Prospecção Geotécnica

Prospecção Geotécnica
Define-se como o conjunto de
operações que visam a
determinação da natureza e
características do terreno, sua
disposição e acidentes com
interesse para a obra/projecto a
realizar.
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A Prospecção Geotécnica visa a:
-
-
-
Determinação da extensão, profundidade e
espessura das camadas do subsolo até à
profundidade desejada. Descrição do solo de cada
camada, compacidade ou consistência, cor e outras
características perceptíveis.
Determinação da profundidade do nível freático.
Determinação da profundidade a que se encontra a
rocha mãe (bedrock) e sua classificação e grau de
alteração.
Obtenção das propriedades físicas, mecânicas e
hidráulicas dos maciços e dos respectivos
parâmetros (resistência, deformabilidade,
permeabilidade, …)
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Prospecção Geotécnica
Serve de base às diversas fases do projecto
geológico – geotécnico:
Estudo prévio ou de viabilidade
Ante-projecto
Projecto
Construção
Acompanhamento
Com particular relevância para as três
primeiras fases.
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A Prospecção Geotécnica divide-se
em:
Mecânica
Sondagens
Poços
Galerias
Valas ou trincheiras
Geofísica
Refracção e Reflexão sísmicas
Resistividade eléctrica
Métodos Electromagnéticos
Métodos gravimétricos
Métodos magnéticos
Métodos radiométricos
Sondagens geoeléctricas / Diagrafias
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A Prospecção Geotécnica pode
também dividir-se em:
Directa (poços, galerias e
trincheiras)
Semi-directa (sondagens)
Indirecta (prospecção
geofísica)
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
Normalmente as sondagens geotécnicas são
versáteis, de avanço rápido e realizadas
com equipamento facilmente removível.
Podem alcançar profundidades até 150
metros. Dividem-se em:
Furos abertos com trado (manual ou
mecânico)
Sondagens de furação
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
Furos abertos com trado (manual
ou mecânico)
Profundidades pequenas (até 10 m)
Terrenos brandos
Colheita de amostras remexidas
Frequentemente utilizados em estradas
e caracterização de manchas de
empréstimo
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
Sondagens de furação
Sondagens de percussão
Sondagens de rotação
Sondagens mistas (rotopercussão)
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
Sondagens à percussão
O terreno é desagregado pela percussão do
trépano suspenso num cabo ou ligado à
extremidade das varas. As camadas
superficiais são abertas a trado
Podem ser colhidas amostras recorrendo a um
amostrador adequado
Exequíveis apenas em solos ou rochas brandas
podendo, dependendo do tipo de maciço,
atingir os 15 metros. Para facilitar o desmonte
do terreno pode introduzir-se água no furo.
Para suster as paredes do furo recorre-se a
tubagem (casing) ou lamas de sondagem
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
Sondagens à rotação
A ferramenta de furação é a coroa
(tungsténio ou diamante) que se
encontra enroscada nas varas
Permite a amostragem contínua e
integral do terreno no interior das
varas (tarolo, carote ou testemunho)
Para evitar o desgaste e eventual
fractura dos tarolos pode recorrer-se ao
amostrador de parede dupla
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Prospecção Geotécnica - Sondagens
Sondagens mistas
As sondagens à rotopercussão são
normalmente utilizadas para detecção
de vazios e cavidades
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Prospecção Geotécnica - Poços
Permitem o acesso directo à formação para realização
de ensaios in situ, observação e colheita de amostras
intactas e/ou remexidas
Utilizam-se para pequenas profundidades (2 dezenas
de metros) e em solos ou rochas brandas
Podem apresentar problemas de segurança e
rentabilidade abaixo do NF
Indicados para reconhecimento de solos, determinação
do firme e pesquisa de superfícies de escorregamento
Utilizados em barragens
Abertos manualmente com enxadas ou picaretas e/ou
martelos pneumáticos ou recorrendo a explosivos
Podem ser elípticos (1,80x0,80m), quadrados ou
rectangulares
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Prospecção Geotécnica - Galerias
Permitem o acesso ao maciço, a observação
directa e a realização de ensaios in situ
Podem ser inclinadas e mudar de direcção
São úteis para o estudo de taludes ou obras de
fundação de barragens e túneis, tendo a
vantagem de poderem ser incorporadas na obra
Podem necessitar de entivação
Podem ser abertas com ferramentas pneumáticas
ou com recurso a explosivos
As dimensões mais frequentes são 1,80x1,20 m
(altura x largura), com profundidades até poucas
dezenas de metros
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Prospecção Geotécnica – Valas e
Trincheiras
Frequentes em locais de barragens ou
estradas
Permitem o acesso ao maciço, a
observação directa e a realização de
ensaios in situ
Só são exequíveis para pequenas
profundidades (< 2m) e em solos ou
rochas brandas
Abertura manual, com abre-valas ou
“Buldozers”
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
Método sísmico
Quer a refracção quer a reflexão utilizam o
facto de rochas diferentes apresentarem
velocidades diferentes de propagação das
ondas sísmicas
O grau de alteração, a presença de
descontinuidades e a água são factores que
implicam a diminuição da velocidades de
propagação das ondas sísmicas, permitindo
assim avaliar a qualidade dos maciços
A geração de ondas sísmicas pode ser
produzida pela detonação de explosivos, queda
de uma massa, martelo sísmico ou por um
vibrador electrodinâmico, entre outros
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
Método sísmico
A metodologia de execução para o caso da
refracção sísmica consiste no alinhamento dos
geofones ao longo da superfície a estudar,
detonar a carga explosiva colocada numa
cavidade na extremidade do perfil e proceder
às leituras obtidas
No caso da reflexão sísmica o sistema
detonador/geofone vai todo ele sendo
deslocado ao longo do perfil. A frequência da
descarga varia em função da profundidade e
resolução que se pretende obter
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
Método sísmico
Velocidades das ondas p e s para alguns tipos de
materiais (m/s)
Ar
Água
Areia
Calcários
Granitos
Longitudinais (p)
330
1450
300-800
3500-6500
4600-7000
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Transversais (s)
100-500
1800-3800
2500-5000
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
Métodos eléctricos
Terrenos diferentes têm normalmente
resistividades eléctricas diferentes
Estuda-se o campo eléctrico de potenciais,
criado artificialmente pela introdução no
terreno de uma corrente eléctrica,
relacionando-o com as características
geológicas do local
Geralmente o dispositivo de medição inclui 4
eléctrodos (2 para injecção da corrente + 2
para leitura das diferenças de potencial)
instalados ao longo de um perfil
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
Métodos eléctricos
A resistividade das rochas varia dentro de
grandes limites:
Rocha/ Mineral
Calcários cristalinos
Calcários
Grés
Granitos
Argilas
Quartzo
Resistividade eléctrica (ohm.m)
10 5
120-400
35-4000
5000-106
1-120
10 10
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Prospecção Geotécnica - Geofísica
Diagrafias
São realizadas ao longo de furos de
sondagem
Podem ser de vários tipos, conforme a
fonte emissora que utilizam:
Polarização espontânea (corrente natural
do terreno)
Eléctricas
Radiométricas (neutrões, raios gama,
densidade)
Acústicas
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Bibliografia
González
de
Vallejo,
Luis
(2002),
“Ingenieria Geológica”, Prentice Hall,
España
Amaral,
Pedro
(2004),
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Prospecção Geotécnica” (não publicado),
LEMO, EIM, Oeiras
S.A., (2000), “Textos de Apoio e
Exercícios Práticos de Geologia de
Engenharia”,
Secção
de
Folhas,
Associação de Estudantes do Instituto
Superior Técnico
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