Atividades de controlo do risco geotécnico em edifícios · risco geotécnico, sendo abordados os...

Atividades de controlo do risco geotécnico em edifícios:

campanha de reconhecimento geotécnico

Sónia Filipa Manjua Henrique Pires Pereira

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Civil

Orientador: Professor Doutor Nuno Gonçalo Cordeiro Marques de Almeida

Orientador: Professor Doutor Rui Pedro Carrilho Gomes

Júri

Presidente: Professora Doutora Ana Paula Patrício Teixeira Ferreira Pinto França de Santana

Orientador: Professor Doutor Nuno Gonçalo Cordeiro Marques de Almeida

Vogal: Professora Doutora Isabel Maria Figueiredo Lopes

Outubro de 2014

v

Agradecimentos

A realização da presente dissertação representa a concretização de um objetivo na minha vida,

sendo que seria impossível de alcançar sem o apoio de todos que de certa forma contribuíram para

este triunfo. Deixo o meu sincero agradecimento e gratidão a todos.

Ao Doutor Nuno Almeida agradeço o seu apoio, disponibilidade, estímulo e paciência ao longo de

todo este caminho que me permitiu chegar até aqui.

Ao Doutor Rui Gomes agradeço a sua disponibilidade e apoio incansáveis, e a sua ajuda essencial

nas questões de Geotecnia.

Por último, queria deixar o meu reconhecimento pelo carinho, apoio incondicional, compreensão e

constante estímulo à minha família e amigos, que sempre acreditaram no meu sucesso.

vii

Resumo

As primeiras fases dos empreendimentos de construção, nomeadamente as fases de projeto e

execução, são determinantes para promover a sua qualidade futura. A atividade de controlo técnico

promove a qualidade dos empreendimentos através da implementação da gestão do risco técnico

desde as fases iniciais do empreendimento. Ao desenvolver as atividades de controlo técnico,

pretende-se reduzir os custos associados aos problemas resultantes da não garantia de qualidade,

através da avaliação de conformidade, assim como promover a satisfação de todos os intervenientes

nesse empreendimento, nomeadamente, o utilizador final, as seguradoras e os construtores.

Na presente dissertação, define-se e enquadra-se a atividade de controlo técnico com enfoque no

risco geotécnico, sendo abordados os diferentes fatores de agravamento desse risco. O âmbito da

presente dissertação são os fatores de agravamento relacionados com a campanha de

reconhecimento geotécnico do terreno durante a etapa de verificação do estudo geotécnico (fase de

projeto).

O contributo principal consiste num modelo de controlo do risco geotécnico em edifícios aplicável à

campanha de reconhecimento geotécnico, que se perspetiva possa vir a ser utilizado posteriormente

como auxiliar para emissão de seguros e garantias para cobertura de defeitos nas construções. O

objetivo é que, através da aplicação do modelo e da análise das conclusões por ele suportadas, seja

possível às seguradoras definir prémios de seguro, concedendo simultaneamente ao utilizador final

uma garantia extra de qualidade da construção.

A presente dissertação inclui ainda uma implementação prática do modelo apresentado a um caso de

estudo, demonstrando a sua utilidade e importância.

Palavras-chave: Controlo técnico; qualidade da construção; risco geotécnico; seguros.

ix

Abstract

The first phases of projects’ construction, including the phases of design and execution, are crucial to

promote their future quality. The project technical control activity promotes quality through the

implementation of the management of technical risk from the initial stages of the project. When

developing technical activities, the intention is to reduce the costs associated with the problems that

arise from not guaranteeing quality through conformity assessment, as well as to promote the

satisfaction of all parties in this enterprise, namely, the end user, insurance companies and builders.

In this dissertation, is defined and fits the activity of technical control with focus on geotechnical risk,

and approaches the different factors that increase risk. The scope of this dissertation are the factors

associated to deterioration related to Geotechnical investigation of the ground terrain during the

verification phase of the geotechnical study (design phase).

The main contribution consists of a control model of the geotechnical risk in buildings applied to the

geotechnical investigation. That perspective might be used later as an auxiliary for insurance and

issuing guarantees for defects in construction. The goal is that, through the application of the model

and analysis of the conclusions it supports, it will be possible for insurers to set insurance premiums

while giving the end user an extra guarantee of quality of construction.

This dissertation also includes a practical implementation of the model by the means of a case study,

demonstrating its usefulness and importance.

Keywords: Technical control; construction quality; geotechnical risk; insurance.

xi

Acrónimos

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas

ASTM - American Society for Testing and Materials

CPV – Controlo e Prevenção de Riscos SA

CTE - Código Técnico de la Edificación

DBE – SE – C – Documento Básico de Seguridad Estructural – Cimientos

DECO – Defesa do consumidor

dmax – Distancias máximas entre pontos de reconhecimento

FTH – Ficha Técnica da Habitação

InCI – Instituto da Construção e do Imobiliário

IPAC – Instituto Português de Acreditação

IPQ – Instituto Português da Qualidade

ISO – Organização Internacional de Normalização

ITeCons - Instituto de Investigação e Desenvolvimento Tecnológico em Ciências da Construção

LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil

NF – Nível freático

OCT - Organismo de Controlo Técnico

P – Profundidade de reconhecimento de referência

RPC – Regulamento dos Produtos da Construção

SPT – Standard Penetration Test

UE – União Europeia

xiii

Índice Geral

Agradecimentos v

Resumo vii

Abstract ix

Acrónimos xi

Índice Geral xiii

Índice de Figuras xv

Índice de Tabelas xvii

CAPÍTULO 1 | INTRODUÇÃO 1

1.1. Enquadramento geral e âmbito da dissertação ........................................................................ 1 1.2. Objetivos ................................................................................................................................... 4

1.3. Metodologia ............................................................................................................................... 5 1.4. Organização da dissertação ..................................................................................................... 5

CAPÍTULO 2 | REVISÃO DE CONHECIMENTOS 9

2.1. Qualidade da construção de edifícios ....................................................................................... 9 2.1.1. Enquadramento conceptual ........................................................................................... 9

2.1.2. Condição dos edifícios em Portugal ............................................................................ 11 2.1.3. Patologias em edifícios ................................................................................................ 12

2.2. Qualidade e controlo técnico da construção ........................................................................... 14 2.2.1. Instrumentos de promoção da qualidade da construção ............................................ 14 2.2.2. Controlo técnico da construção ................................................................................... 15

CAPÍTULO 3 | CONTROLO DO RISCO GEOTÉCNICO EM EDIFÍCIOS 25

3.1. Sinistralidade relacionada com os problemas geotécnicos e a sua importância ................... 25

3.2. Fases do controlo técnico dos aspetos geotécnicos .............................................................. 26

3.2.1. Verificação do estudo geotécnico ................................................................................ 27

3.2.2. Visita de inspeção geotécnica ..................................................................................... 29 3.2.3. Conclusões da verificação do estudo geotécnico e da visita de inspeção

geotécnica .................................................................................................................................... 30

CAPÍTULO 4 | MODELO DE CONTROLO DO RISCO GEOTÉCNICO EM EDIFÍCIOS: CAMPANHA DE

RECONHECIMENTO GEOTÉCNICO 33

4.1. Considerações iniciais sobre o estudo geotécnico ................................................................. 33 4.2. Estrutura do modelo de controlo do risco geotécnico............................................................. 37 4.3. Número de pontos de reconhecimento ................................................................................... 37

xiv

4.3.1. Descrição do modelo ................................................................................................... 37

4.3.2. Análise do risco técnico associado ao número de pontos de reconhecimento .......... 41

4.4. Profundidade de reconhecimento ........................................................................................... 41 4.4.1. Descrição do modelo ................................................................................................... 41

4.4.2. Análise do risco técnico associado à profundidade de reconhecimento ..................... 43

4.5. Técnicas de prospeção ........................................................................................................... 44 4.5.1. Descrição das principais técnicas de prospeção ........................................................ 44

4.5.1.1. Sondagens ................................................................................................................. 49

4.5.1.2. Poços, galerias, valas e trincheiras ........................................................................... 53

4.5.1.3. Ensaios de campo ..................................................................................................... 56

4.5.1.4. Método da resistividade elétrica ................................................................................ 67

4.5.1.5. Métodos sísmicos ...................................................................................................... 69

4.5.1.6. Método eletromagnético ............................................................................................ 77

4.5.1.7. Método magnético ..................................................................................................... 79

4.5.1.8. Método gravimétrico .................................................................................................. 80

4.5.2. Análise do risco técnico associado às técnicas de prospeção ................................... 80

4.6. Amostragem de solos e rochas .............................................................................................. 82 4.6.1. Descrição do modelo ................................................................................................... 82

4.6.1.1. A perturbação das amostras ...................................................................................... 85

4.6.1.2. Classe de qualidade das amostras de solo para ensaios de laboratório .................. 86

4.6.1.3. Técnicas de amostragem de solos ............................................................................ 88

4.6.1.4. Categorias dos métodos de amostragem de rochas ................................................. 92

4.6.2. Análise do risco técnico associado à amostragem de solos e rochas ........................ 95

4.7. Ensaios de laboratório ............................................................................................................ 95 4.7.1. Descrição do modelo ................................................................................................... 97

4.7.2. Análise do risco técnico associado aos ensaios de laboratório .................................. 99

4.8. Acreditações de laboratórios ................................................................................................ 101

4.8.1. Descrição do modelo ................................................................................................. 101 4.8.2. Análise do risco técnico associado às acreditações de laboratórios ........................ 103

4.9. Resumo dos pontos a verificar na campanha de reconhecimento geotécnico .................... 103 4.10. Análise crítica do modelo ...................................................................................................... 108

CAPÍTULO 5 | CASO DE ESTUDO 111

5.1. Descrição do caso de estudo ................................................................................................ 111

5.2. Aplicação do modelo – Relatório de controlo do risco geotécnico ....................................... 117 5.3. Análise crítica da aplicação do modelo ................................................................................ 134

CAPÍTULO 6 | CONSIDERAÇÕES FINAIS 135

6.1. Contributos da dissertação ................................................................................................... 135

6.2. Estudos futuros ..................................................................................................................... 137

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 139

REFERÊNCIAS LEGAIS E NORMATIVAS 144

ANEXOS 147

xv

Índice de Figuras

Figura 1 – Sequência das atividades de controlo técnico para edifícios (Almeida, 2011) ...................... 2

Figura 2 - Evolução do risco de engenharia ao longo do desenvolvimento de um empreendimento de

construção (adaptado de Almeida, 2014) ............................................................................................... 2

Figura 3 – Esquema representativo da organização da dissertação ...................................................... 6

Figura 4- Estado de conservação dos edifícios residenciais em Portugal, segundo a época de

construção (Almeida, 2011)................................................................................................................... 12

Figura 5 - Evolução da situação na construção em Portugal (adaptado de Freitas, 2007) .................. 17

Figura 6 - Atividade de controlo técnico (Jafar et al., 2013) .................................................................. 18

Figura 7 – Princípios das Reservas Técnicas ....................................................................................... 21

Figura 8 - Principais atividades para avaliação do risco técnico realizadas pelo OCT (Bartolomé,

2008a).................................................................................................................................................... 21

Figura 9 - Metodologia do controlo técnico (Bureau Veritas, 2012; CPV, 2013) .................................. 22

Figura 10 - Principais atividades a realizar no processo de controlo do risco geotécnico (adaptado de

Bartolomé, 2008b) ................................................................................................................................. 27

Figura 11 - Pontos fundamentais da verificação do estudo geotécnico2 (Bartolomé, 2008b; Almeida,

2011) ...................................................................................................................................................... 27

Figura 12 - Fases de execução de um relatório geotécnico (Viana da Fonseca, 2009) ...................... 34

Figura 13 – Localização dos pontos de reconhecimento em função da geometria da área a

reconhecer (Bartolomé, 2008b) ............................................................................................................. 40

Figura 14 - Influência da proximidade das fundações. Efeito de grupo do bolbo de tensões em

sapatas (DBE-SE-C, 2006) ................................................................................................................... 43

Figura 15 - Principais técnicas de prospeção ....................................................................................... 46

Figura 18 - Trados manuais (FEUP, 2014a) ......................................................................................... 50

Figura 19 - Trado mecânico montado sobre um camião (FEUP, 2014a) ............................................. 50

Figura 20 - Trépanos: a) reto; b) bisel; c) cruz (FEUP, 2014a) ............................................................. 51

Figura 21 - Coroas para sondagens de rotação (FEUP, 2014a) .......................................................... 52

Figura 16 - Esquema do ensaio SPT (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro,

2013a).................................................................................................................................................... 61

Figura 17 - Representação esquemática do CPT (Macêdo, 2005) ...................................................... 66

Figura 22 - Medição da resistividade do terreno através dos métodos elétricos (González de Vallejo,

et al., 2002) ............................................................................................................................................ 68

Figura 23 - Método da refração sísmica: 2 estratos com o estrato superior de espessura constante

(FEUP, 2014c) ....................................................................................................................................... 72

Figura 24 - Representação esquemática de alguns tipos de reflexões múltiplas (FEUP, 2014c) ........ 75

Figura 25 – Deteção de zona anómala através da energia eletromagnética (LNEC, 2008) ................ 78

Figura 26 – Determinação da espessura das camadas através da energia eletromagnética (LNEC,

2008) ...................................................................................................................................................... 78

xvi

Figura 27- Fórmulas para o cálculo do coeficiente de entrada (Ci), coeficiente de saída (Co) e índice

de área (Ca) (FEUP. 2014a) ................................................................................................................. 84

Figura 28 - Técnicas de amostragem de solos (Almeida da Benta, 2007) ........................................... 89

Figura 29 - Carta de Plasticidade (Bartolomé, 2008b) .......................................................................... 96

Figura 30 – Planta de localização das sondagens mecânicas de furação vertical (S1 a S6) ............ 112

Figura 31- Coluna lito-estratigráfica local ............................................................................................ 113

Figura 32 - Variação em profundidade dos valores de NSPT obtidos na unidade Pliocénica .............. 114

xvii

Índice de Tabelas

Tabela 1 - Listagem indicativa de fatores de agravamento do risco geotécnico dos edifícios (adaptado

de Almeida, 2011) ................................................................................................................................... 3

Tabela 2 - Principais causas das patologias em edifícios (adaptado de Esteves, 2008 e Sycodés,

2008; Bento, 2009) ................................................................................................................................ 13

Tabela 3 - Metodologias de apoio à implementação de ações de garantia de qualidade ao longo do

processo construtivo (Costa e Silva, 2000; Tafula 2009 e Peixoto, 2008) ........................................... 14

Tabela 4 – Termos de referência para avaliar o grau de agravamento do risco técnico inerente

(Almeida, 2011) ..................................................................................................................................... 22

Tabela 5 - Níveis de risco geotécnico (adaptado de Bartolomé, 2008b) .............................................. 31

Tabela 6 - Tipo de construção (adaptado de DBE-SE-C, 2006) ........................................................... 37

Tabela 7 – Tipo de terreno (adaptado de DBE-SE-C, 2006) ................................................................ 38

Tabela 8 - Distância máxima entre pontos de reconhecimento, em função do tipo de edifício e tipo de

terreno (DBE-SE-C, 2006)..................................................................................................................... 39

Tabela 9 - Número mínimo de sondagens e percentagem de substituição por penetrómetros (DBE-

SE-C, 2006) ........................................................................................................................................... 39

Tabela 10 - Profundidade aproximada da zona de influência do bolbo de tensões (Bartolomé, 2008b)

............................................................................................................................................................... 42

Tabela 11 - Aplicabilidade de alguns métodos de prospeção geotécnica (Obando, 2009; FEUP,

2014a; Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013a; UCN, 2013) ..................... 48

Tabela 12 - Análise comparativa dos métodos de prospeção geofísica (adaptado de González de

Vallejo, et al., 2002) ............................................................................................................................... 49

Tabela 13 - Ensaios in situ: propriedades geotécnicas e materiais (González de Vallejo, et al., 2002)

............................................................................................................................................................... 57

Tabela 14 - Ensaios in situ de resistência (adaptado de González de Vallejo, et al., 2002) ................ 58

Tabela 15 - Ensaios in situ de deformabilidade (González de Vallejo, et al., 2002) ............................. 59

Tabela 16 - Ensaios in situ de permeabilidade (González de Vallejo, et al., 2002) .............................. 60

Tabela 17 - Classificação de solos incoerentes quanto à sua compacidade através do NSPT ............. 62

Tabela 18 - Classificação de solos coerentes quanto à sua consistência através do NSPT .................. 63

Tabela 19 - Correlação entre o NSPT e o ângulo de atrito interno (ɸ’) de solos granulares (González de

Vallejo, et al., 2002) ............................................................................................................................... 63

Tabela 20 - Fontes de erros para o ensaio SPT (Departamento de Geociências da Universidade de

Aveiro, 2013a) ....................................................................................................................................... 64

Tabela 21 - Tipo de ensaios de penetração e a sua aplicabilidade de acordo com o tipo de terreno

(DBE-SE-C, 2006; Bartolomé, 2008b) .................................................................................................. 67

Tabela 22 - Comparação entre os ensaios de penetração: SPT e CPT (adaptado de Macêdo, 2005) 67

Tabela 23 - Velocidades das ondas P e S de alguns tipos de materiais (Lopes, 2012) ....................... 70

Tabela 24 - Vantagens e desvantagens dos ensaios sísmicos em furo e de superfície (Lopes, 2012)77

xviii

Tabela 25 - Profundidades de pesquisa pelo método do georadar (FEUP, 2014c) ............................. 79

Tabela 26 - Influência do método de cravação na qualidade da amostragem (Departamento de

Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b) .................................................................................. 84

Tabela 27 - Principais causas de perturbação do solo nas diferentes fases do processo de

amostragem (Almeida da Benta, 2007) ................................................................................................. 85

Tabela 28 - Classes de qualidade das amostras de solo para ensaios de laboratório (EN 1997-2,

2007) ...................................................................................................................................................... 87

Tabela 29 – Descrição e parâmetros a determinar das classes de qualidade das amostras

(Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b) .................................................... 87

Tabela 30 - Classe mínima de qualidade das amostras a ensaiar em laboratório de acordo com a

propriedade que se pretende avaliar (adaptado de EN 1997-2, 2007) ................................................. 88

Tabela 31 - Amostragem por sondagem rotativa em solos (adaptado de EN ISO 22475-1, 2006) ..... 90

Tabela 32 - Amostradores de solos (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro,

2013b).................................................................................................................................................... 92

Tabela 33 - Amostragem em rochas: métodos de amostragem e tipos de amostras (EN ISO 22475-1,

2006; Almeida da Benta, 2007); ............................................................................................................ 92

Tabela 34 - Amostragem por sondagens rotativas em rochas (EN ISO 22475-1, 2006) ..................... 94

Tabela 35 - Principais parâmetros de caraterização geotécnica dos diferentes tipos de solos

(adaptado de Bartolomé, 2008b) ........................................................................................................... 98

Tabela 36 – Número de referência de ensaios in situ ou ensaios de laboratório para cada unidade

geotécnica para área de construção até 2000m2 (adaptado de DBE-SE-C, 2006) .............................. 99

Tabela 37 – Serviço de ensaios de solos do ITeCons acreditados pelo IPAC (IPAC, 2014b) ........... 102

Tabela 38 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com o

número de pontos de reconhecimento (adaptado de Bartolomé, 2008b) ........................................... 104

Tabela 39 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com a

profundidade de reconhecimento (adaptado de Bartolomé, 2008b) ................................................... 104

Tabela 40 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com as

técnicas de prospeção (adaptado de Bartolomé, 2008b) ................................................................... 105

Tabela 41 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com a

amostragem de solos e rochas (adaptado de Bartolomé, 2008b) ...................................................... 106

Tabela 42 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com os

ensaios de laboratório (adaptado de Bartolomé, 2008b) .................................................................... 107

Tabela 43 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com as

acreditações de laboratórios ............................................................................................................... 107

Tabela 44 – Melhorias introduzidas no modelo apresentado ............................................................. 109

Tabela 45 - Prospeção Geotécnica: quantidades de trabalho ............................................................ 113

Tabela 46 - Programa de ensaios de laboratório ................................................................................ 115

Tabela 47 - Resultados dos ensaios de laboratório ............................................................................ 115

Tabela 48 - Tensões de contacto por local investigado ...................................................................... 116

Tabela 49 - Parâmetros geotécnicos .................................................................................................. 116

1

CAPÍTULO 1 | INTRODUÇÃO

1.1. Enquadramento geral e âmbito da dissertação

A presente dissertação intitulada de “Atividades de controlo do risco geotécnico em edifícios:

campanha de reconhecimento geotécnico” combina as áreas da qualidade da construção e da

geotecnia, aplicando o conceito do controlo técnico da construção aos aspetos geotécnicos

envolvidos na construção de edifícios, especificamente na campanha de reconhecimento geotécnico.

A avaliação da conformidade dos edifícios é um assunto amplamente discutido a nível nacional e

internacional. Neste contexto, tem vindo a ganhar expressão o conceito de controlo técnico da

construção. Este conceito baseia-se essencialmente numa sequência de atividades de identificação,

análise, avaliação e tratamento das situações do risco de engenharia das construções (Figura 1), e

no reporte das conclusões dessas atividades às várias partes interessadas no risco de engenharia

das construções e no estado da gestão desse risco.

A Figura 2 representa a evolução do risco de engenharia ao longo do tempo e das diferentes fases de

um empreendimento de construção. A figura indica que há um determinado nível de risco que não é

possível eliminar na totalidade (risco técnico inerente). Contudo, as atividades de controlo técnico

permitem prevenir o agravamento desse risco.

As atividades de controlo técnico podem ser aplicadas a todos os domínios ou requisitos básicos

definidos no Regulamento dos Produtos de Construção (RPC): resistência mecânica e estabilidade;

segurança contra incêndios; higiene, saúde e ambiente; segurança na utilização; proteção contra o

ruído; economia de energia e isolamento térmico; utilização sustentável dos recursos naturais. O

âmbito da presente dissertação é sobretudo o primeiro destes requisitos, resistência mecânica e

estabilidade, nomeadamente no que respeita ao risco geotécnico das estruturas.

Na Tabela 1 apresentam-se os fatores de agravamento do risco geotécnico dos edifícios na fase de

verificação do estudo geotécnico e da visita de inspeção (Almeida, 2011). A presente dissertação

descreve um modelo de controlo dos fatores de agravamento na fase de revisão do estudo de

prospeção geotécnico (fase de projeto) para a campanha de reconhecimento.

2

Figura 1 – Sequência das atividades de controlo técnico para edifícios1 (Almeida, 2011)

Figura 2 - Evolução do risco de engenharia ao longo do desenvolvimento de um empreendimento de construção

(adaptado de Almeida, 2014)

1 Adaptado do processo de gestão do risco da norma ISO 31000 e do de controlo do risco da norma ISO 10006

Ris

co d

e en

gen

har

ia

Desenvolvimento de um empreendimento de construção

Redução do risco de

engenharia devido às

atividades de controlo

Risco técnico inerente

3

Tabela 1 - Listagem indicativa de fatores de agravamento do risco geotécnico dos edifícios (adaptado de Almeida,

2011)

Atividades de

controlo técnico Fatores de agravamento do risco geotécnico dos edifícios

Verificação do estudo

geotécnico (fase de

projeto)

Relacionados com a campanha de reconhecimento geotécnico:

- Número de pontos de reconhecimento insuficiente;

- Distribuição dos pontos de reconhecimento inadequada;

- Profundidade de reconhecimento insuficiente;

- Técnicas de reconhecimento desadequadas;

- Desadequação ou insuficiência dos ensaios de campo (incluindo recolha de amostras)

face às características geotécnicas do terreno e à finalidade do estudo;

- Desadequação ou insuficiência dos ensaios de laboratório face às características

geotécnicas do terreno;

- Utilização de resultados obtidos a partir de ensaios realizados por entidades não

acreditadas;

- Utilização imprópria e excessiva de dados empíricos ou de dados procedentes de

correlações ou de dados relativos a outras localizações;

- Ausência ou insuficiência de informação sobre ocorrências geotécnicas complexas ou

especiais.

Relacionados com as características geotécnicas do terreno:

- Agressividade do solo e água;

- Expansibilidade ou possibilidade de colapso;

- Possibilidade de assentamento diferidos;

- Terrenos heterogéneos;

- Inclinações acentuadas;

- Proximidade de taludes naturais ou artificiais;

- Proximidade de linhas de água;

- Oscilações de nível freático;

- Erosão;

- Sismicidade;

- Ocorrências geotécnicas complexas ou especiais.

Relacionados com a determinação de parâmetros de cálculo:

- Imprecisão das hipóteses de base e das estimativas obtidas empiricamente ou a partir de

correlações;

- Incorreções na modelação geotécnica;

- Desadequação dos métodos de cálculo para determinação dos parâmetros;

- Erros nos cálculos para determinação dos parâmetros.

Relacionados com recomendações:

- Desadequação das recomendações para projeto face aos parâmetros ou características do

terreno;

- Indefinições ou insuficiências na determinação das condições para os projetos de fundações,

substruturas ou escavações.

Visita de inspeção

geotécnica (fase de

construção)

Relacionado com desvios ao estudo geotécnico:

- Desvios nas características geotécnicas do terreno;

- Desvios às recomendações do estudo geotécnico;

- Outros desvios específicos.

4

Para além das evidentes vantagens relativamente à melhoria da qualidade das construções e da

otimização do processo construtivo, o controlo técnico está também estritamente relacionado com a

emissão de seguros de cobertura de defeitos na construção. Com a emissão destes seguros

pretende-se conceder garantias de qualidade da construção ao proprietário.

Embora ainda não seja obrigatório em Portugal, o seguro decenal de garantia de danos da

construção, o modelo apresentado neste trabalho aborda de uma forma técnica e assertiva possíveis

métodos de controlo dos aspetos geotécnico envolvidos na campanha de reconhecimento, que

poderão ser explicados e melhorados com a experiência adquirida com a implementação da atividade

de controlo técnico.

1.2. Objetivos

A presente dissertação tem como principal objetivo a aplicação do conceito de controlo técnico da

construção aos aspetos geotécnicos dos edifícios durante a fase de projeto, com enfoque na

campanha de reconhecimento geotécnico, tendo em conta os diferentes níveis de complexidade da

obra.

Com esta dissertação pretende-se divulgar a metodologia de controlo técnico, de forma a contribuir

para a melhoria da qualidade da construção dos edifícios e para a harmonização das motivações e

exigências das diferentes partes interessadas nos empreendimentos, nomeadamente os utilizadores

finais, os donos de obra, os projetistas, as empresas de construção e as companhias de seguros.

Assim, pretende-se contribuir para a promoção das atividades de controlo técnico e as suas

aplicações no que respeita ao 1º requisito do RPC (resistência mecânica e estabilidade), tendo

também em vista a promoção dos seguros contra defeitos estruturais nas construções e a certificação

do desempenho estrutural de edifícios. É importante referir que a decisão de emissão de seguros ou

certificados da qualidade requer previamente a avaliação do nível do risco técnico global de todo o

processo construtivo, o qual resulta das atividades de controlo técnico.

Para atingir os objetivos mencionados a presente dissertação foca-se na elaboração de uma estrutura

global do modelo de controlo do risco geotécnico em edifícios, desenvolvendo detalhadamente

apenas as atividades de controlo técnico relacionadas com a campanha de reconhecimento

geotécnico. Por fim, pretendendo-se a validação do modelo elaborado, procede-se à aplicação do

mesmo a um caso de estudo.

É necessário referir que a presente dissertação foi elaborada com o objetivo de apoiar as atividades

de controlo técnico através do desenvolvimento do modelo e da análise e identificação dos aspetos

que podem condicionar a sua aplicação, que normalmente se encontram dispersos por vários

documentos. Pretende-se assim sintetizar a informação necessária para permitir a avaliação e

controlo do risco geotécnico associado à campanha de reconhecimento geotécnico.

5

1.3. Metodologia

A metodologia da dissertação inclui três etapas fundamentais:

1. A revisão de conhecimentos baseada na consulta de bibliografia específica, na pesquisa sobre as

atividades de empresas especializadas no controlo técnico em Portugal e na consulta de

especialistas nas áreas da qualidade da construção e da geotecnia.

2. Para o desenvolvimento do modelo de controlo dos aspetos geotécnicos, toma-se como base a

informação técnica e regulamentar aplicável às atividades de controlo técnico em Espanha, tendo-se

introduzido as adaptações e melhorias consideradas necessárias tendo em conta as especificidades

de contexto nacional, nomeadamente dos Eurocódigos aplicáveis. Estas adaptações e melhorias

tiveram em conta os pontos cruciais que mais influenciam a qualidade das construções

3. Para avaliar a eficiência e exequibilidade do modelo de controlo técnico dos aspetos geotécnicos,

faz-se ainda uma aplicação do mesmo a uma situação real que serve de caso de estudo.

1.4. Organização da dissertação

A presente dissertação encontra-se dividida em cinco capítulos (Figura 3).

No primeiro capítulo apresenta-se o tema da dissertação e a justificação do seu desenvolvimento.

Também são apresentados os objetivos que se pretende atingir, a metodologia a seguir e a

estruturação da dissertação.

Na revisão de conhecimentos, segundo capítulo, apresenta-se uma breve descrição do estado de

conservação dos edifícios em Portugal e das principais patologias detetadas em edifícios,

pretendendo-se demonstrar a necessidade de promover o controlo técnico em todo o processo

construtivo. No mesmo capítulo, são apresentados os principais instrumentos de promoção da

qualidade da construção, é definida e enquadrada a atividade de controlo técnico e referem-se as

vantagens do controlo técnico para, por exemplo, posterior emissão de seguros de construção.

O terceiro capítulo inicia-se com a análise da sinistralidade relacionada com os problemas

geotécnicos e a sua importância. Apresenta-se também o enquadramento do controlo técnico dos

aspetos geotécnicos, evidenciando-se as principais fases constituintes: verificação do estudo

geotécnico, visita de inspeção geotécnica e conclusões da verificação do estudo geotécnico e da

visita de inspeção geotécnica.

6

Figura 3 – Esquema representativo da organização da dissertação

Capítulo 1 | Introdução

1.1. Enquadramento geral e âmbito da dissertação

1.2. Objetivos 1.3. Metodologia 1.4. Organização da dissertação

Capítulo 2 | Revisão de conhecimentos

2.1. Qualidade da construção de edifícios

2.1.1.Enquadramento conceptual

2.1.2.Condição dos edifícios em Portugal

2.1.3.Patologias em edifícios

2.2. Qualidade e controlo técnico da construção

2.2.1.Instrumentos de promoção da qualidade da construção

2.2.2.Controlo técnico da construção

Capítulo 3 | Controlo do risco geotécnico de edifícios

3.1. Sinistralidade relacionada com os porblemas geotécnicos e a sua importância

3.2. Fases do controlo técnico dos aspetos geotécnicos

3.2.1. Verificação do estudo geotécnico

3.2.2. Visita de inspeção geotécnica

3.2.3. Conclusões da verificação do estudo geotécnico e da visita de inspeção geotécnica

Capítulo 4 | Modelo de controlo do risco geotécnico de edifícios: campanha de reconhecimento geotécnico

4.1. Considerações iniciais sobre o estudo geotécnico 4.2. Estrutura do modelo de controlo do risco geotécnico

4.3. Número de perfis de reconhecimento

4.4. Profundidade de reconhecimento 4.5. Técnicas de prospeção

4.6. Amostragem de solos e rochas 4.7. Ensaios de laboratório 4.8. Acreditações de laboratórios

4.9. Resumo dos pontos a verificar na campanha de reconhecimento geotécnico

4.10. Análise crítica do modelo

Capítulo 5 | Caso de estudo

5.1. Descrição do caso de estudo

5.2. Aplicação do modelo - relatório de controlo do risco geotécnico

5.3. Análise crítica da aplicação do modelo

Capítulo 6 | Considerações finais

6.1. Contributos da dissertação 6.2. Estudos futuros

Referências bibliográficas

Referências legais e normativas

Anexos

Anexo 1 - Relatório de controlo do risco geotécnico

7

O quarto capítulo centra-se na descrição de um modelo de controlo dos aspetos geotécnicos, que se

desenvolve de acordo com a sequência de atividades de controlo técnico dos edifícios referida na

Figura 1, centrando-se na fase de apreciação do risco técnico e nas suas etapas constituintes:

identificação, análise e avaliação do risco técnico. O modelo contempla a identificação e análise dos

principais fatores de agravamento do risco técnico inerente da estrutura abrangidos pelo estudo

geotécnico, especificamente durante a campanha de reconhecimento geotécnico. Assim, a

identificação de cada um destes fatores concretiza-se no seu enquadramento teórico, e a sua análise

desenvolve-se em dois pontos principais: aspetos a controlar e erros que podem ocorrer. Por fim,

apresenta-se a avaliação do nível de agravamento do risco técnico inerente que pode advir desses

fatores. No fim deste capítulo apresenta-se uma análise crítica do modelo elaborado.

No quinto capítulo apresenta-se a aplicação do modelo previamente elaborado a um estudo

geotécnico de uma obra real, de forma a ser possível testar todos os aspetos geotécnicos

constituintes do modelo e verificar a sua exequibilidade e eficiência. A aplicação do modelo é

sintetizada pelo preenchimento de um relatório de controlo do risco geotécnico que se apresenta no

Anexo 1.

Por último, no sexto capítulo, serão apresentados os contributos obtidos através da elaboração da

presente dissertação, bem como os estudos futuros que serão necessários efetuar de forma a

complementar o modelo elaborado de controlo dos aspetos geotécnicos.

9

CAPÍTULO 2 | REVISÃO DE CONHECIMENTOS

A melhoria da qualidade da construção dos edifícios implica, em primeiro lugar, que se reconheça o

ponto de situação atual e, em segundo lugar, que se definam estratégias que promovam essa

melhoria (Almeida, 2011). Assim, este capítulo inicia-se por uma breve contextualização da qualidade

da construção dos edifícios (2.1.), apresentando-se um breve enquadramento conceptual (2.1.1.), a

condição dos edifícios em Portugal (2.1.2.) e as principais patologias encontradas nestes (2.1.3.). Por

fim, apresenta-se uma descrição da qualidade e controlo técnico da construção (2.2.), referindo-se os

principais instrumentos de promoção da qualidade (2.2.1.), bem como a definição e enquadramento

do controlo técnico (2.2.2.).

2.1. Qualidade da construção de edifícios

A qualidade em toda a sua amplitude é notoriamente reconhecida como fator dinâmico essencial

promotor de produtividade, de competitividade e de desenvolvimento sustentável nas economias e

nas sociedades (Peixoto, 2008).

2.1.1. Enquadramento conceptual

Almeida (2011) define qualidade como um termo abrangente que pode ser entendido como um

atributo de natureza condicional geralmente associado à ausência de defeitos. Almeida (2011) refere

também que o termo qualidade tem sido considerado de forma inconsistente como sinónimo de

excelência (Tuchman, 1980), valor (Abbott, 1955; Feigenbaum, 1951), conformidade com

especificações (Gilmore, 1974; Levitt, 1972), conformidade com requisitos (Crosby, 1979), adequação

ao uso (Juran, et al., 1976), evitar perdas (Taguchi et al., 1989; Ross, 1996) e atingir e/ou exceder as

expectativas do cliente (Gröenroos, 1983), entre outros (Foley, 2000; Schiffauerova, et al., 2006).

De forma a materializar o conceito de qualidade nos vários setores da construção, surgem outras

noções e correspondente terminologia: controlo da qualidade, garantia da qualidade, garantia da

qualidade total, sistemas de gestão da qualidade, certificação da qualidade, políticas da qualidade,

qualidade do produto, qualidade do serviço, qualidade do processo, etc. (Almeida, 2011).

