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MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA
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MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA

• 1. CONCEITO DE UNIDADE GEOLÓGICA
• 2. A INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA
• 3. MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO

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1. UNIDADES GEOLÓGICAS

• 1.1 CONCEITO
• Unidade geológica é um corpo geológico
  espacialmente delimitado, com características
  específicas e comportamento similar face à
  determinada solicitação.
• Corpo geológico Camada, zona ou trecho capaz de
  ser delimitado em superfície e/ou em
  subsuperfície, com características e propriedades
  singulares.
• Comportamento similar Comportamento semelhante
  face à mesma solicitação.
• Solicitação Ação sobre o ambiente geológico
  imposta, induzida ou resultante da interação com
  a ocupação antrópica.

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1. UNIDADES GEOLÓGICAS

• 1.2 RELAÇÃO COM O PROCESSO GEÓLOGICO
• Toda unidade geológica está associada a um
  processo geológico específico, de tal sorte que o
  conhecimento dos processos que atuaram num local
  determinado é essencial para o conhecimento das
  unidades presentes.
• Exemplo Aluvião é um material resultante de
  processos de transporte e deposição
  flúvio-lacustres, constituindo um corpo geológico
  capaz de ser separado e caracterizado pelas suas
  propriedades decorrentes do processo de origem.

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1. UNIDADES GEOLÓGICAS

• 1.3 ABRANGÊNCIA
• Uma unidade geológica pode ser constituída por um
  conjunto de camadas ou por camadas
  individualizadas, em conformidade com a
  solicitação.
• Exemplo No caso de uma rodovia, uma camada de
  argila orgânica de um corpo aluvionar será
  considerada como uma unidade geológica, devido à
  possibilidade de induzir recalques do pavimento.
  Por outro lado, para fins de escavação, um
  conjunto de várias camadas de um aluvião, pode
  ser considerado como uma única unidade geológica.

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2. A INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA

• 2.1 OBJETIVO
• O objetivo da investigação geológica é delimitar
  espacialmente as unidades geológicas e determinar
  suas características e propriedades geomecânicas
  através de um plano de investigações.
• Plano de investigações conjunto de métodos de
  investigação aplicado num local para o
  conhecimento das unidades geológicas.

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2. A INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA

• 2.2 MÉTODOLOGIA DE TRABALHO
• Atividades que fazem parte de um plano de
  investigação
• Caracterizar as solicitações
• Avaliar as unidades geológicas presentes em
  função dos dados existentes, de reconhecimento
  geológico e outros métodos.
• Selecionar os métodos de investigação aplicáveis
  em função das solicitações, unidades geológicas,
  fase dos estudos, logística, resolução, prazo,
  custo e outras variáveis e distribuir as
  investigações na área através de critérios
  geométrico e geológico
• Elaborar especificações executivas, procedimentos
  de fiscalização, critérios de medição e
  pagamento, contrato e licitação
• Acompanhar os resultados e ajustar o plano de
  investigação
• Interpretar os resultados e elaborar os modelos
  geológico e geomecânico
• Elaborar seções geológicas e outras formas de
  apresentação de dados conforme requerido
• Acompanhar a escolha da solução e o
  desenvolvimento do projeto

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2. A INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA

• 2.3 PRINCIPAIS LIMITAÇÕES
• Resolução capacidade do método de fornecer a
  informação desejada a resolução de cada método
  pode variar conforme a solicitação ou ambiente
• Prazo o prazo disponível para as investigações
  pode limitar ou até impedir a aplicação de
  determinados métodos em função do tempo de
  execução
• Custo o custo das investigações varia entre um e
  três por cento do custo do empreendimento ou
  obra, exceto em casos especiais
• Custo x benefício há um relação ótima entre o
  volume de investigação, que se reflete no custo
  das investigações e as informações obtidas, ou
  seja, o benefício alcançado

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3 MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO

• 3.1 MÉTODOS INDIRETOS
• São métodos que não permitem o acesso ao material
  investigado, seja in situ ou em amostras,
  utilizando-se de meios indiretos para a
  delimitação e caraterização da unidade geológica.
• 3.1.1 INTERPRETAÇÃO DE IMAGENS
• Sensoriamento remoto imagens obtidas por
  satélites e por radar
• Fotografias aéreas, em diversas escalas
• Essenciais em estudos regionais e na determinação
  de estruturas geológicas.

