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Geologia de Engenharia Engenharia Civil-ESTIG 1

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.


A Prospecção Geotécnica visa a:- Determinação da extensão, profundidade e

espessura das camadas do subsolo até àprofundidade 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, …)


Prospecção Geotécnica

Serve de base às diversas fases do projecto geológico – geotécnico:

Estudo prévio ou de viabilidadeAnte-projectoProjecto ConstruçãoAcompanhamento

Com particular relevância para as três primeiras fases.


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


A Prospecção Geotécnica pode também dividir-se em:

� Directa (poços, galerias e trincheiras)

� Semi-directa (sondagens)

� Indirecta (prospecção geofísica)


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



� 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



� Sondagens de furação

� Sondagens de percussão

� Sondagens de rotação

� Sondagens mistas (rotopercussão)



� Sondagens à percussão� O terreno é desagregado pela percussão do trépano suspenso num cabo ou ligado àextremidade 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



� 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



� Sondagens mistas

� As sondagens à rotopercussão são normalmente utilizadas para detecção de vazios e cavidades


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


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


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”


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



� 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



� Método sísmico

Velocidades das ondas p e s para alguns tipos de materiais (m/s)

Longitudinais (p) Transversais (s)Ar 330 -Água 1450 -Areia 300-800 100-500Calcários 3500-6500 1800-3800Granitos 4600-7000 2500-5000



� 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



� Métodos eléctricosA resistividade das rochas varia dentro de grandes limites:

Rocha/ Mineral Resistividade eléctrica (ohm.m)Calcários cristalinos 10 5

Calcários 120-400Grés 35-4000

Granitos 5000-106

Argilas 1-120Quartzo 10 10



� 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


Bibliografia

� González de Vallejo, Luis (2002), “Ingenieria Geológica”, Prentice Hall, España

� Amaral, Pedro (2004), “Formação 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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