10

Devido à enorme divulgação do conceito da qualidade, o sector da construção acabou por adotar as

metodologias associadas a este conceito para satisfazer as necessidades e expetativas das diversas

partes interessadas e o sucesso a longo prazo, sendo estas metodologias simultaneamente um

instrumento de publicidade de forma a ganhar vantagem competitiva no setor.

A norma ISO 8402 (1987) surgiu como uma tentativa de harmonizar o entendimento que o conceito

da qualidade poderia ter para diferentes pessoas, sectores de atividade económica e profissionais da

área. Esta norma definia o termo qualidade como o conjunto de propriedades e características de um

produto ou serviço que lhe confere aptidão para satisfazer exigências explícitas ou implícitas. A

mesma norma referia também que garantir a qualidade de um produto ou serviço consiste na adoção

de ações planeadas e sistemáticas, que garantam uma adequada confiança de que os níveis de

qualidade pretendidos serão alcançados.

Almeida (2011) refere que atualmente a definição mais consensual para o conceito de qualidade é a

promovida pela Organização Internacional de Normalização (ISO) e é dada pela norma ISO 9000.

Nessa norma define-se qualidade como sendo o grau de satisfação de requisitos dado por um

conjunto de características intrínsecas.

Como é percetível, o significado de qualidade não é absoluto, pois depende das circunstâncias e não

pode ser dissociado de requisitos, necessidades ou expectativas pré-estabelecidos. Cabe a cada

parte envolvida no setor da construção, nomeadamente entidades reguladoras, entidades

normalizadoras, donos de obra, projetistas, construtores, entidades fiscalizadores, companhias de

seguros, entre outros, definir os seus requisitos em função das suas motivações e objetivos concretos

(Almeida, 2011). Definindo-se os requisitos com o objetivo de promover a qualidade, cada entidade

distingue-se pelo seu caráter singular e exclusivo nessa definição. Assim se justifica a complexidade

e multiplicidade associadas à definição e caraterização do conceito de qualidade no setor da

construção.

Na indústria da construção, a qualidade é demonstrada pelo correto desempenho e adequada

durabilidade dos empreendimentos e portanto a qualidade dos serviços associados assume uma

elevada importância na obtenção da qualidade dos empreendimentos de construção (Peixoto, 2008).

Com o passar dos anos o setor da construção tem vindo a reconhecer a importância de se

implementar sistemas de gestão da qualidade, confirmando o argumento, recorrentemente divulgado,

de que as entidades envolvidas no setor beneficiam com a implementação desses sistemas. Os

números demonstram precisamente esta consciencialização, pois em 2005, pela primeira vez, a

construção passou a liderar a lista dos setores com maior número de certificados ISO 9001 emitidos a

nível mundial (ISO, 2006; Almeida, 2011).

Apesar de existir um grande número de certificados ISO 9001 no setor da construção, importa

reconhecer que estes não traduzem uma garantia de qualidade do produto final, embora indiciem a

determinação das organizações em implementar sistemas de gestão de qualidade, tendo como

11

consequência uma maior probabilidade de que os produtos ou serviços possam adquirir

características que lhes confiram uma “elevada qualidade”.

A implementação do controlo técnico em Portugal em complemento aos sistemas de gestão da

qualidade visa a melhoria da qualidade de construção dos edifícios.

2.1.2. Condição dos edifícios em Portugal

De acordo com a Defesa do Consumidor (DECO), o setor da habitação é um dos mais problemáticos

para os consumidores, destacando-se os edifícios com defeitos de construção e pouca eficiência em

termos energéticos e acústicos, a má aplicação dos materiais de construção por falta de formação

profissional dos trabalhadores e a dificuldade de acionar as garantias de construção (Bento, 2009).

As elevadas expetativas de satisfação dos consumidores aquando da aquisição dos imóveis é um

forte motivo para o alargamento do seu prazo de garantia, sendo necessário promover também o

controlo técnico associado aos seguros e garantias para cobertura de defeitos nas construções.

Um estudo realizado pela DECO\PRO TESTE analisou 34 habitações na grande Lisboa e grande

Porto, que estavam dentro do período de garantia de cinco anos, e apenas 2 não tinham qualquer

tipo de defeito. Demonstra-se assim a existência de problemas relacionados com a qualidade da

construção em Portugal e a necessidade de contrariar esta tendência (Bento, 2009).

Nesse sentido, as entidades governamentais, de forma a melhorar a qualidade da construção em

Portugal, criou uma Ficha Técnica da Habitação (FTH). O Instituto da Construção e do Imobiliário

(InCI) define a FTH como um documento descritivo das principais características técnicas e

funcionais do prédio urbano para fim habitacional, reportadas ao momento da conclusão das obras de

construção, reconstrução, ampliação ou alteração do mesmo. Esta ficha pretende reforçar os direitos

dos consumidores à informação e proteção dos seus interesses económicos, no âmbito da aquisição

de um prédio urbano para habitação.

Ainda no domínio da qualidade das construções, em 2003 a DECO\PRO TESTE recebeu cerca de

2500 reclamações relativas a defeitos em construções que ainda se encontravam no prazo de

garantia de 5 anos. A resolução destes problemas deu origem a processos morosos, chegando

mesmo em alguns casos a tribunal. É neste ponto que um sistema de garantias e seguros, de adesão

voluntária ou obrigatória, poderá atuar de forma a reduzir o número de processos existentes,

acelerando a resolução dos existentes (Bento, 2009).

Embora através da análise do artigo publicado pela DECO\PRO TESTE não seja possível generalizar

relativamente à fraca qualidade das construções novas, pois a amostra é bastante reduzida e apenas

referente a duas zonas do país, é possível ter uma noção relativamente à falta de qualidade das

construções em Portugal devido a defeitos de construção (Bento, 2009).

12

Ainda relativamente ao estado de conservação dos edifícios em Portugal, os dados disponíveis à data

da realização dos Census 2001 indicavam que, em relação aos edifícios residenciais, 12,6% dos

edifícios até 10 anos de idade não correspondiam às expectativas dos utilizadores finais pois

apresentavam necessidades de operações de reparação devido ao seu estado de degradação

(Figura 4) (Almeida, 2011).

Figura 4- Estado de conservação dos edifícios residenciais em Portugal, segundo a época de construção (Almeida,

2011)

Os dados do Census de 2001 apenas cobrem os aspetos visíveis dos imóveis (Afonso, 2002;

Almeida, 2011). Assim, as necessidades de reparação podem ter sido determinadas de forma

conservadora, especialmente se se tiver em consideração que os levantamentos efetuados pelos

inquiridores não incluem elementos estruturais não visíveis nem instalações especiais (Almeida,

2011).

Os dados apresentados demonstram a gravidade da situação de Portugal, bem como a necessidade

de tomar medidas que promovam uma redução dos defeitos nos edifícios. É necessário assegurar os

requisitos mínimos de qualidade nos edifícios ou satisfazer as expetativas mais exigentes quando

assim se pretenda.

Pode-se considerar relevante a criação de um sistema eficaz de seguros e garantias para a cobertura

de defeitos nas construções. Este sistema pode servir de suporte na responsabilização de possíveis

danos na construção para com os diversos intervenientes de uma obra, sendo a seguradora

responsável por cobrir os custos de reparação, quando necessária.

2.1.3. Patologias em edifícios

O mau estado de conservação dos edifícios pode ser causado por outros fatores para além da

deficiente utilização. As primeiras fases do ciclo de vida de um edifício são determinantes para

1868342 50204 96854 136694 200951 358958 262942 230427 236422 294890

1199336

164489

222415

207783

187892

190096

94925 57893

42045 31798

92365 39187 25667 12565 6419 4295 1712 1031 679 810

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Total antes de 1919

1919 a 1945 1946 a 1960 1961 a 1970 1971 a 1980 1981 a 1985 1986 a 1990 1991 a 1995 1996 a 2001

Sem necessidade de reparação Com necessidade de reparação Muito degradado

13

promover a sua qualidade futura, o que justifica a importância de um aumento da preocupação com

cada uma delas (Esteves 2008; Bento, 2009).

De acordo com os estudos realizados por diferentes autores (Tabela 2), pode-se confirmar a

importância que deve ser dada às fases de projeto e execução relativamente as causas das

patologias em edifícios.

Tabela 2 - Principais causas das patologias em edifícios (adaptado de Esteves, 2008 e Sycodés, 2008; Bento, 2009)

Trabalhos Defeitos de

Projeto/Conceção

Defeitos de

Materiais

Defeitos de

Execução

Defeitos de

Utilização e

Outros

Jean Blevot (França. 1974) 35% - 65% -

LEMIT (Venezuela, 1965-1975) 19% 5% 57% 19%

Bureau Securitas (França, 1979) 43% 6% 43% 8%

S.I.A. (Suiça, 1979) 46% - 44% 10%

F. Gabaldón (Espanha, 1982) 41% 13% 31% 15%

A. Paterson (Londres, 1984) 37% 5% 51% 7%

C.S.T.C. (Bélgica, 1971) 46% 15% 22% 17%

Thomaz Ripper (Lisboa, 1997) 36% 37% 32% 15%

Athanazio, A. E Trajano, I. (Brasil, 1998) 21% 14% 54% 11%

Bureau Veritas (Lisboa, 2007) 43% 15% 30% 12%

“Sycodés” (França, 1995-1998) 19% 5% 71% 5%

“Sycodés” (França, 1999-2002) 13% 3% 78% 6%

“Sycodés” (França, 2003-2007) 11% 4% 79% 6%

Os erros mais frequentes detetados ao longo da fase de projeto incluem a má seleção de materiais, a

má seleção do processo construtivo e a ausência de pormenorização adequada. Na fase de

execução destaca-se a deficiente interpretação das especificações do projeto, a falta de mão-de-obra

qualificada e a ausência de fiscalização (Farinha, 2005; Bento, 2009).

Os erros de conceção podem ser explicados por vários fatores: falta de sistematização do

conhecimento; ausência de informação técnica; inexistência de sistema efetivo de garantias e

seguros; não exigência de qualificação profissional; novas preocupações arquitetónicas; aplicação de

novos materiais; inexistência na equipa de projeto de especialistas em física das construções e de

compatibilização de projetos; e ausência de sistema de incentivos à qualidade (Freitas, 2007).

Relativamente aos erros de execução podem ter diferentes causas: estrutura das empresas de

construção; deficiente interligação com os diferentes subempreiteiros; não qualificação da mão-de-

obra; velocidade exigida ao processo de construção; responsabilização – processos morosos na

justiça quando existem conflitos; e desconhecimento das propriedades dos materiais e componentes

aplicados (Freitas, 2007).

14

Os erros inerentes ao desempenho dos materiais de construção podem ser justificados devido à não

realização de um estudo do comportamento dos materiais previamente à sua comercialização, da

homologação ou certificação dos materiais ser insuficiente ou do não investimento no

desenvolvimento tecnológico (Freitas, 2007).

2.2. Qualidade e controlo técnico da construção

2.2.1. Instrumentos de promoção da qualidade da construção

A indústria da construção dispõe de várias metodologias de apoio a implementação de ações de

garantia de qualidade ao longo do processo construtivo, nomeadamente separados pelos distintos

caracteres: obrigatório e voluntário (Tabela 3).

Tabela 3 - Metodologias de apoio à implementação de ações de garantia de qualidade ao longo do processo

construtivo (Costa e Silva, 2000; Tafula 2009 e Peixoto, 2008)

Metodologias de apoio à implementação de ações de garantia de qualidade ao longo do processo construtivo

De carácter obrigatório:

- Textos legislativos e regulamentares;

- Regulamento produtos de construção;

- Homologações do uso das novidades na construção;

- Certificação e classificação obrigatória de produtos.

De carácter voluntário:

- Atividades de elaboração de textos técnicos;

- Certificação de produtos – Marca de Produto Certificado;

- Certificação de sistemas da qualidade de empresas;

- Certificação de empreendimento de construção – Marca de

qualidade LNEC;

- Atividade de revisão de projetos.

Atualmente, embora não exista uma normativa específica para as atividades de controlo técnico em

Portugal, existem algumas disposições legislativas que pretendem assegurar a qualidade na

construção. Para além da regulamentação técnica em vigor, também se aplica na construção em

Portugal a legislação comunitária destinada aos países da União Europeia (UE).

Desta forma, destaca-se o Regulamento dos Produtos de Construção (RPC), como a principal

regulamentação que pretende assegurar a qualidade da construção nas obras dos países da UE.

Este regulamento evidencia a importância das atividades de controlo técnico no processo construtivo

e define os requisitos aplicáveis aos produtos de construção.

Para além da enumeração das especificações técnicas existentes e da apresentação dos

procedimentos que permitem assegurar a conformidade dos produtos de construção, este

regulamento define os requisitos básicos a garantir nas obras de construção: resistência mecânica e

estabilidade; segurança contra incêndio; higiene, saúde e ambiente; segurança e acessibilidade na

utilização; proteção contra o ruído; economia de energia e isolamento térmico; utilização sustentável

dos recursos naturais. As atividade de controlo técnico pretendem portanto avaliar a conformidade

dos edifícios em termos destas características essenciais (Jafar, 2013).

15

Não desvalorizando os restantes requisitos básicos, o requisito da resistência mecânica e

estabilidade é basilar. A garantia de uma estrutura com resistência mecânica e estabilidade é

essencial na construção de um empreendimento e portanto este subsistema (estrutura) deve ser alvo

de controlo técnico rigoroso.

Segundo o RPC, as obras de construção devem satisfazer, quando asseguradas condições normais

de manutenção, os requisitos básicos durante um período de vida útil economicamente razoável.

Deve-se portanto garantir a durabilidade das construções, através do controlo técnico da qualidade

de execução de todos os processos inerentes.

2.2.2. Controlo técnico da construção

Em Portugal, desde há muito que a qualidade da construção e o controlo técnico têm vindo a ser

debatidos. Neste domínio, destacam-se um conjunto de estudos realizados (Jafar, 2013; Decker,

2013; Deman, 2013; Fagundes,2013; Jafar et al., 2013; Almeida, 2011).

Estes estudos contribuíram para a promoção do conceito de controlo técnico e apresentaram as

principais diferenças existentes na sua aplicação em vários países. Jafar (2013) apresentou uma

análise dessas diferenças, tendo estudado um conjunto de situações relativas ao controlo técnico e

aos sistemas de seguros e garantias em 52 países. Refira-se também o desenvolvimento e estudo da

temática do controlo técnico na Bélgica, Alemanha e Reino Unido por Decker (2013), e na Bélgica,

Holanda, Suécia e França por Deman (2013). Jafar et al. (2013) desenvolveu um artigo que define os

contributos existentes para o controlo técnico da construção em Portugal, apresentando uma revisão

de conhecimentos e uma análise das experiências nacionais e internacionais previamente estudadas

aprofundadamente na sua dissertação de mestrado. Destaca-se ainda a dissertação desenvolvida por

Fagundes (2013), onde é aplicado o conceito de controlo técnico nas impermeabilizações em

coberturas planas, sendo apresentado um plano de atividades que o autor pretende que seja

considerado como guia de execução de forma a assegurar a qualidade de execução dessas

coberturas. Por fim, refere-se o estudo desenvolvido por Almeida (2011), tendo como resultado um

modelo de gestão técnica de edifícios baseada no desempenho e no risco, apresentando também

exemplos de aplicação do modelo desenvolvido a estruturas. Este estudo foi o grande impulsionador

para os estudos que se seguiram na área de controlo técnico.

Embora a atividade de controlo técnico ainda não seja aplicada de uma forma generalizada aos

empreendimentos de construção em Portugal, para além dos estudos, anteriormente mencionados,

que já foram desenvolvidos neste contexto, também são notórios os vários contributos desenvolvidos

pela comunidade técnico-científica para a definição e implementação do controlo técnico no país. No

entanto, continua sem existir um enquadramento específico para o controlo técnico da construção em

Portugal, algo importante para a consolidação desta atividade (Jafar, 2013).

16

A implementação de um sistema de responsabilidades, garantias e seguros eficaz, aliado a um

controlo técnico durante o processo de construção, poderá dar um contributo significativo para que se

verifique o aumento da qualidade das construções (Borges 1991; Bento 2009).

Na grande maioria dos casos, a atividade de controlo técnico surge da necessidade de uma

seguradora e das outras entidades envolvidas terem garantias nos domínios de engenharia em como

uma construção tem qualidade para poder ser assegurada, requerendo-se para isso a presença de

um organismo que controle a qualidade tanto da conceção como da execução da obra (Jafar, 2013).

O controlo técnico implica a necessidade de se criar um programa da qualidade da construção e

estabelecer procedimentos de controlo e verificação que permitem, em caso de comprovação de boa

execução dos trabalhos, a obtenção dos seguros decenais de danos (Jafar, 2013).

A preocupação crescente com a qualidade da construção devido às patologias encontradas nos

edifícios demonstra a necessidade de desenvolver um programa nacional de desenvolvimento de

documentação técnica que promova o aumento da qualidade das construções. As entidades

governamentais devem incentivar e controlar o processo, sendo que o programa deve ser

previamente desenvolvido com o contributo das empresas de construção, dos produtores de

materiais, das seguradoras, dos laboratórios e das Universidades (Figura 5).

Com o objetivo de promover a melhoria da qualidade das construções e a implementação do controlo

técnico, uma boa solução será a criação de um sistema nacional de responsabilidades, garantias e

seguros, com as seguintes características (Freitas, 2007): identifique e defina detalhadamente as

obrigações e as responsabilidades dos intervenientes no processo construtivo; desenvolva um

sistema de garantias associado a seguros obrigatórios em que seja garantida a indemnização dos

beneficiários e a responsabilização dos intervenientes, análogo ao sistema francês; e, elabore um

“Código de Construção” em que sejam definidas as exigências a satisfazer pelas construções.

Embora possa existir alguma articulação entre as entidades responsáveis pelo controlo e as

companhias de seguros, estas entidades devem atuar independentemente, de forma a garantir a

integridade do processo de controlo técnico. Às entidades de controlo técnico cabe-lhes a temática da

qualidade, e com os seus elementos técnicos permitem às companhias de seguros a definição do

risco inerente. Por sua vez às companhias de seguros cabe-lhes assumir o risco, comprometendo-se

com eventuais consequências financeiras de uma não-conformidade (Doumeyrou, 1986b; Fagundes

2013).

Os defeitos verificados em construções novas, modificadas ou reparadas, provocados por defeitos do

solo ou da construção, justificam a necessidade da existência de um regime claro de

responsabilidades, garantias e seguros no processo construtivo. Este regime só será viável se existir

um controlo técnico adequado e assim será possível dar seguimento às diversas iniciativas de

promoção da qualidade que registaram um impulso significativo nos últimos anos em Portugal

(Esteves, 2008; Bento, 2009).

17

Figura 5 - Evolução da situação na construção em Portugal (adaptado de Freitas, 2007)

No sistema de seguros a implementar devem ser diferenciados os seguros para cobrir os defeitos

relativos aos elementos estruturais dos seguros relativos a elementos não estruturais. O primeiro tem

um prazo de 10 anos e pode ter carácter obrigatório (seguro decenal), enquanto que o segundo é

trienal e habitualmente voluntário (Tomaz, 2013; Fagundes, 2013).

A atividade de controlo técnico é uma atividade de avaliação da conformidade de empreendimentos

de construção que pode ou não estar associada a um seguro decenal de danos (Jafar et al., 2013).

Esta avaliação da conformidade traduz-se no controlo da qualidade ao longo de todo o processo de

construção do empreendimento, através do desenvolvimento de atividades de controlo técnico.

Doumeyrou (1986a) destaca como principais vantagens da atividade de controlo técnico a qualidade

do construído, a garantia de cumprimento do estabelecido nas bases normativas e regulamentares e

o apoio técnico ao projetista e ao empreiteiro. No mesmo sentido, a Bureau Veritas (2012) refere que

os principais benefícios ao implementar o controlo técnico são: a maior proteção aos utilizadores, o

cumprimento legal e a cobertura de riscos estruturais, a garantia de qualidade da obra por uma

entidade independente e a maior flexibilidade e adaptação às necessidades.

A atividade de controlo técnico pode ser caracterizada por diversos aspetos (Figura 6):

enquadramento, definição, objetivos, organismo de controlo técnico, objeto e etapas-chave.

Preocupação crescente com a qualidade da construção

Edifícios não apresentam a qualidade desejada

Milhares de fogos com graves patologias

É necessário definir uma estratégia para melhoria da qualidade e durabilidade

Desenvolver um programa nacional de desenvolvimento de documentação técnica

Empresas de construção

Produtores de materiais

Seguradoras

Laboratórios

Universidades

Causas das patologias da construção em Portugal

Concepção

Execução Defeitos dos materiais

Utilização

18

Figura 6 - Atividade de controlo técnico (Jafar et al., 2013)

O enquadramento da atividade de controlo técnico requer a identificação das ferramentas legais que

se aplicam, da definição de funções e responsabilidades dos intervenientes e da caraterização do

esquema de garantias eventualmente associado. Embora ainda não exista um enquadramento legal

específico em Portugal para esta atividades, através da análise da situação internacional, foi possível

perceber que o elemento motivador para a generalização desta atividade pode ser o seguro decenal.

É importante referir que em Portugal já existe uma proposta de implementação de um sistema de

seguros, no qual o dono da obra adere a um seguro, que é imediatamente desencadeado quando

forem detetados danos, sendo posteriormente averiguada a responsabilidade desses danos e

ativados os respetivos seguros de responsabilidade individual (Jafar et al., 2013).

Relativamente à definição, a atividade de controlo técnico pode ser definida como uma atividade de

avaliação da conformidade independente, em que se exerce um controlo de qualidade do projeto, da

execução e dos ensaios dos materiais, sendo importante evidenciar que o controlo deve apenas

incidir sobre a vertente da qualidade (Jafar et al, 2013). Esta avaliação da conformidade deve ser

executada por pessoas ou organismos independentes de quem promove, concebe ou constrói as

soluções de engenharia e de quem detém interesses na utilização dessas soluções (Almeida, 2011).

O controlo técnico é uma parte integrante da gestão técnica do edifício, disciplina de gestão de

empreendimentos de construção que visa planear, organizar, monitorizar, controlar e relatar os

aspetos que tradicionalmente estão fora da esfera da gestão dos custos e dos prazos, assim como as

motivações de todos os envolvidos na satisfação das necessidades do utilizador final do edifício.

Assim, como objetivos principais do controlo técnico destacam-se os seguintes (Almeida, 2011):

•Definição de funções e responsabilidades dos intervenientes

•Sistema de garantia (seguro decenal)

•Enquadramento legal

Enquadramento

•Controlo de qualidade: projeto, execução e ensaios dos materiais

• Atividade de avaliação de conformidade independente Definição

• Elevado nivel de fiabilidade:

•Exigências regulamentares

•Riscos cobertos pela apólice de seguros

Objetivo

•Independentes

•Experiência e capacidade técnica (especialistas em risco de engenharia)

•Seguro de responsabilidade

•Sistema de acreditação

Organismos de controlo técnico

•Controlo do risco de engenharia

•Medição, avaliação e verificação dos requisitos técnicos

•Ex: Regulamento dos Produtos de Construção (resistência mecânica e estabilidade das fundações, estrutura e paredes)

Objeto

•Plano de controlo

•Controlo da fase de projeto

•Controlo dos ensaios dos materiais

•Controlo da fase de execução (pontos de controlo e checklists)

•Inspeção final e reporte

Etapas-chave

19

otimizar os aspetos relacionados com a qualidade (e com o ambiente e a segurança e saúde no

trabalho) dos edifícios; suportar a demonstração independente da conformidade regulamentar; e,

suportar a demonstração independente dos níveis do desempenho técnico e do risco técnico

efetivamente atingidos pelo edifício construído.

Os objetivos do controlo técnico anteriormente apresentados podem, de um modo geral, ser

traduzidos em apenas um objetivo fundamental: o de aproximar a realidade dos edifícios construídos

às exigências (do desempenho técnico e do risco técnico) formuladas pelos utilizadores finais e pela

regulamentação técnica aplicável (Almeida, 2011). Assim, com o controlo técnico pretende-se

assegurar que os requisitos estabelecidos em regulamentos aplicáveis são cumpridos e que os riscos

possam ser cobertos por apólice de seguros (Jafar et al., 2013).

Em relação às características dos organismos responsáveis por desenvolver as atividades de

controlo técnico, estes devem ser independentes de todas as entidades envolvidas no

empreendimento de construção e devem reunir um conjunto de competências técnicas e experiência

profissional adequada e necessária às suas funções, devendo estas estar previamente definidas.

Assim, pode ser também contemplado um esquema de acreditação para estas identidades, de forma

a assegurar as suas capacidades e competências para exercer e controlar a atividade de controlo

técnico (Jafar et al., 2013).

Para atingir o objetivo genérico do controlo técnico referido anteriormente, é necessário reconhecer

quais os subsistemas do edifício que afetam os atributos técnicos implicados naquelas exigências, ou

seja, qual é o objeto do controlo técnico. É sobre estes subsistemas que devem incidir as atividades

de controlo técnico, sendo que de um modo geral, são as fundações, estruturas e outros elementos

que interfiram na resistência mecânica e estabilidade (adaptado de Almeida, 2013).

Como etapas-chave da atividade de controlo técnico destaca-se: a elaboração de um plano de

controlo, o controlo da fase de projeto, dos ensaios dos materiais e da fase de execução, e uma

inspeção final e reporte.

Embora em Portugal ainda não exista legislação de carácter obrigatório no que diz respeito à emissão

de seguros de danos, em Espanha existe um seguro de caução ou seguro decenal de danos da

edificação de subscrição obrigatória. Com este seguro pretende-se garantir, durante 10 anos, o

ressarcimento dos danos materiais causados no edifício por defeitos que tenham origem ou afetem

as fundações, os pilares, as vigas ou outros elementos estruturais, que comprometem diretamente a

resistência mecânica e estabilidade do edifício. A obrigatoriedade de subscrição deste seguro

abrange os edifícios novos, de carácter permanente, cuja ocupação principal seja a habitação, sendo

este seguro decenal um requisito indispensável para se efetuar o Registo de Propriedade do edifício

(Bartolomé, 2008a).

Numa fase inicial as seguradoras espanholas começaram por emitir apólices de garantia decenal,

mas logo perceberam que para tal ser economicamente viável, era necessário assegurar previamente

que as condições de controlo técnico ao longo da conceção e construção do edifício eram cumpridas.

20

Então, a solução adotada foi contratar uma empresa independente e especializada, responsável por

realizar uma prévia avaliação do risco, de forma a limitar as condições do seguro e assim conseguir

sucesso económico para empresa seguradora. Esta empresa externa tem a função de avaliar o risco

e definir os diferentes graus de probabilidade de agravamento desse risco. A contratação de

empresas externas para a avaliação do risco originou um novo elemento no processo de construção:

o Organismo de Controlo Técnico (OCT).

O OCT, contratado pelo dono de obra e sujeito à aceitação da seguradora, tem como principal função

a previsão e auditoria do risco, ao nível do projeto e durante a execução da obra, de forma a

acompanhar os diferentes processos construtivos. Quando detetada alguma anomalia ou defeito que

possa dar origem a situações de risco técnico deve ser emitida, por parte do OCT, uma Reserva

Técnica. Esta Reserva Técnica, podendo ser parcial ou total, deve permitir à empresa seguradora

ponderar sobre a aceitação do risco ou exclusão deste da cobertura do seguro, quando não forem

afetadas as condições de estabilidade global do edifício. As Reservas Técnicas são canceladas

quando as situações anómalas detetadas forem resolvidas e tal seja confirmado e garantido pelo

OCT.

Inicialmente o OCT foi visto como uma entidade supérflua que apenas iria sobrepor as suas funções

às do Diretor de Obra, contribuindo para a duplicação dos custos de contratação. Atualmente, devido

às diferentes situações em que comprovam que a análise do risco é um fator preponderante ao longo

da execução da obra, o OCT é visto como uma mais-valia que, através das atividades de controlo

técnico, permite garantir uma maior qualidade na construção (Bartolomé, 2008a).

A principal função do OCT é auditar a conformidade das especificações técnicas que se aplicam nas

diferentes partes da obra. Assim, o OCT verifica a adequação das especificações do projeto às

normas técnicas correspondentes e deve assegurar o cumprimento das mesmas durante a execução

da obra.

O OCT, sendo uma entidade de carácter externo e independente, não pode intervir na realização do

projeto, nem ter nenhuma função executiva na realização da obra, não podendo também dar ordens

ou indicações à empresa construtora ou aos seus subcontratados. Tais medidas pretendem

assegurar a imparcialidade do OCT durante a avaliação do risco técnico, de forma a garantir a

idoneidade das suas conclusões.

Relativamente às reservas técnicas emitidas pelo OCT, estas devem atender a quatro aspetos

fundamentais (Figura 7): oportunidade, agilidade, objetividade e transparência.

A oportunidade refere-se ao momento em que devem ser emitidas, ou seja, logo que se detete a

anomalia e, quando se achar necessário, deve-se emitir uma reserva técnica de forma a não permitir

o agravamento da situação. A agilidade relaciona-se com a necessidade de que as reservas técnicas

permitam que se concretizem as correções necessárias, devendo manter a objetividade, sendo

explícitas e tecnicamente fundamentadas. A transparência diz respeito à forma como são elaboradas

21

Resevas Técnicas

Oportunidade

Objetividade

Transparência

Agilidade

as reservas técnicas, pois deve garantir-se que a informação chega corretamente a quem tem de

avaliar e corrigir os erros detetados (Bartolomé, 2008a).

Figura 7 – Princípios das Reservas Técnicas

O controlo técnico por parte do OCT tem de ser exercido sobre o projeto e as suas eventuais

alterações, sobre a execução dos processos construtivos e sobre os materiais que são utilizados nas

obras. Este controlo deve atuar na deteção dos problemas e procurar soluções para resolve-los de

forma célere e satisfatória. Todo este processo de análise e resolução de situações anómalas deve

ser documentado de forma a garantir à seguradora, através dos pareceres emitidos pelo OCT,

apreciar o risco técnico inerente e poder definir as condições económicas e de cobertura do seguro. A

documentação de todo o processo também é essencial para auditar o processo de construção,

contribuindo para assegurar a qualidade da sua execução.

Em Espanha, o processo de avaliação do risco técnico por parte do OCT contempla a atividades

representadas na Figura 8.

Figura 8 - Principais atividades para avaliação do risco técnico realizadas pelo OCT (Bartolomé, 2008a)

Pelo interesse da comparação, apresentam-se na Figura 9 a metodologia seguida para

implementação do controlo técnico em Portugal em duas empresas distintas: Bureau Veritas e CPV.

• Revisão do estudo geotécnico;

• Inspeção do terreno de fundação;

• Revisão inicial do projeto e análise dos riscos técnicos;

• Revisão do projeto de estabilidade;

• Supervisão do controlo dos materiais de fundação;

• Revisão da execução das fundações;

• Supervisão do controlo dos materiais da estrutura;

• Revisão da execução da estrutura;

• Revisão da execução da fachada;

• Última visita e relatório final.

Estruturação da avaliação do risco técnico pelo OCT

22

Figura 9 - Metodologia do controlo técnico (Bureau Veritas, 2012; CPV, 2013)

O processo de controlo técnico culmina na atribuição de um nível de risco ao empreendimento de

construção objeto desse processo. De acordo com a metodologia já apresentada por Almeida (2011),

a apreciação do controlo técnico resulta em três níveis: “não agravado”, “agravado” e “muito

agravado”.

De um modo geral, considera-se que o nível “não agravado” abrange os sistemas construtivos onde

as fases de projeto e execução não contêm soluções de engenharia que agravem o risco inerente

(risco técnico inicial que não é possível eliminar na totalidade). Aos níveis “agravado” e “muito

agravado”, correspondem ocorrências em que, nas fases de projeto e/ou execução, de alguma forma

há incremento do risco técnico inicial (Fagundes, 2013).

Na Tabela 4 apresentam-se os critérios genéricos para avaliar a importância efetiva dos fatores de

agravamento do risco técnico. De acordo com Almeida (2011), os termos de referência apresentados

na Tabela 4 foram deduzidos a partir da informação que algumas companhias de seguros solicitam

para efeitos de emissão de seguros de danos em edifícios.

Tabela 4 – Termos de referência para avaliar o grau de agravamento do risco técnico inerente (Almeida, 2011)

Classe de

agravamento do risco

técnico inerente

Critérios relacionados com “erros

humanos grosseiros” na conceção,

construção e utilização e exploração do

edifício

Critérios relacionados com emissões ou

limitações associadas à conceção,

construção e utilização e exploração do

edifício

Muito agravado

Existem erros no projeto, na construção

e/ou na manutenção que agravam muito o

risco técnico inerente do edifício

Existem circunstâncias técnicas não controladas

que agravam o rico técnico inerente do edifício

Agravado

Existem erros no projeto, na construção

e/ou na manutenção que agravam o risco

técnico inerente do edifício

Existem circunstâncias técnicas controladas que

agravam o risco técnico inerente do edifício

Não agravado

Não existem erros no projeto, na

construção e/ou na manutenção que

agravem o risco técnico inerente do

edifício

Não existem circunstâncias que possam agravar

o risco técnico inerente do edifício

• Análise do estudo geotécnico – verificação da caracterização geotécnica do terreno;

• Verificação das estruturas – avaliação do cálculo da estabilidade e estudo dos aspetos que possam afetar a estrutura do edifício;

• Verificação do projeto – avaliação dos pormenores construtivos especificados no projeto;

• Acompanhamento da obra – verificação da correta aplicação das condições definidas em projeto e dos ensaios e testes exigidos;

• Elaboração de relatórios – emissão de um relatório com a descrição dos riscos detetados, com o objetivo de corrigir as anomalias identificadas.

Bureau Veritas

• Revisão do projeto de engenharia de estruturas;

• Revisão do projeto de geotecnia;

• Controlo da execução da obra;

• Verificação dos resultados dos ensaios de laboratório e dos materiais aplicados.

CPV

23

As três classes de agravamento consideradas na Tabela 4 baseiam-se na classificação de riscos

utilizada por uma companhia de seguros internacional especializada no sector da construção

(Almeida, 2011). Ainda assim, é importante referir que existem companhias de seguros que não

admitem distinções em caso de agravamento do risco, admitindo apenas duas classes: “não

agravado” ou “agravado”. Outras companhias admitem gradações classificativas mais refinadas

(Martinez, 2008; Almeida, 2011).

Com a experiência acumulada, quer por parte de entidades com prática no controlo técnico de

estruturas, quer por parte de entidades que emitem apólices de seguro contra defeitos estruturais em

edifícios, é possível reconhecer alguns fatores que, tipicamente ou recorrentemente, conduzem a

situações com determinada intensidade de agravamento efetivo.

25

CAPÍTULO 3 | CONTROLO DO RISCO GEOTÉCNICO EM EDIFÍCIOS

As atividades de controlo técnico abrangem, entre outros, os diferentes aspetos geotécnicos

relacionados com a edificação, desde a sua fase de projeto até ao fim da sua execução. Estas

atividades permitem identificar e avaliar os riscos para a edificação, dando conhecimento destes às

várias partes interessadas nesses riscos.

Este capítulo inicia-se com a exposição da sinistralidade relacionada com os problemas geotécnicos

e a sua importância (3.1.), de forma a justificar a necessidade de existir um modelo de controlo do

risco geotécnico. Segue-se o enquadramento do controlo técnico dos aspetos geotécnicos (3.2.),

mencionando-se as diferentes fases constituintes: verificação do estudo geotécnico (3.2.1.), visita de

inspeção geotécnica (3.2.2.) e conclusões da verificação do estudo geotécnico e da visita de

inspeção geotécnica (3.2.3.).