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• São métodos que permitem o acesso ao material
  investigado, seja in situ ou através de
  amostras.
• 3.2.1 MAPEAMENTO GEOLÓGICO
• Mapeamento das unidades geológicas
• Utiliza os mesmos procedimentos dos mapas
  geológicos
• Essencial para a programação das demais
  investigações
• Mapas geológicos especiais (paredes de túneis,
  superfícies de fundação)

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3 MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO

• 3.1.2 MÉTODOS GEOFÍSICOS
• 3.1.2.1 Métodos sísmicos
• São os mais empregados por refletirem as
  propriedades mecânicas das rochas e facilitam a
  interpretação e correlação com dados de sondagens
  diretas
• Sísmica de refração (mais empregado) Sísmica de
  reflexão Crosshole e tomografia sísmica
• 3.1.2.2 Métodos geoelétricos
• Eletroresistividade (sondagem elétrica vertical e
  caminhamento elétrico) Potencial espontâneo
  Condutividade (VLF) Radar de penetração (GPR)
• 3.1.2.3 Outros métodos geofísicos
• Geofísica subaquática (sonografia,
  ecobatimentria, magnetometria e gravimetria

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.2 POÇOS (PI) E TRINCHEIRAS (TR) DE INSPEÇÃO
• Poços escavação manual, com enxadão, pá e
  sarilho, com seções de 1,0m2 de lado,
  atravessando as camadas de solo
• Profundidade limitada pela presença de água,
  material instável e rocha para prosseguir a
  escavação nessas condições são necessários
  procedimentos especiais
• Visualização de grande extensão do material e a
  retirada de grandes volumes de amostra e de
  amostras indeformadas
• ápido até 10m. Profundidade máxima em condições
  ideais 20m
• Trincheiras são escavações em forma de valeta
  podem ser feitas mecanicamente
• Cuidados instabilização das paredes quedas de
  pessoas e animais (necessário cerca e cobertura)

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.3 SONDAGENS À TRADO (ST)
• Escavados manualmente com o auxílio de uma broca
  chamada trado, acoplada a hastes de aço de ¾ de
  polegadas e a um tê para imprimir o movimento
  giratório
• Somente atravessa a camada de solo, sendo
  interrompidos pela ocorrência de quaisquer
  materiais mais duros (rocha alterada mole, linha
  de seixos, etc) e pela presença de água
  subterrânea
• Permite a obtenção de grande volume de amostras
  deformadas
• Método rápido e portátil profundidade máxima em
  condições ideais 25 a 30m

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• AMOSTRA INDEFORMADA amostra de solo retirada sem
  ou com pequena modificação de suas
  características in situ com o uso de
  equipamentos e técnicas apropriadas.
• AMOSTRA DEFORMADA amostra de solo retirada com a
  destruição ou modificação apreciável de suas
  características in situ também chamada de
  amostra amolgada quando ocorre a fragmentação do
  material amostrado.

