1) O documento descreve as principais técnicas atuais de ensaios geotécnicos de campo, como SPT, CPTu, DMT, VST e PMT. 2) Esses ensaios fornecem informações sobre estratigrafia, resistência, deformabilidade, tempo de adensamento e parâmetros geotécnicos dos solos. 3) O documento explica a história, equipamentos, normas, aplicações e interpretação dos resultados de cada método.

1. Investigação geotécnica
Técnicas atuais de ensaios de campo
Eng. Antônio Sérgio Damasco Penna

2. RESUMO
• Sondagem a percussão “SPT”
• Dilatômetro de Marchetti “DMT”
• Ensaio de penetração de cone estático com
medidas de pressões neutras “CPTU”
• Ensaio de palheta “Vane – Test” “VST”
• Pressiômetro de Ménard “PMT”
• Parâmetros geotécnicos
• Interação solo x estrutura

4. Publicado em 2009
SPT
CPTu
DMT
VST
PMT

5. 1)Atlanta–USA
1998
2)Porto-Portugal
2004
3)Taipei – Taiwan
2008
4)Recife – Brasil
2012

6. Ensaios de campo X Ensaios de laboratório
• LABORATÓRIO : poucas amostras, pouca
representatividade do todo, mas são mais
precisos;
• CAMPO : são menos precisos, mas
amostragem é quase integral, todas as
camadas são reconhecidas;
• CONCLUSÃO : Hoje em dia o maior uso e o
maior desenvolvimento das técnicas, está
nos ensaios de campo.

7. UTILIZAÇÃO
SPT
reconhecimento inicial, camadas, amostras, nível d’água,
compacidade, consistência;
CPTu
camadas,resistência,deformabilidade, tempo de adensamento;
DMT
camadas, resistência, deformabilidade;
VST
resistência, sensibilidade;
PMT
resistência e deformabilidade

8. SONDAGEM A PERCUSSÃO
SPT
NBR-6484 - ABNT

9. HISTÓRICO DA SONDAGEM A PERCUSSÃO “SPT”
•1902 – Charles R. Gow – início da coleta de amostra “seca”, com tubo
cravado;
•1927 – Raymond Concrete Pile Company, amostrador de 3 partes (cabeça,
corpo e sapata);
•1944 – IPT no Brasil, início do uso sistemático;
•1958 – Primeira Norma ASTM Designation D 1586-58T – atual D 1586-99
•1977 – Primeira Norma da ABNT
•2001 – Norma atual ABNT NBR – 6484 de fev. de 2001

14. QUANTIDADE DE SONDAGENS
•ABNT-NBR-8036 de junho de 1983
•“Programação de sondagens de simples reconhecimentos dos
solos para fundações de edifícios”
•Quantidade e profundidade das sondagens, para o
reconhecimento de um terreno.

16. MEDIÇÃO DE TORQUE EM SONDAGENS
• criado em 1988 – Prof. Dr. Stélvio M. T. Ranzini;
• informação adicional importante;
•grandeza física, em unidade de Kgf x m;
•medida por instrumento de precisão.

17. Torquímetro de ponteiro para determinação do atrito entre o solo e
o amostrador.

18. REPRESENTATIVIDADE DO ENSAIO “SPT”
Considerada, pela norma brasileira de fundações, NBR-6122 da ABNT
“indispensável em qualquer porte de obra”.
A amplitude de informações de uma sondagem é muito grande:
a) coleta de amostras a cada metro de profundidade, permitindo a
classificação táctil e visual dos materiais atingidos;
b) identificação do início e fim de cada camada de solo, pela observação
do material aderido ao trado ou pela observação da água de lavagem;
c) avaliação da profundidade do lençol freático e de eventual
artesianismo ou lençol empoleirado;
d) avaliação da consistência ou compacidade das argilas ou das areias,
respectivamente, pelo número de golpes “SPT”, necessários para a
cravação do amostrador padrão.