3.1. Sinistralidade relacionada com os problemas geotécnicos e a sua

importância

A experiência nos países em que se comercializam seguros de garantia decenal de danos em

edifícios demonstra que o custo de reparações decorrentes de problemas de natureza geotécnica é

extremamente elevado. Portanto, é fundamental identificar os fatores de agravamento do risco

técnico relacionados com o terreno (Almeida, 2011).

Segundo a experiência francesa, a falta de um estudo geotécnico adequado, origina um agravamento

da sinistralidade com um custo de três vezes superior ao que tem outras origens, podendo chegar ao

valor de 20% do custo de todas as reparações (Bartolomé, 2008b).

A experiência espanhola nesta área é reduzida, pois não existe um registo das ocorrências anteriores

que permita estabelecer critérios de avaliação dos riscos relacionados com a geotecnia. Apesar disto,

é possível referir que a maior parte da sinistralidade ocorrida em Espanha, tem origem em aspetos

relacionados com a geotecnia, nomeadamente a proximidade de inclinações elevadas, construções

sobre aterros ou outros relacionados com estudos geotécnicos deficientes (Bartolomé, 2008b).

Pelo facto do custo económico devido às deficiências geotécnicas ser bastante elevado, o controlo

técnico nesta área é cada vez mais um parâmetro de extrema importância.

26

A ausência de estudos geotécnicos motivou o desenvolvimento de muitos problemas relacionados

com os solos na sinistralidade da edificação. Por exemplo, em Espanha, constatou-se que 85% dos

sinistros ocorridos em edifícios com menos de 10 anos de idade de construção foram devidos a

problemas de natureza geotécnica. O principal motivo desta sinistralidade elevada é a ausência,

inadequação e incorreção de um estudo geotécnico (Bartolomé, 2008b). Embora atualmente existam

estudos geotécnicos em obras mais importantes, para as obras de pequena e média dimensão a sua

qualidade e a informação que abrange geralmente é deficiente, quando não é totalmente inexistente.

Em Espanha, não existiam normas de cumprimento obrigatório para questões geotécnicas,

originando problemas nas atividades de controlo técnico nesta área. Com a entrada em vigor do

Documento Básico de Seguridad Estructural – Cimentaciones (DBE-SE-C) do Código Técnico de la

Edificación (CTE), aprovado em Março de 2006, pretendeu-se reduzir a sinistralidade relacionada

com os aspetos geotécnicos, sendo este documento uma ferramenta importante para a orientação

das atividades de controlo técnico (Bartolomé, 2008b). Em Portugal como enquadramento normativo

relacionado com os aspetos geotécnicos destaca-se principalmente a EN 1997-1 (2010), referente ao

projeto geotécnico.

Face aos níveis de sinistralidade bastante elevados, comprova-se a necessidade de rever e controlar

os estudos geotécnicos, comprovando mais tarde em obra, através de visitas de inspeção geotécnica,

os pressupostos previamente assumidos em fase de projeto. Assim, não se deve considerar um

estudo geotécnico como certo e exato, apenas porque foi emitido por uma empresa especializada

e/ou certificada, devendo sempre averiguar a veracidade das suas conclusões ao longo da execução

do edifício (Bartolomé, 2008b).

3.2. Fases do controlo técnico dos aspetos geotécnicos

Com o controlo técnico pretende-se controlar o nível do risco técnico de uma estrutura. A eficácia do

controlo desse nível depende de uma correta gestão do risco técnico das estruturas (risco de

engenharia) e da realização das atividades de identificação, análise, avaliação e tratamento de

fatores de agravamento desse mesmo risco técnico. Especificamente para os aspetos geotécnicos,

ou seja, para os fatores de agravamento relacionados com o terreno, as atividades necessárias de

realizar concretizam-se essencialmente em três fases: verificação do estudo geotécnico (durante a

fase de conceção), visita de inspeção geotécnica (durante a fase de construção) e emissão de

conclusões resultantes da verificação do estudo geotécnico e da visita de inspeção geotécnica

(Almeida, 2011).

De forma mais detalhada, Bartolomé (2008b) refere as principais atividades a realizar no processo de

controlo técnico do risco geotécnico (Figura 10).

27

Figura 10 - Principais atividades a realizar no processo de controlo do risco geotécnico (adaptado de Bartolomé,

2008b)

3.2.1. Verificação do estudo geotécnico2

A verificação do estudo geotécnico deve ser realizada com a mesma objetividade e rigor técnico que

qualquer outra verificação de elementos constituintes do projeto da edificação que seja sujeito às

atividades de controlo técnico. Esta revisão deve ser realizada com pormenor suficiente de forma a

poder detetar erros de planeamento, de cálculo ou nas suas recomendações, devendo verificar

principalmente todos os aspetos determinantes cujos erros possam afetar o dimensionamento

realizado na fase de projeto. Exemplos destes aspetos são os níveis geotécnicos envolvidos,

verificação da adequação da modelação e a memória de cálculo para determinar a tensão admissível

do solo e os seus assentamentos (Bartolomé, 2008b).

Os pontos fundamentais onde deve incidir a verificação do estudo geotécnico são apresentados na

Figura 11.

Figura 11 - Pontos fundamentais da verificação do estudo geotécnico2 (Bartolomé, 2008b; Almeida, 2011)

2 Apenas a fase de Verificação do Estudo Geotécnico, especificamente a campanha de reconhecimento, será desenvolvida no modelo

proposto, devendo a Visita de inspeção geotécnica e as suas Conclusões serem integradas em estudos futuros

• Revisão e verificação do estudo geotécnico. Verificação da existência dos dados mínimos para a correta definição dos parâmetros geotécnicos necessários para o dimensionamento da fundação e contenção do edifício; Verificar a exatidão dos dados obtidos;

• Comparação dos parâmetros, características geotécnicas e recomendações da fundação do estudo geotécnico com as soluções de fundação projetadas;

• Visita de inspeção à escavação da fundação, comprovando em obra os níveis geotécnicos definidos no estudo geotécnico e as suas conclusões;

• Avaliação do risco geotécnico;

• Informar a seguradora através de relatórios de definição dos riscos indicando os que são mais relevantes, refletindo com maior claridade e precisão possível os aspetos geotécnicos que os relatórios solicitam;

• Definição de riscos geotécnicos especiais .

Controlo técnico do risco geotécnico

• Campanhas de reconhecimento: densidade do reconhecimento, profundidade do reconhecimento, técnicas de reconhecimento, ensaios de campo e recolha de amostras, ensaios de laboratório, acreditações de laboratórios;

• Características geotécnicas do terreno: tipo litológico, agressividade, nível freático, outras características;

• Determinação dos parâmetros de cálculo: memória de cálculo dos parâmetros geotécnicos;

• Recomendações: parâmetros de cálculo para projectos de fundações, substruturas ou escavações (factores de segurança, tensões admissíveis, assentamentos propostos, cotas de apoio, coesão, ângulo de atrito interno, peso específico, densidade), características do terreno, tipologia e características específicas de fundação e contenções;

•Riscos geotécnicos específicos: identificação da exitência de algum e definição do mesmo.

Verificação do estudo geotécnico

28

As conclusões obtidas desta verificação específicas da geotecnia, devem ser reunidas e

apresentadas em conjunto com as restantes do projeto da edificação, permitindo a obtenção de uma

conclusão técnica do risco global.

a) Verificação das campanhas de reconhecimento3

Relativamente à verificação das campanhas de reconhecimento, deve atender-se às insuficiências ou

desadequações no número ou distribuição de pontos de reconhecimento, na profundidade de

reconhecimento, ou nas técnicas de reconhecimento e ensaio utilizadas. Deve assegurar-se que com

a campanha de reconhecimento são identificadas as características físicas e químicas mínimas do

terreno, de forma a não incrementar o grau de incerteza e consequentemente diminuir a fiabilidade

dos resultados necessários para a conceção das fundações e substruturas (Almeida, 2011).

Este tipo de insuficiências ou desadequações no desenvolvimento da campanha de reconhecimento

têm como consequência a ausência de informação geotécnica para as zonas de escavação, de apoio

da fundação e de influência do bolbo de pressões. Nestas situações, o controlador técnico pode emitir

uma reserva técnica, que será posteriormente cancelada após ser complementada a campanha de

reconhecimento geotécnico. O grau de agravamento que deve ser considerado em resultado destas

não conformidades depende da importância de eventuais insuficiências e de outros aspetos

interdependentes, tais como o tipo de terreno ou o tipo de estrutura a construir, a existência ou não

de ocorrências geotécnicas complexas ou especiais, a estrutura litológica, entre outros (Almeida,

2011). Assim, cabe ao controlador técnico avaliar a situação e a importância das falhas detetadas de

forma a considerar o grau de agravamento mais adequado.

b) Verificação das características geotécnicas do terreno

A verificação das características geotécnicas do terreno é uma tarefa complexa que deve ter em

consideração as muitas interdependências e imponderáveis envolvidos na disciplina da geotecnia

(Almeida, 2011).

O acumular de experiências pode permitir a sistematização das atividades de verificação das

ocorrências geotécnicas mais frequentes, mas ainda assim podem ser necessárias atividades

especificas de análise, avaliação ou tratamento, nos casos de ocorrências geológicas ou geotécnicas

especiais ou nas situações em que se preveja o recurso a soluções de fundação também especiais

(Almeida, 2011).

Bartolomé (2008b) designa estas situações que requerem atividades específicas como riscos

específicos e refere como exemplos os seguintes: solos colapsáveis, camadas compressíveis,

3 Apenas será desenvolvido no modelo proposto o ponto relativo à verificação das campanhas de reconhecimento, devendo os restantes

pontos (características geotécnicas do terreno, determinação dos parâmetros de cálculo, recomendações e risco geotécnicos específicos) serem integrados em estudo futuros.

29

camadas expansivas, aterros ou solos melhorados que afetem a zona de influência de fundações

superficiais, solos resistentes sobre aterros, lajes sobre solos compressíveis, fundações por poços de

profundidade superior a 3,00 m, estacas, paredes moldadas, terrenos com pendente superior a 15%

ou com risco de deslizamento e/ou de desagregação do terreno como consequência de um desaterro,

construções na crista de taludes ou falésias ou escarpas, níveis freáticos presentes sobre as

fundações, entre outros.

c) Verificação da determinação dos parâmetros de cálculo

Na verificação da determinação dos parâmetros de cálculo, no caso de situações que resultem em

erros, imprecisões ou omissões no cálculo de tensões admissíveis ou de assentamentos, o grau de

agravamento que deve ser considerado é “muito agravado”, implicando obrigatoriamente a emissão

da respetiva reserva técnica. O posterior cancelamento da reserva técnica dependerá da validação do

processo cálculo incluído no estudo geotécnico (Almeida, 2011).

Relativamente a situações em que o cálculo é excessivamente otimista ou impreciso, a classe de

agravamento a considerar (bem como a necessidade de emissão de reserva técnica) é definida em

função da maior ou menor influência que essas considerações terão na determinação das tensões

admissíveis ou dos assentamentos (Almeida, 2011).

d) Verificação das recomendações do estudo geotécnico

Para a verificação das recomendações indicadas no estudo geotécnico, devem ser considerados com

relevantes todos os fatores que influenciem a correta elaboração dos projetos de fundações,

substruturas e escavações. Novamente destaca-se o papel preponderante do controlador técnico que

deve avaliar as circunstâncias e considerar a classe de agravamento do risco técnico mais adequada.

Ainda assim, na maioria das vezes que se detetam este tipo de fatores, justifica-se a emissão de

reserva técnica e a implementação de medidas de tratamento adequadas (Almeida, 2011).

3.2.2. Visita de inspeção geotécnica

O principal objetivo ao realizar a visita de inspeção geotécnica é o de comprovar se as características

geotécnicas do terreno e as recomendações para as zonas de escavação, para as fundações e para

as substruturas, respeitam as determinações do estudo geotécnico (previamente verificado) ou se,

pelo contrário, existem desvios. Estes desvios detetados podem constituir fatores de agravamento

que devem ser analisados, avaliados e tratados apropriadamente, tendo em consideração as

particularidades do objeto da visita técnica (Almeida, 2011).

De um modo geral, pode-se considerar que não há agravamento do risco técnico quando não se

detetem desvios às determinações do estudo geotécnico. Ainda assim, é importante referir que todos

30

os desvios, mesmo os que são resolvidos facilmente e que não agravam o risco técnico inerente da

estrutura, devem ser devidamente registados e comunicados às partes interessadas (Almeida, 2011).

Por outro lado, deve-se considerar que existe agravamento do risco técnico quando se verificam

desvios que implicam a adequação ou modificação de escavações, fundações, contenções, ou outros

elementos estruturais. Estes desvios podem ser ocorrências não detetadas pela campanha de

reconhecimento, pois deve ter-se em consideração sempre que qualquer campanha de

reconhecimento pode ser falível, mesmo que seja executada corretamente, pois baseia-se na recolha

de informação por amostragem, e como tal, na visita técnica podem ser detetados desvios

relativamente ao inicialmente assumido (Almeida, 2011).

3.2.3. Conclusões da verificação do estudo geotécnico e da visita

de inspeção geotécnica

As conclusões da verificação do estudo geotécnico e da visita de inspeção geotécnica devem ser

apresentadas e tecnicamente justificadas, tendo em consideração os regulamentos e normas

aplicáveis a nível local, nacional, europeu e/ou internacional (Almeida, 2011).

Estas conclusões devem ser integradas num contexto geral de determinação da classe de

agravamento global do risco técnico inerente da estrutura, considerando, para além das atividades de

controlo técnico relacionados com o terreno, as que se relacionam com as estruturas, as substruturas

(incluindo fundações) e superstruturas (Almeida, 2011).

A informação que fundamenta estas conclusões deve ser comunicada às várias partes interessadas,

com a maior claridade e precisão possíveis, e pode ser feita através da elaboração de relatório de

risco técnico da estrutura. Almeida (2011) refere as principais informações que se devem incluir

nesses relatórios.

Como já foi referido, o processo de controlo técnico culmina na atribuição de um nível (não agravado,

agravado e muito agravado) de risco ao empreendimento de construção objeto desse processo.

Especificamente para o risco geotécnico, apresentam-se na Tabela 5 as diferentes classes de

agravamento do risco geotécnico definidos por Bartolomé (2008b). Estes três níveis de expressão do

risco geotécnico pretendem avaliar a perigosidade e exposição ao risco, consoante as circunstâncias.

É importante referir que a emissão de uma reserva técnica ou a atribuição da designação de risco

agravado a uma situação, não significa diretamente que a estrutura irá cair, mas sim que a

probabilidade que esta sofra danos de algum tipo é elevada.

31

Tabela 5 - Níveis de risco geotécnico (adaptado de Bartolomé, 2008b)

Classe de

agravamento Critérios indicativos

Não

agravado

Se após o processo de controlo técnico do estudo geotécnico não se tenha detetado nenhuma causa que

ponha em risco a estabilidade estrutural do edifício durante o período de cobertura do seguro decenal, o

risco técnico pode ser considerado normal.

Agravado Se durante o processo de controlo técnico se considera a existência de elementos, processos ou

condições na obra, que aumentam o grau de incerteza antes de uma situação de risco normal, o risco

técnico é considerado como agravado. Este aumento do risco pode supor, que em determinadas

circunstâncias, maiores ou menores probabilidades de existir risco para a estabilidade estrutural durante o

período de cobertura do seguro decenal. Logo, a existência deste incremento do risco não implica

necessariamente a ocorrência de danos estruturais, mas sim o aumento da incerteza da ocorrência

destes.

Exemplo: num edifício projetado sobre um solo em que exista argilas de elevada expansibilidade, e que

embora a fundação se apoie abaixo da camada ativa, deverá prever-se um agravamento do risco pois

existirá sempre a possibilidade do desenvolvimento do fenómeno de expansibilidade ou retração.

Muito

agravado

Se durante o processo de controlo técnico se deteta qualquer processo ou condição que aumenta o risco

e/ou o grau de incerteza, ficando comprometida a estabilidade estrutural do edifício, durante o período de

cobertura do seguro decenal, é necessário emitir uma reserva técnica. A emissão desta reserva técnica

foca-se num fato concreto, o que motiva a ocorrência de risco e portanto pode ser cancelada quando o

controlo técnico comprova que foram tomadas as medidas corretivas necessárias e estas sejam

satisfatórias para resolução do problema.

Exemplo: quando uma fundação se apoia sobre um terreno antrópico ou sobre um solo de elevada

deformabilidade e com assentamentos muito elevados deverá ser emitida uma reserva técnica.

33

CAPÍTULO 4 | MODELO DE CONTROLO DO RISCO GEOTÉCNICO EM

EDIFÍCIOS: CAMPANHA DE RECONHECIMENTO GEOTÉCNICO

Neste capítulo descreve-se um modelo de controlo do risco geotécnico relacionado com a campanha

de reconhecimento geotécnico. O capítulo inicia-se com as considerações iniciais relacionadas com o

estudo geotécnico (4.1.), seguindo-se a apresentação da estrutura do modelo de controlo do risco

geotécnico (4.2.). Os fatores constituintes do modelo são apresentados pela seguinte ordem: número

de pontos de reconhecimento (4.3.), profundidade de reconhecimento (4.4.), técnicas de prospeção

(4.5.), amostragem de solos e rochas (4.6.), ensaios de laboratório (4.7.) e acreditações de

laboratórios (4.8.). Por fim, apresenta-se um resumo dos pontos a verificar na campanha de

reconhecimento geotécnico (4.9.) e a análise crítica do modelo apresentado (4.10.).

4.1. Considerações iniciais sobre o estudo geotécnico

O Documento Básico de Seguridad Estructural – Cimientos (DBE-SE-C, 2006) define estudo

geotécnico como o conjunto de atividades e informação quantificada relativamente às características

do terreno, tendo em conta o tipo de estrutura prevista e a sua localização, necessárias para proceder

à análise e dimensionamento das fundações (Bartolomé, 2008b).

Para planear corretamente um estudo geotécnico é necessário atender às particularidades da

situação em estudo. Assim, as duas principais questões que se colocam logo no início de um estudo

geológico-geotécnico são as seguintes: quais os meios de prospeção e de amostragem a utilizar e

qual a distribuição espacial dos trabalhos (Almeida da Benta, 2007). Estes dois aspetos são

desenvolvidos e integrados no modelo de controlo do risco geotécnico.

No que diz respeito aos meios de prospeção e de amostragem a utilizar, estes dependem,

geralmente, dos seguintes fatores: natureza dos materiais geológicos a caracterizar e a amostrar;

objetivos da investigação; meios disponíveis; e conhecimento e experiência da equipa de prospeção

(Almeida da Benta, 2007).

Os meios disponíveis não devem ser considerados como fator para a escolha das técnicas prospeção

e amostragem, pois a utilização apenas desses pode não permitir caracterizar adequadamente o

terreno. Quando se justifique, devem ser subcontratadas empresas que possuam os equipamentos

necessários para permitir uma correta caracterização geotécnica do terreno em estudo.

34

A distribuição espacial e a densidade de amostragem dependem, fundamentalmente, dos seguintes

aspetos: objetivos da investigação; heterogeneidade lateral e vertical expectável; área a estudar; e

recursos disponíveis (normalmente os recursos financeiros e temporais são os mais condicionantes)

(Almeida da Benta, 2007).

O estudo geotécnico deve iniciar-se por um reconhecimento do terreno que se pretende estudar,

através de um estudo de gabinete e um reconhecimento de campo. O objetivo deste reconhecimento

de campo é averiguar e avaliar a existência de informações geotécnicas de forma a melhorar o

planeamento da prospeção. Na Figura 12 apresentam-se as principais fases que constituem a

investigação de campo que suportam a elaboração do relatório geotécnico.

Figura 12 - Fases de execução de um relatório geotécnico (Viana da Fonseca, 2009)

O processo inicia-se pelo estudo de gabinete, em que devem ser consultados mapas topográficos, a

fim de observar os terrenos existentes, os seus usos e o regime hidrológico. Também deverão ser

consultados os mapas geológicos, analisando as condições gerais geológicas da zona em estudo, e

os registos existentes de águas subterrâneas.

Sempre que possível, a informação geotécnica disponível procedente de outros trabalhos já

elaborados em zonas vizinhas ou a anteriormente publicada referente à área em estudo também

deve ser tido em consideração no estudo inicial. Outro fator que também deve ser analisado é a

história do sítio, como por exemplo o seu uso prévio, alteração do uso, consultando a informação

existente nos registos municipais, nas fotografias áreas, entre outros.

Após a fase inicial de reconhecimento, segue-se o reconhecimento geotécnico em campo que

consiste na análise das condições a partir da superfície, observando os afloramentos superficiais de

solos e rochas, as localizações de fontes e lençóis freáticos, depressões superficiais, instabilidade,

movimentos, existência de aterros e alterações de vegetação. Também deverá ser efetuada a

inspeção próxima de cortes existentes que podem revelar informações sobre a estratigrafia, bem

como das estruturas existentes e adjacentes e da localização de serviços, como por exemplos

condutas, nas proximidades de forma a não danifica-las (Viana da Fonseca, 2009).

Deve dar-se especial importância à fase de delimitação das zonas nas quais os solos apresentem

características semelhante e nas zonas pouco ou nada recomendadas para implantar as fundações,

tais como zonas de deslizamento ativo, encostas rochosas com fraturamento segundo planos

Estudo de Gabinete

Reconhecimento de campo

Prospeção dos terrenos

Ensaios de laboratório

Síntese de informação

Relatório Geotécnico

35

paralelos à superfície dos corte, zonas pantanosas, entre outras. Este prévio reconhecimento pode-se

efetuar por via terrestre ou por via aérea dependendo da complexidade e extensão dos terrenos em

estudo (UCN, 2013). Deve-se também ter em consideração a acessibilidade dos equipamentos, ou

seja, averiguar quais são os equipamentos que se conseguem colocar no local.

O plano de exploração do terreno que seja aprovado deve possuir uma flexibilidade suficiente de

forma a adaptar-se aos imprevistos geotécnicos que podem surgir. Não existe um método de

reconhecimento ou exploração de uso universal, para todos os tipos de solos existentes e para todas

as estruturas (UCN, 2013).

A prospeção in situ das condições do maciço pode ser realizada através da escavação de poços E

VALAS de prospeção (geralmente de profundidade de 2-3m e extensão 5-6m), da furação com

amostragem e ensaios in situ, de sondas cravadas desde a superfície (pressiómetros, dilatómetros,

entre outros) ou através de ensaios geofísicos (métodos não intrusivos) (Viana da Fonseca, 2009).

A avaliação das condições hidrológicas verificadas in situ também é necessária, pelo que pode ser

executada através da instalação de piezómetros, da amostragem de lençóis freáticos ou da

realização de ensaios de permeabilidade ou de bombagem (Viana da Fonseca, 2009).

Os ensaios de laboratório realizados com maior frequência são: ensaios índice para a identificação e

classificação (limites de liquidez e de plasticidade, granulometria, entre outros), resistência (corte

direto, triaxial, entre outros), compressibilidade (edómetros, entre outros), permeabilidade e

conteúdos em químicos e qualidade da água (Viana da Fonseca, 2009).

Para elaboração do relatório geotécnico é necessário sintetizar a informação obtida. Assim, deve

reunir-se e interpretar toda a informação de forma a idealizar o modelo geológico e estratigráfico da

zona em estudo, bem como definir os parâmetros de dimensionamento para a realização do projeto

(Viana da Fonseca, 2009).

O processo de investigação de campo termina com a realização do relatório geotécnico, que é

constituído pela parte factual, onde reúne a informação obtida, e pela parte de interpretação, onde

apresenta as conclusões dos estudos realizados.

Durante a execução da obra é necessário acompanhar os trabalhos de forma a confirmar as

hipóteses assumidas anteriormente. Assim, devem confirmar-se as condições dos maciços referidas

no relatório geotécnico e verificar que nada de relevante foi omitido ou não foi identificado. Também

deve ser confirmado o comportamento previamente idealizado, através da monitorização dos

movimentos estruturais e do terreno, averiguando se os mesmos correspondem ao esperado. Ao

longo do processo construtivo, e quando assim se justifique, deverão proceder-se às alterações de

dimensionamento e/ou procedimentos construtivos.

Ao desenvolver uma campanha de reconhecimento geotécnico adequada pretende-se assegurar que

é possível descrever corretamente as litologias existentes, as suas dimensões (espessura,

36

continuidade lateral e vertical) e as principais características geotécnicas da parcela de solo em

análise (Bartolomé, 2008b).

Para além de considerar os pontos anteriormente mencionados, é necessário definir atempadamente

quando e como se deve intervir caso se detete algum erro durante a revisão do estudo geotécnico ou

durante a visita de inspeção. Também deve ser considerada a possibilidade de ocorrerem outras

situações, desde a necessidade de questionar a empresa que executou o estudo geotécnico sobre

determinado parâmetro que suscite dúvidas, até considerar a prospeção geotécnica insuficiente.

Caso seja necessário efetuar alguma alteração ao nível estrutural ou alguma alteração ao

anteriormente definido em projeto, deve comunicar-se ao dono de obra de forma célere para que este

tenha tempo de atuar e resolver a situação. O dono de obra também deve ser informado que caso

não sejam tomadas as medidas necessárias atempadamente, o risco técnico pode agravar-se,

podendo ser mesmo necessário emitir uma reserva técnica (Bartolomé, 2008b).

É necessário promover o rigor técnico que deve estar implícito nas atividades de controlo técnico e

considerar as possíveis repercussões resultantes da avaliação do risco técnico na obra. Apresentam-

se de seguida exemplos de possíveis soluções para erros que podem ser detetados na fase de

confirmação em obra dos pressupostos assumidos no estudo geotécnico (Bartolomé, 2008b):

a) Quando o reconhecimento geotécnico é incompleto, as amostras são em número reduzido e os

ensaios são inadequados, pode considerar-se o estudo geotécnico válido, pois as necessidades

anteriormente referidas podem ser suprimidas de forma satisfatória. O OCT pode considerar que as

falhas detetadas não incrementam o risco, devendo resolvê-las de forma a não interferir no ritmo da

obra. Um exemplo desta situação é a existência de um estudo geotécnico com um número de pontos

de reconhecimento insuficiente numa zona geotecnicamente uniforme e amplamente conhecida, para

onde se projeta uma fundação corrente;

b) Quando o reconhecimento seja insuficiente e a análise dos problemas geotécnicos que poderiam

existir não seja adequada, é necessário avaliar convenientemente o risco. Um exemplo desta

situação é a construção de um edifício numa zona próxima de um talude, onde não foi realizado o

estudo da estabilidade dos taludes;

c) No caso do estudo geotécnico estar adequadamente desenvolvido, mas após a escavação das

fundações se detetarem diferenças substanciais entre o previsto e o existente, o controlador técnico

deve intervir. Assim, deverá verificar se o novo panorama é compatível com a tipologia de fundação

prevista e com as características definidas inicialmente, bem como apurar se foram previstas e

avaliadas outras alternativas. Se não existir possibilidade de adequar o estudo efetuado à nova

situação, poderá existir a necessidade de emitir uma reserva técnica que será cancelada quando a

situação estiver normalizada. Em último caso pode até ser necessário alterar o tipo de fundação

inicialmente definida.

Na primeira situação, o controlador técnico apenas tem de comunicar a ocorrência da situação e

tentar resolvê-la de forma eficaz e rápida. Nos restantes casos, a necessidade de intervenção do

37

controlador técnico tem uma influência direta sobre o projeto e sobre a obra. Assim, deve-se

comunicar ao dono de obra ou à empresa contratada por este, as diferenças detetadas, as causas do

agravamento do risco ou as causas para a emissão de uma reserva técnica. Serão os responsáveis

pela obra que decidirão se adotam as medidas para corrigir a situação e quais serão essas medidas

(Bartolomé, 2008b).

4.2. Estrutura do modelo de controlo do risco geotécnico

O modelo de controlo do risco geotécnico desenvolve-se tendo por base o modelo-tipo espanhol

geralmente utilizado pelos OCT, onde são analisados os fatores de agravamento do risco geotécnico

dos edifícios relacionados com a campanha de reconhecimento geotécnico já apresentados na

Tabela 1. Foram efetuadas as alterações e adaptações necessárias, considerando as especificidades

de contexto nacional, nomeadamente os Eurocódigos aplicáveis, de forma a permitir identificar os

principais pontos que devem ser analisados e avaliados, no domínio da apreciação e controlo do risco

geotécnico na campanha de reconhecimento.

O modelo é constituído por seis pontos fundamentais: número de pontos de reconhecimento,

profundidade de reconhecimento, técnicas de prospeção, amostragem de solos e rochas, ensaios de

laboratórios e acreditações de laboratórios. Para cada ponto apresenta-se o seu enquadramento

teórico e influência que pode ter sobre o risco geotécnico.

Após a identificação e análise detalhada e individual de cada fator de agravamento do risco

geotécnico, o modelo desenvolvido pressupõe uma avaliação final única e conclusiva do risco

geotécnico e o preenchimento de um relatório (Anexo 1) que pretende compilar toda a informação

analisada, bem como incorreções detetadas.

4.3. Número de pontos de reconhecimento

4.3.1. Descrição do modelo

De acordo com o DBE-SE-C (2006), o número de pontos de reconhecimento necessários para a

campanha de reconhecimento geotécnico depende do tipo de construção e do tipo de solo em

análise. O número de pontos de reconhecimento também é influenciado pela estrutura geológica

esperada.

O nível de carga que o terreno irá ter de suportar, quantificada pelo número de pisos (Tabela 6), é o

primeiro fator que influência o número de pontos necessários para uma campanha de

reconhecimento geotécnico.

Tabela 6 - Tipo de construção (adaptado de DBE-SE-C, 2006)

38

Tipo Descrição(1)

C-0 Construções com menos de 4 pisos e com superfície construída inferior a 300 m2

C-1 Construções com menos de 4 pisos

C-2 Construções com 4 a 10 pisos

C-3 Construções com 11 a 20 pisos

C-4 Construções com mais de 20 pisos ou construções especiais

(1) Na contabilização do número de pisos incluem-se coberturas

O segundo fator a considerar na campanha de reconhecimento do estudo geotécnico para quantificar

o número de pontos é a variabilidade e complexidade do tipo de terreno. Quanto mais homogéneo for

o terreno (vertical e lateralmente), mais fácil será de estimar e modelar o seu comportamento e

menos pontos de reconhecimento serão necessários para caracterizá-lo. Na Tabela 7 apresentam-se

as diferentes tipologias de terrenos existentes.

Tabela 7 – Tipo de terreno (adaptado de DBE-SE-C, 2006)

Tipo Descrição

T-1 Terrenos favoráveis: apresentam pouca variabilidade e nos quais é prática habitual utilizar fundações diretas.

T-2

Terrenos intermédios: apresentam variabilidade, na sua vizinhança não se recorre sempre à mesma solução de

fundação ou pode supor-se que existem aterros com certa relevância, embora provavelmente não ultrapassem os

3,0 m.

T-3

Terrenos desfavoráveis: não se podem classificar em nenhum dos tipos anteriores. Consideram-se neste grupo os

seguintes solos:

- Solos expansivos;

- Solos colapsíveis;

- Solos brandos ou soltos;

- Maciços cársicos;

- Solos com composição e estado variáveis;

- Aterros com espessuras superiores a 3,0 m;

- Terrenos em zonas suscetíveis de ocorrerem deslizamentos;

- Rochas vulcânicas de espessura fina ou com cavidades;

- Terrenos com inclinação superior a 15⁰;

- Solos residuais;

- Terrenos de pântano;

- Solos com potencial de liquefação.

A determinação do número de pontos de reconhecimento necessários para um estudo geotécnico é o

primeiro passo para obter uma adequada avaliação das características geotécnicas do terreno em

estudo. Para além da sua quantificação, também é necessário assegurar uma densidade e

distribuição de pontos de reconhecimento aceitáveis. Se a densidade de pontos de reconhecimento

for adequada, a informação obtida através de cada perfil permitirá a interpolação dos dados de forma

a obter perfis bidimensionais litológicos e geotécnicos representativos do terreno em estudo.

Existem dois critérios definidos no DBE-SE-C (2006) que permitem determinar o número de pontos

de reconhecimento mínimo para um estudo geotécnico.

39

No primeiro critério, consoante o tipo de construção (Tabela 6) e o tipo de terreno (Tabela 7),

definem-se as distâncias máximas (dmax) entre pontos de reconhecimento e as profundidades de

reconhecimento de referência (P) abaixo do nível de escavação (Tabela 8).

Tabela 8 - Distância máxima entre pontos de reconhecimento, em função do tipo de edifício e tipo de terreno (DBE-SE-

C, 2006)

Tipos de construção

Tipo de terreno

T1 T2

dmáx (m) P (m) dmáx (m) P (m)

C-0, C-1 35 6 30 18

C-2 30 12 25 25

C-3 25 14 20 30

C-4 20 16 17 35

Quando o terreno é do tipo T3 ou quando as informações obtidas na campanha de reconhecimento

são insuficientes, é necessários intercalar pontos de reconhecimentos nas zonas problemáticas de

forma a caracterizá-las adequadamente.

O CTE (2006) define que o número mínimo de pontos de reconhecimento são três. Quando, através

do critério das distâncias máximas entre pontos de reconhecimento, se obtém um número de pontos

inferior a três, devem diminuir-se essas distâncias até alcançar o número de pontos de

reconhecimento mínimo.

O outro critério definido no DBE-SE-C (2006) para assegurar que o número de pontos de

reconhecimento efetuados é suficiente, é o estabelecimento de uma percentagem de substituição de

sondagens por ensaios com penetrómetros e do número de pontos mínimos de sondagem de acordo

com o tipo de terreno e o tipo de construção (Tabela 9).

Tabela 9 - Número mínimo de sondagens e percentagem de substituição por penetrómetros (DBE-SE-C, 2006)

A distribuição dos pontos de reconhecimento deve cobrir a totalidade da zona em estudo, cobrindo o

perímetro da mesma. Ao longo do perímetro os pontos devem dispor-se a uma distância máxima de

20 m, de forma a complementar a informação obtida através dos pontos localizados no interior.

Um estudo geotécnico não deve ser considerado válido quando, apesar de ser cumprido o número de

pontos de reconhecimento mínimo, estes pontos se agrupem numa extremidade da área em estudo.

Número mínimo de sondagens % de substituição por penetrómetros

T-1 T-2 T-1 T-2

C-0 - 1 - 66

C-1 1 2 70 50

C-2 2 3 70 50

C-3 3 3 50 40

C-4 3 3 40 30

40

Com o objetivo de evitar esta situação apresentam-se na Figura 13 exemplos de diferentes

posicionamentos dos pontos de reconhecimento para diferentes formas de parcelas de terreno em

estudo, em que “n” representa o número de pontos de reconhecimento. Estes exemplos de

disposição de pontos de reconhecimento devem permitir prever aproximadamente o número de

pontos de reconhecimento geotécnico de cada situação em estudo. Contudo, é necessário ajustar-se

este número consoante as técnicas de prospeção utilizadas e a profundidade de reconhecimento

pretendida, bem como à profundidade a que se prevê que estarão as fundações.