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.4 SONDAGENS A PERCUSSÃO (SP)
• Escavados manualmente com o trado, acoplado a
  hastes de aço de ¾ de polegadas e a um T para o
  movimento giratório
• Executadas com tripé, motor, hastes, ferramentas,
  etc de diâmetro de 2 1/2 ou 4 polegadas,
  empregando trado ou trépano e circulação de água
  (lavagem)
• Geralmente executadas com um ensaio de
  resistência à penetração tipo SPT a cada metro,
  manual
• Profundidade limitada pelo do topo rochoso ou
  camada de mais de 10cm de material duro
• Perfura abaixo do nível dágua (NA) subterrâneo
  com revestimento e bomba dágua.
• Permite obter amostras deformadas com trado,
  lavagem e semi-deformadas, com barrilete
  amostrador do ensaio SPT

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.4 SONDAGENS A PERCUSSÃO (SP) cont....
• Permite executar ensaio de infiltração e instalar
  monitores de nível dágua e piezômetros
• Método rápido até 20m. Profundidade máxima em
  condições ideais 40m
• Amostras do barrilete permitem visualizar as
  estruturas dos solos facilitando a identificação
  dos tipos de solo
• Geralmente executadas com equipamento portátil
  com perfuração mecânica através de trado ôco,
  amostragem pouco deformada e ensaio SPT
  mecanizado
• Método de ensaio padrão para o projeto de
  fundações de edifícios, usualmente empregado para
  a investigação de camadas de solo
• Principais limitações somente atravessa a camada
  de solo pode ser interrompida por estrato de
  material duro intercalado no solo pequena
  quantidade de amostra.

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.5 SONDAGENS ROTATIVAS (SR)
• Executadas através de equipamentos próprios
  (tripé, perfuratriz, bombas, hastes,
  revestimentos, brocas, ferramentas, etc). Tem
  capacidade para atravessar qualquer tipo de
  material e atingir profundidades de centenas de
  metros
• Sistema de perfuração
• solo em geral, é executada como uma sondagem à
  percussão, com ensaios SPT a cada metro
• rocha executada pelo processo rotativo com
  brocas (coroas) e barriletes amostradores
  especiais, como perfuratriz e conjunto de hastes
  com coroa diamantada e barriletes ocos na
  extremidade fragmentos da rocha são removidos
  com injeção de água
• ? Diâmetro da perfuração em solo, 100mm ou 4
  em rocha variável de 60 a 100mm, aproximadamente
  (padrões DCDMA ? BW, NW e HW)
• ? Permite a retirada de testemunhos da rocha
  atravessada, recuperados através do barrilete.

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• 3.2.5 SONDAGENS ROTATIVAS (SR). Cont...
• Recuperação relação entre o comprimento
  perfurado e o comprimento de testemunhos
  recuperados não pode ser inferior a 90.
• ? A recuperação depende de
• tipo litológico
• grau de fraturamento e grau de alteração da rocha
• tipo de equipamento e acessórios
• ? A recuperação pode ser melhorada através de
• perfuração cuidadosa (manobras curtas, pouca
  água)
• uso de coroas e barriletes apropriados (duplo,
  triplo)
• amostragem integral
• ? Ensaios
• perda dágua sob pressão, destinado a avaliar a
  permeabilidade do maciço

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.6 SONDAGENS ROTATIVAS (SR). Cont...
• ? Método lento, em média 5m/dia com a execução de
  ensaios de perda dágua. Profundidade máxima em
  condições ideais e equipamento apropriado 500m
• ? Testemunhos acondicionados em caixas e
  guardados
• ? Análise dos testemunhos permite identificar
• tipo litológico
• grau de alteração
• grau de fraturamento
• ? Resultados apresentados em logs ou perfis
  individuais de sondagem que devem conter
• identificação da sondagem (obra, cliente, número
  do furo)
• inclinação e rumo do furo
• datas, diâmetros e tipos de barriletes e coroas
• cota da boca do furo e coordenadas
• leituras de nível dágua
• resultado dos ensaios SPT e de lavagem
• recuperação de testemunhos
• índice de qualidade da rocha (RQD)
• resultado dos ensaios de permeabilidade e perda
  d água
• descrição geológica dos materiais atravessados
• grau de alteração e de fraturamento

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.6 SONDAGENS ROTATIVAS (SR). Cont...
• ? Principais limitações custo elevado (R
  300,00/metro) produção baixa (5m/dia)
• A SONDAGEM ROTATIVA É O MÉTODO DIRETO DE
  INVESTIGAÇÃO MAIS COMPLETO À DISPOSIÇÃO DA
  GEOLOGIA DE ENGENHARIA. DEVIDO AO SEU CUSTO
  ELEVADO, DEVEM SER OBTIDAS TODAS AS INFORMAÇÕES
  POSSÍVEIS.

