INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS PARA O PROJETO DE FUNDAÇÕES

O conhecimento acerca do solo é, para a construção civil, um instrumento indispensável que norteia a elaboração de um projeto de obra, bem como a sua execução. É indiscutível a necessidade de se conhecer as características de um solo para que esse possa desempenhar adequadamente o seu papel como a base que suporta uma obra.

Vastos serão os benefícios em uma obra quando se conhecer previamente a composição e com isso o comportamento do solo onde essa será executada. Haverá a possibilidade de decisões mais assertivas, eficientes e seguras, como por exemplo, o melhor posicionamento da edificação bem como a melhor opção de fundação.

As fundações dizem respeito aos elementos estruturais aos quais é dada a tarefa de suportar e distribuir as cargas geradas pela estrutura da obra como um todo, para o solo. Sapata isolada, fundações diretas ou rasas, vigas baldrame e radier, por exemplo, são tipos de fundações que podem ser utilizadas pelo projetista, contando que esse, tendo conhecimento do solo em questão, realize a escolha que melhor se adeque a necessidade do solo e do projeto.

Essa distribuição de cargas deve ocorrer de forma segura, o que corrobora a necessidade de conhecimento prévio e análise das características do solo a fim que garantir que na elaboração do projeto estrutural seja feita a escolha do tipo de fundação certa e que essa seja economicamente viável.  

Esse conhecimento relativo ao solo é possível graças ao processo de investigação adequada do subsolo, que segue um programa que define três etapas a serem cumpridas. O engenheiro responsável pelo projeto e execução deve estar fortemente envolvimento com esse processo de investigação do subsolo e utilizar dos dados colhidos para os seus devidos fins.

Na investigação preliminar, que diz respeito a primeira das etapas, ocorrem sondagens à percussão, que possibilitarão o conhecimento acerca das principais características do subsolo. Há parâmetros fixos, como por exemplo a malha de sondagem que deve ser feita de forma regular, assim como a profundidade dessas sondagens. Caso haja obstáculos mais complexos a serem ultrapassados, como blocos de rochas, sondagens mistas podem ser realizadas.

A segunda etapa deve ser feita afim de complementar a investigação preliminar, levando em consideração as características mais relevantes a elaboração das fundações. Essa etapa de investigação complementar conclui o número de sondagens que são exigidas pela norma, além de ensaios in situ e laboratoriais, com amostras indeformadas, por exemplo, caso esses se façam necessários.

Concluindo as etapas, a investigação durante a execução da obra deverá confirmar as condições definidas para o projeto, principalmente no que diz respeito a escolha e execução da fundação apropriada. Ela existe para analisar eventuais variações nos solos, bem como dificuldades em execução das fundações definidas no projeto.

Essas etapas, que juntas compõem as investigações necessárias a caracterização do solo e posterior execução da fundação adequada, são feitas seguindo normas, como a NBR 8036 que além de definir a profundidade das fundações determina a quantidade mínima de sondagens, as características planialtimétricas do local além dos próprios dados da estrutura a ser construída.

Os principais processos de investigação do subsolo para fins de projeto de fundações de estruturas são:

• Poços;
• Sondagens a trado;
• Sondagens a percussão com SPT,
• Sondagens rotativas;
• Sondagens mistas;
• Ensaio de cone (CPT);
• Ensaio pressiométrico (PMT).

Do ponto de vista de fundações para estruturas, somente em casos excepcionais são usados os ensaios de campo de palheta e de dilatômetro, uma vez que esses ensaios são indicados para argilas moles. Ainda, métodos geofísicos, são normalmente usados em obras extensas ou como complemento aos métodos convencionais relacionados anteriormente. Pode ser considerado, ainda, como método de investigação, o ensaio ou prova de carga em placa. Este tipo de ensaio trata-se da previsão de recalques de fundações superficiais.

Os poços permitem urna exame do solo nas paredes e no fundo da escavação, e a retirada de amostras indeformadas tipo bloco ou em anéis.

As sondagens a trado são perfurações executadas com trados manuais. A profundidade também está limitada a profundidade do nível d'água, e as amostras retiradas são deformadas.

As sondagens a percussão são perfurações capazes de ultrapassar o nível d'agua e atravessar solos relativamente compactos ou duros. O furo é revestido se se apresentar instável; caso se apresente estável a perfuração pode prosseguir sem revestimento. Eventualmente adicionando-se um pouco de bentonita a água. A perfuração avança na medida em que o solo,

desagregado é removido por circulação de água. Vê-se o processo de perfuração, interrompido a cada metro, quando é feito um ensaio de penetração dinâmica

Ainda sobre as sondagens a percussão não ultrapassam, naturalmente, matacões e blocos de rocha e têm dificuldade de atravessar solos residuais jovens, muito compactos ou alterações de rocha. No caso de se encontrar grande dificuldade de perfuração, a sondagem é suspensa.

O ensaio de penetração dinâmica (SPT), é realizado a cada metro na sondagem a percussão (também na mista, nas camadas de solo). O ensaio consiste na cravação de um amostrador normalizado, por meio de golpes de um peso ode é anotado o número de golpes necessários para cravar os 45 cm do amostrador em 3 conjuntos de golpes para cada 15 cm. O resultado do ensaio SPT é o número de golpes necessário para cravar os 30 cm finais.

Quando é necessário retirar amostras indeformadas para ensaio de laboratório, são empregados amostradores especiais. No caso de argilas, pode-se usar o amostrador com tubo de parede fina, conhecido como Shelby. No caso de solos muito resistentes como saprólitos, pode-se usar o amostrador Denison, que requer processo rotativo.

Outras informações muito importantes fornecidas pela sondagem são as condições da água subterrânea. Inicialmente deve-se perfurar o terreno com trado até que se encontre água, para que se faça uma determinação da profundidade do nível d'água freático não influenciada pela sondagem. Quando se passa ao processo de circulação de água, devem-se anotar as profundidades onde ocorrem elevações no nível d'agua no revestimento, o que indica artesianismo ou perdas d'água. Terminada a sondagem e retirado o revestimento, o nível d'agua deve ser observado até que se estabilize (ou em um período mínimo de 24 horas). Quando se deseja conhecer com mais precisão o nível piezométrico de uma dada camada, pode-se aproveitar o furo de sondagem para instalar um piezômetro. Para se conhecer com mais precisão o nível freático pode-se aproveitar o furo de sondagem para instalar um medidor de nível d'água.