Os pontos de reconhecimento devem ser assinalados em planta a escala adequada e referenciados

corretamente em altimetria e planimetria, devendo este registo estar acessível durante toda a fase de

projeto e execução.

n – número de pontos de reconhecimento

Figura 13 – Localização dos pontos de reconhecimento em função da geometria da área a reconhecer (Bartolomé, 2008b)

a) Terrenos com planta

retangular ou quadrada

Com zona problemática

Com zona problemática

b) Terrenos com planta alongada

c) Terrenos com planta em L

Com pátio interior

d) Terrenos com planta irregular

41

4.3.2. Análise do risco técnico associado ao número de pontos de

reconhecimento

Com o objetivo de analisar o risco que pode advir de incorreções relacionadas com a quantificação e

distribuição de pontos de reconhecimento, apresentam-se de seguida alguns exemplos de erros mais

frequentes:

a) Incumprimento do número mínimo de pontos de reconhecimento geotécnico, apesar das

recomendações existentes relativamente à sua quantificação;

b) Generalização de características geotécnicas com base na informação obtida em apenas um perfil

de reconhecimento, quando a área a estudar é reduzida (por exemplo 100 a 200 m2);

c) Incorreta distribuição dos pontos de reconhecimento geotécnico pode originar incertezas na

caraterização do solo em estudo;

d) Compensar a ausência de pontos de reconhecimento com a visita à escavação da fundação.

Inicialmente esta compensação era considerada válida no controlo geotécnico, mas o controlador

teria de assumir a responsabilidade pelas falhas do estudo geotécnico assim executado. A visita à

escavação não deve ser utilizada como uma solução quando o reconhecimento geotécnico é

insuficiente, mesmo em terreno rochoso; esta opção deve ser utilizada com cautela e sempre em

último recurso.

O incumprimento do número de pontos de reconhecimento obtidos pelos dois critérios mencionados

anteriormente, bem como a sua incorreta distribuição, impõe uma maior incerteza relativamente aos

pressupostos necessários para executar o projeto geotécnico. De forma a avaliar as consequências

desta incorreção na quantificação e distribuição dos pontos de reconhecimento, consideram-se três

níveis de risco - não agravado, agravado e muito agravado - dependendo de como influenciam as

restantes variáveis, como o tipo de terreno, a variabilidade das suas características e o tipo de

construção.

O mais razoável é emitir uma reserva técnica enquanto não seja complementado o reconhecimento

geotécnico, de forma a definir um número de pontos de reconhecimento suficiente, sendo

posteriormente cancelada.

4.4. Profundidade de reconhecimento


A profundidade mínima que deve ser alcançada numa campanha de reconhecimento tem de, pelo

menos, intersetar todos os níveis litológicos afetados pela escavação, alcançando uma cota abaixo

42

da qual não se desenvolvem assentamentos relevantes devido às cargas que os edifícios transmitem

ao terreno.

Esta cota pode definir-se como a correspondente a uma profundidade tal que o incremento de

tensões nos terrenos não exceda 10% da tensão efetiva vertical em repouso, exceto se for atingida

uma unidade geotécnica de tal forma rígida e resistente que as deformações sejam desprezáveis.

O estudo geotécnico deve definir a profundidade mínima de reconhecimento, tendo como referência

os valores indicados na Tabela 8.

Para avaliar a profundidade da zona de influência do bolbo de tensões de uma fundação existem

diferentes soluções baseadas por exemplo na teoria da elasticidade, tais como o método da

degradação da carga. De acordo com este método simplificado, a área sobre a qual atua a carga

aumenta com a profundidade e esta carga dissipa-se com a profundidade, segundo as linhas de

máxima pendente 2V:1H (V - direção vertical e H - direção horizontal).

Com base na teoria da elasticidade, existem valores representativos que pretendem avaliar de forma

rápida a profundidade da zona de influência do bolbo de tensões de acordo com o tipo de fundação

(Tabela 10).

Tabela 10 - Profundidade aproximada da zona de influência do bolbo de tensões (Bartolomé, 2008b)

Sapatas quadradas Sapatas

Corridas

Lajes de fundação

Estacas em

rocha

Estacas em

solos

argilosos

Estacas em

solos

granulares

1,5 Bz 2,5 Bz 1,5 Bl 2,5 Lp 3 D 4 D 6 D

Bz – Menor dimensão das sapatas; Lp – Vão entre pilares; Bl - Largura da laje; D – diâmetro da estaca.

O DBE-SE-C (2006) simplifica a tabela anteriormente apresentada e propõem as seguintes

profundidades para a zona de influência do bolbo de tensões: 2B para fundações superficiais e 5D

abaixo da ponta da estaca (B – menor dimensão e D – diâmetro).

É necessário também ter em consideração o efeito de grupo, que se traduz numa sobrepressão do

bolbo de tensões do conjunto de fundações. A Figura 14 mostra a influência da proximidade das

fundações no bolbo de tensões.

Com o intuito de assegurar um correto desenvolvimento do estudo geotécnico e simultaneamente

diminuir a probabilidade de incremento do risco técnico devido a falhas relacionadas com a

profundidade de reconhecimento, destacam-se os principais aspetos a verificar:

a) Registar a cota de boca dos pontos de reconhecimento, com o objetivo de confrontar a máxima

profundidade alcançada pela sondagem ou penetrómetro e a alcançada pela fundação e a sua zona

de influência;

43

p – Tensão aplicada; B- Menor dimensão da sapata

Figura 14 - Influência da proximidade das fundações. Efeito de grupo do bolbo de tensões em sapatas (DBE-SE-C,

2006)

b) Definir a profundidade da zona de influência do bolbo de tensões de acordo com os critérios

referidos anteriormente e os valores representativos indicados na Tabela 10;

c) Verificar se a profundidade de reconhecimento é superior à cota da fundação somada da

profundidade máxima do bolbo de tensões.

4.4.2. Análise do risco técnico associado à profundidade de

reconhecimento

Com o objetivo de analisar o risco que pode advir de incorreções relacionadas com a profundidade de

reconhecimento, apresentam-se de seguida alguns exemplos de erros mais frequentes:

a) Campanhas de reconhecimento com base em poços e penetrómetros onde se obtém uma nega

prematura, por exemplo em estratos com blocos. Os poços raramente atingem uma profundidade

superior a 3 m, e portanto, para o caso de uma estrutura que possua um piso enterrado, pode nem

conseguir chegar a caraterizar corretamente os terrenos abaixo do plano de fundação;

b) Campanhas de reconhecimento concebidas para apoiar o projeto de fundações superficiais, mas

que mais tarde se opta por fundações profundas. Neste caso a profundidade de reconhecimento

atingida na campanha de reconhecimento é insuficiente para a nova tipologia de fundação que atinge

profundidades superiores.

De um modo geral, a insuficiente profundidade de reconhecimento pressupõe a ausência de

informações geotécnicas essenciais para a elaboração do projeto de fundação, nomeadamente sobre

a zona de apoio ou sobre a zona de influência do bolbo de tensões.

De forma a avaliar as consequências advindas do incumprimento da profundidade mínima de

reconhecimento, consideram-se três níveis de risco:

44

a) Risco não agravado - quando a falta de informação geotécnica corresponde a zonas de rochas não

carsificadas ou alteradas. É uma situação onde deve ser assinalada a desconformidade, embora não

seja necessário considerar o seu impacto no incremento do risco técnico.

b) Risco agravado - quando, mesmo conhecendo a zona em estudo, não dispomos de informação

complementar que possa assegurar a existência de solos com características geotécnicas

conhecidas abaixo da profundidade conhecida e até à cota que seja necessário. Nesta situação, o

correto é complementar o estudo geotécnico com pontos de reconhecimento complementares que

atinjam a profundidade adequada de reconhecimento.

c) Risco muito agravado, quando a profundidade de reconhecimento não for atingida, quando não

existem meios para atingi-la e/ou quando a zona em estudo é especialmente complexa, como é o

caso de uma zona cársica, colapsível ou muito deformável. Neste caso, deve emitir-se uma reserva

técnica que poderá ser cancelada sempre que se realize uma campanha complementar e alcançada

a profundidade requerida.

4.5. Técnicas de prospeção

4.5.1. Descrição das principais técnicas de prospeção

As técnicas de prospeção permitem determinar a natureza e as características do terreno, a sua

disposição, bem como acidentes geológicos com interesse para a obra a realizar. Na maioria dos

casos o reconhecimento superficial apenas não é suficiente, sendo necessário e indispensável

proceder a um reconhecimento em profundidade que se desenvolve através da aplicação de técnicas

de prospeção geotécnica e/ou prospeção geofísica.

O plano de prospeção deve definir os trabalhos de prospeção a realizar, bem como a sua localização,

as indicações relativamente à recolha de amostras e à realização de ensaios in situ.

O plano de prospeção deve ser flexível de forma a adaptar-se às novas situações que podem surgir

ao longo da realização das operações. Assim, deve iniciar-se a prospeção com uma malha larga que

se vai apertando à medida das conveniências, considerando os resultados que se forem obtendo.

Também a profundidade a atingir durante a prospeção deve ser ajustada conforme a evolução dos

trabalhos e o objetivo que se pretende, sendo a profundidade definida inicialmente apenas

orientadora.

Elementos complementares sobre o local ou proximidades (ex: fotografias aéreas e observações de

campo, estudos geotécnicos em locais próximos), bem como os resultantes dos trabalhos de

prospeção e ensaios, devem ser reunidos de forma a permitir elaborar um relatório que apresente as

características geológicas e geotécnicas dos terrenos, necessárias para a obra. Na elaboração desse

45

relatório devem cumprir-se as normas ou especificações existentes relativamente à realização dos

trabalhos, nomenclatura e simbologia utilizadas (FEUP, 2014a).

A pessoa responsável pelo programa de prospeção deverá, para além dos indispensáveis

conhecimentos geológicos, dominar as técnicas de prospeção geotécnica atualmente existentes e ter

conhecimento do funcionamento das obras que irão ser desenvolvidas (FEUP, 2014a).

Cada operação de prospeção deve ser acompanhada e complementada pelo registo da informação

considerada indispensável. Geralmente as empresas e entidades especializadas utilizam impressos

já previamente elaborados com essa finalidade.

As informações de ordem geral a registar devem incluir a identificação do trabalho, o nome da

empresa ou entidade executante e da empresa ou entidade interessada, a localização, orientação e

referência numérica de cada sondagem, poço, galeria ou vala, a cota da boca de cada furo e as datas

de início e conclusão. Também devem ser registadas as informações geotécnicas, como a descrição

dos terrenos atravessados e respetivas profundidades, a indicação de contactos, diaclases, falhas,

superfícies de escorregamento ou outras observações idênticas, indicações de níveis aquíferos e de

perdas de água, a localização em profundidade das amostras colhidas e suas referências, e a

indicação das zonas onde foram realizados ensaios in situ. Como observação devem ainda figurar

todas as indicações que o sondador tenha referido nas partes diárias tais como velocidades de

avanço, quedas bruscas do material de furação, entre outras (FEUP, 2014a).

Estas informações são utilizadas na elaboração de diagramas dos trabalhos de prospeção onde, em

regra, figuram os resultados de ensaios de penetração, de ensaios de permeabilidade e percentagens

de recuperação e uma legenda gráfica (FEUP, 2014a).

Seguidamente apresenta-se uma breve revisão das principais técnicas de prospeção geotécnica e

geofísica (Figura 15).

46

Figura 15 - Principais técnicas de prospeção

A prospeção geotécnica pressupõe a utilização de meios mecânicos nas suas operações, existindo

diferentes métodos que se distinguem pelas suas características próprias que permitem a sua melhor

aplicabilidade para determinado problema e determinado terreno.

A prospeção geotécnica resulta da necessidade de atravessar os maciços de forma a definir

determinadas características importantes de acordo com o tipo de problema e terreno em estudo.

Existem várias razões que podem justificar a realização de prospeção mecânica: determinação das

características da fracturação de um maciço e do seu regime hidrogeológico, a localização de

contactos, falhas, filões ou outros elementos estruturais, a colheita de amostras para a realização de

ensaios de laboratório, a observação de superfícies de deslizamento, a deteção de zonas de

subsidência, a determinação in situ de permeabilidade, injetabilidade, resistência e deformabilidade

do maciço, a execução do tratamento de terrenos, a observação do interior de maciços com

endoscópios, máquinas fotográficas e câmaras de televisão e a determinação do seu estado de

tensão, entre outras (FEUP, 2014a).

Na Tabela 11 apresentam-se alguns métodos de prospeção geotécnica e a sua respetiva

aplicabilidade.

A prospeção geofísica é uma técnica não destrutiva que consiste na caracterização do terreno

através das variações de diferentes parâmetros físicos do terreno, estabelecendo-se correlações com

as suas características litológicas (FEUP, 2014c). Este tipo de prospeção pode ser utilizado quando

as condições do terreno são favoráveis, de forma a obter informações rápidas, em grandes áreas,

relativamente à natureza, estrutura e outras características do terreno. No entanto, para interpretar

Técnicas de Prospeção

Prospeção geotécnica

Ensaios de campo

Sondagens

Poços, galerias, valas e trincheiras

Prospeção geofísica

Método da resistividade elétrica

Métodos sísmicos

Método eletromagnético

Método magnético

Método gravimétrico

47

convenientemente os resultados da prospeção geofísica, é importante saber conjugá-la com a

prospeção geotécnica.

A prospeção geofísica, assim como a prospeção geotécnica, devem ser sempre realizadas por

equipas especializadas e experientes, de modo a que os resultados obtidos sejam válidos.

A prospeção geofísica apresenta bastantes vantagens quando conjugada com a prospeção

geotécnica, pois são ensaios com uma boa razão custo-benefício, permitem a medição direta de

alguns parâmetros necessários e permitem obter melhores resultados finais, minimizando as

limitações de todas as metodologias que poderão ser utilizadas.

Os métodos que permitem a obtenção de melhores resultados na engenharia civil, e por isso

utilizados com maior frequência, são o método da resistividade elétrica, os métodos sísmicos (de

refração, direto e de reflexão) e o método eletromagnético georadar. Os métodos de prospeção

geofísica que são menos utilizados são os métodos magnético e gravimétrico (FEUP, 2014c).

Na Tabela 12 apresentam-se os diferentes métodos de prospeção geofísica existentes, referindo-se

os parâmetros físicos investigados e a sua aplicação.

48

Tabela 11 - Aplicabilidade de alguns métodos de prospeção geotécnica (Obando, 2009; FEUP, 2014a; Departamento de

Geociências da Universidade de Aveiro, 2013a; UCN, 2013)

Método Aplicabilidade

Furos abertos com trado

- Para uma rápida avaliação dos solos existentes;

- Utiliza-se frequentemente em estudos geotécnicos para estradas e na caracterização de

manchas de empréstimo para obras de terra;

- Trados manuais são geralmente utilizados para profundidade pequenas (até 10 metros) e

em terrenos consistentes (terrenos brandos), podendo necessitar de tubagem de

revestimento;

- Trados mecânicos são mais eficientes em terrenos com seixo ou quando haja necessidade

de realizar um grande número de furos, podendo atingir profundidades que ultrapassam os

30 metros.

Sondagens

de furação

Percussão

- Indicadas para solos ou rochas brandas;

- Pouco indicadas para cascalhos ou areias finas abaixo do nível freático devido ao arraste

das partículas durante a perfuração;

- Sonda manual – para profundidades até cerca de 20m;

- Sonda mecânica – para profundidades da ordem das centenas de metros.

Rotação - Podem perfurar qualquer tipo de solo ou rocha e atingir profundidades elevadas e distintas

inclinações.

Roto-

percussão - Indicados para deteção de vazios e cavidades.

Ensaios de

penetração

Estática

(CPT)

- Argilas e siltes muito brandos;

- Areias finas soltas a densas sem cascalhos.

Dinâmica

- SPT - Utilizado principalmente para a caraterização de solos arenosos;

- DPH - areias soltas a médias; siltes arenosos soltos a médios;

- DPSH - areias médias a muito compactas; argilas pré-consolidadas sobre o NF; cascalhos

argilosos e arenosos.

Poços

- Terrenos coesivos;

- Terrenos heterogéneos;

- Terrenos em que o nível freático se encontre abaixo do plano de investigação;

- Situações em que se pressuponha que se pode alcançar, em todos os pontos, o substrato

rochoso ou terreno mais firme.

Galerias

- Indicadas no estudo de taludes (solos ou rochas) de maciços de encontro e fundação de

barragens e túneis;

- Podem ser feitos a dezenas de metros de profundidade.

Valas e trincheiras

- Utilizadas em solos ou rochas muito brandas e quando se pretende atingir pequenas

profundidades;

- Indicadas para locais de barragem e canais ou estradas;

49

Tabela 12 - Análise comparativa dos métodos de prospeção geofísica (adaptado de González de Vallejo, et al., 2002)

Método Parâmetro físico investigado Aplicação

Elétrico Condutividade elétrica e Resistividade

Interpretação geológica, grau de alteração,

caracterização hidrogeológica, localização de

resíduos enterrados, teor em água e salinidade

Sísmico Velocidade de propagação de ondas sísmicas Investigação geológica, qualidade da rocha,

petróleo e água subterrânea

Eletromagnético Permeabilidade magnética

Interpretação geológica e hidrogeológica, grau

de alteração, teor em água, salinidade,

localização de vazios e resíduos enterrados,

contactos litológicos e localização de dutos e

galerias subterrâneas

Magnético Suscetibilidade magnética

Galerias mineiras, petróleo, localização de

resíduos metálicos ferrosos enterrados, falhas,

diques e massas mineralizadas

Gravimétrico Densidade

Contactos litológicos com contraste de

densidade, petróleo, cavidades, zonas de falha,

zonas de dissolução e águas subterrâneas

Uma das principais vantagens de utilizar os métodos de prospeção geofísicos é a obtenção de perfis

litológicos bidimensionais.

4.5.1.1. Sondagens

As sondagens são furos de pequeno diâmetro que podem atingir grandes profundidades. No interior

do furo de sondagem podem realizar-se ensaios de resistência ou de deformabilidade (ensaio SPT,

ensaio pressiométrico, entre outros).

De um modo geral, as sondagens são realizadas quando se pretende atingir profundidades elevadas,

superiores à meia dezena de metros, ou quando a natureza do terreno torna muito demorada

qualquer outra operação de prospeção. Como inconveniente da utilização desta técnica de prospeção

refere-se a impossibilidade de observação local, pelo que a sua correta execução é fundamental de

forma a evitar a posterior dificuldade de interpretação de resultados.

As sondagens geotécnicas incluem os furos abertos com trado e as sondagens de furação, que

podem ser de percussão, rotação ou roto-percussão.

De um modo geral, as sondagens geotécnicas permitem atravessar qualquer tipo de material,

existindo diferentes procedimentos de perfuração, consoante a natureza do terreno, o tipo de

amostras que se pretende obter e os ensaios que se irão realizar (Obando, 2009).

Através da execução de sondagens é possível também caracterizar o dispositivo hidrogeológico de

terrenos, através da introdução de piezómetros e da realização de ensaios de injeção de água.

50

As sondagens geotécnicas, como já foi anteriormente referido, caraterizam-se pelo seu pequeno

diâmetro, mas também pela sua versatilidade e fácil circulação das máquinas. Geralmente, as

sondagens geotécnicas são por percussão e podem alcançar uma profundidade até os 150m, embora

habitualmente não ultrapassem os 50m, sendo os valores mais comuns inferiores a 20m. Para

alcançar profundidades superiores a 150m necessitam de equipamento mais pesado (Obando, 2009).

Os trados, manuais ou mecânicos, permitem a obtenção de amostras remexidas. Esta técnica de

prospeção permite uma rápida avaliação dos solos existentes e utiliza-se frequentemente em estudos

geotécnicos para estradas e na caracterização de manchas de empréstimo para obras de terra.

Os trados manuais (Figura 16) são geralmente utilizados para profundidade pequenas (até 10 metros)

e em terrenos relativamente brandos. Os furos assim abertos podem ser ou não entubados. Os

trados mecânicos (Figura 17) são mais eficientes em terrenos com seixo ou quando haja necessidade

de realizar um grande número de furos. Os furos abertos mecanicamente podem atingir

profundidades que ultrapassam os 30 metros (FEUP, 2014a).

Figura 16 - Trados manuais (FEUP, 2014a)

Figura 17 - Trado mecânico montado sobre um camião (FEUP, 2014a)

51

Relativamente às sondagens de furação, esta técnica de prospeção permite a extração de material do

terreno e podem ser de percussão, rotação ou roto-percussão, dependendo do material atravessado.

Na sondagem de percussão a ferramenta de furação atravessa os maciços através de percussão

(sondagem destrutiva), enquanto que na sondagem de rotação o avanço é conseguido por rotação,

podendo ser destrutiva ou com recuperação continua da amostra (FEUP, 2014a).

Na maioria dos casos a ferramenta utilizada nas sondagens de percussão é um trépano (Figura 18)

suspenso num cabo ou ligado à extremidade de varas, que vai desagregando o terreno, sendo que as

camadas superficiais são atravessadas a trado. Esta técnica de prospeção permite a recolha de

amostras recorrendo-se a um amostrador adequado, embora seja necessário ter em consideração

que este método induz uma certa perturbação ao terreno, sendo obtidas amostras de pior qualidade

comparativamente com as que são conseguidas através de poços, valas ou galerias.

Figura 18 - Trépanos: a) reto; b) bisel; c) cruz (FEUP, 2014a)

A limpeza do furo faz-se com o auxílio de uma limpadeira e para facilitar o desmonte do terreno, pode

ser necessário introduzir-se água no furo ou lamas bentoníticas quando o terreno é brando, sendo

que para manter as pareces do furo utilizam-se tubagens de revestimento e pelas próprias lamas

bentoníticas devido às suas propriedades fixtrópicas (FEUP, 2014a).

A sonda de percussão pode ser acionada manual ou mecanicamente. A sonda manual é geralmente

utilizada para a abertura de furos verticais com diâmetros máximos de cerca de 20 cm e

profundidades até cerca de 20 metros. As sondas de percussão mecânica devem ser utilizadas para

furos mais profundos, quando se pretende atingir valores de profundidade da ordem de centenas de

metros, embora se saiba que para profundidas bastantes elevadas os rendimentos de furação são

relativamente baixos (FEUP, 2014a).

As sondagens de percussão são geralmente utilizadas em solos ou rochas brandas, raramente

ultrapassando comprimentos da ordem das poucas dezenas de metros. Como exemplos de solos

com baixo rendimento por percussão, destacam-se os cascalhos, os blocos ou a areias finas abaixo

do nível freático, devido ao arraste das partículas durante a perfuração (Obando, 2009).

52

As sondagens à rotação podem, de um modo geral, perfurar qualquer tipo de solo ou rocha, podendo

atingir profundidades elevadas e distintas inclinações. Geralmente, a profundidade máxima atingida

não excede os 100 m, embora possam ser alcançados os 1000 m (Obando, 2009).

As sondagens de rotação com recuperação contínua de amostra são executadas com coroas (Figura

19), constituídas por tungsténio ou diamantes, que se encontram no extremo das varas. As varas

permitem a circulação de fluidos (geralmente água) no seu interior, com o objetivo de arrefecer as

peças de furação e transportar até à superfície os detritos (FEUP, 2014a).

Figura 19 - Coroas para sondagens de rotação (FEUP, 2014a)

Para rochas menos duras, como por exemplo calcários, ou para solos rijos, consegue-se um bom

avanço da ferramenta de furação utilizando uma coroa de prismas de tungsténio. Para rochas duras,

como por exemplo quartzitos e granitos sãos, mesmo utilizando coroas diamantadas, o desgaste é

muito grande e o avanço da furação é lento (FEUP. 2014a).

As sondagens de rotação permitem uma amostragem contínua e integral, com elevada percentagem

de recuperação da amostra em terreno rochoso de boa qualidade a razoável. Para obtenção de

amostra de boa qualidade devem utilizar-se amostradores de parede dupla, ontem o tubo que retém a

amostra é independente relativamente ao movimento de rotação da coroa, conseguindo assim

minimizar os efeitos por desgaste devido à rotação e a fracturação das amostras (FEUP, 2014a).

A percentagem de recuperação de amostra depende do diâmetro do furo e da perícia do operador

(que, entre outras coisas, se faz sentir na velocidade de rotação, pressão da coroa, quantidade de

água usada na furação, etc.) (FEUP, 2014a).

O processo que permite a amostragem contínua em terrenos menos bons, como por exemplo rochas

alteradas, e amostragem total de terrenos rijos e sãos com fraturas preenchidas por materiais

brandos ou com zonas de esmagamento, é a amostragem integral. Só com esta técnica é possível

53

obter amostras em que os materiais dessas zonas mais brandas evidenciam o seu posicionamento

ao longo do furo e a sua natureza (FEUP, 2014a).

Geralmente, nos processos correntes de furação por rotação não é possível obter amostras dessas

zonas mais brandas, que por vezes são as mais importantes dos maciços, por serem as mais frágeis

e portanto condicionarem o seu comportamento mecânico (FEUP, 2014a).

As sondagens à rotação com recuperação contínua de amostra são utilizadas maioritariamente em

maciços rochosos, embora também possam ser utilizadas em solos. Em maciços constituídos por

intercalações de solos e rochas a formação preponderante define o tipo de sondagem a realizar e os

diâmetros mais convenientes (FEUP, 2014a).

As sondagens de rotação apresentam a vantagem de, utilizando as técnicas adequadas, obter

amostras orientadas e de poderem, em princípio, ter qualquer inclinação. Esta vantagem é de grande

utilidade, principalmente quando se suspeita da existência de qualquer acidente tectónico vertical ou

sub-vertical ou quando a estrutura geológica do local é caraterizada por descontinuidades

aproximadamente verticais (FEUP, 2014a).

As sondagens à roto-percussão, que combinam no processo de furação a rotação e a percussão, são

normalmente utilizadas na deteção de vazios e cavidades.

A partir dos registos das sondagens, deve ser possível identificar os diferentes níveis litológicos

existentes abaixo da zona de influência do bolbo de tensões, as suas características resistentes, as

amostras recolhidas e a que cota, bem como os diferentes ensaios realizados in situ.

4.5.1.2. Poços, galerias, valas e trincheiras

Outra técnica de prospeção existente são os poços, que podem ser definidos como escavações de

pequena a média profundidade, realizadas habitualmente com recurso a retroescavadoras,

permitindo assim identificar os diferentes níveis litológicos intersetados. Estes são especialmente

utilizados em solos ou rochas brandas para pequenas profundidades de prospeção.

Este método apresenta a grande vantagem de permitir uma inspeção e acesso diretos à formação

que se pretende estudar, tornando possível a sua observação, a colheita de amostras intactas ou

remexidas, e a realização de eventuais ensaios de campo necessários. As principais limitações deste

método são a impossibilidade de ultrapassar pequenas profundidades, da ordem das duas dezenas

de metros, em condições de segurança e rentabilidade, e de ser muito difícil, ou até mesmo

impossível, o seu avanço abaixo do nível freático, especialmente em terrenos brandos (FEUP,

2014a).

Os poços são uma das técnicas de prospeção indicada quando existem problemas que envolvem

escorregamentos, pois permitem procurar diretamente a superfície de escorregamento. São também

indicados para problemas em que se pretende determinar a profundidade de um substrato que

provavelmente esteja a pouca profundidade da superfície, no reconhecimento de formações com

54

características de solos, em que o avanço é geralmente satisfatório, e quando se pretende colher

amostras remexidas em quantidade apreciável (da ordem das dezenas de quilogramas), ou realizar

ensaios in situ (FEUP, 2014a).

Pérez (2010) destaca algumas situações e tipos de terreno onde os poços são a técnica de

prospeção mais indicada:

a) Principalmente em terrenos coesivos, embora também se possa realizar em terrenos granulares.

Quando não é possível recolher amostras para posteriormente realizar ensaios de laboratório, é

necessário utilizar outras técnicas de reconhecimento, por exemplo sondagens;

b) Em terrenos em que o nível freático se encontre abaixo da zona de prospeção ou em que a

presença de uma camada impermeável condicione o afloramento de água e permite a prospeção no

interior do poço;

c) Nas situações em que se pressuponha que se pode alcançar o substrato;

d) Em obras lineares, como projetos de obras rodoviárias ou obras de saneamento.

Viana da Fonseca (2009) analisa questões relativas à segurança no trabalho, alertando para a

possibilidade de colapso quando os poços são profundos. Assim, a entivação dos poços abertos em

solo deverá ser sempre exigida para profundidades superiores. Também deve ser assegurada a

renovação do ar em poços profundos quando são abertos com trabalhadores no seu interior,

especialmente em zonas poluídas onde se podem libertar gases letais.

A profundidade de cada poço é determinada consoante as exigências do estudo geotécnico, sendo

que normalmente esta não ultrapassa o nível freático, uma vez que a estabilidade das paredes do

poço diminui muito com a presença e percolação de água, podendo colapsar as paredes de

escavação (UCN, 2013).

No que diz respeito às dimensões, os poços de prospeção geralmente são elípticos com dimensões

de 1,80m (eixo maior) por 0,80m (eixo menor) (FEUP, 2014a). São também utilizados poços

quadrados ou retangulares, sendo a secção mínima recomendada de 0,80m por 1,00m, de forma a

permitir uma inspeção adequada das paredes (UCN, 2013). Apesar de ser com menor frequência, por

vezes também são executados poços de prospeção circulares.

Para poços que atinjam profundidades da ordem dos 4 a 5m, em solos brandos, utilizam-se

geralmente abre-valas, que permitem realizar o trabalho em adequadas condições de segurança e

com bom rendimento. Para profundidades superiores, a abertura dos poços de prospeção pode ser

feita manualmente, através de enxadas ou picaretas, utilizando martelos pneumáticos para terrenos

muito rijos (FEUP, 2014a).

Deverá ter-se o cuidado de deixar intacta pelo menos uma das paredes do poço, para que esta

represente fielmente o perfil estratigráfico do local. Para determinados tipos de terreno, quando for

55

necessário a presença de uma pessoa no interior do poço para recolha de amostras, deverá

assegurar-se que este está escorado, de forma a assegurar que não ocorre desmoronamento das

paredes deste (UCN, 2013).

Para cada poço deverá realizar-se uma descrição visual ou um registo estratigráfico, que

posteriormente fará parte do relatório geotécnico. Neste registo devem mencionar-se as litologias

existentes e a sua espessura, a eventual presença de água e a sua cota, a recolha de amostras e a

sua cota, bem como os ensaios de laboratório realizados (UCN, 2013).

As amostras que serão analisadas em laboratório devem ser obtidas nas paredes e no fundo do

poço. Estas amostras devem ser identificadas, incluindo pelo menos as seguintes indicações:

identificação do poço, profundidade a que foi recolhida, o nome do técnico que a recolheu e a data da

sua obtenção (UCN, 2013).

Na recolha de amostras devem tomar-se as medidas necessárias para se obter amostras que

reproduzam a natureza real e as condições dos solos em análise (UCN, 2013).

As amostras intactas deverão ser obtidas apenas após a escavação do poço, especialmente quando

estejam em estudo solos cuja estrutura seja afetada pelas alterações de humidade. De qualquer

forma, ao recolher a amostra não perturbada, deve-se procurar a parede do poço que esteja menos

exposta ao sol e deve-se escavar a espessura superficial que tenha sido afetada pelas alterações de

humidade (UCN, 2013).

As galerias, à semelhança do que acontece com os poços de prospeção, permitem o acesso ao

interior dos maciços e a sua observação direta, bem como a realização de ensaios in situ. Esta

técnica de prospeção utiliza-se frequentemente no estudo de taludes (solos ou rochas) de maciços de

encontro e fundação de barragens e túneis.

Com vantagens das galerias destaca-se a versatilidade de poderem ser inclinadas e mudar de

direção, de poderem ser incorporadas posteriormente na obra como obras de drenagem dos maciços

e de permitirem a realização de ensaios no seu interior.

A segurança relativamente à possibilidade de desmoronamento é análoga à situação dos poços,

podendo necessitar de entivação, embora a remoção dos materiais, em geral, seja muito mais fácil.

Em rochas, a entivação só deve ser feita em zona que se suspeite serem instáveis, como por

exemplo zonas de descompressão, esmagamento ou grande alteração (FEUP, 2014a).

Conforme já foi anteriormente referido, as galerias de reconhecimento são comummente utilizadas

quando surgem problemas de fundações rochosas de barragens ou de pontes de grandes

dimensões, pois permitem a observação local das formações do interior dos maciços e a realização

de ensaios mecânico in situ envolvendo grandes volumes de maciço. Nestes casos, a abertura das

galerias de reconhecimento é realizada recorrendo a ferramenta pneumática e explosivos (FEUP,

2014a).

56

Relativamente às dimensões das galerias, geralmente são 1,80m de altura por 1,20m de largura

quando a profundidade a alcançar não ultrapassa as poucas dezenas de metros. Para profundidades

superior, geralmente as dimensões aumentam, de forma a ser possível instalar equipamentos de

remoção e arejamento necessários (FEUP, 2014a).

Geralmente as galerias de prospeção atingem as dezenas de metros de profundidade, pois é

necessário atravessar as zonas conturbadas dos maciços rochosos e alcançar as zonas dos maciços

de boa qualidade (FEUP, 2014a).

Como última técnica de prospeção mecânica surgem as valas e trincheiras, que também, à

semelhança das técnicas anteriormente apresentadas, permitem a observação direta das formações,

o acesso ao maciço e a realização de ensaios in situ.

Geralmente as valas são utilizadas em solos ou rochas muito brandas para quando se pretendem

atingir pequenas profundidades, não ultrapassando os 2m. São uma técnica frequente em locais de

barragem e canais ou estradas, nas zonas onde se pretende observar o maciço rochoso são.

As valas e trincheiras são uma técnica de prospeção de execução simples, geralmente utilizadas em

complemento de outros tipos de prospeção, nomeadamente galerias.

A abertura de valas e trincheiras em formações brandas pode ser conseguida manualmente ou com

auxílio de abre-valas. Para maciços de melhor qualidade poderá ser necessário recorrer à utilização

de explosivos ou de meios mecânicos mais potentes.

4.5.1.3. Ensaios de campo

Os trabalhos de prospeção geotécnica incluem a execução de ensaios in situ para caracterização dos

maciços. Os ensaios de campo ou ensaios in situ são executados diretamente sobre o solo natural e

permitem obter valores de algumas características geotécnicas de determinados terrenos.

Os ensaios de campo não necessitam de amostragem, o que implica que não ocorrem alterações das

condições naturais do solo. Além disso, medem a resposta de maiores volumes de solo,

aproximando-se da escala do maciço (Lopes, 2012).

Alguns ensaios realizam-se quase de forma sistemática, como é o caso dos ensaios de penetração

dinâmica ou estática. Outros ensaios são mais específicos, como os ensaios de permeabilidade, de

deformabilidade ou de determinação de estado de tensão, que se realizam em geral em obras de

maior importância como barragens, estruturas subterrâneas, etc (FEUP, 2014b).

Faz-se referência seguidamente aos ensaios in situ associados aos trabalhos de prospeção que

vulgarmente se realizam com a finalidade de completar o zonamento geotécnico do maciço (Tabela

13). Os parâmetros geotécnicos que são geralmente objeto de estudo através dos ensaios in situ são

os relativos à caracterização da permeabilidade, da deformabilidade, de resistências e do estado de

tensão inicial.

57

Tabela 13 - Ensaios in situ: propriedades geotécnicas e materiais (González de Vallejo, et al., 2002)

Propriedade geotécnica Tipo de material

Solos Rochas

Resistência

- Ensaios SPT*

- Penetração dinâmica (DPL e outros tipos)

- CPT e CPTU

- Corte rotativo (molinete ou vane shear test)*

- Martelo de Schmidt

- Corte direto em diaclases

Deformabilidade - Placa de carga

- Pressiómetros*

- Dilatómetros (DMT)*

- Placa de carga

- Macaco plano

Permeabilidade

- Lefranc*

- Gilg Gavard*

- Matsuo**

- Haefeli**

- Ensaio Lugeon*

*Ensaios em sondagens; ** Ensaios em poços ou trincheiras;

Apresenta-se nas tabelas seguintes uma breve descrição sobre os ensaios in situ de resistência

(Tabela 14), de deformabilidade (Tabela 15) e de permeabilidade (Tabela 16).

