Sondagem SPT: Conheça tudo sobre e entenda a sua importância – ABNT NBR 6484

A Sondagem SPT, também conhecido como sondagem à percussão ou sondagem de simples reconhecimento, é um procedimento fundamental na engenharia civil que permite a coleta de dados essenciais sobre as características do solo, cruciais para o planejamento e execução de obras. Conheça mais sobre esse tipo de sondagem neste artigo.

Conhecendo a história da Sondagem SPT

O início das sondagens datam do fim do século XIX com a necessidade da construção de grandes edificações e prédios que utilizavam fundações profundas. Os estudos de Charles R. Gow no início do Século XX foram fundamentais, pois alavancaram o conhecimento da estratigrafia do solo.

Charles Gow, no final a década de 1920, utilizou um tripé com três pessoas para retirar amostras dos canteiros de obras em que trabalhava na Filadélfia, Boston e em Nova Iorque. Harry Mohr, a partir de 1920, introduziu a padronização do método (martelo inicialmente com 60kg lançado de uma altura em torno de 75 centímetros). Karl Terzagui e Ralph Brazelton Peck, em 1948, publicaram Soil Mechanics in Engineering Practice que popularizam o método. Em suma, a NBR6484 – Solo — Sondagem de simples reconhecimento com SPT — Método de ensaio é a norma que regulamente a Sondagem no Brasil.

Principais aspectos da Sondagem SPT

1. Objetivo: A sondagem visa determinar a natureza e a profundidade das camadas de solo, bem como o nível do lençol freático e resistência do a penetração padrão (SPT ) do solo.
2. Métodos de execução: Existem dois sistemas principais de sondagem descritos na norma:
   • Sistema manual: Utiliza um martelo elevado manualmente para cravar o amostrador no solo. Contudo, este método tem sido substituído pelo mecanizado.
   • Sistema mecanizado: Utiliza um martelo acionado mecanicamente, permitindo uma execução mais rápida e eficiente.
3. Resultados esperados: A sondagem deve fornecer informações sobre os tipos de solo encontrados, suas respectivas profundidades, a posição do nível de água e o índice de resistência à penetração (N) a cada metro de profundidade. Em suma, todas as informações que sejam necessárias para concepção do modelo geológico geotécnico.
4. Importância: Os dados obtidos através da sondagem são fundamentais, por causa da segurança e viabilidade de projetos de construção, pois ajudam a evitar falhas estruturais e a otimizar o uso de materiais e técnicas de construção.

A importância da Sondagem SPT

Em suma, a sondagem é um procedimento essencial na engenharia civil e geotécnica, pois permite a investigação das características do solo em um determinado local. Os principais pontos da sondagem são:

1. Determinação das propriedades do ´solo: A sondagem fornece informações sobre a composição, estrutura e propriedades físicas do solo, fundamentais para o projeto de fundações e outras estruturas.
2. Avaliação da capacidade de carga: Através da sondagem é possível estimar a capacidade de carga do solo, o que ajuda a evitar falhas estruturais, contudo é importante avaliar cada caso;
3. Identificação do nível do lençol freático: A sondagem permite a medição do nível do lençol freático, o que é crucial para o planejamento de drenagem e controle de água em obras.
4. Planejamento de obras: Com os dados obtidos, os engenheiros podem planejar adequadamente as obras, minimizando riscos e custos.
5. Segurança: A sondagem contribui para a segurança das construções, pois fornece informações que ajudam a evitar problemas futuros relacionados ao solo.

Qual a quantidade de sondagens ideal para o fazer uma boa investigação?

Segundo a NBR 8036 – Programação de Sondagens de Simples Reconhecimento dos Solos para Fundações em Edifícios a quantidade depende da área de projeção em planta do Edifício. Sendo 1 sondagem para cada 200 m2 até 1200 m2, incluindo 1 Sondagem a cada 400m2 entre 1200m2 e 2400m2. O projetista define a quantidade de furos quando é acima de 2400 m2. E importante saber que o número mínimo será de 2 sondagens até 200 m2 e no mínimo 3 sondagens entre 200m2 e 400m2.

Quais as principais resultados esperados que podemos obter de uma Sondagem SPT?

Os principais resultados esperados de uma sondagem de simples reconhecimento com SPT incluem:

1. Identificação dos Tipos de Solo: A sondagem deve fornecer informações sobre os diferentes tipos de solo encontrados em profundidades específicas, permitindo a caracterização do subsolo.
2. Índice de Resistência à Penetração (N) : Determina o número de golpes necessários para cravar o amostrador padrão em segmentos de 15 cm.
3. Nível do Lençol Freático: A sondagem deve registrar a posição do nível d’água durante a execução, o que é crucial para entender as condições hidráulicas do local.
4. Profundidade das Camadas de Solo: A sondagem deve indicar as profundidades em que ocorrem as transições entre diferentes camadas de solo, o que é importante para o projeto de fundações.
5. Relatório de Resultados: Deve conter a descrição das amostras, as profundidades das camadas, e outras observações relevantes. Pois estes dados são fundamentais.

Como fazer a Sondagem SPT?

