer q u e a estaca foi solicitada de f o r m a diferente d o previsto e m p r e g a n d o o torque.
Ferreira et a/.(1998) realizaram provas de cargas em estacas apiloadas instrumentadas, no c a m p o experimental d a U N E S P e m B a u r u , para correlacionar o atrito lateral m e d i d o c o m o previsto pelo SPT-T. Estes a u t o r e s verificaram q u e o s valores d e atrito lateral calculado pelo torque s a o m e n o r e s d o q u e o s v a l o r e s m e d i d o s nas p r o v a s de carga, j a o atrito lateral unitario calculado pelo CPT, s o b r e - e s t i m a m este parametro.
2.4.2 C a p a c i d a d e d e C a r g a d e E s t a c a s C a r r e g a d a s L a t e r a l m e n t e
Decourt (1991d) p r o p o s a utilizacao d o S P T - T p a r a p r e v i s a o de d e s l o c a m e n t o s horizontals de e s t a c a s c a r r e g a d a s transversalmente. Para isto o autor a p r e s e n t o u dois m e t o d o s e m p i r i c o s a p r e s e n t a d o s n a literatura sobre o assunto, que n e c e s s i t a m do valor d o c o m p r i m e n t o critico de u m a e s t a c a , p a r a o s e u calculo. Este c o m p r i m e n t o critico e a q u e l e partir d o qual o c o m p o r t a m e n t o do t o p o d a e s t a c a , nao sofre n e n h u m a influencia d o c a r r e g a m e n t o lateral. Decourt n a tentativa de utilizar o t o r q u e nesta aplicacao, p r o p o s utilizar o indice d e resistencia a p e n e t r a c a o corrigido pelo torque, a p e n a s f a z e n d o sua substiticao. 0 NSPT foi desta forma, substituido pelo valor Ne q. A E q u a c a o 2.20 llustra o referido calculo.
Lc = 3,3 • s E p'lp S e n d o : Lc = c o m p r i m e n t o crftico d a estaca (m); Ep = M o d u l o de elasticidade da estaca ( M N / m2) ; lp = M o m e n t o de i n e r t i a ( m4) ; Ne q = indice de p e n e t r a c a o equivalente. 2.4.3 C o l a p s i b i l i d a d e
No estudo de solos nao-saturados u m f e n o m e n o d e f u n d a m e n t a l importancia e a colapsibilidade d e solos. Saber se u m solo a p r e s e n t a ou n a o colapsibilidade e importante, pois possibilita a p r e v e n g a o e c u i d a d o s n e c e s s a r i o s p a r a a solugao d e p r o b l e m a s d e r e c a l q u e s de construcoes (Conciani, 1997).
Decourt (1992) iniciou e s t u d o s d e m e d i d a s d e torque nas argilas p o r o s a s v e r m e l h a s de Abilio S o a r e s - SP, o n d e p r o c u r o u e s t a b e l e c e r relacao entre o t o r q u e e a colapsibilidade. O autor o b s e r v o u que nestes solos o fndice de resistencia a penetragao variava entre 2 e 6 g o l p e s . B a s e a n d o - s e e m e s t u d o s de colapso, Decourt p o s t u l o u q u e para valores T / N > 2 0 o solo a p r e s e n t a v a colapsibilidade e p a r a valores de 10<T/N<12 o solo nao a p r e s e n t a v a colapsibilidade, isto para para valores d e torque e m N.m.
2.4.4 E f i c i e n c i a d o S P T
A eficiencia do S P T e a relagao entre a energia transmitida as hastes e q u e alcanga o a m o s t r a d o r e a energia de q u e d a do martelo p a d r o n i z a d o (energia teorica). S a b e n d o d a importancia do estudo d a energia envolvida no p r o c e s s o de cravagao do amostrador. Decourt e Q u a r e s m a Filho (1994)
iniciaram u m estudo para verificar se, com o a d v e n t o d a m e d i d a de torque, e possfvel obter-se a l g u m a t e n d e n c i a n a variacao d a eficiencia do S P T c o m a p r o f u n d i d a d e . Porem, s e g u n d o o s autores, ainda e c e d o para u m a c o n c l u s a o definitiva, pois e necessario investigacao mais a p r o f u n d a d a do assunto.
A o q u e parece a ideia de verificar a eficiencia do S P T atraves d a m e d i d a do t o r q u e v e m d o fato de existir u m a correlacao entre o t o r q u e e o NSP T .
Entretanto, e importante ressaltar que relacionar o torque c o m a eficiencia do S P T e necessario ter c o n s c i e n c i a q u e o t o r q u e e u m a m e d i d a estatica e a eficiencia e u m a m e d i d a dinamica.
2.4.5 C l a s s i f i c a g a o d o S o l o
Decourt e Q u a r e s m a Filho (1994) relatam o uso d o torque c o m o aferidor do indice de resistencia a penetragao citando o caso de u m a c a m a d a de areia cujos v a l o r e s de NSPT foram e l e v a d o s pela presenga de p e d r e g u l h o s que foi d e t e c t a d o s o m e n t e atraves do SPT-T. Desta forma, verifica-se q u e o torque nao e influenciado pela presenga destes pedregulhos. S e g u n d o estes a u t o r e s ainda, u m a classificagao parcial d o s solos do estado de S a o Paulo, foi e l a b o r a d a c o m b a s e no S P T - T a qual e m o s t r a d a na T a b e l a 2.3. Esta proposta surgiu d a experiencia pessoal dos a u t o r e s e de o b s e r v a g o e s feitas na bacia s e d i m e n t a r terciaria de S a o Paulo.