Por serem realizados com maior frequência comparativamente com os anteriormente referidos,

apresenta-se seguidamente uma descrição mais pormenorizada da realização dos ensaios de

penetração e dos fatores relacionados.

Os ensaios de penetração são muito utilizados devido à sua fácil execução, versatilidade e baixo

custo. No entanto, a informação obtida através deste tipo de prospeção, deve ser complementada

com outros métodos de prospeção.

De um modo geral, a execução dos ensaios de penetração resume-se à cravação de uma haste no

solo, registando-se a resistência que este oferece à sua penetração. Em maciços rochosos a

cravação da haste é bastante dificultada, podendo atingir sempre a nega, sendo este fato justificação

para este ensaio não ser aplicável em maciços rochosos.

Através dos ensaios de penetração é possível medir a resistência e avaliar a compacidade relativa

dos solos atravessados. Existem dois tipos de ensaios de penetração: ensaios de penetração

dinâmica e ensaios de penetração estática.

58

Tabela 14 - Ensaios in situ de resistência (adaptado de González de Vallejo, et al., 2002)

Ensaio Local Descrição Características Resultados

SPT No interior das

sondagens.

Número de pancadas N para

cravar 30 cm de um cilindro

oco de dimensões

normalizadas através da

queda de uma massa de

63,5 kg de uma altura de 76

cm.

Mais adequado para

solos arenosos.

Valor N de resistência

à penetração que

pode ser

correlacionado com

os parâmetros

geotécnicos.

Penetração

dinâmica

A partir da

superfície até uma

profundidade de

aproximadamente

25m.

Medição da resistência à

penetração de um

amostrador através de

golpes com uma energia

normalizada.

Tipos: DPL, DPM,

DPH e DPSH.

Não se obtêm

amostras.

Medida indireta da

resistência do terreno

através do valor de

NB. Pode-se

relacionar com o

SPT.

Penetração

estática

A partir da

superfície até uma

profundidade de

aproximadamente

30m.

Registo contínuo da

resistência à penetração de

um cone e um tubo através

de pressão.

Em solos granulares e

coesivos brandos.

Quando se instala um

piezocone podem

medir-se as pressões

intersticiais.

Não se obtêm

amostras.

Resistência de

ponta, atrito lateral e

pressões intersticiais.

Ensaio de corte

rotativo

(molinete ou

vane shear test)

No interior das

sondagens.

Medição do momento de

torque M necessário para

cravar no solo uma cruzeta

metálica, composta por 4

lâminas, normalmente

perpendiculares entre si.

Em matérias coesivos

brandos saturados.

Resistência ao corte

não drenada.

Martelo de

Schmidt

Sobre superfícies

de rocha.

Medição do ressalto ao

efetuar uma pancada com o

martelo na área escolhida.

Permite ensaiar rochas

e descontinuidades.

Resistência à

compressão simples

do material a partir de

correlações.

Corte in situ

Em galerias,

trincheiras ou

poços.

Medição da tensão

tangencial necessária para

produzir a rotura através de

uma descontinuidade

submetida a uma

determinada carga normal.

Pode utilizar-se a

célula de Hoek para

amostras pequenas ou

testemunhos em

campo.


de um plano de

descontinuidade.

59

Tabela 15 - Ensaios in situ de deformabilidade (González de Vallejo, et al., 2002)


Placa de

carga em

solos

Trincheiras, poços e na

superfície.

Medição das

deformações

produzidas ao aplicar

cargas verticais de

valor conhecido

através de uma placa

lisa e rígida.

As placas podem ter

dimensões variáveis

(30 x 30 a 100 x 100

cm).

Módulo de

deformabilidade e

coeficiente de

reação.

Placa de

carga em

maciços

rochosos

Em galerias e túneis.

Medição das

deformações

produzidas ao aplicar

cargas de valor

conhecida através de

uma placa lisa e

rígida.

As placas podem ter

dimensões variáveis

(30 x 30 a 100 x 100

cm).

Módulo de

elasticidade.

Pressiómetro

(em solos) No interior de sondagens.

Medição da

deformação do

terreno ao ir aplicando

uma serie de

pressões controladas

em solos.

Aplicável em material

com E ≤ 6.000MPa.

Pode exercer pressões

até 20 MPa.

Módulo de

deformação

pressiométrico.

Dilatómetro

DMT (em

rochas)

No interior de sondagens.

Medição da

deformação do

terreno ao ir aplicando

ma serie de pressões

controladas em

rochas.

Aplicável em material

com E ≤ 15.000MPa.

Pode exercer pressões

superiores a 20 MPa.

Módulo de

deformação

dilatométrico.

Macaco

plano

Em superfícies, galerias e

tuneis.

Medição da

deformação ao longo

de uma fenada criada

na rocha.

Até 70 MPa.

Módulo de

deformação e

estado tensional.

60

Tabela 16 - Ensaios in situ de permeabilidade (González de Vallejo, et al., 2002)


Lefranc

No interior de

sondagens, durante

ou após a perfuração.

Introduzir ou bombear água numa

cavidade de forma fixa, situada no

terreno à profundidade a que se

pretende determinar a

permeabilidade. Pode ser a regime

permanente, introduz-se ou

bombeia-se um caudal constante,

ou regime variável, introduz-se ou

bombeia-se um conhecido volume

de água.

A medição do caudal

de admissão deve ser

realizada a cada 5

minutos, mantendo o

nível de água

constante na boca da

sondagem durante 45

minutos.

Coeficiente de

permeabilidade em

solos permeáveis

ou semipermeáveis,

de tipo granular,

situados abaixo do

nível freático.

Gilg

Gavard

No interior das

sondagens.

Em nível constante, introduz-se

um caudal contínuo de água no

poço de sondagem de forma a que

o nível de água se mantenha

constante. Em nível variável,

introduz-se um pequeno volume

de água no poço de sondagem ate

uma altura conhecida e

posteriormente mede-se a posição

desta em sucessivamente.

-

Permeabilidade de

solos de

permeabilidade

média a baixa.

Matsuo

No interior das

escavações em solos

secos ou semi-

saturados.

Infiltração de um caudal numa

escavação, em que o comprimento

da escavação deve ser muito

maior que a sua largura, de forma

a que para efeitos de cálculo se

possa considerar indefinida.

A análise da

permeabilidade

considera-se

bidimensional em

função da seção do

canal por onde se

infiltra o caudal.

Coeficiente de

permeabilidade.

Haefeli

No interior de uma

escavação de forma

tronco-piramidal com

a base quadrada.

Após realizada a escavação,

enche-se de água, de forma a que

esta se infiltre, para que durante a

realização do ensaio as condições

sejam próximas de um regime

permanente. Deve manter-se o

nível de água constante e mede-se

o caudal necessário para tal.

As dimensões

habituais da

escavação são de 1,5

x 1,5 m na superfície

do terreno, 0,5 x 0,5 m

na sua base e 0,5 de

profundidade.

Coeficiente de

permeabilidade.

Ensaio

Lugeon

No interior de

sondagens.

Injeção radial de água sob pressão

constante, no trecho do furo de

sondagem (normalmente trechos

de 5m) e mede-se a agia que entra

no maciço rochoso durante um

certo tempo (10 minutos), depois

de estabelecido o regime de

escoamento permanente.

Unidade de medida do

ensaio: 1 Unidade de

Lugeon= 1l/m*min=10-

5cm/s

Coeficiente de

permeabilidade em

Lugeon em função

da pressão

ensaiada.

61

- Ensaios de penetração dinâmica

Os ensaios SPT são realizados no interior de um furo de sondagem, consistindo na cravação no

terreno de um amostrador com dimensões e energia de cravação normalizadas: pilão com 63,5kg de

massa e altura de queda de 760 mm (Gomes, 2011). De um modo geral, este ensaio caracteriza-se

pela cravação dinâmica de um amostrador oco com ponta biselada, sendo normalmente executado

de 1,5m em 1,5m de profundidade ou quando se deteta alteração do tipo de formações atravessadas.

Antes do início da execução, é necessário proceder à operação de limpeza do local, preparação do

terreno e amarração de piquetes para o levantamento topográfico, seguindo-se o processo de

perfuração (Fonteles, 2003).

O ensaio SPT é realizado em duas fases (Figura 20):

- 1ª fase - penetração de 15cm – devido à perturbação do terreno provocada pelos trabalhos de

furação, despreza-se o resultado obtido nesta fase. Esta fase termina no caso de não se conseguir

atingir os 15cm de cravação ao fim de 30 pancadas.

No caso de se verificar uma penetração significativa do amostrador no solo logo após a sua

colocação no fundo do furo, deverá registar-se este fenómeno, pois indica a presença de solos muito

moles, com pouca resistência, que não aguentam com o peso do amostrador e das varas. Quando for

verificada esta situação deverá considerar-se o valor de NSPT de 0.

- 2ª fase – penetração de 30cm - o valor do NSPT representa o número de pancadas necessárias para

atingir a penetração de 30 cm, normalmente subdividido em duas fases de contagem de 15cm cada.

Figura 20 - Esquema do ensaio SPT (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013a)

62

Se após 50 pancadas para solos e 100 pancadas para rochas, a penetração não atingir os 30cm,

termina-se o ensaio e regista-se a penetração obtida, designando-se como “nega”.

As amostras de solo remexido recolhidas durante o ensaio SPT, após remoção do amostrador, são

normalmente guardadas em recipientes adequados indicando-se as informações mais relevantes e

posteriormente são utilizadas em laboratório, nomeadamente em ensaios de caracterização

granulométrica, determinação de teor em água e limites Atterberg (Carvalho, 2011).

O SPT caracteriza-se como um ensaio expedito e pouco dispendioso, sendo talvez o ensaio mais

utilizado na prática para reconhecimento das condições do terreno. O SPT permite adquirir em campo

uma quantificação expedita da resistência à penetração do terreno através do NSPT. A interpretação

do número de golpes obtido nunca pode ser realizada para um único perfil a determinada

profundidade. Este processo de análise deve fazer-se através da observação da tendência abaixo do

plano de apoio da fundação, a uma profundidade próxima à da zona de influência do bolbo de

tensões.

A resistência à penetração, expressa em função do número de golpes necessários para a cravação

do amostrador (NSPT) pode ser relacionada com o ângulo de resistência ao corte do solo, se se estiver

a analisar uma areia, ou com a resistência à compressão simples, no caso da análise de uma argila.

O domínio de aplicação deste ensaio é principalmente a caraterização de solos arenosos, pois na

avaliação das características mecânicas de solos argilosos é bastante menos fiável que em solos

incoerentes como os arenosos, podendo neste último caso serem os dados obtidos pelos ensaios

SPT suficientes para o dimensionamento (Carvalho, 2011).

Com base nos valores obtidos neste ensaio pode caraterizar-se um solo incoerente quanto à sua

compacidade relativa e um solo coerente quanto à sua consistência. A Tabela 17 e a Como já foi

anteriormente referido, também através do NSPT é possível estimar os valores do ângulo de atrito

interno, por exemplo através da correlação indicada na Tabela 19.

Tabela 18 seguintes apresentam os valores correspondentes às propriedades acima mencionadas.

Tabela 17 - Classificação de solos incoerentes quanto à sua compacidade através do NSPT

Classificação da compacidade

relativa dos solos Muito solto Solto

Medianamente

compacta Compacta

Muito

Compacta

N⁰ de pancadas

(NSPT) 0 – 4 4 – 10 10 – 30 30 – 50 > 50

Compacidade relativa

(%) 15 15 – 35 35 – 65 65 – 85 85 – 100

Como já foi anteriormente referido, também através do NSPT é possível estimar os valores do ângulo

de atrito interno, por exemplo através da correlação indicada na Tabela 19.

63

Tabela 18 - Classificação de solos coerentes quanto à sua consistência através do NSPT

Classificação da consistência

dos solos Muito mole Mole

Consistência

média Duro Muito duro Rijo

N⁰ de pancadas

(NSPT) 0 – 2 2 – 4 4 – 8 8 - 15 15 – 30 30

Resistência ao corte não drenada

(KPa) < 20 20 – 40 40 – 80 80 - 150 150 – 300 > 300

Tabela 19 - Correlação entre o NSPT e o ângulo de atrito interno (ɸ’) de solos granulares (González de Vallejo, et al.,

2002)

NSPT Compacidade ɸ’ (⁰)

0 – 4 Muito solta 28

4 – 10 Solta 28 – 30

10 – 30 Medianamente densa 30 – 36

30 – 50 Densa 36 – 41

> 50 Muito densa > 41

Foram analisadas várias abordagens instrumentais, tais como a utilização de mecanismos manuais

ou automáticos de elevação e queda do martelo, o uso de composição de hastes novas e usadas, a

utilização de cabo de aço e cordas flexíveis, entre outros. As principais conclusões obtidas

relacionadas com a eficiência do SPT, em função dos equipamentos e procedimentos abordados são

(Belincanta, 1998; Belincanta e Cintra, 1998; Fonteles, 2003):

a) o estado de conservação das varas influenciam a eficiência, ou seja, composições mais utilizadas

tendem a ter menor eficiência;

b) a eficiência é maior nos ensaios em que se utilizou acionamento da queda do martelo por disparo

automático em contraposição àqueles com acionamento manual;

c) não foi detetada diferença significativa de eficiência nos ensaios em que se utilizou cabo de aço e

corda, estando ambos em bom estado de conservação.

Baillot e Ribeiro Júnior (1999) compararam os processos executivos e equipamentos de sondagens

para o SPT segundo as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e da American

Society for Testing and Materials (ASTM). Observaram que, as falhas humanas inerentes ao

processo de queda manual, tais como a imprecisão da altura de queda, podem constituir fatores que

influenciam os valores de NSPT, comparativamente com os valores analisados obtidos com o

mecanismo automático de elevação e queda do martelo. Assim, percebe-se que a utilização de

processos automáticos na execução do SPT implicam a atenuação de alguns fatores que

eventualmente poderiam ser geradores de erros nos valores de NSPT. Além disso, Belincanta (1998) e

Baillot e Ribeiro Júnior (1999) referem ainda que o estado de conservação dos equipamentos é

fundamental para uma garantia de menor propagação de erros associados aos valores do NSPT.

64

De forma a demonstrar a importância da correta realização do ensaio SPT, garantido

simultaneamente o cumprimento das normativas que o regulam, sumariza-se na Tabela 20 as

principais fontes de erros para este ensaio, bem como a sua influência no valor de NSPT.

Tabela 20 - Fontes de erros para o ensaio SPT (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013a)

Causas Efeito Influência no valor de NSPT

Limpeza do furo inadequada O ensaio não é realizado sobre o solo

natural Aumenta ou diminui

Não manutenção do nível adequado da

água no furo Instabilidade do fundo do furo Diminui

Altura de queda inadequada Energia varia Aumenta ou diminui

Massa do martelo inadequada Energia varia Aumenta ou diminui

Sistema de golpeio excêntrico Redução da energia Aumenta

Queda do martelo condicionada Redução da energia Aumenta

Ensaio iniciado acima do pé do

revestimento

Amostrador cravado em solo adensado

artificialmente

Aumenta muito

significativamente

Pouco cuidado na leitura de NSPT Resultados pouco precisos Aumenta ou diminui

Utilização de amostradores não

padronizados Correlações não validas Aumenta ou diminui

Solos cascalhentos Amostrador obturado e/ou encravado Aumenta

Utilização de varas flexíveis Transmissão de energia ao amostrador

deficiente Aumenta

Viana da Fonseca (2009) destaca as principais vantagens da realização do ensaio SPT em relação a

outra técnica de prospeção, a simplicidade do equipamento e do procedimento de execução, a

possibilidade de recolha de amostra, ainda que seja perturbada, e a existência de múltiplas

correlações relativamente aos resultados do NSPT. Como desvantagens deste ensaio refere a

sensibilidade à técnica de operação e aos detalhes do equipamento, a não normalização

internacional do equipamento utilizados e a possibilidade de ocorrerem problemas quando se realiza

o ensaio abaixo do nível freático (NF).

Os ensaios de penetrómetro dinâmico (DP’s – Dynamic probing tests) apresentam uma filosofia

idêntica à dos ensaios SPT (Standard Penetration Test). De um modo geral, consistem na cravação

contínua de uma ponteira cónica através da queda de um pilão, cuja massa e altura de queda são

pré-estabelecidas. É contabilizado o número de pancadas (N) para cada intervalo de penetração.

Através do número de pancadas e da ponta dinâmica, é possível estimar a resistência à penetração,

dependendo da profundidade de cravação. Para a cravação de 10cm, o valor de pancadas

necessárias é representado por N10 (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro,

2013a).

As principais diferenças relativamente ao ensaio SPT, dizem respeito à substituição do amostrador

por uma ponteira cónica de dimensões padronizadas, cuja secção transversal é de dimensão superior

65

à secção transversal das varas, e à realização do ensaio ser de forma contínua (Departamento de

Geociências da Universidade de Aveiro, 2013a).

Com as diferenças acima mencionadas é possível medir a resistência de ponta dinâmica, estabelecer

um perfil contínuo da resistência do solo e não existe a necessidade de ser executado um furo de

sondagem (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013a).

Em função da massa (m) utilizada no ensaio existem os seguintes tipos: Penetração dinâmica ligeira

DPL (m=10 kg); Penetração dinâmica média DPM (m=30kg); Penetração dinâmica pesada DPH

(m=50kg) e Penetração dinâmica super-pesada (DPSH=63,5kg) (Departamento de Geociências da

Universidade de Aveiro, 2013a).

- Ensaios de penetração estática (CPT)

Nestes ensaios a penetração realiza-se com uma pressão estática controlada, utilizando-se um

aparelho constituído por um tubo em que no seu interior existe uma haste que se desloca e esta tem

na sua extremidade um cone.

Os ensaios de penetração estática, também designados por ensaios com cone penetrómetro, podem

incluir ou não a medição das pressões intersticiais, designando-se de CPTU ou piezocone.

Este tipo de ensaios são considerados internacionalmente como uma das mais importantes

ferramentas de prospeção geotécnica e o seu princípio consiste na cravação estática no terreno de

uma ponteira cónica a uma velocidade constante de 20mm/s. A seção transversal do cone apresenta

uma área de 10 cm2 e a ponteira cónica possui 60⁰ de ângulo de abertura (Gomes, 2011). Medindo-

se a força necessária para a cravação da ponteira cónica é possível determinar a resistência e

compressibilidade do solo. Ao contrário do ensaio SPT, neste tipo de ensaios não é possível recolher

amostras.

Nos ensaios CPT (Figura 21) é possível medir a resistência de ponta e a resistência lateral. Nos

ensaios CPTU, para além da medição das resistências anteriormente mencionadas, ainda é possível

obter o valor da pressão intersticial da água. Neste tipo de ensaio pode ainda ser obtido o coeficiente

de consolidação na direção horizontal, através da interpretação dos resultados de ensaios de

dissipação do excesso de pressão intersticial gerada durante a cravação do piezocone (Gomes,

2011).

O ensaio inicia-se com a penetração no solo, primeiro só o cone, depois só o tubo e, finalmente o

conjunto tubo e cone. Esta penetração é conseguida através de um equipamento que atua com o

auxílio de uma câmara hidráulica que possui um manómetro que permite efetuar a medição da

resistência à penetração (UFSC, 2004)

Devido ao equipamento utilizado, é possível obter, separadamente, os valores das resistências de

ponta, de atrito lateral e total.

66

A informação que se obtém é contínua e pode realizar-se numa gama alargada de solos. Os dados

obtidos através deste ensaio são muito fiáveis.

Figura 21 - Representação esquemática do CPT (Macêdo, 2005)

- Comparação dos vários tipos de penetrómetros

Na Tabela 21 apresenta-se um pequeno resumo dos tipos de penetrómetros e da sua aplicabilidade

para diferentes tipos de solos.

O ensaio SPT é o ensaio mais comummente realizado em solos arenosos como meio de investigação

do terreno, principalmente na América e na Ásia. Em Portugal, o SPT é ainda o mais corrente,

embora a utilização do CPT tenha vindo a aumentar gradualmente devido à necessidade de tornar os

resultados menos dependentes da técnica de operação, dos operadores e dos equipamentos.

O CPT é um ensaio mais fiável, embora não permita a recolha de amostras para identificação dos

materiais e não seja adequado em materiais muito granulares, grosseiros como cascalhos.

A Tabela 22 apresenta a comparação entre os ensaios de penetração SPT e CPT através de vários

aspetos.

Relativamente às normativas existentes e as recomendações de execução dos ensaios de

penetração destacam-se a ASTM D1586-99 (1999), a ASTM D5778-12 (2012) e Skempton (1986).

67

Tabela 21 - Tipo de ensaios de penetração e a sua aplicabilidade de acordo com o tipo de terreno (DBE-SE-C, 2006;

Bartolomé, 2008b)

Tipo de

penetrómetro

Princípio de

funcionamento Tipo Solos mais apropriados

Solos em que é

impraticável

Estática

- Medição da

resistência à

penetração de um

cone e um tubo

através de pressão.

CPT

CPTU

- Argilas e siltes muito brandos.

- Areias finas soltas a densas

sem cascalhos.

- Rochas, blocos,

cascalhos, solos

cimentados;

- Argilas muito compactas;

- Areias muito compactas.

- Solos muito pré-

consolidados e/ou

cimentados.

Dinâmica

- Medição da

resistência à

penetração de um

amostrador através de

golpes com uma

energia normalizada.

DPH

- Areias soltas a médias.

- Siltes arenosos soltos a

médios.

- Rochas, blocos,

partículas de maiores

dimensões, solos muito

cimentados.

DPSH

- Areias médias a muito

compactas.

Argilas pré-consolidadas sobre

o NF

- Cascalhos argilosos e

arenosos.

- Rochas, blocos.

Tabela 22 - Comparação entre os ensaios de penetração: SPT e CPT (adaptado de Macêdo, 2005)

Item SPT CPT

Solos Praticamente todos Evita-se cascalhos ou argilas muito duras

Correlações empíricas Elevada disponibilidade Ainda em crescimento

Repetitividade Questionável Excelente

Precisão Muitas fontes de erros Preciso

Resolução Descontínua (a cada 1,5m) Contínua

Amostras de solo Proporciona Não proporciona

Padronização do equipamento Variável Padronizado

4.5.1.4. Método da resistividade elétrica

O método da resistividade elétrica baseia-se no facto de, em geral, terrenos diferentes apresentam

resistividades elétricas também diferentes. É um método utilizado com frequência e o seu

desenvolvimento processa-se a partir do estudo do campo elétrico de potenciais, criado

artificialmente pela injeção no terreno duma corrente elétrica, e relacionando-o depois com as

características geológicas do local (FEUP, 2014c).

Este método determina a variação vertical e horizontal da resistividade elétrica dos terrenos, num

ponto ou em vários pontos da superfície do terreno, e o conhecimento da sua repartição de acorco

68

com a profundidade. É utilizado para determinar as espessuras da estratificação e as variações de

humidade.

A composição mineralógica e textural e a disposição das rochas interferem com as suas propriedades

elétricas (resistividade). A resistividade elétrica é a resistência que o material oferece à passagem da

corrente elétrica, não sendo uma propriedade isótropa na massa rochosa.

Assim, em meios porosos, como os solos, o fluxo de corrente elétrica passa essencialmente pelo

fluido intersticial e pela camada limite entre a matriz solida e o meio líquido. No caso de meios não

porosos, como rochas fraturadas, a corrente elétrica é obrigada a atravessar o material constituinte

da rocha antes de atingir as fraturas, sendo portanto sujeita a uma resistência superior (Braga, 2011).

Na presença de minerais de argila, a correte elétrica pode atravessar o fluido ou a interface

mineral/eletrólito, alterando significativamente a resposta dos ensaios geofísicos devido à diminuição

do valor da resistividade elétrica (Braga, 2011).

A medição da resistividade no terreno é realizada pelos seguintes passos (González de Vallejo, et al.,

2002):

a) Introdução no terreno de uma corrente contínua de intensidade I, através de elétrodos,

denominados de A e B, conectados a uma fonte de energia (Figura 22);

b) Medição da diferença de potencial ΔV, originada pela passagem da corrente entre dois elétrodos

denominados M e N (Figura 22);

Figura 22 - Medição da resistividade do terreno através dos métodos elétricos (González de Vallejo, et al., 2002)

c) Cálculo da resistividade da espessura de terreno afetada pela passagem da corrente.

Os métodos elétricos mais comuns são as sondagens elétricas verticais e os poços elétricos

(González de Vallejo, et al., 2002):

69

a) Sondagens elétricas verticais – consiste em separar sucessivamente os elétrodos de corrente A e

B do ponto central, seguindo uma linha reta, e medir a resistividade em cada disposição. A

resistividade aparente calculada será a correspondente a maiores espessuras consoante os

distanciamento dos elétrodos. Geralmente utiliza-se a configuração Schlumberger. O resultado que

se obtém deste método é a variação da resistividade ρ com a profundidade no ponto central do perfil

estudado. As profundidades mais habituais de investigação estão ente os 0 e os 200m.

b) Poços elétricos – neste método utiliza-se a disposição Wenner, onde as distâncias entre os

elétrodos A-M, M-N e N-B são iguais, movendo-se lateralmente a disposição ao longo de um perfil.

Desta forma é possível detetar as variações laterais de resistividade aparente (ρa) a uma

profundidade aproximadamente constante. As profundidades mais habituais de prospeção estão

entre os 0 e 50m.

4.5.1.5. Métodos sísmicos

Os métodos sísmicos estudam a propagação no terreno de ondas sísmicas que depende das

propriedades mecânicas do meio.

Os métodos sísmicos baseiam-se na teoria da elasticidade e nas relações entre tensões e

deformações na fase elástica. Assim, se a tensão aplicada num meio elástico deixa instantaneamente

de atuar, a deformação unitária ou extensão por ela originada propaga-se nesse meio como uma

onda elástica (FEUP, 2014c).

Num meio sólido semi-indefinido, homogéneo e isotrópico, propagam-se diversos tipos de ondas

elásticas: volumétricas, quando se propagam no interior do meio considerado; e superficiais, quando

se propagam à superfície desse meio. Assim, podem ocorrer:

a) Ondas volumétricas de dilatação, longitudinais, ondas primárias ou ondas P, quando o movimento

das partículas do meio se processa na mesma direção de propagação da onda elástica e provoca

variações de volume. As ondas P são ondas compressivas, irrotacionais, e propagam-se como uma

onda sonora, alternadamente por compressão e dilatação dos materiais atravessados, atravessando

qualquer tipo de material, sólido ou liquido (Lopes, 2012);

b) Ondas volumétricas de corte, transversais, ondas secundárias ou ondas S, caracterizadas pelo

facto das partículas do meio se movimentarem numa direção transversal ou ortogonal à direção de

propagação da onda elástica. Este tipo de movimento não é possível em líquidos, pois estes não têm

rigidez de corte e consequentemente a onda S não se propaga na água (Lopes, 2012);

c) Ondas Rayleigh são ondas superficiais e o movimento das partículas provocado pela sua

passagem está confinado a um plano vertical que contem a direção de propagação, verificando-se à

superfície um movimento elíptico retrogrado, contendo uma componente vertical e uma horizontal de

movimento. Como contêm duas componentes de movimento são registadas em qualquer tipo de

70

recetor (Lopes, 2012). A velocidade VR das ondas de Rayleigh é aproximadamente igual a 0,9VS

(FEUP, 2014c);

d) Ondas de Love, que são ondas superficiais mas diferem das ondas de Rayleigh pelo fato das

partículas oscilarem transversalmente à direção de propagação da onda e num plano paralelo à

superfície. Estas ondas têm um movimento semelhante ao das ondas S (VL≈VS) e apenas ocorrem

quando há um aumento da velocidade das ondas S com a profundidade. Como o movimento é

essencialmente transverso e horizontal, estas só podem ser registadas em recetores horizontais

(Lopes, 2012). De um modo geral, estas ondas propagam-se mais rapidamente que as ondas de

Rayleigh.

As velocidades das ondas volumétricas aumentam com a rigidez do material e diminuem com a

massa volúmica, sendo independentes da frequência.

Geralmente o perfil estratigráfico do subsolo apresenta velocidades crescentes em profundidade,

existindo porém exceções onde existem alternância de níveis de diferente competência e velocidade

de propagação das ondas (González de Vallejo, et al, 2002).

Na Tabela 23 apresentam-se valores de velocidade de ondas P e S para alguns tipos de materiais.

Tabela 23 - Velocidades das ondas P e S de alguns tipos de materiais (Lopes, 2012)

Material Velocidades (m/s)

Vp Vs

Ar 330 -

Água 1450-1530 -

Areia 300-800 100-500

Calcários 3500-6500 1800-3800

Granitos 4600-7000 2500-4000

Geralmente as rochas ígneas e cristalinas apresentam maiores velocidades de propagação do que as

rochas sedimentares e estas velocidades tendem a aumentar com a profundidade. Nos meios

estratificados é frequente observar-se anisotropia nas velocidades sísmicas: na direção paralela ao

estrato é geralmente maior, da ordem dos 10 a 15%, do que na direção transversal (FEUP, 2014c).

As ondas superficiais resultam da interação das ondas volúmicas com a superfície e as camadas

superficiais da Terra. Estas propagam-se à superfície, com amplitudes que decrescem com a

profundidade, de forma aproximadamente exponencial, não penetrando no interior da Terra. São

ondas mais lentas, maiores em amplitude e mais longas que as ondas volúmicas, e são ondas

dispersivas, pois diferentes frequências propagam-se a diferentes velocidades (Lopes, 2012).

São três os métodos sísmicos de maior interesse, que se individualizam de acordo com o tipo de

onda elástica ou sísmica cuja velocidade de propagação se pretende determinar. Assim, existe o

71

método sísmico de reflexão, o da refração e o direto, consoante o tipo de onda elástica observado

(FEUP, 2014c).

Ambos os métodos se baseiam no pressuposto de formações geológicas diferentes apresentarem,

geralmente, diferentes velocidades de propagação de ondas elásticas. Estas ondas podem ser

geradas pela detonação de um explosivo, pela queda de uma massa, pela ação de um vibrador

dinâmico, entre outras formas. As velocidades de propagação são calculadas através da

determinação do tempo de percurso das ondas entre vários pontos de localização conhecida,

podendo esse percurso ser seguido diretamente, por refração ou por reflexão (FEUP, 2014c).

- Método da refração sísmica

O método sísmico de refração analisa as ondas sísmicas refratadas nas interfaces entre camadas de

terreno.

Este método sísmico consiste na realização de perfis longitudinais instrumentados com sensores

(geofones), alinhados numa superfície livre e espaçados entre si a uma distância conhecida e

geralmente regular. Faz-se explodir uma carga de explosivo num pequeno furo colocado numa das

extremidades do perfil de geofones, chegando os efeitos da perturbação causada aos geofones e

registados no sismógrafo. A longitude dos perfis situa-se habitualmente entre os 25 e 100m, com

distanciamento entre geofones máximo de 5m. Os pontos onde são aplicadas as pancadas

geralmente são, no mínimo, três em cada perfil, situados no início, no meio e no fim (González de

Vallejo, et al., 2002). De acordo com experiências anteriores, o comprimento do perfil deve ser cerca

de quatro vezes a profundidade de prospeção (FEUP, 2014c).

Como principais aplicações do método de refração sísmica destacam-se as seguintes: avaliação do

volume de terras em manchas de empréstimo para barragens; estudo de locais de pedreiras;

avaliação das condições de escavabilidade dos terrenos para inserção de obras, tais como canais,

estradas e vias férreas; e avaliação das características mecânicas das fundações de estruturas

(FEUP, 2014c).

A base do método de refração sísmica consiste na extensão da lei de Descartes-Shell da Óptica às

ondas sísmicas longitudinais (FEUP, 2014c). Assim, considerando duas formações homogéneas

contíguas separadas por uma superfície plana e paralela à superfície plana da formação superior,

onde as ondas sísmicas têm uma velocidade de propagação V1 e na formação inferior uma

velocidade V2, tal que V2> V1, poderá ocorrer o fenómeno de refração sísmica (Figura 23).

72

Figura 23 - Método da refração sísmica: 2 estratos com o estrato superior de espessura constante (FEUP, 2014c)

Ao provocar-se uma perturbação num ponto S à superfície do primeiro terreno, origina-se um trem de

ondas esféricas. Como na Óptica se considera que os raios são normais às superfícies da frente de

onda, aplicando-se a lei de Decartes obtém-se (1) (FEUP, 2014c):

(1)

Em que, i1 e i2 são os ângulos de incidência e de refração do raio sísmico. O raio SA com o ângulo

crítico de incidência sofre um refração de modo que i2=90⁰ e segue ao longo da fronteira entre os dois

terrenos, sendo este fenómeno possível apenas se V2 > V1 (FEUP, 2014c).

Assim, cada ponto da superfície de separação dos dois meios é fonte duma onda e dele emerge, por

exemplo, o raio sísmico BG que, fazendo o ângulo ic com a interface, alcança o geofone G colocada

na superfície livre (FEUP, 2014c).

A medição dos tempos de chegada das ondas elásticas aos geofones permite obter o valor da

velocidade de propagação e a espessura dos distintos materiais atravessados (González de Vallejo,

et al., 2002).

O tempo entre o momento da detonação e da chegada da primeira perturbação a cada geofone é

medido. As primeiras ondas a chegar são as ondas diretas, sendo que a partir de um determinado

ponto, distância crítica, começam a chegar primeiro as ondas refratadas, ou seja, as que circulam

pelos níveis inferiores do subsolo (González de Vallejo, et al., 2002).

73

Na caracterização das formações para definir a sua ripabilidade, geralmente determinam-se apenas

as velocidades das ondas longitudinais e estabelece-se uma correlação empírica entre as

velocidades determinadas e as capacidades de ripagem de diversos equipamentos tipo “ripper”. Esta

correlação não é rígida, pois a ripabilidade não depende apenas da velocidade de propagação das

ondas sísmicas, sendo afetada também pela espessura, natureza e sucessão dos materiais (FEUP,

2014c).

- Método da reflexão sísmica

O método de reflexão sísmica, embora seja relativamente recente, tem sido utilizado principalmente

na prospeção de grandes profundidades, da ordem das várias centenas e milhares de metros,

nomeadamente em projetos de túneis, problemas de deslizamentos profundos, entre outras

situações. Atualmente já se existem de técnicas que permitem a sua aplicação na prospeção de

pequenas profundidades, da ordem das dezenas de metros (FEUP, 2014c). Ainda assim, o motivo do

desenvolvimento deste método prende-se com as necessidades relacionadas com os trabalhos de

prospeção petrolífera, onde é necessário alcançar profundidades da ordem do quilómetro. Para obras

mais comuns de engenharia civil é raro ultrapassar-se a centena de metros de profundidade.

Ultimamente a técnica designada por reflexão sísmica contínua tem tido grande aplicação na

prospeção de zonas de implantação de obras de engenharia civil, particularmente no mar, junto à

costa, em estuários de rios e em albufeiras (FEUP, 2014c).

O método consiste na medição dos tempos de chegada das ondas sísmicas, produzidas por uma

fonte de energia apropriada (martelo, pistola, queda de peso, dinamite, entre outros), aos sensores

(geofones) dispostos alinhados segundo um perfil, depois de serem refletidas nas superfícies de

contato das distintas unidades litológicas, falhas, superfícies de descontinuidade, entre outros.