21. ABNT
“Simples” reconhecimento

22. CONCLUSÃO
SONDAGEM “SPT”
É um procedimento excelente para o primeiro
reconhecimento geotécnico de um terreno.

23. ENSAIO DE PENETRAÇÃO DE CONE
ESTÁTICO COM MEDIDA DE
PRESSÃO NEUTRA
CPTu
NORMA ABNT – NBR 12069

24. HISTÓRICO DO ENSAIO “CPT”
•Holanda – Barentsen - 1932 – cria o sistema;
•Holanda – Begemann – 1950 – consolida o uso e cria a
luva de atrito lateral;
•Brasil - Estacas Franki – inicia o uso no final da década
de 1950;
•Noruega – Janbu – 1974 – cria o piezocone CPTu –
ensaio com medidas de pressões neutras;
•Brasil – ABNT – 1991 – Solo – Ensaio de Penetração de
cone “in-situ”CPT – não menciona leitura de pressões neutras

25. Cone
eletrônico

27. Norma ABNT
1)Não menciona as leituras de pressões neutras;
2)Em ensaios especiais de campo a evolução é
muito rápida e o desejável é usar normas
internacionais, como Eurocode e ASTM.

28. Referência em
ensaios CPTu
Publicado em 1997

29. OUTROS NOMES
• Piezocone
• CPT
• Ensaio de cone
• Ensaio de penetração estática (EPC)
• Deep sounding

30. Simpósio internacional
240 participantes
40 países
Só ensaios de cone
Huntington Beach – USA
Maio - 2010

31. CONE ELETRÔNICO - Atual

32. Resultados de um ensaio CPTu
0
4
8
12
16
20
24
28
0 20 40 60
qt (MPa)
Depth(meters)
0
4
8
12
16
20
24
28
0 500 1000
fs (kPa) u b (kPa)
0
4
8
12
16
20
24
28
-200 0 200 400 600 800
qt
ub
fs

33. Detalhe da pedra porosa de
medida de pressões neutras

34. SATURAÇÃO DAS PEDRAS POROSAS

35. Medidas a cada 1,0 cm
100 informações de cada parâmetro, por metro
São 3 parâmetros, portanto são 300 informações por metro
As informações são apresentadas em unidades de pressões (Kpa)
Resistência de ponta e resistência de
atrito lateral (a proporção entre as
duas é a “razão de atrito”)
Pressão neutra desenvolvida no
processo de perfuração

36. Equipamento
de cravação

38. Cone mecânico

39. Cone de
Begmann
com luva de
atrito
(mecânico)

40. Estratigrafia

41. Região litorânea
Espírito Santo

42. Região litorânea
Espírito Santo

43. Região litorânea
Espírito Santo

44. Região litorânea
Espírito Santo

46. Resistência ao cisalhamento dos solos
Solos grossos - Areias
Comportamento drenado
Critério de Mohr - Coulomb
Solos finos - Argilas
Comportamento não drenado
Critério de Tresca

47. Solos grossos - Areias
Ângulo de atrito

48. Solos finos - Argilas
Coesão em condição não drenada

49. Teste de dissipação de sobrepressão
neutra
(Nos ensaios “in-situ”as heterogeneidades estão presentes)
(CPTu não é piezômetro)

50. SPT CPTu

51. CONCLUSÃO
ENSAIO “CPTu”
É um procedimento excelente para complementar o
reconhecimento estratigráfico do terreno e medir
propriedades de resistência, deformabilidade e de
tempo de adensamento.

52. Ensaio com o dilatômetro de
Marchetti
DMT

53. EQUIPAMENTO
Unidade de controleDetalhe lâmina

54. HISTÓRICO
• Desenvolvido em 1975 pelo Prof. Silvano Marchetti (Roma – Itália)
• Atualmente em uso em 40 países

55. NORMAS INTERNACIONAIS
• ASTM “Standard Test Method for Performing
the Flat Plate Dilatometer Test” - D6635-01
• Eurocode 7 - Geotechnical Design - Part 3 -
“Design assisted by field testing” - Section 9 -
“Flat Dilatometer Test (DMT)”
• Não há norma brasileira !