O ensaio da sondagem SPT é um ensaio relativamente simples com duas operações: Escavação e percussão. Para realizar o ensaio de modo adequado é necessário considerar as seguintes etapas:

1. Verificar se todo equipamento está adequado: Tanto para realizar a sondagem utilizando um sistema de manual ou mecanizado. O sistema manual, mais comum, envolve um martelo de 65 kg que é elevado manualmente, enquanto o mecanizado utiliza um martelo de 65 kg acionado mecanicamente. O equipamento deve incluir:
   • Torre com roldana:
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   • Martelo padronizado de 65 kg:
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   • Amostrador-padrão:
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   • Tubos de revestimento, hastes de cravação e outros componentes necessários para a operação.
   • Fazer a locação dos furos: A locação dos furos deve ser feita conforme as orientações do contratante, com a marcação de um piquete que identifique o ponto de sondagem. É muito importante identificar as coordenadas e a altitude de modo adequado.
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2. Processo de perfuração/escavação: O furo deve ser perfurado de forma a garantir que o solo permaneça minimamente perturbado. Métodos de perfuração permitidos incluem trado helicoidal, trado oco, entre outros. O revestimento não deve avançar além da cota de início da amostragem.
3. O processo de amostragem e SPT: A cada metro de profundidade, a partir de 1 m, deve-se coletar amostras usando o amostrador-padrão. O amostrador deve ser cravado no solo, e a penetração deve ser medida. O número de golpes necessários para cravar o amostrador deve ser registrado, e a penetração deve ser dividida em segmentos de 15 cm. O valor do índice de resistência à penetração, denominado N, é determinado pelo número de golpes necessários para a cravação de 30 cm do amostrador-padrão, após uma cravação inicial de 15 cm. Este ensaio é realizado utilizando um martelo de 65 kg de massa. O cálculo do N é feito da seguinte forma: Registra-se o número de golpes necessários para a cravação dos primeiros 15 cm. Em seguida, registra-se o número de golpes adicionais necessários para cravar os próximos 30 cm. O valor de N é a soma dos golpes necessários para as duas últimas etapas de cravação (os 30 cm subsequentes).Por exemplo, se foram necessários 10 golpes para os primeiros 15 cm e 20 golpes para os próximos 30 cm, o valor de N seria 20 (apenas os golpes da segunda parte da cravação).
4. A observação do nível de água: Após a sondagem, deve-se medir o nível d’água no furo, após 24 horas para estabilizar o N.A, que deve ser registrado no relatório final. O registro do Nível D’água normalmente é feito com um medidor de N.A.

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5. Relatório: Um relatório de campo deve ser elaborado, contendo todas as informações relevantes sobre a sondagem, incluindo a profundidade, tipo de solo encontrado e o índice de resistência à penetração (N).

Quais os equipamentos e ferramentas necessários para a realização desse ensaio?

Os principais equipamentos necessários para realizar a Sondagem de Simples Reconhecimento com SPT, conforme a norma NBR 6484, incluem:

Torre com Roldana: Estrutura de suporte que permite a elevação do martelo.

1. Martelo Padronizado: Martelo de aço com massa de 65 kg, utilizado para cravar o amostrador no solo.
2. Amostrador-Padrão: Dispositivo que coleta amostras de solo durante a sondagem.
3. Tubos de Revestimento: Utilizados para estabilizar o furo de sondagem.
4. Hastes de Perfuração/Cravação: Conectam o martelo ao amostrador e permitem a cravação.
5. Trado-Concha ou Cavadeira Manual: Para a remoção de solo durante a perfuração.
6. Trado Helicoidal: Para perfuração em solo.
7. Trépano/Peça de Lavagem: Para limpeza do furo durante a sondagem.
8. Medidor de Nível de Água: Para monitorar o nível d’água no furo.
9. Recipientes para Amostras: Para acondicionar as amostras coletadas.
10. Bomba d’Água Centrífuga Motorizada: Para esgotar o furo, se necessário.
11. Ferramentas Gerais: Para a operação e manutenção do equipamento.

Interpretação e utilização dos dados da Sondagem SPT na engenharia civil

São fundamentais para definir a Superfície Resistente do Solo, na qual irá apoiar as fundações. Devido às várias alterações na formação geológica do solo é importante a correta avaliação do modelo geológico geotécnico adotado, pois o risco associado pode ser elevado se os dados não serem bem interpretados, contudo, a avaliação do engenheiro geotécnico nestes casos é de fundamental importância. Em suma, avaliar corretamente o perfil geológico, sua resistência, permeabilidade e deformabilidade reduzirá significativamente os riscos associados.

Quais são as inovações mais recentes que podemos esperar nessa área?

As principais inovações nesta área é a determinação da energia de cravação do amostrador padrão. Esta metodologia já está prevista na NBR16796 DE 10/2020 Solo — Método padrão para avaliação de energia em SPT. Pois é um importante parâmetro para se avaliar a eficiência da sondagem, contudo novos equipamentos tem sido desenvolvidos por causa de demandas por menores espaços e maiores profundidades de alcance. Em suma, o desenvolvimento tecnológico sempre será bem-vindo, principalmente se associado a obtenção de informações qualificadas do solo.

Em conclusão, a Sondagem SPT é uma ferramenta essencial para engenheiros na avaliação das características do solo. Sua importância se reflete na capacidade de fornecer dados precisos sobre a resistência do solo, fundamentais para a concepção e execução de projetos de engenharia civil.

Como o LTEC faz?

O LTEC recomenda que seja elaborado uma Instrução Técnica – IT e um Plano de Gestão da Qualidade – PGQ específico antes do início das atividades da obra. O LTEC ainda recomenda que seja seguido criteriosamente o planejamento estipulado no PGQ de modo que os ensaios sejam rastreados e no final tenha-se o BOOK de conformidade da obra. Em suma, aqui fazemos o trabalho bem feito.