Através dos tempos de chegada das ondas longitudinais aos geofones e das velocidades das

distintas interfaces, pode reconstituir as trajetórias das ondas primárias e delimitar a disposição

estrutural das diferentes interfaces sísmicas do perfil em estudo (González de Vallejo, et al., 2002).

Numa interface entre dois meios, quanto maior for o contraste relativamente às sua impedâncias

acústicas, maior será a quantidade de energia refletida, e maior expressão terá nos sinais captados à

superfície (FEUP, 2014c).

A clareza com que se podem observar as reflexões nas interfaces depende do coeficiente de reflexão

(R). Considerando incidências normais a uma interface, o coeficiente de reflexão ou refletividade (R),

que é função da massa volúmica (ρ) e da velocidade de propagação das ondas P (VP) dos dois meios

envolvidos, permite estimar a relação de amplitude de uma onda refletida relativamente à amplitude

de uma onda incidente (2):

(2)

74

Com exceção das interfaces entre os meios “água-ar” ou “ar-água”, de um modo geral, os valores

mais elevados dos coeficientes de reflexão atingem-se em interfaces entre os meios “água-rocha”,

“água-areia” e “sedimentos pouco consolidados-rocha”. Os valores mínimos dos coeficientes de

reflexão verificam-se entre meios de sedimentos pouco consolidados, como “lodo-argila” ou “argila-

areia”.

A reflexão sísmica é utilizada para diferentes fins e existem diferentes resoluções. Os sistemas com

baixa resolução e elevada penetração são utilizados na prospeção petrolífera e em estudos de

geologia regional, enquanto que os sistemas de maior resolução, mas com menor penetração, são

utilizados em estudos de base para implementação de estruturas marítimo-portuárias, em arqueologia

subaquática, no cálculo do volume de inertes e controlo de dragagens, e em estudos geológicos

detalhados (Instituto Hidrográfico, 2014).

Um sistema de sísmica de elevada resolução é normalmente composto por quatro componentes

(Instituto Hidrográfico, 2014):

- Fonte de energia que acumula a energia elétrica que irá ser transmitida para a fonte acústica a

intervalos de tempo regulares;

- Fonte acústica que recebe a energia elétrica e a transforma em energia mecânica, gerando uma

onda sonora;

- Conjunto de hidrofones que recebem o sinal que é refletido pelas descontinuidades existentes no

meio (por exemplo, entre uma camada de argila e outra de areia, entre uma camada de areia e o

substrato rochoso, ou por uma zona de falha geológica);

- Sistema de controlo, aquisição e processamento de sinal, constituído por um computador e

respetivo software que permite a visualização do perfil sísmico.

A variedade de componentes existentes na reflexão sísmica de elevada resolução permite ajustar o

sistema ao objetivo do levantamento, assegurando assim a qualidade do resultado final, permitindo a

identificação da natureza e estrutura das diferentes camadas. Assim, existem diferentes tipos de

sistemas de sísmica de elevada resolução, que utilizam diferentes fontes acústicas, e por

consequência atingem diferentes penetrações e possuem diferentes resoluções (Instituto

Hidrográfico, 2014).

Quando se utiliza a reflexão sísmica em meio aquático, e principalmente quando os fundos são

poucos profundos, as reflexões múltiplas (Figura 24) na interface “água-terreno” podem ocorrer,

existindo situações extremas em que praticamente impossibilitam a interpretação dos registos

obtidos.

75

Figura 24 - Representação esquemática de alguns tipos de reflexões múltiplas (FEUP, 2014c)

A Figura 24 apresenta de forma esquemática alguns tipos de reflexões múltiplas. É destacar as

situações em que as reflexões múltiplas coincidem com reflexões simples originadas noutras

interfaces, ou quando, pela sua quantidade ao longo da secção, dificultam bastante a distinção entre

os diferentes tipos de reflexão. De um modo geral é possível detetar as reflexões múltiplas mais

simples nos registos, uma vez que apresentam-se igualmente espaçadas entre si. É necessário

distinguir as reflexões simples ou primárias provenientes de verdadeiros refletores (interfaces), das

reflexões múltiplas geradas adicionalmente, para ser possível a correta interpretação dos registos

(FEUP, 2014c).

Para além do contraste entre impedâncias dos meios, a outra característica que influência o grau de

qualidade das imagens, e por consequência os resultados obtidos, é a resolução da própria imagem.

A resolução da imagem refere-se à capacidade de separar interfaces ou objetos que estejam

próximos, ou seja, à distância mínima entre interfaces de camadas adjacente que podem ser

visualmente discriminadas na imagem produzida no equipamento. A resolução da imagem é

diretamente influenciada pela frequência e pela duração do impulso, e estes por sua vez dependem

do tipo de equipamento e do tipo de fonte de energia. Assim, fontes de energia que emitem impulsos

de alta frequência possuem uma maior capacidade de deteção de camadas mais finas (FEUP,

2014c).

A recolha de informação pela reflexão sísmica é bastante mais lenta, mas permite obter um maior

detalhe na caracterização de um determinado local. Para se obter informação ainda mais detalhada

sobre as camadas mais superficiais, deve diminuir-se a distância entre os recetores (Lopes, 2012).

Embora a prospeção sísmica pelo método da reflexão apresente grandes potencialidades, é de

destacar a existência de grandes limitações na sua utilização, relativamente aos métodos de

prospeção indireta e aos riscos elevados de interpretações incorretas dos elementos obtidos. Ainda

76

assim, reconhece-se que associado a outros métodos de prospeção, este método pode assumir um

papel importante nos trabalhos de reconhecimento de maciços (FEUP, 2014c).

- Método sísmico direto

O método sísmico direto ou método microssísmico destaca-se dos restantes métodos sísmicos já

descritos pela pequena distância entre a fonte emissora e os diversos pontos de observação. Para se

avaliar a velocidade de uma onda que se propaga diretamente da origem ao ponto de receção, antes

da chegada de ondas refratadas e refletidas, a distância entre aqueles pontos terá de ser da ordem

de alguns metros apenas sendo o tempo de percurso de onda da ordem dos microssegundos. Assim,

será suficiente utilizar uma quantidade reduzida de carga explosiva, a queda de uma pequena massa

ou a aplicação de fontes vibratórias de pequena intensidade e/ou frequência ultra sónica, para se

originar uma onda elástica de pequena amplitude (FEUP, 2014c).

Esta técnica é utilizada para estudar pequenos volumes de maciço e o seu zoneamento, para

localizar zonas de terreno em processos de rotura ou para determinar as suas características

elásticas dinâmicas (FEUP, 2014c).

A medição das velocidades pode ser realizada ao longo de um furo se sondagem, sendo que os

resultados dão origem a diagrafias sónicas. Os resultados obtidos podem ser correlacionados

posteriormente com outros parâmetros geotécnicos.

Neste método é mais frequente realizar leques sísmicos, que podem ser estabelecidos entre furos, ou

entre furos e a superfície natural do terreno ou qualquer outra superfície acessível.

Os ensaios sísmicos em furo podem ser de 3 tipos: cross-hole (entre furos de sondagem), up-hole

(com fonte de energia no interior do furo) e down-hole (com a fonte de energia à superfície).

Os ensaios sísmicos entre furos (cross-hole) consistem em colocar a fonte de energia sísmica,

impulsiva ou de impacto, num determinado furo, e à mesma profundidade nos outros furos são

colocados recetores, normalmente geofones triaxiais ou hidrofones. São necessários dois ou mais

furos, distanciados normalmente entre 3 a 5m. Os recetores registam o tempo de chegada da onda

sísmica, sendo o processo repetido a várias profundidades normalmente em intervalos regulares,

obtendo-se um perfil sísmico em função da profundidade. Se forem utilizados apenas dois furos, o

cálculo da velocidade de propagação é efetuado com base no tempo percorrido pela onda entre a

fonte e o recetor e a respetiva distância entre eles. Se existirem mais furos, utiliza-se o tempo e a

distância entre dois recetores (Lopes, 2012).

Os ensaios de down-hole e up-hole podem ser efetuados recorrendo apenas a um furo de sondagem.

No caso do ensaio up-hole a fonte de energia sísmica é introduzida no furo de sondagem a

profundidades sucessivas, sendo que o recetor ou alinhamento de recetores encontram-se dispostos

77

à superfície. No ensaio down-hole, a energização é feita à superfície e o recetor, ou o conjunto de

recetores, é disposto ao longo do furo de sondagem a diferentes profundidades (Lopes, 2012).

Esta multiplicidade de posições da fonte sísmica e dos recetores tem como objetivo produzir uma

elevada densidade espacial e uma cobertura angular de raios sísmicos suficientemente completa, na

zona em estudo (FEUP, 2014c).

A tomografia “cross-hole” é um método de prospeção geofísica que, possuindo um elevado poder de

resolução, através da variação da velocidade das ondas sísmicas, permite a reconstrução

estratigráfica de perfis litológicos de situações mais complexas do ponto de vista geotécnico, que não

podem ser solucionadas com técnicas de prospeção mais simples.

Através deste método é possível obter uma modelação bidimensional e tridimensional do subsolo,

identificar zonas de rocha fraturada e a presença de vazios. É um método de custo elevado, pelo que

só deve ser utilizado em obras de grande porte, como por exemplo barragens.

Na Tabela 24 apresentam-se as principais vantagens e desvantagens dos ensaios sísmicos em furo e

de superfície.

Tabela 24 - Vantagens e desvantagens dos ensaios sísmicos em furo e de superfície (Lopes, 2012)

Ensaios em furo Ensaios de superfície

Vantagens

- Medições diretas; interpretação simples e

precisa;

- Boa resolução mesmo em profundidade;

- Informação adicional obtidos dos furos ou dos

ensaios CPT.

- Custos baixos e flexibilidade (no tempo e no

espaço);

- Não intrusivo;

- Valores médios das propriedades medidas;

- Caracterização de grandes volumes.

Desvantagens - Custos elevados e necessidade de um correto e

atempado planeamento.

- Interpretação complexa (medições indiretas

baseada em processamentos complexos

recorrendo ao uso de algoritmos de inversão).

4.5.1.6. Método eletromagnético

O método eletromagnético estuda a resposta do terreno quando se propagam através deste campos

eletromagnéticos. A grande variedade de formas de produzir e detetar os campos eletromagnéticos,

originam um grande número de técnicas.

O método eletromagnético mais comum utiliza o georadar e funciona por reflexão, obtendo-se perfis

contínuos de alta resolução, semelhantes aos que são obtidos pela sísmica de reflexão. É uma

técnica de prospeção indireta não invasiva e as suas principais vantagens de utilização são a rapidez

da recolha de dados e a sua versatilidade, pois permite a troca de antenas com diferentes

frequências. Com principal desvantagem destaca-se a excessiva dependência das características

superficiais do terreno onde se aplica (González de Vallejo, et al., 2002).

78

O georadar é utilizado para analisar o perfil litológico existente no local, tendo em consideração que a

velocidade de propagação da energia eletromagnética e a sua reflexão em interfaces entre diferentes

materiais, variam consoante as propriedades elétricas e magnéticas dos diferentes meios

atravessados (LNEC, 2008). Assim, é possível verificar a existência de cavidades (Figura 25), bem

como conhecer a estratificação existente no local em estudo (Figura 26).

Figura 25 – Deteção de zona anómala através da energia eletromagnética (LNEC, 2008)

Figura 26 – Determinação da espessura das camadas através da energia eletromagnética (LNEC, 2008)

O georadar é um aparelho portátil que emite, através de uma antena transmissora, ondas

eletromagnéticas com frequências muito elevadas, entre 50MHz a 2,5GHz. Quando a onda emitida

encontra heterogeneidades nas propriedades eletromagnéticas dos materiais do subsolo (contactos

entre materiais, fraturas, vazios, zonas de diferente competência, elementos metálicos), parte da

energia é refratada de nova até à superfície e outra parte transmite-se para maiores profundidades.

Os sinais refletidos recebidos amplificam-se e transformam-se em imagens semi-contínuas, à medida

que a antena é deslocada sobre a superfície do terreno. Assim, obtêm-se perfis contínuos nos quais

se indica o tempo total para uma onda passar através do subsolo, refletir-se numa heterogeneidade e

voltar até à superfície (González de Vallejo, et al., 2002).

Em todas as aplicações, os materiais condutivos, como os solos argilosos e a água salgada, tendem

a absorver o sinal emitido pelo georadar, limitando assim a profundidade de investigação. Assim, a

máxima profundidade de pesquisa está relacionada com a resistividade dos solos de cobertura,

apresentando-se na Tabela 25 a ordem de grandeza dessas profundidades (FEUP, 2014c).

79

Para além da profundidade de pesquisa máxima de acordo com a resistividade, como limitações

destaca-se ainda o facto deste método, à semelhança dos restantes métodos de prospeção geofísica,

necessitar de recorrer à observação direta das formações através dos métodos de prospeção

mecânica e à caracterização por ensaios para permitir determinações mais absolutas (FEUP, 2014c).

Tabela 25 - Profundidades de pesquisa pelo método do georadar (FEUP, 2014c)

Resistividade

(ohm.m)

Profundidade máxima de investigação

(m)

2000 30

1000 15

500 8

250 4

125 2,5

Na planificação de uma campanha de prospeção através do georadar, devem-se considerar os

seguintes fatores: diferença das propriedades elétricas dos materiais, penetração e resolução (que

depende das propriedades elétricas do terreno e da frequência da antena utilizada) e ruídos

ambientais, uma vez que os equipamentos são muito sensíveis à influência de estruturas metálicas,

ondas de rádio, entre outros.

4.5.1.7. Método magnético

O método magnético baseia-se na medição do campo magnético. Este potencial natural é alterado

por diversos fatores, tais como: latitude, altitude, suscetibilidade magnética das rochas e presença de

minerais permanentemente magnetizados. Através das variações locais do campo magnético

terreste, é possível prever indiretamente o tipo de rocha que se encontra no subsolo.

O método magnético é um dos métodos mais versáteis, tanto pela facilidade e rapidez na execução,

como no baixo custo de levantamento de campo. No entanto, a interpretação dos seus resultados

pode ser complexa, devido às ambiguidades inerentes deste método (Salvadoretti, 2013).

A prospeção magnetométrica permite detetar anomalias no campo magnético terrestre, baseando-se

nas variações locais do mesmo, originadas pela presença no subsolo de rochas contendo minerais

com diferentes suscetibilidades magnéticas (magnetita, ilmenita pirrotita, entre outros) (Salvadoretti,

2013).

As causas mais comuns das anomalias magnéticas são: diques, fluxo de lavas, intrusões básicas,

rochas do embasamento metamórfico, corpos mineralizados com magnetita, entre outros (Saldanha

et al., 2012).

O conjunto de pontos com os valores do campo magnético denomina-se por mapa magnético. Os

resultados de campo obtidos neste método devem ser corrigidos devido à influência dos fatores já

referidos (Saldanha et al., 2012).

80

Este método pode ser utilizado em terra e no mar (Saldanha et al., 2012). Como principais aplicações

deste método destaca-se a localização de estruturas metálicas enterradas, galerias mineiras

abandonadas, contactos litológicos, falhas, vazios, diques e massas mineralizadas.

Os trabalhos de campo podem ser seriamente afetados com a presença de vias férreas, veículos em

movimento ou se o terreno for muito heterogéneo.

4.5.1.8. Método gravimétrico

O princípio do método gravimétrico consiste na determinação da atração gravitacional em pontos da

superfície da Terra, utilizando gravímetros. O objetivo deste método é identificar os contrastes de

densidades das rochas existentes no subsolo, através das alterações na aceleração da gravidade

medida na superfície (Salvadoretti, 2013).

Corpos de grandes dimensões mineralizados podem aumentar a gravidade de uma determinada

região, pois as rochas de maior densidade aumentam a aceleração (Escalante, 2008).

Sendo um método de prospeção indireta, baseiam-se na deteção das diferenças entre o valor que o

campo gravitacional deveria ter num determinado ponto e o que realmente tem, ou seja, quantifica as

variações do campo gravitacional terrestre provocadas por corpos rochosos. Estas variações, embora

sejam de pequena magnitude, são originadas devido heterogeneidade na densidade das rochas,

sendo que as mais densas têm uma maior influência no campo gravitacional. Este método quantifica

as variações do campo gravitacional terrestre provocadas por corpos rochosos dentro da crosta até

poucos quilómetros de profundidade.

As unidades de medida da aceleração gravitacional normalmente utilizadas são o miligal (mgal=10-3

cm/s2) e a unidade gravimétrica (ug=10

-4 cm/s

2). Os gravímetros utilizados têm uma precisão de

0,01mgal nos modelos normais e 0,001mgal nos modelos micro.

Os métodos gravimétricos são úteis para localizar qualquer fenómeno em que a variação da

densidade seja a sua característica fundamental. Geralmente utilizam-se para a localização de

vazios, galerias e cavidades, zonas com poucos finos originando a perda de densidade, zonas com

tratamentos do terreno com aumento de densidade, contactos litológicos com contraste de

densidade, terrenos brandos, de zonas de dissolução, zonas de falhas e depósitos minerais.

4.5.2. Análise do risco técnico associado às técnicas de

prospeção

Com o objetivo de analisar o risco que pode advir de incorreções relacionadas com a utilização de

técnicas de prospeção menos apropriadas ou relacionadas com erros de execução das mesmas,

apresentam-se de seguida alguns exemplos de erros mais frequentes:

81

a) Inadequação da técnica de prospeção relativamente ao tipo de terreno a caracterizar. Por exemplo

realizar ensaios de penetração em zonas de cascalhos ou cascões, onde se obtém uma falsa nega

ou variações abruptas no valor do NSPT, não sendo esta técnica de prospeção adequada;

b) Inadequação da técnica de prospeção a utilizar de acordo com a profundidade de reconhecimento

que se deseja alcançar. No caso anterior apresentado, poderia não ser alcançada a profundidade

mínima de reconhecimento devido à sequência de negas, pelo que não seria adequado o

reconhecimento geotécnico realizado com penetrómetros, não permitindo obter a informação

necessária;

c) Utilização de penetrómetros não normalizados ou realização de ensaios não respeitando as

normativas que os regulam, nomeadamente a ASTM D1586-99 (1999), ASTM D5778 – 12 (2012) e

Skempton (1986);

d) Executar poços com paredes instáveis, não sendo possível medir com precisão a profundidade

alcançada nem identificar claramente as litologias existentes, pelo que não será adequado o

reconhecimento geotécnico realizado;

e) Utilização de sondagens sem recuperação do material como base para a realização de estudos

geotécnicos;

f) Ausência de dados necessários para a correta caracterização do terreno em estudo (por exemplo o

nível freático, profundidade de reconhecimento, ensaios in situ realizados e valores dos mesmos,

negas, entre outros).

Isoladamente, apenas as técnicas de prospeção provavelmente não têm influência direta no

agravamento do risco sobre a estabilidade da estrutura, sendo que quando analisados os inúmeros

fatores que a execução das mesmas envolve é que é possível avaliar a sua influência no risco

técnico. Então, se não for alcançado o número mínimo de perfis de reconhecimento e/ou a

profundidade de reconhecimento mínima, associado com a inadequação da técnica de prospeção às

condições do terreno, o risco técnico agrava-se. Conclui-se então que as informações obtidas através

de uma campanha de reconhecimento insuficiente perdem a fiabilidade.

Face ao anteriormente exposto, deve estabelecer-se desde logo a consideração de agravamento de

risco ou emissão de reserva técnica enquanto não for complementada a campanha de

reconhecimento geotécnico.

É importante referir que a avaliação do risco técnico nos três níveis não agravado, agravado e muito

agravado, está estritamente relacionada com a experiência do organismo de controlo técnico que a

realiza, de forma a permitir a previsão das possíveis consequências das incorreções relacionadas

com as técnicas de prospeção.

82

4.6. Amostragem de solos e rochas

Após um período de forte desenvolvimento das técnicas e dos equipamentos de investigação

laboratorial, assiste-se nos últimos tempos a um acentuar das problemáticas associadas à

amostragem, principalmente no que diz respeito à qualidade das amostras enviadas para os

laboratórios (Almeida da Benta, 2007).

De acordo com o mesmo autor, apesar do desenvolvimento nos ensaios laboratoriais, o fator principal

para obtenção de resultados representativos é mesmo a qualidade da amostragem. Assim fica clara a

importância de definir critérios rigorosos para o processo de amostragem.

Almeida da Benta (2007) refere ainda a importância de ajustar a complexidade da prospeção,

nomeadamente a qualidade da amostragem e dos ensaios in situ, à complexidade das análises do

projeto, quando se programa um trabalho de prospeção geotécnica. Assim, o uso de métodos de

dimensionamento empíricos e semi-empíricos, aceitáveis em obras correntes, deve ser conjugado

com métodos de amostragem e de ensaio compatíveis. Para métodos de análise mais evoluídos, por

exemplo, com modelos constitutivos avançados recorrendo a elementos finitos ou diferenças finitas,

devem ser utilizados ensaios compatíveis e amostras de alta qualidade.

Apresentam-se seguidamente algumas considerações relativas ao processo de obtenção de

amostras para realização de ensaios geotécnicos.


De um modo geral, os trabalhos de prospeção são complementados com a recolha de amostras que

permitem a observação e identificação das formações atravessadas, através de ensaios físicos em

laboratórios. A frequência e tipo de amostragem dependem do problema em estudo e, no caso das

sondagens de furação, do tipo de furação. Se a sondagem for à percussão, como são na maioria das

vezes, deve colher-se uma amostra sempre que sejam detetadas mudanças de terreno, definindo-se

o espaçamento máximo entre amostras de cerca de dois metros no caso de não serem detetadas

mudanças (FEUP, 2014a).

O primeiro aspeto a ter em consideração durante a obtenção de uma amostra é que está seja

representativa do terreno. Um processo de amostragem adequado e representativo é essencial,

tendo a mesma importância do que assegurar uma correta execução dos próprios ensaios. Devido à

importância deste aspeto, o processo de amostragem deve ser realizado por um profissional

qualificado (UCN, 2013).

Define-se uma amostra de solo ou de rocha como uma porção representativa da composição do

estrato de onde foi recolhida. Se, para além da composição, a amostra preservar as relações

estruturais entre as partículas do solo e o seu estado de tensão se aproximar do estado de tensão

existente no maciço, então essa amostra pode ser considerada com amostra “intacta” ou

83

”indeformada” (Almeida da Benta, 2007). Geralmente, a extração de uma amostra “intacta” exige

cuidados especiais que deverão estender-se além do processo de recolha, à sua proteção e

transporte para o laboratório.

Uma vez que do ponto de vista geotécnico não existem amostras intactas ou indeformadas, existindo

apenas amostras que se aproximam das condições existentes no maciço, os termos intacta e

indeformada surgem entre aspas (Almeida da Benta, 2007).

A especificação do Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) E 219 (1968) apresenta a

distinção entre amostra intacta e remexida do ponto de vista geotécnico. Assim, uma amostra intacta,

de acordo com a especificação mencionada, é uma amostra de terreno obtida de modo que se

podem considerar subsistindo nela todas as características que se verificam in situ. Uma amostra

remexida é uma amostra de terreno que não mantém todas as características que se verificam in situ.

As amostras integrais de maciços rochosos são as que mantêm a orientação e o espaçamento das

fraturas existentes no maciço (Rocha e Barroso, 1971).

Relativamente ao processo de identificação a amostra deve ser identificada nos seguintes aspetos:

nome do projeto, localização, número do poço de extração, profundidade de extração, número da

amostra, data de obtenção, nome da pessoa que a recolheu e se está armazenada em um ou mais

recipientes (UCN, 2013).

Sobre a dimensão das amostras, Clayton et al. (1995) refere esta deve ser tal que a amostra

recolhida contenha uma distribuição granulométrica representativa do solo existente in situ. Essa

distribuição deve ser de tal forma grande que as amostras contenham textura representativa do

maciço, para permitir uma correta caracterização da resistência e deformabilidade dos solos. De um

modo geral, considera-se normalmente adequado que as amostras tenham uma dimensão mínima da

ordem das 5 a 10 vezes a dimensão máxima das partículas do solo (Departamento de Geociências

da Universidade de Aveiro, 2013b).

Para além da recolha de amostras, à medida que a escavação vai progredindo também é importante

e necessário ir observando o material que vai sendo furado, sendo esta observação realizada,

preferencialmente, pelo técnico responsável pela prospeção. Embora remexido, esse material deve

ser recolhido, protegido das intempéries e devidamente identificado (FEUP, 2014a).

Quando são realizadas sondagens, os detritos e lamas resultantes desta técnica de prospeção

também devem ser recolhidos, pois mesmo não sendo representativos permitem conhecer

razoavelmente a constituição e natureza das formações atravessadas (FEUP, 2014a).

Como principais regras para um processo de amostragem de boa qualidade, destacam-se as

seguintes (FEUP, 2014a):

a) Limpeza do furo com a limpadeira nas sondagens à percussão;

84

b) Amostrador adequado: coeficiente de entrada (0 < Ci < 3%); coeficiente de saída (Co>Ci); índice

de área: (argilas duras Ca < 25%; argilas moles Ca < 12%); as fórmulas para o cálculos dos

coeficientes apresentam-se na Figura 27;

Figura 27- Fórmulas para o cálculo do coeficiente de entrada (Ci), coeficiente de saída (Co) e índice de área (Ca)

(FEUP. 2014a)

c) Evitar sobrescavação;

d) Cravação contínua em vez de percussão;

e) Preferível o acesso direto (poços, valas) em vez de sondagens (válido para pequenas

profundidades de reconhecimento).

Ainda relativamente à qualidade da amostragem e consequentemente das amostras obtidas, destaca-

se a influência do método de cravação do amostrador. Na Tabela 26 apresentam-se as principais

recomendações relativas ao procedimento de cravação dos tubos amostradores consoante a

qualidade da amostra que se irá obter (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro,

2013b).

Tabela 26 - Influência do método de cravação na qualidade da amostragem (Departamento de Geociências da

Universidade de Aveiro, 2013b)

Qualidade

da amostra

Tipo de transmissão de

energia Método de aplicação Movimento

Pobre

Excelente

Pilão Pancadas sucessivas por queda de um

pilão

Rápido e intermitente

Macaco Alavancas ou pequenos macacos

comerciais

Lento e intermitente

Cravação estática Força constante sem interrupções Contínuo e rápido

Pancada única Pancada de um pilão de massa elevada Contínuo e rápido

Disparo ou detonação Explosivos Contínuo e muito rápido

85

4.6.1.1. A perturbação das amostras

A perturbação das amostras de solo pode ocorrer durante diferentes etapas constituintes do processo

de amostragem, nomeadamente durante a furação, a cravação, o transporte, o armazenamento, a

extrusão, ou até mesmo durante a preparação da amostra para o ensaio (Departamento de

Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b).

A perturbação das amostras, de um modo geral, está associada a diferentes mecanismos como a

variação do estado de tensão, as deformações mecânicas, as alterações do teor em água e do índice

de vazios e as alterações químicas. A alteração do estado de tensão é um exemplo de um

mecanismo perturbador das amostras inevitável, existindo outros que não sendo inevitáveis, podem

ser minimizados ou até mesmo eliminados (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro,

2013b).

A importância de cada um destes mecanismos perturbadores das amostras depende do método de

amostragem utilizado, mas também do tipo de material a amostrar. A diferença entre recolher uma

amostra num solo coesivos e num solo não coesivo é evidente. De um modo geral, em solos coesivos

é possível recolher amostras “indeformadas”, enquanto que em solos não coesivos, solos granulares

soltos, a possibilidade de obter amostras “indeformadas” é menor, sendo impossível a obtenção de

qualquer tipo de amostras neste tipo de solo (Almeida da Benta, 2007).

Na Tabela 27 apresentam-se resumidamente as principais causas da perturbação nas várias etapas

do processo de amostragem (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b).

Tabela 27 - Principais causas de perturbação do solo nas diferentes fases do processo de amostragem (Almeida da

Benta, 2007)

Antes da amostragem Durante a amostragem Depois da amostragem

Alterações no estado

de tensão

- Descompressão

- Expansão

- Geração de pressão

intersticial

- Descompressão

- Expansão

- Geração de pressão

intersticial

- Descompressão

- Expansão

- Geração de pressão intersticial

Deformações

mecânicas

- Compactação

- Erosão interna

- Cavitação

- Remoldagem

- Mistura ou segregação

- Distorção

- Fracturação

- Compressão

- Extensão

- Perturbação durante a extração

do tubo porta-amostra

- Congelamento do solo

- Sobreaquecimento

- Vibrações e choques

Alterações do teor em

água e do índice de

vazios

- Variação do teor de água

- Variação do índice de

vazios

- Variação do teor de água

- Variação do índice de

vazio

- Migração da água dentro da

amostra

- perda da humidade

Alterações químicas

- Reação do solo ou da

água intersticial como

fluido de sondagem

- Reação do solo ou da

água intersticial como

fluido de sondagem ou

com os tubos

amostradores

- Reação do solo ou da água

intersticial com os tubos porta-

amostra

86

Os resultados dos ensaios de laboratório dependem muito da amostragem, pois se esta for

perturbada, influência fortemente a estimativa das propriedades do terreno analisado (Departamento

de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b).

No entanto, as perturbações nas amostras que podem ocorrer após as operações de furação e

amostragem podem ser ainda mais severas do que as que ocorrem durante esses procedimentos.

Estas perturbações ocorrer normalmente durante o transporte, a extrusão da amostra, a preparação

dos provetes ou durante a execução dos ensaios laboratoriais. As maiores alterações que ocorrem

nas amostras são relativas às variações do teor em água, efeitos de vibrações ou choques,

problemas de congelamento ou sobreaquecimento e reações químicas. É possível minimizar os

efeitos destas perturbações ou até mesmo eliminar não caso de serem adotadas práticas cuidadas no

manuseamento das amostras (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b).

Assim, as amostras devem ser ensaiadas o mais rapidamente possível após a sua colheita, sendo

que o seu transporte e armazenamento deverão permitir minimizar a possibilidade de alteração das

características do solo em estudo. Apesar das amostras de solos, após a sua colheita, já apresentem

um certo grau de perturbação, os possíveis efeitos do seu transporte e armazenamento podem

incrementar esse grau, devendo considerar-se este facto no planeamento dos ensaios laboratoriais e

na interpretação dos seus resultados (EN 1997-2, 2007).

4.6.1.2. Classe de qualidade das amostras de solo para ensaios de

laboratório

A EN 1997-2 (2007) classifica as amostras de solo de acordo com a sua qualidade para ensaios de

laboratório. Assim, estabelece cinco classes de qualidade para classificar as amostras, de acordo

com o seu grau de perturbação e com as propriedades que permite avaliar. A Classe 1 corresponde

às amostras de melhor qualidade (amostras “intactas”, aquelas que melhor representam as

características do maciço) e a Classe 5 às amostras com maior grau de perturbação.

Na Tabela 28 são apresentadas as classes de qualidade das amostras de solo para ensaios de

laboratório definidas na EN 1997-2 (2007).

A Tabela 29 descreve as principais características e os parâmetros que se podem determinar

relativamente às amostras consoante a sua classe de qualidade (Departamento de Geociências da

Universidade de Aveiro, 2013b).

A classe de qualidade da amostra obtida é influenciada por inúmeros fatores, tais como, as condições

geológicas e hidro-geológicas, o método de amostragem, a perícia dos executantes e o equipamento

de amostragem utilizado (Almeida da Benta, 2007).

87

Tabela 28 - Classes de qualidade das amostras de solo para ensaios de laboratório (EN 1997-2, 2007)

Propriedades do solo Classes de qualidade

1 2 3 4 5

Propriedades que se mantêm inalteradas:

Dimensões das partículas (granulometria)

Teor de água

Densidade, compacidade, permeabilidade

Compressibilidade, resistência ao corte

Propriedades que podem ser determinadas:

Sequência das camadas

Limites dos estratos – delimitação aproximada

Limites dos estratos – delimitação precisa

Limites de Atterberg, densidade das partículas, teor de matéria orgânica

Teor em água

Densidade, compacidade porosidade, permeabilidade

Compressibilidade, resistência ao corte

Tabela 29 – Descrição e parâmetros a determinar das classes de qualidade das amostras (Departamento de

Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b)

Classe

s Descrição das amostras Parâmetros a determinar

1

Não sofreram distorção nem alteração de volume e

portanto apresentam deformabilidade e características de

corte inalteradas – amostras indeformadas.

Parâmetros de resistência, deformabilidade e

compressibilidade.

2

O teor em água e a compacidade não sofreram alterações

mas foram distorcidas, apresentando resistência e

deformabilidade alteradas.

Teor de humidade, índice de vazios, densidade das

partículas sólidas e permeabilidade.

3 A composição granulométrica e o teor em água não

sofreram alteração mas a compacidade foi alterada. Teor de humidade e curva granulométrica.

4 A composição granulométrica foi respeitada mas o teor

em água e a compacidade foram alterados. Curva granulométrica

5 A composição granulométrica sofreu alterações. Identificação da sequência dos estratos (com

reservas)

Na Tabela 30 apresentam-se as classes mínimas de qualidade das amostras a ensaiar de acordo

com a propriedade que se pretende determinar.

88

Tabela 30 - Classe mínima de qualidade das amostras a ensaiar em laboratório de acordo com a propriedade que se pretende avaliar (adaptado de EN 1997-2, 2007)

Propriedades Classe mínima de qualidade das amostras

Identificação

- Granulometria

- Plasticidade

4

4

Deformabilidade 1

Resistência à compressão simples 1

Resistência ao corte 1

Teor de sais agressivos 4 (3)

4.6.1.3. Técnicas de amostragem de solos

As técnicas de amostragem de solos existentes subdividem-se em três grupos (Figura 28):

amostragem por sondagem, amostragem com recurso a tubo amostrador e amostragem por blocos.

Apresenta-se seguidamente uma breve discrição das principais técnicas de amostragem utilizadas

em solos.

- Amostragem contínua por sondagens rotativas

As sondagens rotativas com amostragem contínua permitem (Almeida da Benta, 2007): identificar e

descrever o solo no local da sondagem; diferenciar as diferentes camadas e observar as variações

verticais das litologias; e, amostragem, bem como a prospeção e o ensaio de amostras de qualquer

estrato a qualquer profundidade.

As sondagens rotativas com amostragem contínua, juntamente com um método de amostragem da

categoria A, como é o caso da amostragem continua utilizando amostrador duplo ou triplo, são a

melhor forma de obter amostras da melhor qualidade. Este método de amostragem é o mais indicado

para solos estratificados heterogéneos (Almeida da Benta, 2007).

89

Figura 28 - Técnicas de amostragem de solos (Almeida da Benta, 2007)

Na Tabela 31 apresentam-se as relações entre as diferentes técnicas de sondagem rotativa com

amostragem contínua em solos e a qualidade da amostragem obtida.

- Amostragem contínua por outras técnicas de sondagem

As outras técnicas de amostragem em solos por sondagem são: sondagem à percussão com martelo;

sondagem por roto-percussão; sondagens à percussão; sondagens por cravação pneumática

contínua; e sondagens com “grab”.

Estas técnicas não apresentam um interesse relevante para a obtenção de amostras “intactas”, pois

as amostra obtidas são de classe de qualidade, raramente, superior à classe 3.