58. Simpósio
Internacional
Comemorativo de
30 anos
Ensaio DMT
Washington – USA
2006

59. E
Q
U
I
P
A
M
E
N
T
O

63. DETALHES DA LÂMINA E DA FIXAÇÃO DA
MEMBRANA

64. Passagem da mangueira

65. ÍNDICE DO MATERIAL (Id)
0O
01
d
μP
PP
I
Nos solos argilosos, a pressão “P1” é apenas um pouco maior do que a
pressão “P0”, enquanto nos solos arenosos, essa diferença é bem maior.
Profundidade (m)
Pressões"P0"e"P1"
(Kgf/cm2)
P0
P1
Profundidade (m)
Pressões"P0"e"P1"
(Kgf/cm2)
P0
P1
SOLOS FINOS SOLOS GROSSOS
Resultados: “baixos” valores de “Id” Resultados: “altos” valores de “Id”

66. • Índice ligado aos vazios e à compressibilidade
• Identifica o “comportamento granulométrico”
• É um adimensional
• Difere do SPT, que é absoluto e não se usa interpretar
como proporção do estado de tensões
VALORES DO ÍNDICE DO MATERIAL “Id”
0,1 0,35 0,60 0,90 1,20 1,80 3,30 10
Argilas
sensíveis
e turfas
Argilas
puras
Argilas
siltosas
Siltes
argilosos
Siltes
puros
Siltes
arenosos
Areias
siltosas
Areias
puras
ARGILAS SILTES AREIAS
TIPO DE SOLO COM BASE NA OBSERVAÇÃO DO COMPORTAMENTO
0O
01
d
μP
PP
I

67. GUARULHOS/SP

68. MÓDULO DILATOMÉTRICO (Ed)
Esse índice “Ed”, é obtido diretamente das leituras “P0” e “P1
De acordo com a teoria da elasticidade:
π
2
E
μ1
σD
2
onde “D” é o diâmetro da membrana e “ ” é a diferença de pressão aplicada (P1 - P0)
Para = 1,10 mm; D = 6,0 cm; = P1 – P0 (Kgf/cm2
) e definindo como módulo dilatométrico
“Ed” a proporção 2
1
E
Ed , resulta:
O parâmetro “Ed” representa uma “proporção elástica”, ou seja, exprime a relação entre
o módulo de elasticidade do solo (E) e o coeficiente de Poisson do solo ( ).
2
1
E
Ed
)P34,7(PE
0,64
E
1
)P(P6,00,11
01d
d
01

69. Classificação
Compacidade
Consistência
Peso específico

70. ÍNDICE DE TENSÃO HORIZONTAL (Kd)
VO
0
d
σ'
μPo
K
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 2 4 6 8 10 12
Índice de tensão horizontal "Kd"
Profundidade(m)
Solos
normalmente
adensados
Parâmetro “Kd” na faixa de solos normalmente adensados (entre 1,8 e 2,3)
•Representa a própria definição de “Ko”
•A introdução da lâmina altera o repouso
•Identificação do histórico de tensões
•Em solos sobreadensados Kd > 2,3
•Índice normalizado com a tensão efetiva

71. BAIRRO DA MOÓCA – SÃO PAULO/SP
SP-02

72. ALEMOA – SANTOS/SP

73. CORRELAÇÕES
• Muito estudadas no mundo todo;
• Sempre buscam a relação com os
ensaios de laboratório;
• O critério recomendado é entender
como índices e usar diretamente em
projetos.

74. “STANDARD”
• SPT – Standard Penetration Test
(diferente em cada lugar do mundo);
• Ensaios especiais (CPTu, DMT, VST e
PMT) seguem um mesmo padrão
internacional;
• A execução dos ensaios especiais
independe do operador.

75. Ensaio com o pressiômetro de
Ménard
PMT
(não há norma brasileira)

77. HISTÓRICO
Desenvolvido por Louis
Ménard na França em 1955
Em 1963 L. Ménard publica
a aplicação direta ao
cálculo da capacidade de
carga e recalques de
fundações

78. Norma ASTM

79. Eurocode

80. O ensaio PMT é
rotina na França
A experiência
acumulada na
França é muito
grande
Publicação de 1978

81. Jean-Louis Briaud
Texas A&M University
Publicado em 1992
Concentra o conhecimento
internacional sobre o assunto

82. Publicação de
1995

83. 1.Perfuração com circulação de água interna ao revestimento
2.Remoção da ferramenta de perfuração
3.Limpeza interna
4.Introdução do pressiômetro
5.Execução do ensaio

84. Pressiômetro
O processo de perfuração com rotativa é o que permite
atingir os solos mais fortes

86. A base teórica de
análise é a teoria
de expansão de
uma cavidade
cilíndrica

87. Pressiômetro
O único ensaio que mede deformação e
resistência limite

88. Perfuração com tubo fendido (lanterna chinesa)
Os ensaios são executados a partir do fundo do furo

89. O módulo pressiométrico é determinado com base na inclinação do trecho
linear da curva;
A pressão limite é determinada quando a cavidade espandida atinge o
dobro do volume da sonda.