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.7 OUTROS MÉTODOS
• Sondagem a rotopercussão
• perfuradas com ar comprimido e brocas que
  pulverizam o material atravessado
• o material pode ser precariamente reconhecido
  através do pó de perfuração ou da velocidade de
  avanço
• utilizada para a execução de perfurações para
  acesso, instalação de instrumentos, determinação
  do topo de rocha e outros casos em que são
  necessários muitos furos
• método mecanizado muito rápido
• Trado oco (hollow stem auger)
• utiliza um trado helicoidal acoplado numa haste
  oca que funciona simultaneamente como
  revestimento
• pelo interior da haste oca podem ser feitos
  ensaios SPT ou obtidas amostras pouco deformadas

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3.2 MÉTODOS DIRETOS

• 3.2.7 OUTROS MÉTODOS
• Cone de penetração contínua (deep sounding)
• utilizado para medir continuamente a resistência
  à penetração e obtenção de outros parâmetros com
  uso de ponteira especial
• aplicado em solos pouco resistentes
• Ensaio de palheta (vane test)
• utilizado para medir a resistência ao
  cizalhamento através da rotação de palhetas
  cravadas no fundo do furo
• aplicado em solos pouco resistentes (em geral, em
  argilas)

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3.3 Ensaios em furos de sondagem

• 3.3.1 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À PENETRAÇÃO SPT
• SPT standard penetration test
• Medição da resistência à penetração do solo
• Consiste na cravação, no fundo do furo, de um
  barrilete amostrador utilizando um peso e uma
  altura de queda padronizados
• Cravação pode ser manual (mais comum) ou
  mecanizada
• Resultados são expressos em números de golpes
  (queda do peso) para a cravação dos últimos 30cm
  do barrilete
• 3.3.2 ENSAIO DE INFILTRAÇÃO
• Medição da permeabilidade em solos
• Executado pela adição controlada de água ao furo
  através do revestimento
• Resultados expressos em K cm/s

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3.3 Ensaios em furos de sondagem

• 3.3.3 ENSAIO DE PERDA D ÁGUA SOB PRESSÃO
• Medição da permeabilidade em rocha
• Consiste no isolamento de um trecho do furo
  através de obturadores e na adição de água ao
  trecho com pressão
• Resultados expressos pela vazão (em litros por
  minuto) por metro de furo ensaiado a determinada
  pressão (l/min.m.kgf/cm2) ou perda d água
  específica
• 3.2.4 OUTROS ENSAIOS
• Slug test
• Videoscopia
• Injeção de cimento

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3.4 Instrumentos em sondagens

• 3.4.1 MONITOR DE NÍVEL D ÁGUA (MNA)
• Medição do nível dágua do terreno
• Consiste na colocação de um tubo perfurado,
  envolto em material filtrante, num furo de
  sondagem
• Mede o nível dágua resultante de toda a extensão
  do trecho perfurado
• Também utilizado para coletar amostras de água
  subterrânea, principalmente em estudos ambientais
• 3.4.2 PIEZÔMETRO
• Medição do nível dágua de determinado trecho do
  furo
• Consiste na colocação de um tubo perfurado,
  envolto em material filtrante, num trecho
  determinado do furo
• Mede o nível dágua apenas do trecho do furo
• O nível dágua medido reflete a pressão a que
  está submetido o aqüífero do trecho do furo
• 3.4.3 OUTROS
• Extensômetro linear mede deslocamentos
  (movimentações) entre pontos de um furo de
  sondagem
• Inclinômetro mede a inclinação de trechos de um
  furo de sondagem