Técnicas de amostragem em

solos

Amostragem por sondagem

Sondagens rotativas

Sondagens à percussão com martelo

Sondagens roto-percussão

Sondagens à percussão

Sondagens por cravação pneumática continua

Sondagens com "grab"

Amostragem com recurso a tubo

amostrador

Amostrador de tubo aberto

de parede fina (OS-T/W)

de parede grossa (OS-TK/W)

Amostrador de pistão

de parede fina (PS-T/W)

de parede grossa (PS-TK/W)

Amostrador SPT

Amostrador de janela

Amostragem por blocos

Amostragem a partir de poços e trincheiras de prospeção

Amostragem com recurso a amostradores de largo diâmetro (Ø400mm)

90

Tabela 31 - Amostragem por sondagem rotativa em solos (adaptado de EN ISO 22475-1, 2006)

a valores indicativos; De diâmetro interno do amostrador; NF – nível freático;

Método de sondagem Equipamento Aplicação e limitações Classe

das

amostras

obtidas

Técnica

de corte

do solo

Designação

Extração da

amostra

através de:

Uso de

fluido de

circulação

Ferramenta Ø do furo

a

(mm) Inadequado para:

Método

preferível para: S

ondagens r

ota

tivas

Sondagem

rotativa com

carotagem a seco

Ferramenta de

sondagem Não

Tubo amostrador simples 100 a 200

Seixo grosso, calhaus,

blocos

Argila, silte,

areia fina 4 (2-3)

Trado oco 100 a 300

Argila, silte,

areia, solos

orgânicos

3 (1-2)

Sondagem

rotativa com

carotagem

Ferramenta de

sondagem Sim

Tubo amostrador simples

100 a 200 Solos não coesivos

Argila, solos

com cimento

argiloso, blocos

4 (2-3)

Duplo tubo amostrador 3 (1-2)

Triplo tubo amostrador 1

Sondagem

rotativa com

carotagem

Ferramenta de

sondagem Sim

Duplo/triplo tubo

amostrador com tubo

inteiro extensível

100 a 200 Seixos, calhaus, blocos Argila, silte 2 (1)

Sondagem a trado Ferramenta de

sondagem Não

Hastes com trado concha

ou hélice; trado oco

(máximo comprimento do

trado ≤ 0,5m

100 a 2000 Blocos com dimensão

superior a De/3

Todos os solos

acima do NF,

todos os solos

coesivos abaixo

do NF

4 (3)

Sondagem com

circulação inversa

Fluxo de

circulação

ascendente

Sim Hastes com trépano oco 150 a 300 - Todos os solos 5 (4)

Sondagem com

trado ligeiro

Ferramenta de

sondagem Não

Trado em concha ou trado

com espiral helicoidal

(aplicável apenas a

pequena profundidade)

40 a 80

Seixo grosso com

partículas maiores que

De/3 e solos compactos

e solos coesivos abaixo

do NF

Argila a seixo

médio acima do

NF; solos

coesivos abaixo

do NF

5

91

- Amostragem com recurso a amostradores (de penetração estática ou à percussão)

De um modo geral, a amostragem com recurso a amostradores está associada a um método de

sondagem em que se produz um furo até à profundidade a que se pretende obter a amostra com o

tubo amostrador. A técnica mais comum para produzir os furos é a sondagem rotativa com fluído de

circulação, água ou lama, recorrendo também ao uso de tubo de revestimento das paredes do furo.

Com vantagens da utilização do tubo de revestimento das paredes do furo destacam-se as seguintes:

permite a limpeza do material perturbado pela perfuração, cria uma superfície “indeformada” para o

início da amostragem e suporta as paredes do furo facilitando a passagem do amostrador (Almeida

da Benta, 2007).

Recorrendo a tubos amostradores, é possível a obtenção de amostras de boa qualidade em argilas

de consistência média a elevada. Porém, este tipo de amostragem de solo é mais indicada para solos

moles ou de média consistência, sendo que a sua aplicabilidade reduz à medida que as formações

litológicas são mais duras devido á evidente dificuldade de penetração do amostrador (Almeida da

Benta, 2007).

- Amostragem por colheita de blocos

A obtenção de amostras por esta técnica pode ser realizada através da utilização de amostradores de

largo diâmetro (>400mm) ou por poços ou trincheiras de prospeção. Assegurando as medidas

necessárias, evitando a descompressão e a alteração das amostras obtidas, é possível através desta

técnica obter amostras de boa qualidade (Almeida da Benta, 2007).

Como principal limitação desta técnica de amostragem destaca-se a baixa profundidade a que as

amostras podem ser retiradas, principalmente quando a extração é realizada através de poços ou

trincheiras (Almeida da Benta, 2007).

Na Tabela 32 apresentam-se os tipos de amostradores existentes para solos, indicando os seus

campos de aplicação bem como as vantagens e limitações de utilização (Departamento de

Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b).

A recolha de amostras com o amostrador de tubo aberto pode ser executada através de cravação

dinâmica ou estática do amostrador no terreno, sem rotação, obrigando o solo a deslocar-se para o

seu interior. Preferencialmente inicia-se com a cravação estática e quando a capacidade de

penetração é esgotada passa-se para a cravação dinâmica (Departamento de Geociências da

Universidade de Aveiro, 2013b).

O deslocamento do solo para o interior do tubo para além de provocar alterações do estado de

tensão e variações volumétricas em compressão e expansão das amostras, introduz distorções por

corte, gerando normalmente dois efeitos: introdução de estados de tensão distintos dos iniciais e

92

destruição da estrutura do solo na fronteira da parede do amostrador (Departamento de Geociências

da Universidade de Aveiro, 2013b).

Tabela 32 - Amostradores de solos (Departamento de Geociências da Universidade de Aveiro, 2013b)

Tipo de

amostrador Aplicação Vantagens Limitações

Parede

grossa Solos duros a muito duros.

Equipamento simples e robusto; permite

cravação dinâmica; amostragem com

camisa.

Índice de área elevado*

(30%), perturbação elevada

da amostra.

Shelby Solos finos e consistentes;

amostras de classe 1 e 2.

Índice de área*de 10%; permite cravação

estática.

Base facilmente danificada

por materiais grosseiros.

Pistão fixo

Argilas moles sensíveis e

solos incoerentes finos;

amostras de classe 1 e 2.

Perturbação reduzida em relação a todos

os outros, incluindo o efeito de alívio de

tensões; controlo preciso da penetração.

Dispendioso; equipamento

delicado; requer técnicos

especializados para a

colheita.

Bishop

Amostragem em areias e

soltos abaixo do nível

freático; Amostras de

classe 2 e 3;

Permite a recolha de amostras de solos

granulares abaixo do nível freático em

condições aceitáveis.

Dispendioso; delicado para

operações de campo;

operação morosa com

possibilidade de abortar;

requer técnicos

especializados para a

colheita.

Amostragem

em bloco

Quando são necessários

volumes grandes de

amostras.

Permite a obtenção de amostras

representativas de grandes dimensões,

orientadas, em condições de baixa

perturbação.

São necessários cuidados

extremos; operação morosa;

requer técnicos

especializados; obtenção

complicada em profundidade.

*A fórmula para cálculo do índice de área apresenta-se na Figura 27.

4.6.1.4. Categorias dos métodos de amostragem de rochas

Apresenta-se na Tabela 33 os principais métodos de amostragem e tipos de amostras existentes em

rochas.

Tabela 33 - Amostragem em rochas: métodos de amostragem e tipos de amostras (EN ISO 22475-1, 2006; Almeida da

Benta, 2007);

Amostragem em rochas

Métodos de amostragem:

- Amostragem por sondagem;

- Amostragem por blocos;

- Amostragem integral.

Tipos de amostras:

- Carotes ou tarolos;

- “Cuttings”;

- Blocos.

Segundo a pré-norma EN ISO 22475-1 (2006), para as rochas existem três categorias de métodos de

amostragem, dependendo da qualidade das amostras que com cada uma se pode obter:

93

- Métodos de amostragem da categoria A;

- Métodos de amostragem da categoria B;

- Métodos de amostragem da categoria C.

Ao utilizar os métodos de amostragem da categoria A, pretende-se obter amostras de elevada

qualidade, indeformadas ou apenas ligeiramente perturbadas. As características de deformabilidade,

o teor de água, o peso volúmico, a porosidade e a permeabilidade das amostras obtidas com estes

métodos de amostragem correspondem aos valores in situ. Não se registam alterações na

composição química ou nos constituintes da rocha. No entanto, podem suceder-se algumas

condições particulares que impliquem a obtenção de amostras de qualidade inferior à anteriormente

descrita (Almeida da Benta, 2007).

No caso da utilização das técnicas de amostragem da categoria B, pretende-se que as amostras

obtidas contenham todos os constituintes existentes no maciço rochoso in situ nas proporções

originais, com todos os fragmentos de rocha a manterem as características de deformabilidade, o teor

de água, o peso volúmico e a porosidade. Com a utilização desta categoria de amostragem, pode ser

identificado o arranjo geral das descontinuidades do maciço, embora seja alterada a estrutura da

massa rochosa e as propriedades respeitantes ao maciço, nomeadamente a deformabilidade, teor de

água, densidade, porosidade e permeabilidade.

Ao utilizar os métodos de amostragem da categoria C, são modificadas completamente a estrutura do

maciço rochoso, bem como as suas descontinuidades. A fraca qualidade das amostras obtidas é

demostrada pelo possível aspeto esmagado, pelas alterações nos constituintes do material rochoso e

pela alteração da composição química do mesmo. Podem ainda só ser passíveis de identificação o

tipo de rocha, o tipo de matriz e a textura.

No Tabela 34 apresentam-se os diferentes métodos de amostragem de rochas utilizando sondagens

rotativas.

94

Tabela 34 - Amostragem por sondagens rotativas em rochas (EN ISO 22475-1, 2006)

Métodos de sondagem Equipamento

Método menos

adequado para:

Amostras

Categoria de

amostragem Designação

Extração da

amostra através

de:

Uso de fluido de

circulação

Ferramenta de

amostragem Ø do furo

a (mm) Carotes Cuttings

Sondagem rotativa

com carotagem a

seco

Ferramenta de

sondagem Não

Tubo amostrador

simples 70 a 200

Rochas de dureza

média a elevada

Rochas brandas,

erodíveis ou

sensíveis á água;

manobras curtas

(< 0,5m)

Não B (A)

Sondagem rotativa

com carotagem

Ferramenta de

sondagem Sim

Tubo amostrador

simples 70 a 200

Rochas de dureza

média a elevada Rochas brandas

Retidos no crivo e

em suspensão B (A)

Duplo tubo

amostrador 70 a 200

Rochas sensíveis

à água ou

erodíveis

Todos os tipos de

rochas

Retidos no crivo e

em suspensão A (B)

Triplo tubo

amostrador 70 a 200 -

Todos os tipos de

rochas

Retidos no crivo e

em suspensão A

Sondagem rotativa

com cabo de aço

(“wireline b”)

Ferramenta de

sondagem

“wireline”

Sim

Amostrador

“wireline” ou troplo

tubo amostrador

70 a 180 - Todos os tipos de

rochas

Retidos no crivo e

em suspensão A

Sondagem de furo

aberto

Ferramenta de

sondagem Sim

Trépano, “roller

bit”, DTTH (Down-

the-hole-hammer)

50 a 350 . Não Retidos no crivo e

em suspensão C

a Valores indicativos

b o método “wireline” permite extrair o amostrador por intermédio de um cabo de aço sem necessidade de retirar o trem de sonda

95

4.6.2. Análise do risco técnico associado à amostragem de solos e

rochas

Relativamente à amostragem de solos e rochas, a ausência da indicação da classe de qualidade das

amostras obtidas, o incumprimento da classe mínima de qualidade para garantir a representatividade

do terreno in situ, a inadequação da técnica de amostragem e tipos de amostradores relativamente à

classe de qualidade da amostra que se pretende obter e ao tipo de terreno, são exemplos de

situações em que desde logo se deve considerar o risco técnico no mínimo como agravado.

A decisão de emitir reserva técnica até que estas situações sejam resolvidas e a campanha de

reconhecimento complementada com os dados necessários, deve ser tomada consoante a gravidade

da situação, sendo da responsabilidade do organismo de controlo técnico avaliar as consequências

das incorreções relacionadas como processo de amostragem de solos e rochas detetadas.

4.7. Ensaios de laboratório

Na definição do programa de ensaios laboratoriais devem ser tidos em conta o tipo e importância de

construção e os aspetos geotécnicos da obra. Este programa deve ser definido de modo a

complementar e ampliar a informação previamente obtida nos ensaios de campo. O projeto

geotécnico, os ensaios de campo e os ensaios laboratoriais devem formar um todo em que os

resultados dos ensaios são utilizados de forma complementar entre si e combinados uns com os

outros durante todas as fases do trabalho (EN 1997-2, 2007).

A análise dos resultados dos ensaios deve incluir a comparação dos resultados com a experiência

existente, com os resultados de outros tipos de ensaios laboratoriais e de campo e com as

correlações baseadas nas propriedades índice do terreno (EN 1997-2, 2007).

Antes da realização de qualquer ensaio laboratorial, todas as amostras de solo deverão ser

inspecionadas visualmente com o objetivo de ser estabelecer um perfil preliminar do terreno. Essa

inspeção visual das amostras deverá ser corroborada por ensaios manuais simples destinados a

classificar e a identificar o solo e a permitir obter uma primeira impressão da consistência e

resistência do terreno. Os registos de sondagem e os resultados das investigações já existentes

deverão ser analisados e incluídos no perfil preliminar do terreno (EN 1997-2, 2007).

Os ensaios de laboratório agrupam-se em seis grupos principais que são descritos seguidamente:

a) Ensaios de identificação (limites de Atterberg e análise granulométrica): são ensaios básicos para

a classificação geotécnica de solos e para uma avaliação preliminar das suas propriedades. Na

análise granulométrica estabelecem-se os diferentes tamanhos das partículas constituintes do solo e

96

separa-se a fração fina da amostra em análise. Com esta fração é possível determinar o teor em

água a partir do qual o solo entra no estado líquido (limite de liquidez) e plástico (limite de

plasticidade). A diferença entre estes dois limites permite-nos obter o índice de plasticidade (IP). A

carta de Plasticidade (Figura 29) é utilizada para classificar solos finos ou a fração fina dos solos.

Figura 29 - Carta de Plasticidade (Bartolomé, 2008b)

Como documentação normativa existente para a análise granulométrica destaca-se a E-196 (1967) e

para a determinação dos limites de consistência (limites de Atterberg) a NP-143 (1969).

A determinação dos limites de Atterberg e a análise granulométrica de uma amostra são utilizados

pela Classificação Unificada amplamente utilizada em geotecnia.

Relativamente à classificação dos solos destacam-se as seguintes normas: ASTM: D2487 (2006) e

ASTM D3282 (2004).

b) Ensaios de resistência:

- Ensaio de corte direto – permite a medição da resistência ao corte num plano de rotura

definido. A partir deste ensaio podem obter-se os parâmetros de resistência ao corte do solo.

- Ensaio triaxial – é o ensaio mais utilizado para caracterizar a resistência ao corte de solos

em laboratório, permitindo consolidar ou não a amostra antes de se proceder à fase de corte que

pode ser drenada ou não drenada.

- Ensaio de compressão simples – permite determinar a resistência à compressão uniaxial de

uma amostra de solo argiloso em condições não drenadas ou rocha.

97

c) Ensaios de deformabilidade:

- Ensaio edométrico – permite estudar as características de compressibilidade ou

deformabilidade de solos argilosos. A partir deste ensaio caracteriza-se a consolidação

unidimensional do solo e o coeficiente de consolidação.

d) Ensaio de expansibilidade:

- A expansibilidade desenvolve-se exclusivamente em solos argilosos e para a sua avaliação,

devem-se seguir os procedimentos descritos na especificação do LNEC E200 (1967). O objetivo

principal desta especificação é fixar o modo de determinar a variação de volume, expressa em

percentagem, da fração de um solo que passa no peneiro de 0,420mm (n.º40) ASTM quando, em

condições bem definidas de compactação, absorve água por capilaridade através de uma placa

porosa.

e) Ensaios de agressividade:

- Ensaios de determinação do teor de sulfatos, carbonatos, matéria orgânica, entre outros

componentes.

- Análise da água: pH, sais (sulfatos, carbonatos, cloretos, entre outros).

Como documentação normativa para a determinação do pH dos solos destaca-se a E-203 (1967) e

para a determinação do teor em água a NP-84 (1965).

f) Ensaios de compactação: Caracterizam a compactabilidade do solo. São úteis para controlar a

compactação de aterros.


Antes da definição do programa de ensaios, deverá prever-se a estratigrafia plausível existente no

local e selecionar quais os estratos que serão relevantes para o projeto, de forma a permitir

especificar o tipo e o número de ensaios necessários em cada estrato. A identificação dos estratos

deverá ter em consideração a complexidade geotécnica e o problema geotécnico em estudo, a

geologia do local e os parâmetros que serão necessários para o projeto (EN 1997-2, 2007).

Na Tabela 35 apresentam-se, em função do tipo de solo ou rocha, os parâmetros mínimos para a

caracterização geotécnica do terreno.

O número de provetes a ensaiar depende da homogeneidade do solo, da qualidade e da extensão da

experiência comparável com o solo e da complexidade geotécnica do problema. O número de

ensaios deverá a realizar deverá ser o suficiente para proporcionar um valor médio fiável para o

projeto (EN 1997-2, 2007).

98

Tabela 35 - Principais parâmetros de caraterização geotécnica dos diferentes tipos de solos (adaptado de Bartolomé,

2008b)

Tipo de

terreno Identificação

Estruturas de contenção e

escavação Fundações superficiais Fundações profundas

Solos

arenosos - Granulometria

- Peso volúmico aparente

- Ângulo de atrito

- Permeabilidade

- Compacidade

- Ângulo de resistência ao

corte

- Módulo de

deformabilidade

- Compacidade

- Ângulo de resistência ao

corte

- Módulo de

deformabilidade

Solos

argilosos

- Plasticidade

- Mineralogia

- Teor em água

- Peso volúmico aparente

- Resistência à compressão

simples

- Resistência ao corte

- Expansibilidade

- Resistência à

compressão simples


- Deformabilidade

- Expansibilidade


simples


- Deformabilidade

- Expansibilidade

Solos de

transição

- Granulometria

- Plasticidade

Combinação da informação indicada para solos arenosos e argiloso, de acordo com a

proporção relativa a cada um deles

Rochas

brandas

- Mineralogia

- Identificação

- Alteração

- Estrutura


- Ripabilidade

- Fracturação

- Resistência à

compressão simples

- Fracturação

- Deformabilidade (para

grandes cargas)

- Alteração

- Expansibilidade

- Fracturação

- Alteração


simples

Rochas

duras

- Litologia

- Estrutura

- Estrutura, em grandes

escavações

- Permeabilidade do maciço

- Ripabilidade

- Resistência à

compressão simples


simples

Considerando esses fatores que influenciam o número de determinações necessárias para cada

propriedade geotécnica, o DBE-SE-C (2006) estabelece o número de referência de ensaios in situ ou

em laboratório para caracterizar cada parâmetro associado a cada unidade geotécnica de interesse

para a estrutura, quando a área de construção é inferior a 2000m2. Na Tabela 36 apresentam-se

esses valores, sendo que as variáveis C-1, C-2, C-3 e C-4 estão definidas na Tabela 6 e as variáveis

T-1 e T-2 na Tabela 7.

Para áreas superiores a 2000m2, devem-se multiplicar os números apresentados na Tabela 36 por

(s/2000)1/2

, representado “s” a área construída em planta.

Para tipos de terrenos T-3, o número de ensaios necessário deve ser analisado caso a caso, mas

nunca deve ser inferior aos valores indicados para os solos tipo T-2.

99

Tabela 36 – Número de referência de ensaios in situ ou ensaios de laboratório para cada unidade geotécnica para área

de construção até 2000m2 (adaptado de DBE-SE-C, 2006)

Propriedades

C-1 e C-2 C-3 e C-4

T-1 T-2 T-1 T-2

Identificação

- Granulometria

- Plasticidade

3

3

6

5

5

5

9

8

Deformabilidade

- Argilas e siltes

- Areias

4

3

6

5

6

5

9

8

Resistência à compressão simples

- Solos muito brandos

- Solos brandos a duros

- Solos fissurados

4

4

5

6

5

7

6

6

8

9

8

11


- Argilas e siltes

- Areias

3

3

4

5

5

5

6

8

Teor de sais agressivos 3 4 5 6

Analisando os números apresentados na Tabela 36 conclui-se que resultam de uma interpretação

minimalista, querendo apenas garantir que se realizam ensaios in situ ou de laboratório mesmo em

situações menos complexas geotecnicamente. Assim, cabe primeiramente ao projetista e

posteriormente ao controlador técnico analisar a situação e considerar todos os fatores envolvidos de

forma a assegurarem que foram realizados o número de ensaios necessários para proporcionar

valores médios fiáveis das propriedades geotécnicas relevantes para o projeto.

Os resultados de todos os ensaios (laboratoriais, de campo, registos descritivos durante a sondagem)

deverão ser coligidos e apresentados em conjunto. Os dados experimentais representando as

medições individuais de um ensaio devem referir claramente o método de ensaio utilizado (EN 1997-

2, 2007).

4.7.2. Análise do risco técnico associado aos ensaios de

laboratório

O adequado planeamento dos ensaios de laboratório, tanto em quantidade como no tipo, influenciará

a correta caracterização geotécnica do terreno, assim como a adequada modelação do

comportamento da obra.

Com o objetivo de analisar o risco que pode advir de incorreções relacionadas com os ensaios de

laboratório, apresentam-se de seguida alguns exemplos de erros mais frequentes:

100

a) Incumprimento do número mínimo de ensaios considerados no planeamento da campanha de

reconhecimento geotécnico;

b) Utilização em excesso de dados empíricos ou procedentes de correlações para atribuir

características geotécnicas aos níveis litológicos existentes;

c) Ausência de realização de ensaios específicos para problemas concretos, como a expansibilidade

ou a colapsibilidade, nomeadamente de análises mineralógicas. Um exemplo é o caso de se estar a

analisar um solo potencialmente expansivo e não se caracterizar a sua expansibilidade, considerando

apenas correlações empíricas ou realizando apenas ensaios simplificados;

d) Extrapolação de dados procedentes de outras parcelas de solos, não sendo diretamente

relacionáveis com a parcela em estudo;

e) Ausência da indicação das classes de qualidade das amostras utilizadas.

A avaliação do risco técnico nos três níveis não agravado, agravado e muito agravado, pode ser

realizada de acordo com as seguintes considerações:

a) O risco técnico deve ser considerado como não agravado ou agravado, quando o caso do estudo

geotécnico não considera o número mínimo de ensaios recomendados em zonas pouco complexas

do ponto de vista geotécnico. Embora existam projetos menos complexos geotecnicamente, por

exemplo, quando se localizam em zonas de alteração granítica e o edifício a construir tem pouca

importância, o incumprimento do número mínimo de ensaios estabelecidos não supõe consequências

para a estabilidade da obra. Ainda assim, deveria informar-se o dono de obra e a empresa de

geotecnia que seria conveniente cumprir as recomendações mínimas para qualquer projeto.

Independentemente da complexidade geotécnica de um projeto deve-se assegurar sempre uma

caracterização mínima do terreno, nomeadamente através da realização de ensaios de identificação

e da definição da agressividade do solo e da água.

A utilização de amostras de qualidade inferior à classe mínima indicada para o respetivo ensaio,

também pode ter consequências na estabilidade da obra, consoante a sua complexidade geotécnica.

Para obras em zonas pouco complexas, a utilização de amostras com classes inferiores pode ter

consequências mínimas, embora seja sempre incrementado o risco técnico, devido à incerteza na

caracterização das propriedades do terreno.

b) O risco técnico deve ser considerado como muito agravado, se não se cumprir o número de

ensaios mínimo numa zona problemática ou não forem realizados ensaios específicos de

expansibilidade ou colapso, sendo apenas estabelecidas deduções a partir de correlações empíricas.

Nesses cassos, pode ser criada alguma incerteza relativamente à caracterização geotécnica do

terreno, que se traduzirá num possível risco para a estabilidade da obra, pelo que se deve emitir uma

reserva técnica até que se completem e realizem os ensaios considerados necessários.

101

A utilização de amostras de qualidade inferior à classe mínima indicada para o respetivo ensaio, para

obras em zonas problemáticas, pressupõe consequências na estabilidade da obra. Assim, quando a

classe de qualidade das amostras for inferior à indicada para o respetivo ensaio, deverá ser emitida

uma reserva técnica até ser resolvida a situação, mediante a realização de ensaios com amostras

com a classe de qualidade mínima requerida.

4.8. Acreditações de laboratórios

Em Portugal, o organismo nacional responsável pela acreditação é o Instituto Português de

Acreditação (IPAC). A atividade de acreditação consiste na avaliação e reconhecimento da

competência técnica de entidades para efetuar atividades específicas de avaliação de conformidade,

neste caso através de ensaios para permitir a caracterização geotécnica dos terrenos (IPAC, 2014a).

A atividade de acreditação está sujeita a legislação comunitária da União Europeia que obriga a um

funcionamento harmonizado.

O principal objetivo da acreditação é ganhar e transmitir confiança na execução de determinadas

atividade técnicas, ao confirmar a existência de um nível de competência técnica mínimo e

simultaneamente reconhecido a nível internacional (IPAC, 2014a).

As entidades acreditadas são organismos que o IPAC atesta terem a competência técnica para

realizar atividades de avaliação da conformidade. No domínio da construção, o IPAC acredita os

laboratórios de ensaios que podem ser consultados na página web do Instituto, no separador

“Entidades acreditadas”.


Os ensaios necessários para a caracterização geotécnica dos terrenos devem ser realizados em

laboratórios acreditados, na tentativa de assegurar a veracidade dos resultados obtidos.

Em termos nacionais, o único laboratório de ensaios acreditado, o Instituto de Investigação e

Desenvolvimento Tecnológico em Ciências da Construção (ITeCons), possui um serviço de ensaios

na área dos solos (Tabela 37) bastante limitado.

De acordo com a EN 1997-2 (2007), os laboratórios e os projetistas devem ter implementado um

sistema de garantia de qualidade adequado para controlar de forma eficaz todas as fases dos

ensaios de laboratório e da sua interpretação.

O primeiro passo que está a ser dado para a acreditação dos laboratórios demonstra-se na

quantidade de empresas que atualmente são certificadas pela ISO 9001, permitindo a implementação

de sistemas de gestão da qualidade. A certificação consiste na demonstração de que a empresa

segue um determinado conjunto de normas definidas a nível nacional e internacional, que visam

102

proporcionar maiores níveis de qualidade e confiança a todas as partes interessadas, otimizando os

processos e potenciando a redução de custos e a qualidade final do produto. A certificação é

temporária e renovável, sendo emitida por entidades privadas independentes e acreditadas

pelo IPAC.

Tabela 37 – Serviço de ensaios de solos do ITeCons acreditados pelo IPAC (IPAC, 2014b)

Produto Ensaio Método Categoria

Solo Ensaio de carga em placa NF P94 117-1:2000

Mode Operatóire CT 2:1973 1

Solos Análise granulométrica (por sedimentação) LNEC E 196:1966 0

Solos Determinação da densidade das partículas. NP 83:1965 0

Solos Determinação do CBR LNEC E 198:1967* 0

Solos Determinação do grau de compactação.

Método do Gamadensímetro ASTM D 6938-10 1

Solos Determinação do teor em água NP 84:1965 0

Solos Determinação dos limites de consistência – Limite de

liquidez NP 143:1969 0

Solos Determinação dos limites de consistência – Limite de

plasticidade NP 143:1969 0

Solos Ensaio de compactação (Proctor) LNEC E 197:1966 0

Solos Ensaio de equivalente de areia LNEC E 199:1967* 0

Solos Análise granulométrica por peneiração Acreditação flexível tipo A 0

Notas:

- Flexibilidade tipo A: Capacidade para implementar métodos normalizados e adicioná-los à Lista de Ensaios sob Acreditação

Flexível;

- Os documentos normativos indicados com (*) encontram-se anulados, não estando em causa a validade técnica dos

mesmos.

- Categorias

0 - ensaios realizados nas instalações permanentes do laboratório;

1 - ensaios realizados fora das instalações do laboratório ou em laboratórios móveis;

2 - ensaios realizados nas instalações permanentes do laboratório e fora destas.

A implementação da família de normas ISO 9000, especificamente a norma ISO 10006, tem como

consequência uma melhoria dos procedimentos internos das várias organizações. Ainda assim, estas

normas por si só, nomeadamente a norma ISO 9001, não garantem a qualidade do produto final,

neste caso o empreendimento. Apenas podem servir como mecanismos que demonstram a

determinação e interesse das organizações que os implementam no sentido da melhoria dos

procedimentos internos, indicando apenas que existe uma maior probabilidade de que os produtos ou

serviços possam adquirir características que lhe confiram uma “elevada qualidade” (Almeida, 2011).

Assim, pode-se concluir que mesmo que todas as organizações envolvidas na realização de um

empreendimento implementem sistemas de gestão de qualidade e/ou possuam certificados ISO

103

9001, a qualidade deste edifício não fica assegurada, indica apenas que existe um potencial

intrínseco para que assim o seja (Almeida, 2011).

4.8.2. Análise do risco técnico associado às acreditações de

laboratórios

A ausência de acreditação pelo IPAC das empresas responsáveis pela realização dos ensaios de

laboratório e de campo, deveria implicar a emissão de reserva técnica, que seria cancelada quando a

situação fosse solucionada. No entanto, a atual situação nacional relativamente à acreditação dos

laboratórios para a realização dos ensaios necessários para o estudo geotécnico não permite a

aplicação desta diretriz, uma vez que a única entidade acreditada atualmente para esta atividade não

possui acreditação para a realização de todos os ensaios.

Esta situação tem como consequência a consideração do agravamento de risco logo inicialmente,

pois a grande maioria dos ensaios será realizada por entidades não acreditadas.

O risco técnico deverá ser considerado como muito agravado quando, para além da ausência de

acreditação dos laboratórios responsáveis pela execução dos ensaios, também não esteja

implementado um sistema de gestão de qualidade e/ou possuam certificação pela ISO 9001.

4.9. Resumo dos pontos a verificar na campanha de reconhecimento

geotécnico

De forma a sintetizar a informação apresentada anteriormente, apresenta-se de seguida os pontos

determinantes que foram abordados ao longo da apresentação do modelo, com o objetivo de

controlar do risco geotécnico de edifícios proveniente da campanha de reconhecimento.

Estes pontos são apresentados separadamente de acordo com cada fator analisado no modelo

apresentado anteriormente: número de pontos de reconhecimento (Tabela 38), profundidade de

reconhecimento (Tabela 39), técnicas de prospeção (Tabela 40), amostragem de solos e rochas

(Tabela 41), ensaios de laboratórios (Tabela 42) e acreditações de ensaios (Tabela 43).

104

Tabela 38 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com o número de pontos

de reconhecimento (adaptado de Bartolomé, 2008b)

Pontos a verificar Justificação

Verificar se a densidade de pontos de

reconhecimento é adequada, através dos dois

critérios definidos no DBE-SE-C (2006).

Dada a sua importância na obtenção do conhecimento geotécnico

desejado que permitirá um planeamento adequado do projeto de

fundação.

Verificar se o número de pontos de reconhecimento

nunca é inferior a 3.

Para assegurar que mesmo através dos critérios existentes não se

obtém um número de pontos de reconhecimento anormalmente

reduzido.

Verificar se os pontos de reconhecimento cobrem a

totalidade da zona em estudo de forma adequada,

não se agrupando apenas numa extremidade.

Para permitir a interpolação da informação obtida através de cada

perfil de forma a obter perfis bidimensionais litológicos e

geotécnicos representativos.

Verificar se é necessário intercalar pontos de

reconhecimento extras para além dos determinados

pelos critérios apresentados.

Em zonas que possam ser consideradas como problemáticas,

nomeadamente quando o terreno é tipo T3 ou quando as

informações obtidas na campanha de reconhecimento são

insuficientes,o número de pontos teoricamente calculado pode não

ser suficiente para permitir o reconhecimento geotécnico

adequado.

Verificar se os pontos de reconhecimento distribuem-

se ao longo do perímetro a uma distância máxima de

20m.

Para complementar a informação recolhida através dos pontos de

reconhecimento localizados no interior da área em estudo.

Verificar se os pontos de reconhecimento se

encontram corretamente assinalados em planta com

escala adequada e referenciados em altimetria e

planimetria.

De forma a permitir uma primeira visão geral da localização dos

pontos de reconhecimento e comparar com as disposições

sugeridas na Figura 13, para além de ser necessário para consulta

ao longo de todo o processo construtivo.

Tabela 39 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com a profundidade de

reconhecimento (adaptado de Bartolomé, 2008b)


Verificar se a profundidade de reconhecimento

interseta todos os níveis litológicos afetados pela

escavação.

Para permitir avaliar as competências geotécnicas de todos os

estratos que serão afetados pela escavação.

Verificar se a profundidade de reconhecimento é

superior à cota de fundação somada da profundidade

máxima do bolbo de tensões (considerando o efeito

de grupo quando necessário).

Considera-se que abaixo da profundidade aproximada da zona de

influência do bolbo de tensões, já não se desenvolvem

assentamentos relevantes.

Verificar se a cota de boca alcançada pelos pontos

de reconhecimento é superior à cota alcançada pela

fundação.

De forma a assegurar que à cota de fundação predominam as

características geotécnicas que permite o suporte da estrutura.

Verificar se o valor da profundidade da zona de

influência do bolbo de tensões apresentado no

estudo geotécnico é aproximado ao valor obtido

através dos critérios apresentados no modelo.

Existem diferentes critérios que permitem estimar a profundidade

da zona de influência do bolbo de tensões, um dos que permite

chegar a valores mais realistas é apresentado no modelo.

105

Tabela 40 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com as técnicas de

prospeção (adaptado de Bartolomé, 2008b)


Verificar a adequação da técnica de prospeção

utilizada em função do tipo de terreno.

Cada técnica de prospeção tem a sua aplicabilidade, existindo

ensaios mais indicados de acordo com o tipo de terreno. Por

exemplo os ensaios de penetração estática são mais indicados

para solos argilosos e os ensaios de penetração dinâmica para

solos arenosos.

Verificar a adequação da técnica de prospeção

utilizada de acordo com a profundidade de

reconhecimento que se necessita de alcançar.

Consoante a técnica de prospeção, existem limites de

profundidades para a sua execução. Esses limites devem ser

considerados aquando a seleção da técnica de prospeção e de

acordo com a profundidade de reconhecimento indicada para o

problema em estudo.

Verificar a adequação dos ensaios de campo

realizados à propriedade geotécnica que se

pretenda avaliar (resistência, deformabilidade e

permeabilidade).

Deverão ser definidos quais os parâmetros que se pretendem

avaliar e posteriormente escolher o tipo de ensaio de campo mais

indicado para o problema em estudo.

Verificar a correta execução dos ensaios atendendo

às normativas que os regulamentam e às

indicações referidas no modelo.

Para assegurar a veracidade dos resultados obtidos, deverão

considerar-se as normativas existentes e as considerações

indicadas no modelo apresentado na execução dos ensaios.

Utilização de sondagens com recuperação do

material como base para a realização de estudos

geotécnicos.

Os estudos geotécnicos devem ser sempre realizados tendo por

base técnicas de prospeção que permitam a recolha de amostras.

Embora existam ensaios mais expeditos e económicos que não

permitam a recolha de amostras, os seus resultados apenas são

indicativos, podendo ou não corresponder à realidade. Para obter

resultados representativos das condições in situ para o estudo

geotécnico, devem recolher-se amostras que posteriormente

poderão ser utilizadas nos ensaios de laboratório.

Comprovar a existência de todos os dados

necessários para os ensaios de reconhecimento

(nível da água, profundidade de reconhecimento,

ensaio in situ realizados e valores dos mesmos,

negas, entre outros).