90. Valores típicos de pressão
limite e módulo pressiométrico

91. ENSAIO DE PALHETA “IN-SITU”
VANE - TEST
VST
NORMA ABNT – MB - 3122

92. HISTÓRICO
Desenvolvido na Suécia em 1919
No Brasil é executado desde 1949
Em 1989 foi publicada a norma brasileira da ABNT

95. EQUIPAMENTO
ANTIGO
Mecânico (manual)
ABNT – MB 3122
Em ensaios especiais de
campo a evolução é muito
rápida e o desejável é usar
normas internacionais,
como Eurocode e ASTM.

96. Simpósio
internacional
Tampa – USA -
1987

97. Equipamento atual - eletrônico

98. Equipamento atual - eletrônico

103. Resultado típico

104. Resultados
típicos

105. SENSIBILIDADE
(Skempton & Northey)

106. Sensibilidade
das argilas

107. Os solos mais estudados do
Brasil
• Argilas terciárias de São Paulo
• Argilas moles do Rio de Janeiro
• Argilas marinhas de Santos
• E as areias ?????????????????????
• Só com os ensaios de campo !

108. PARÂMETROS GEOTÉCNICOS

109. PARÂMETROS GEOTÉCNICOS
• Resistência
• Deformabilidade
• Histórico de tensões
• Sensibilidade
• Tempo de adensamento

110. ENSAIOS DE CAMPO
• Resistência………….......CPTu, DMT, VST, PMT
• Deformabilidade…………DMT, PMT
• Histórico de tensões…...DMT
• Sensibilidade……………..VST
• Tempo de adensamento..CPTu

111. Resistência ao cisalhamento dos solos
Solos grossos - Areias
Comportamento drenado
Critério de Mohr - Coulomb
Solos finos - Argilas
Comportamento não drenado
Critério de Tresca

112. Envoltória completa
Coesão e ângulo de atrito
Só com ensaios de laboratório
Misturar coesão de ensaio rápido com ângulo de atrito
de ensaio lento é muito errado !!!

113. Simpósio
DMT
Washington
2006

114. INTERAÇÃO SOLO X ESTRUTURA

115. Deformação é o condicionante fundamental
em fundações
O ensaio de maior representatividade nas avaliações é o DMT
A expectativa de se conseguir simular a interação do solo com a
estrutura é com o ensaio DMT

116. Exemplo de
um edifício
no Morumbi

121. TO EQUIVALENT FOOT
SHADED AREA CORRESPONDS
D
C
BB
B
34870 KN 34690 KN
44110 KN
14830 KN 15090 KN
4280 KN
3300 KN
3850 KN
4420 KN
3410 KN
2970 KN
19400 KN
5230 KN
19590 KN
5160 KN
B
DA
C
620
1780
800
515
795
540
380
400
255
330
360
400
385
400
260
330
300
395
540
940
235
600
600
1675
565
910
225
615
600
1675
Sapata fictícia de
cálculo

122. COB Legenda
CM
27 Situação na Leitura inicia
26
25 Concretagem
24
23 Fechamento de paredes
22
21 13/10/05
20
19 18/11/05
18
17 21/12/05
16
15 01/02/06
14
13 02/03/06
12
11 06/04/06
10
9 18/05/06
8
7 20/06/06 - nota: houve um
6
5
4
3
2
1
T
1S
2S
EDILAR - CONTROLE DE RECALQUES
Rua Domingos Lopes Silva
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
31/8/2005
30/9/2005
31/10/2005
30/11/2005
31/12/2005
31/1/2006
28/2/2006
31/3/2006
30/4/2006
31/5/2006
30/6/2006
31/7/2006
31/8/2006
Período
Recalque(mm)
P19
P21
P23
P32
P34