T a b e l a 2.3 - Classificagao parcial do solo (Decourt e Q u a r e s m a Filho, 1994). R e l a g a o T / N C l a s s i f i c a g a o p a r c i a l d o s s o l o s a n a l i s a d o
10<T/N<12 Solos tipicos d a T S B S P
17<T/N<20 Solos saproliticos de gnaisse
3 5 < T / N < 4 0 Argila mole m a r i n h a de S a n t o s 2 5 < T / N < 3 5
4 0 < T / N < 5 0
A r g i l a s e areias p o r o s a s colapsiveis
Nota: TSBSP - Bacia sedimentar terciaria de Sao Paulo; torque medido em N.m.
N a tentativa de ampliar a utilizagao do S P T - T para identificagao de solos Decourt (1996), verificou a possibilidade de atraves do torque, classificar o solo
q u a n t o o m e s m o a p r e s e n t a r o u nao c o m p o r t a m e n t o laterltico. E s t u d a n d o diversos outros solos e os solos laterfticos, o referido autor o b s e r v o u q u e isto nao foi posslvel.
2.4.6 S e n s i b i l i d a d e d e A r g i l a s
A sensibilidade d a s argilas e u m a m e d i d a obtida pela razao entre a resistencia ao c i s a l h a m e n t o d o solo indeformado e pela resistencia ao c i s a l h a m e n t o d o solo a m o l g a d o . Por analogia, o p r o c e s s o e identico ao q u e a c o n t e c e no Vane Test, inicialmente, durante a cravagao das palhetas o solo estaria n u m e s t a d o i n d e f o r m a d o , a partir d a aplicacao do t o r q u e o n d e a estrutura do solo e rompida o b t e m - s e a resistencia do solo a m o l g a d o . Portanto, para o S P T - T poderia ser c o n s i d e r a d o q u e o solo na ponta do a m o s t r a d o r n a o esta a m o l g a d o e q u e a p o s a aplicagao do t o r q u e , e m e d i d o a resistencia no solo a m o l g a d o , p o d e n d o - s e estabeler u m a c o r r e l a c a o c o m o indice d e torque. Decourt (1991d) c o m p a r o u o valor de T / N d a s argilas m o l e s de S a n t o s c o m a sensibilidade destas e verificou que a relagao T/N foi 3,33 para u m a p r o f u n d i d a d e de 2 0 m . Estes valores f o r a m c o m p a r a d o s c o m o s v a l o r e s de sensibilidade obtidos por S o u z a Pinto atraves d o e n s a i o de palhetas. A sensibilidade e n c o n t r a d a por S o u z a Pinto, para a argila de Santos, variou entre 3 e 4.
A o q u e parece, tern sentido tal c o m p a r a g a o t e n d o - s e e m vista q u e relacionando o Tmjn c o m Tm a x no e n s a i o de palhetas, e posslvel avaliar a sensibilidade de u m a argila, pois se o b t e m u m a relagao entre u m a resistencia a n t e s e depois o a m o l g a m e n t o do solo.
2.4.7 T e n s a o de Pr6 - A d e n s a m e n t o
Decourt (1992) a f i r m o u q u e nos solos estruturados d a Bacia Terciaria de Sao Paulo, cujos valores d a relacao T / N sao altos, e possivel obter o valor d a
t e n s a o de p r e - a d e n s a m e n t o , m e d i a n t e uso d a E q u a c a o 2 . 2 1 , utilizando-se o valor do Neq ao inves do fndice de resistencia a penetracao
(NSPT)-Nea
° P = — (2.21)
p 3 0 0
sendo:
a 'p = a t e n s a o de p r e - a d e n s a m e n t o e m kPa;
Neq = indice de resistencia a penetracao equivalente.
2.5 F a t o r e s q u e Influenciam n o S P T - T
E m geral, o presente autor, b a s e a n d o - s e n a execugao d a c a m p a n h a d e ensaios, o b s e r v o u q u e os seguintes fatores p o d e m influenciar na o b t e n c a o dos d a d o s e, c o n s e q u e n t e m e n t e , nos resultados obtidos c o m o S P T - T :
• e s t a d o d e c o n s e r v a g a o das luvas: caso as luvas estejam mal c o n s e r v a d a s , q u a n d o da aplicagao d o s torques, p o d e haver o r o m p i m e n t o d e s t a s c o m maior facilidade;
• estado d e c o n s e r v a g a o das hastes: se as hastes nao estiverem perfeitamente retilineas, a m e d i d a do t o r q u e sera c o m p r o m e t i d a ;
• e s t a d o de c o n s e r v a g a o do amostrador: se a s p a r e d e s do a m o s t r a d o r se a p r e s e n t a r e m c o m p r o m e t i d a s , devido a p r o b l e m a s e m sua s u p e r f i c i e lateral, o valor m e d i d o do t o r q u e sera maior, devido ao maior atrito amostrador-solo. • e s t a d o de c o n s e r v a g a o do a d a p t a d o r que e c o n e c t a d o as h a s t e s e do sistema de e n c a i x e do torquimetro, q u e poderao impossibilitar a aplicagao d e t o r q u e caso o encaixe nao seja satisfatorio;
• utilizagao de disco centralizador, para manter as hastes n a vertical;
• posigao horizontal do torquimetro: c a s o haja variagao n e s t e p o s i c i o n a m e n t o a m e d i d a do torque sera c o m p r o m e t i d a ;
• v e l o c i d a d e de aplicacao do torque: d e v e - s e mante-la constante s e m p r e q u e p o s s i v e l , de m o d o q u e a velocidade angular de aplicagao do torque seja a m e s m a ;