123. COB Legenda
CM
27 Situação na Leitu
26
25 Concretagem
24
23 Fechamento de p
22
21 13/10/05
20
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18
17 21/12/05
16
15 01/02/06
14
13 02/03/06
12
11 06/04/06
10
9 18/05/06
8
7 20/06/06 - nota: h
6
5
4
3
2
1
T
1S
2S
EDILAR - CONTROLE DE RECALQUES
Rua Domingos Lopes Silva
-22
-20
-18
-16
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
31/8/2005
30/9/2005
31/10/2005
30/11/2005
31/12/2005
31/1/2006
28/2/2006
31/3/2006
30/4/2006
31/5/2006
30/6/2006
31/7/2006
31/8/2006Período
Recalque(mm)
P1
P3
P5
P7
P10
P12

124. RECALQUES FINAIS PREVISTOS
-10.24mm -16,50mm
-23.10mm
-30.00mm
-6.38mm
-9,57mm
-17.0mm
-23.3mm-19.5mm
-13.75mm
P21
P12
P3
P10
P1
P7
P32
P34
P19
P23
A
BB
A
C.M.=44.72 C.M.=38.93
C.M.=43.07
C.M.=39.95
C.M.=85.71
C.M.=68.15
C.M.=68.15
C.M.=29.42 C.M.=48.12
C.M.=52.47
C.M.=27.77

125. RECALQUES FINAIS PREVISTOS
Secção longitudinal
44.0040.0036.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00
-1.00
-3.00
-5.00
-7.00
-8.00
-6.00
-4.00
-2.00
0.00
-9.00
-10.00
-12.00
-13.00
-11.00
-15.00
-16.00
-14.00
-17.00
-18.00
-19.00
-21.00
-22.00
-20.00
-23.00
-24.00
-25.00
-27.00
-28.00
-26.00
-29.00
-30.00
Recalques(mm)
Distância em metros
SECÇÃO "A-A"
1
500
950
1
1
500
P21
P7
P23 P1 P19 P34 P3

126. C.M.=21.40
-13.9mm
P21
C.M.=43.40
-17.4mm
P23
C.M.=20.70
-20.7mm
P34
C.M.=45.20
-8.5mm
P32
C.M.=59.4
-7.2mm
P12
C.M.=70.20
P10
-15.1mm
C.M.=30.00
-17.2mm
P3
C.M.=35.80
C.M.=34.80
-21.0mm
P19
C.M.=33.60
P1
-20.5mm
C.M.=35.90
-12.3mm
P7
MEDIÇÃO COM 78,0% DA CARGA TOTAL

127. 3.45% 12.07% 19% 100%
-5.00
0.00
-10.00
-15.00
-20.00
-25.00
-30.00
-35.00
Carregamento
Média dos
recalques (mm)
27,5% 40% 49% 61% 72.5% 78%75.5%
MÉDIA DOS RECALQUES MEDIDOS
X
PORCENTAGEM DO CARREGAMENTO

128. EVOLUÇÃO DOS RECALQUES
Recalques edifíco Morumbi
-25,0
-20,0
-15,0
-10,0
-5,0
0,0
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Porcentagem carregada
Recalque(mm)
P1
P3
P5
P7
P10
P12
P19
P21
P23
P32
P34

129. MEDIÇÃO COM 78,0% DA CARGA TOTAL
44.0040.0036.0032.0028.0024.0020.0016.0012.008.004.000.00
-1.00
-3.00
-5.00
-7.00
SECÇÃO "A-A"
-8.00
-6.00
-4.00
-2.00
0.00 P10
P12
P3P34P19P1P23P21
P7
Recalques(mm)
Distância em metros
-9.00
-10.00
1
500
P32
-12.00
-13.00
-11.00
1
500
-15.00
-16.00
-14.00
-17.00
-18.00
-19.00
-20.00

130. -5.00
0.00
ESCALA H=1:200
ESCALA V=1:0.2
-10.00
-15.00
-20.00
-25.00
-30.00
-35.00
P12
P32P10P3P34P19P1P23P21
P7
13/10/05
18/11/05
12.07%
19.00%
3.45%
Recalques(mm)
Distância em metros
4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00 28.00 32.00 36.00 40.00 44.00
21/12/05
27.50%
01/02/06
40.00%
02/03/06
49.00%
06/04/06
61.00%
PREVISÃO
0.00
72.50%
18/05/06
20/06/06
03/08/06
78%
75.5%
PREVISÃO
EVOLUÇÃO DOS RECALQUES E COMPARAÇÃO
COM A PREVISÃO

131. OBRIGADO
BOM FUTEBOL !!