Todos os dados necessários para os ensaios de reconhecimento

devem ser corretamente registados, para permitir a sua análise e

elaborar as conclusões do estudo geotécnico.

106

Tabela 41 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com a amostragem de

solos e rochas (adaptado de Bartolomé, 2008b)


Verificar se a amostra recolhida contém uma

distribuição granulométrica representativa do solo

existente in situ.

Para permitir uma correta caracterização da resistência e

deformabilidade dos solos

Verificar se foram cumpridas as principais regras para

uma amostragem de boa qualidade indicadas no

modelo.

De forma a garantir a representatividade da amostra, para

obtenção de resultados mais fidedignos

Verificar se foram adotadas as medidas necessárias

para minimizar os mecanismos perturbadores das

amostras, nomeadamente no processo de furação,

amostragem e transporte e acondicionamento das

amostras.

Os resultados dos ensaios de laboratório dependem muito da

qualidade das amostras. Quando se utilizam amostras

perturbadas existe uma forte influência na estimativa das

propriedades do terreno em estudo .

Verificar se foram seguidas as recomendações

indicadas no modelo relativas ao movimento de

cravação dos amostradores.

A qualidade final da amostra obtida está fortemente relacionada

com a forma como são cravados os amostradores.

Verificar a indicação da classe de qualidade das

amostras.

O fator principal para obtenção de resultados representativos é a

qualidade da amostra, devendo esta ser indicada de forma clara,

para permitir saber qual as propriedades que se mantêm

inalteradas, as que podem ser determinadas e o seu grau de

perturbação.

Verificar qual a classe mínima de qualidade das

amostras para garantir a representatividade do

terreno in situ, de acordo com o tipo de construção e

o tipo de terreno a caracterizar.

De acordo com a complexidade geotécnica (tipo de terreno) e

com a importância da construção, deverão ser utilizadas amostras

com determinadas classes mínimas de qualidade de forma a

obter os resultados necessários para a realização do estudo

geotécnico.

Verificar a adequação da técnica de amostragem e do

tipo de amostrador de acordo com a classe de

qualidade da amostra pretendida.

A classe de qualidade das amostras obtidas depende da técnica

de amostragem e do tipo de amostrador utilizado, devendo definir-

se previamente qual a classe de qualidade das amostras que é

necessário assegurar e posteriormente escolher os equipamentos

mais adequados.

107

Tabela 42 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com os ensaios de

laboratório (adaptado de Bartolomé, 2008b)


Verificar se o plano de ensaios permite caracterizar

adequadamente os níveis geotécnicos atravessados,

considerando os parâmetros mínimos indicados no

modelo consoante cada tipo de terreno.

De acordo com o tipo de terreno e o tipo de estrutura que este irá

suportar, existem parâmetros mínimos de caracterização dos

terrenos que devem ser quantificados para permitir a avaliação da

sua competência geotécnica.

Verificar se foi cumprido o número mínimo de ensaios

para caracterizar cada parâmetro e a respetiva classe

mínima de qualidade das amostras utilizadas.

O número mínimo de ensaios para quantificar cada parâmetro

deve ser cumprido para permitir uma maior veracidade dos

resultados obtidos. A qualidade mínima das amostras é outro fator

a verificar, pois deverão ser utilizadas amostras que mantenham

as propriedades que se pretendem determinar inalteradas

relativamente ao estado in situ.

Verificar a adequação do programa de ensaios de

laboratório ao tipo de construção, ao tipo e

estratigrafia do tereno e aos aspetos geotécnicos da

obra.

Os programas de ensaios devem ser flexível de forma a ajustar-

se às necessidades e características de cada situação. Deverão

considerar-se todos os fatores relevantes de forma a obter uma

caracterização geotécnica adequada.

Verificar se é necessário realizar ensaios específicos

para caracterizar riscos específicos (aterros

estruturais, solos expansivos, solos colapsíveis, perfil

de terrenos com contraste de resistência e/ou rigidez,

zonas cársicas, liquefação).

Os ensaios específicos deverão ser realizados quando se julgue

ser necessário, para prevenir possíveis consequências futuras

que interfiram na estabilidade da obra.

Verificar se foram utilizados excessivamente dados

resultantes de correlações empíricas ou procedentes

de outras parcelas de solo não relacionáveis de modo

direto com a parcela em estudo, para caracterizar

geotecnicamente os níveis litológicos.

Apesar de nas fases iniciais do estudo geotécnico se preveja a

análise da informação geotécnica procedente de outros trabalhos

elaborados em zonas vizinhas ou informação publicada referente

à área em estudo, não devem ser utilizadas de forma excessiva

as informações obtidas de modos indiretos, pois existe sempre a

possibilidade dessa informação estar incorreta ou já

desatualizada..

Tabela 43 - Pontos importantes a verificar na verificação do estudo geotécnico relacionados com as acreditações de

laboratórios


Verificar se as empresas responsáveis pela execução

da prospeção e dos ensaios de laboratório são

certificadas de acordo com a ISO 9001 e têm

implementado um sistema de gestão de qualidade.

Embora não seja assegurada a correta realização dos ensaios e

como consequência a veracidade dos resultados obtidos, uma

empresa certificada e com um sistema de gestão de qualidade

implementado demonstra que tem interesse na melhoria contínua

dos seus procedimentos interno, indicando uma maior

probabilidade de que os seus produtos ou serviços possam

adquirir características que lhe confiram uma “elevada qualidade”.

Verificar a acreditação pelo IPAC das empresas

responsáveis pela execução da prospeção e pelos

ensaios de laboratório.

Os laboratórios de ensaios acreditados pelo IPAC possuem a

competência técnica para avaliar as propriedades do terreno para

permitir a sua caracterização geotécnica, confirmando-se a

existência de um nível de competência técnica mínimo e

simultaneamente reconhecido a nível internacional.

108

4.10. Análise crítica do modelo

Como já foi anteriormente referido, o modelo de controlo do risco geotécnico apresentado teve por

base o modelo-tipo espanhol geralmente utilizado pelos OCT. Através da análise dos fatores de

agravamento do risco geotécnico abrangidos pelo modelo, foi possível identificar os pontos que

necessitam de ser melhorados. Assim, foram efetuadas as alterações e melhorias necessárias de

forma a permitir identificar os principais pontos que devem ser analisados e avaliados, no domínio da

apreciação e controlo do risco geotécnico na campanha de reconhecimento.

Para além da melhoria dos fatores já considerados pelo modelo, através da análise da temática do

controlo do risco geotécnico, detetou-se a ausência de um fator que também influencia esse risco, a

qualidade da amostragem. A qualidade da amostra que será ensaiada nos laboratórios influencia os

resultados obtidos e, consequentemente, as conclusões do estudo geotécnico que serão utilizadas

para dimensionamento das fundações.

Na Tabela 44 descrevem-se as melhorias introduzidas no modelo apresentado relativamente ao

modelo-tipo espanhol para cada fator constituinte.

109

Tabela 44 – Melhorias introduzidas no modelo apresentado

Fatores do modelo Melhorias

Número de pontos de reconhecimento

- Consideração de solos com potencial de liquefação como tipo de terreno

T-3;

- Adequação do distanciamento entre pontos de reconhecimento ao longo

do perímetro para 20m;

Técnicas de prospeção

- Descrição das principais técnicas de prospeção e a sua aplicabilidade;

- Identificação e breve discrição dos ensaios de campo de acordo com a

propriedade geotécnica que se pretende avaliar (resistência,

deformabilidade e permeabilidade);

- Desenvolvimento da descrição dos ensaios SPT e CPT;

- Análise comparativa dos ensaios de penetração SPT e CPT;

- Desenvolvimento das técnicas de prospeção geofísica utilizadas na

geotecnia;

Amostragem em solos e rochas

- Consideração da qualidade da amostra como fator que pode influenciar

o risco geotécnico;

- Apresentação das principais causas de perturbação dos solos e

identificação das fases do processo de amostragem em que essa pode

ocorrer;

- Descrição das classes de qualidade das amostras de acordo com a EN

1997-2 (2007);

- Apresentação da classe mínima de qualidade da amostra de acordo

com a propriedade que se pretende avaliar nos ensaios de laboratório;

- Análise do risco técnico que pode ser originado pelas incorreções do

processo de amostragem;

Ensaios de laboratório - Descrição dos principais ensaios de laboratório;

Acreditações de laboratórios

- Identificação do laboratório de ensaios acreditado pelo IPAC no domínio

da construção e apresentação do seu serviço de ensaios acreditados;

- Análise do risco técnico que pode ser originado pela ausência de

acreditação dos laboratórios de ensaios.

111

CAPÍTULO 5 | CASO DE ESTUDO

O presente capítulo tem como objetivo validar o modelo apresentado através da sua aplicação a um

estudo geotécnico concreto. Assim, inicia-se este capítulo com a descrição do caso de estudo (5.1.),

indicando-se os aspetos mais relevantes, seguindo-se a aplicação do modelo (5.2.) através do

preenchimento do relatório de controlo do risco geotécnico para o caso de estudo apresentado.

5.1. Descrição do caso de estudo

O estudo geotécnico utilizado como caso de estudo foi elaborado para apoiar o projeto de um edifício

industrial, nomeadamente uma central de cogeração.

Na memória descritiva e justificativa do estudo geotécnico, apresentam-se o conjunto de trabalhos

realizados e a metodologia que presidiu à sua execução, apresentando-se de modo sistematizado os

resultados obtidos. São também referidas as considerações resultantes da análise da informação

reunida, considerando o zonamento e a caracterização do dispositivo geotécnico, de forma a definir

corretamente as condições de fundação da estrutura.

Através da planta de localização disponibilizada, é possível observar que o edifício situa-se próximo

da linha costeira e numa zona industrial. Estes fatores devem ser tidos em consideração durante a

revisão do estudo geotécnico, principalmente durante a avaliação dos resultados das análises

laboratoriais das águas e dos solos.

Como principais trabalhos realizados, o estudo geotécnico destaca as sondagens geotécnicas e os

ensaios de laboratório.

Relativamente às sondagens geotécnicas, com o objetivo de caraterizar adequadamente o

comportamento geotécnico dos terrenos e de fundamentar as disposições construtivas do ponto de

vista geotécnico, desenvolveu-se uma campanha de prospeção geotécnica previamente. Essa

campanha caracteriza-se pela realização de 6 sondagens mecânicas de furação vertical (S1 a S6),

distribuídas no terreno de acordo com a planta de localização apresentada na Figura 30 obtida da

memória descritiva do estudo geotécnico.

112

Figura 30 – Planta de localização das sondagens mecânicas de furação vertical (S1 a S6)

O avanço da furação foi conseguido pelo trado oco gigante de 200mm de diâmetro externo: 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 deformadas. Recorreu-se à

sonda Mobile Drill B47-DH, auto-transportada em veículo todo-o-terreno.

Ao longo da furação, efetuaram-se com carácter sistemático, espaçados cerca de 1.5m, ensaios

normalizados SPT, de penetração dinâmica, respeitando as recomendações da «International

Reference Test Procedure for the Standard Penetration Test, ISSMFE (1989)».

Com a execução deste ensaios pretendeu-se avaliar in situ os estados de compacidade relativa e/ou

consistência dos solos prospetados e permitir a caracterização geotécnica do perfil litológico.

Os resultados da campanha de prospeção geotécnica foram sintetizados em diagramas individuais de

sondagem. Entre outros dados, referenciam as sequências lito-estratigráficas atravessadas, os

resultados dos ensaios SPT (valores de NSPT) e a posição estabilizada, no final da furação, dos

níveis freáticos.

A Tabela 45 apresenta as quantidades de trabalho da campanha de prospeção realizada, sendo que

foi obtida da memória descritiva do estudo geotécnico.

.Através da análise dos boletins e diagramas dos ensaios SPT e da consulta da memória descritiva

do estudo geotécnico, foi possível obter as seguintes conclusões:

113

- O perfil litológico é constituído por três unidades geotécnicas (Figura 31): depósitos de aterro (At),

depósitos aluvionares (a) e substrato pliocénico ou Formação de Santa Marta (PSM). Os depósitos de

aterro recobrem o perímetro prospetado com espessuras globalmente variáveis entre 2 e 4m,

sobrejacente aos depósitos aluvionares (a) detetados até próximo dos 5,5 a 6m de profundidade.

Inferiormente, as sondagens assinalaram a existência de um substrato sedimentar pliocénico que, de

acordo com a Carta Geológica de Lisboa, representa a unidade lito-estratigráfica designada por

Formação de Santa Marta.

Tabela 45 - Prospeção Geotécnica: quantidades de trabalho

Sondagem nº Profundidade máxima atingida em cada furação (m) SPT (un.)

S1 21, 39 14

S2 15,35 10

S3 21,35 14

S4 27,43 18

S5 21,35 14

S6 21,37 14

Totais 128,24 84

Figura 31- Coluna lito-estratigráfica local

- Relativamente aos depósitos de aterro (At), os NSPT obtidos estão compreendidos entre 2 e 16

pancadas, sendo que os valores mais elevados de NSPT podem ser originados pela interceção de

elementos grosseiros. A compacidade relativa do solo pode considerar-se como solta a

medianamente compacta, o que se traduz num desempenho geotécnico condicionado – pouco

resistente e deformável.

- Relativamente aos depósitos aluvionares (a), os NSPT obtidos estão compreendidos entre 2 e 8

pancadas. A compacidade relativa do solo pode considerar-se como muito solta a solta,

114

comprovando-se a tradicional debilidade mecânica associada a este tipo de manifestações

geológicas. A sequência de materiais deste estrato caracteriza-se essencialmente pela sua natureza

granular, nomeadamente, areias finas, silto-lodosas, areias siltosas, por vezes argilosas e areias

siltosas com seixo.

- Relativamente ao substrato pliocénico (PSM), caracteriza-se por uma sequência de níveis arenosos

de granulometria variável, com fração fina, siltosa, de tonalidades amareladas a alaranjadas típicas. A

sua heterogeneidade de comportamento é testemunhada pelos resultados dos ensaios SPT

globalmente compreendidos entre 23 e 60 pancadas. A compacidade relativa do solo pode

considerar-se como compacta a muito compacta. Como é possível observar nos gráficos de

resultados apresentados na memória descritiva do estudo geotécnico (Figura 32) e como é típico

destas formações pleocénicas, de um modo geral, o topo do dispositivo associa maior

descompressão, evoluindo em profundidade para materiais mais resistentes, atingindo-se valores de

NSPT superiores. Ainda assim, os gráficos de resultados traduzem também a ocorrência de algumas

descompressões em profundidade, nomeadamente na sondagem S4, entre os 18 e 21 m de

profundidade.

Figura 32 - Variação em profundidade dos valores de NSPT obtidos na unidade Pliocénica

Os perfis geológicos-geotécnicos apresentados no estudo geotécnico esboçam graficamente o

desenvolvimento espacial previsível do dispositivo litológico e estrutural analisado. No entanto, deve

115

ter-se sempre em consideração que a interpretação dos resultados apresentada representa sempre

uma aproximação conceptual a uma entidade natural que é seguramente mais complexa.

Relativamente aos ensaios de laboratório, foi efetuado um programa de ensaios de laboratório obtido

da memória descritiva do estudo geotécnico (Tabela 46) sobre a amostragem remexida e amostras

de água recolhidas no curso de sondagem. O tratamento laboratorial da amostragem obtida também

visou a identificação geotécnica das unidades litológicas atravessadas.

Tabela 46 - Programa de ensaios de laboratório

Programa de

ensaios de

laboratório

Solos

Teor em água natural (NP 84)

Análise granulométrica por peneiração (LNEC E 239)

Determinação dos limites de consistência de Atterberg (LL e LP) (NP 143)

Águas Agressividade ao betão (pH; SO4; CO2 agressivo expresso em carbonato de cálcio;

NH4; Mg)

Através da análise dos boletins de ensaio, sintetizou-se a informação obtida na Tabela 47.

Tabela 47 - Resultados dos ensaios de laboratório

Solo Sondagem Profundidade

(m)

Teor em água –

w

(%)

Análise

granulométrica

Areia média, levemente siltosa, amarelo

torrado S1 3.00 6.9

Areia fina a média, levemente siltosa,

castanho claro S1 12.00 18.8


castanho claro esbranquiçado S2 1.50 5.9


castanho claro amarelado S2 10.50 19.8

Areia média, levemente siltosa, castanho

claro amarelado S3 4.50 9.8

Areia fina a média, siltosa, castanho claro

esbranquiçado S4 2.00 8.9


castanho claro amarelado S4 10.00 19.2

Areia fina a média, siltosa, castanho claro S5 6.00 20.4

Areia média, levemente siltosa, castanho

claro S5 16.00 18.9


cinzento escuro acastanhado S6 4.00 18.5

A análise integrada e ponderada dos resultados da campanha de prospeção efetuada,

convenientemente enquadrada pela informação coligida pelos trabalhos de reconhecimento, permitiu

avaliar o desempenho geotécnico associado aos terrenos geológicos existentes no local estudado.

116

Assim, verifica-se a existência de um ambiente geotécnico algo desfavorável, caracterizado pela

presença de cobertura de aterros e depósitos aluvionares (a) com fraca capacidade de carga e muito

deformáveis (2≤NSPT≤8) que se desenvolvem ate profundidades da ordem dos 5.5 a 6m,

sobrejacentes a substrato Pliocénico (P) com comportamento geotécnico heterogéneo.

A existência de areia solta e submersa remete para a possibilidade de ocorrerem fenómenos de

liquefação. No entanto, a espessura desses estratos é reduzida, atingindo apenas os 5,5 a 6m de

profundidade, não sendo necessário considerar o tipo de terreno geotecnicamente mais desfavorável

apresentado no modelo (T-3).

A fraca resistência dos solos aluvionares introduz também alguns problemas relacionados com a

estabilidade global das escavações a executar. Assim, deverão suavizar-se ao máximo os taludes de

corte e proceder-se ao enchimento dos pés de talude com camada de enrocamento, a medida que os

trabalhos forem sendo executados. No caso da ocupação de superfície não o permitir, as escavações

deverão ser realizadas com recurso a estruturas de contenção.

Relativamente às condições de fundação das estruturas a construir, no caso de se prever a utilização

de estruturas enterradas, que permitam o acesso direto e/ou semi-direto ao topo do substrato

pliocénico (que surge a profundidades da ordem dos 6m), recomenda-se a adoção das tensões de

contacto que se indicam na Tabela 48, obtida da memória descritiva do estudo geotécnico.

Tabela 48 - Tensões de contacto por local investigado

Sondagem nº Tensão de contato recomendada (topo do pliocénico)

S1 300 kPa

S2 250 kPa

S3 400 kPa

S4 300 kPa

S5 350 kPa

S6 400 kPa

Para efeitos de dimensionamento de fundações pelo método dos «coeficientes parciais», poderão ser

adotados os parâmetros mecânicos característicos da Tabela 49 obtidos da memória descritiva do

estudo geotécnico, resultantes de estimativas considerando os resultados das sondagens.

Tabela 49 - Parâmetros geotécnicos

Tipo de

terreno

Tensão recomendada

(kPa)

Peso

volúmico

ɤt

(kN/m3)

Ângulo de

atrito interno

ɸ‘

(⁰)

Coesão

C’

(kN/m2)

Módulo de

deformabilidade

E’

(kN/m2)

Substrato

Pliocénico

250-300 19 32 5 25 000 – 30 000

300-350 20 33 10 30 000 – 35 000

400 21 34 15 40 000

117

No caso de se prever a utilização de fundações profundas, estacas, estas deverão ser encastradas

nos níveis resistentes do substrato caracterizado por valores de NSPT superiores a 60 pancadas.

O dispositivo geológico prospetado mostrou-se produtivo do ponto de vista hidrogeológico, tendo sido

referenciado o nível freático a profundidades da ordem dos 3 a 4m. O posicionamento do nível

freático próximo das cotas de fundação das estruturas enterradas, poderá ter como consequência a

necessidade de efetuar alguns trabalhos de rebaixamento para implantação destas estruturas.

5.2. Aplicação do modelo – Relatório de controlo do risco geotécnico

O relatório de controlo do risco geotécnico (Anexo 1) resulta da compilação e análise dos fatores de

agravamento do risco geotécnico que podem ser detetados na verificação do estudo geotécnico,

especificamente na campanha de reconhecimento. Este relatório apresenta-se dividido em seis

pontos: introdução ao relatório; intervenientes na elaboração do estudo geotécnico; dados iniciais;

documentação analisada; conclusões e anexos.

Nos anexos são analisados individualmente os principais fatores de agravamento do risco geotécnico:

número de pontos de reconhecimento; profundidade de reconhecimento; técnicas de prospeção;

amostragem de solos e rochas; ensaios de laboratório e acreditações de laboratórios.

Apresenta-se seguidamente o relatório de controlo do risco geotécnico preenchido para o caso de

estudo analisado.

118

Relatório de controlo do risco geotécnico

Processo XXXXXXXXXXX

Técnicos responsáveis pelo controlo técnico

Nome completo Contacto Email

Sónia Pereira 123456789 [email protected]

Data de execução da revisão do estudo geotécnico: 01/08/2014

Proprietário/ Promotor

Proprietário, Lda

Morada completa

Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

1 – Intervenientes na elaboração do estudo geotécnico

Tipo Nome da entidade Contacto Morada completa

Empresa de

Geotecnia

Geo, Lda 012345678 Xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

2 – Dados iniciais

2.1. – Elementos disponíveis no estudo geotécnico:

Memória descritiva Sim Não

Prospeção geotécnica Sim Não

Relatórios dos ensaios de campo Sim Não

Análise do processo de amostragem e da qualidade das Sim Não

Amostras

Relatórios dos ensaios de laboratório Sim Não

Outro(s). Qual/Quais?_____________________________________________________________

2.2. – Normativa:

Normativa exigível e aplicável Sim Não

Qual? Eurocódigo 7, Eurocódigo 8 - Parte 5

Normativa recomendável Sim Não

Qual?_____________________________________________

119

2.3. – Tipo de fundação

Sapatas Tipo: __________________________________

Estacas Tipo: Moldadas sem recurso a sustimento

Outro Qual? _________________________________

Foi alterado o tipo de fundação inicialmente previsto? Sim Não

(Se sim, indicar qual foi o tipo de fundação inicialmente previsto)

2.4. – Materiais

Betão armado: Betão C35/45; XC4; XS3; XA3; S5; CL0,2; D16; Aço A500NR.

2.5. – Peças desenhadas disponíveis no estudo geotécnico

Planta de fundações Sim Não

Planta de localização dos Pontos de reconhecimento Sim Não

Pormenorização das fundações Sim Não

3 – Documentação analisada:

Memória descritiva, relatórios dos ensaios de campo e de laboratório, peças desenhadas.

4 – Conclusões

4.1. – Resultado do controlo

Situações anómalas detetadas:

- Ausência do valor da profundidade da zona de influência do bolbo de tensões no estudo geotécnico,

de extrema importância para a determinação da profundidade de reconhecimento mínimo;

- Ausência de informação relativamente ao processo de amostragem, nomeadamente a distribuição

granulométrica da amostra e a classe de qualidade das amostradas ensaiadas;

- Incumprimento do número de determinações de laboratório para cada unidade geotécnica.

- Não foram realizados ensaios para caracterizar geotecnicamente o substrato pliocénico, pelo que os

valores apresentados das suas propriedades foram apenas estimados.

- Não foram realizados ensaios de químicos do solo.

- Não foram avaliados os resultados dos ensaios necessários para a suscetibilidade à liquefação para

o estrato de depósitos aluvionares e para os pliocénicos.

4.2. – Conclusão do risco geotécnico

De acordo com os dados acima referidos, o risco geotécnico associado é de " Muito Agravado".

120

4.3. – Enumeração das reservas técnicas emitidas

Tipo Nº ata de emissão

Profundidade de reconhecimento mínima 1

Processo de amostragem 2

Número de determinações de laboratório 3

Ensaios para caracterizar o substrato pliocénico 4

Ensaios químicos do solo 5

Ensaios para avaliar o potencial de liquefação 6

Documentação em anexo: Sim Não

(Se sim, indicar titulo dos documentos e número de

páginas)

a) Número de pontos de reconhecimento, 3 páginas

b) Profundidade de reconhecimento, 2 páginas

c) Técnicas de prospeção, 2 páginas

d) Amostragem de solos e rochas, 2 páginas

e) Ensaios de laboratório, 3 páginas

f) Acreditações de laboratórios, 1 página

121

Anexo a) Número de pontos de reconhecimento

1 – Tipo de construção

Tipo Descrição(1)



C-2 Construções com altura máxima entre 4 e 10 pisos



(1) Na contabilização do número de pisos incluem-se coberturas

2 – Tipo de terreno

Tipo Descrição

T-1 Terrenos favoráveis: apresentam pouca variabilidade e nos quais é pratica habitual utilizar

fundações diretas.

T-2

Terrenos intermédios: apresentam variabilidade, na sua vizinhança não se recorre sempre à

mesma solução de fundação ou pode supor-se que existem aterros com certa relevância, embora

provavelmente não ultrapassem os 3,0 m.

T-3

Terrenos desfavoráveis: não se podem classificar em nenhum dos tipos anteriores. Consideram-se

neste grupo os seguintes solos:

- Solos expansivos;









- Solos residuais;



Definição do tipo de terreno: Solos com potencial de liquefação, tipo T-3

3 - Número mínimo de pontos de reconhecimento

a) Critério da distância máxima entre pontos de reconhecimento


Tipo de terreno

T1 T2


C-0, C-1 35 6 30 18

C-2 30 12 25 25

C-3 25 14 20 30

C-4 20 16 17 35

dmax= 17m e P=35m

122

b) Critério do número mínimo de sondagens e da percentagem de substituição por penetrómetros

Número mínimo de sondagens - > 3

Percentagem de substituição por penetrómetros - > 30%


T-1 T-2 T-1 T-2

C-0 - 1 - 66

C-1 1 2 70 50

C-2 2 3 70 50

C-3 3 3 50 40

C-4 3 3 40 30

4 – Número de pontos de reconhecimento utilizados no estudo geotécnico

Nº de pontos de reconhecimento: 6

Distância entre pontos de reconhecimento: superior a 17m

Profundidade de reconhecimento: inferior a 35m

É cumprido o critério apresentado no ponto 3a) deste anexo? Sim Não

(Se Não, emitir reserva técnica)

É cumprido o critério apresentado no ponto 3b) deste anexo? Sim Não


5 – Principais pontos a verificar

O número de pontos de reconhecimento é superior a 3? Sim Não


Os pontos de reconhecimento cobrem a totalidade da área em Sim Não

estudo, distribuindo-se adequadamente?


É desnecessário intercalar pontos de reconhecimento extras Sim Não

para além dos determinados pelos critérios apresentados?

Os pontos de reconhecimento distribuem-se ao longo do Sim Não

perímetro a uma distância máxima de 20m?

Os pontos de reconhecimento estão corretamente assinalados Sim Não

em planta com escala adequada e referenciados em altimetria e

planimetria?

123

6 – Notas finais

- Apesar de existir probabilidade de ocorrerem fenómenos de liquefação devido à existência de

areia solta e submersa, a espessura desta camada é reduzida (5,5 a 6m). Assim, considera-se

aceitável utilizar os valores indicados nos critérios para determinar o número de pontos de

reconhecimento para os terrenos T-2.

- Embora em situações normais fosse necessário emitir uma reserva técnica devido ao

incumprimento dos valores indicados para a distância máxima entre pontos (dmax) e da profundidade

de reconhecimento (P), pois uma malha de pontos de reconhecimento desadequada e

profundidades de reconhecimento insuficientes pode acarretar incertezas relativamente ao

reconhecimento geotécnico, para a situação em estudo pode ser dispensada essa emissão. A

dispensa da emissão da reserva técnica justifica-se com o facto do perfil geotécnico ser

homogéneo, sendo que a camada com potencial de liquefação possui uma espessura inferior a 6m

e para além disso, o estrato inferior a essa camada tem adequada capacidade portante para as

cargas transmitidas. Assim, considera-se suficiente o número de pontos de reconhecimento

utilizados de acordo com o perfil geotécnico analisado, assim como a sua distribuição espacial.

124

Anexo b) Profundidade de reconhecimento (PREC)

1 – Profundidade de reconhecimento de referência (ver ponto 3 de a))

P = 35m

2 - Profundidade da zona de influência do bolbo de tensões (PBT)

a) Critério baseado na teoria da elasticidade

Sapatas

quadradas

Sapatas

Corridas

Lajes de fundação

Estacas em

rocha

Estacas em

solos

argilosos

Estacas em

solos

granulares

1,5 Bz 2,5 Bz 1,5 Bl 2,5 Lp 3 D 4 D 6 D


P1BT = 6x0,60=3,6m

b) Critério simplificado indicado no DBE-SE-C (2006)

Fundações

superficiais

2B

(B – menor dimensão) P

2BT = ___m

Estacas 5D abaixo da ponta da estaca

(D – diâmetro) P

2BT = 5x0,60=3,0m

PBT = max(P1BT; P

2BT)=3,6m

3 – Dados do estudo geotécnico

Profundidade máxima alcançada pela sondagem: 21,4m

Profundidade máxima alcançada pela fundação: 11,0m

Profundidade da zona de influência do bolbo de tensões (PBT) : 3,6m


A profundidade de reconhecimento interseta todos os níveis Sim Não

litológicos afetados pela escavação?


A profundidade de reconhecimento é superior à cota de fundação Sim Não

somada da profundidade máxima do bolbo de tensões

(considerando o efeito de grupo quando necessário)?


A cota de boca alcançada pelos pontos de reconhecimento é Sim Não

superior à cota alcançada pela fundação?


125

O valor da profundidade da zona de influência do bolbo de Sim Não

tensões do estudo geotécnico é aproximado ao valor obtido

através dos critérios referidos no ponto 2 deste anexo?

5 – Notas finais

- Não existe referência do valor da profundidade da zona de influência do bolbo de tensões no

estudo geotécnico, por isso deveria emitir-se uma reserva técnica até que se obtenha a informação

necessária.

126

Anexo c) Técnicas de prospeção

1 – Identificação da(s) técnica(s) de prospeção utilizada(s):


Ensaios de campo Qual/Quais? Ensaios normalizados SPT

Sondagens Qual/Quais? Sondagens com furação

Poços, galerias, valas e Qual/Quais?___________________________________

Trincheiras

Outro Qual/Quais?___________________________________


Método da resistividade

Elétrica

Métodos sísmicos


Método magnético


Outro Qual/Quais?___________________________________


A técnica de prospeção utilizada é adequada ao tipo de Sim Não

terreno a caracterizar?


A técnica de prospeção utilizada permite atingir a Sim Não

profundidade de reconhecimento necessária?


Os ensaios de campo realizados permitem avaliar as Sim Não

propriedades geotécnicas fundamentais (resistência,

deformabilidade e permeabilidade)?

Os ensaios foram realizados de acordo com as normativas Sim Não

que os regulamentam e com as indicações referidos no

modelo?

127

O estudo geotécnico foi realizado com base nos resultados Sim Não

obtidos de sondagens que permitem a recuperação do

material?


Foram quantificados e qualificados todos os dados Sim Não

necessários para os ensaios de reconhecimento (nível da

água, profundidade de reconhecimento, ensaio in situ realizados e valores

dos mesmos, negas, entre outros)?

3 – Notas finais

- Os ensaios SPT foram realizados para avaliar a resistência e deformabilidade dos solos através de

correlações empíricas.

- Os ensaios SPT foram realizados de acordo com as recomendações da “International Reference

Test Procedure for the Standard Penetration Test”.

128

Anexo d) Amostragem de solos e rochas

1 – Identificação da(s) técnica(s) de amostragem utilizada(s):

Amostragem de solos

Amostragem por sondagem Qual/Quais?___________________________________

Amostragem com recurso Qual/Quais? Amostrador SPT

a tubo amostrador

Amostragem por blocos Qual/Quais?___________________________________

Outro Qual/Quais?___________________________________

Amostragem de rochas



Amostragem integral Qual/Quais?___________________________________

Outro Qual/Quais?___________________________________

2 – Classe mínima de qualidade das amostras a ensaiar em laboratório de acordo com a

propriedade que se pretende avaliar


Identificação

- Granulometria

- Plasticidade

4

4

Deformabilidade 1




Não existe referência relativamente à classe de qualidade das amostras utilizadas para os ensaios

de laboratório realizados.


A amostra recolhida contém uma distribuição Sim Não NV

granulométrica representativa do solo existente in situ?


129

Foram cumpridas as principais regras para uma Sim Não NV

amostragem de boa qualidade indicadas no modelo?

Existe a indicação da classe de qualidade das amostras? Sim Não NV


Foi cumprida a classe de qualidade mínima das amostras Sim Não NV

indicada no modelo para garantir a representatividade do

terreno in situ, de acordo com a propriedade que se

pretende caracterizar?


A técnica de amostragem e o tipo de amostrador Sim Não NV

utilizados são adequados para a obtenção de amostras

da classe de qualidade pretendida?


* NV – Não verificado

3 – Notas finais

- O estrato que suscita maior incerteza e preocupação relativamente às suas propriedades

geotécnicas é o estrato de depósitos aluvionares devido ao seu possível potencial de liquefação. De

acordo com a EN 1998-5 para a avaliar o potencial de liquefação a classe de qualidade das

amostras a ensaiar deve ser 3 ou 4.

- A técnica de amostragem utilizada (amostrador SPT) permite a obtenção de amostras de classe de

qualidade 3, 4 ou 5.

- Embora não sejam indicadas claramente as classes de qualidade das amostras ensaiadas, a

técnica de amostragem utilizada (amostrador SPT) apenas permite a obtenção de amostras de

classe de qualidade 3, 4 ou 5. Conforme foi apresentado no ponto 2 deste anexo, apenas com a

classe de qualidade 1 é possível determinar corretamente os parâmetros de resistência,

deformabilidade e compressibilidade. No entanto, como o terreno foi classificado como T-3 devido ao

risco de liquefação e a EN 1998-5 não exige o recurso a amostras de classe de qualidade 1 para

avaliar o potencial de liquefação, não é necessário emitir reserva técnica por este motivo.

- A ausência de informação relativamente ao processo de amostragem, nomeadamente a

distribuição granulométrica da amostra e a classe de qualidade das amostradas ensaiadas, tem

como consequência a emissão de reserva técnica. Esta reserva deverá ser cancelada, quando se

verifique a representatividade da amostra relativamente à sua composição granulométrica e quando

seja explicitamente indicada a classe de qualidade das amostras obtidas que serão ensaiadas.

- O incumprimento das recomendações para a obtenção de uma amostragem de boa qualidade

indicadas no modelo, poderá influenciar a veracidade dos resultados obtidos.

130

Anexo e) Ensaios de laboratório

1 – Identificação do(s)ensaio(s) de laboratório realizado(s):

Ensaios de identificação Qual/Quais? Análise granulométrica por peneiração

(LNEC E239) e limites de consistência de

Atterberg (NP 143)

Ensaios de resistência Qual/Quais?___________________________________

Ensaios de deformabilidade Qual/Quais?___________________________________

Ensaio de expansibilidade

Ensaios de agressividade Qual/Quais? Agressividade de águas em contacto com

o betão

Ensaios de compactação Qual/Quais?___________________________________

Outro Qual/Quais? Teor em água natural (NP 84)

2 - Número de referência de ensaios in situ ou ensaios de laboratório para cada unidade

geotécnica para áreas de construção até 2000 m3:

Propriedades

C-1 e C-2 C-3 e C-4

Verifica Não

verifica

Não

aplicável T-1 T-2 T-1 T-2

Identificação

- Granulometria

- Plasticidade

3

3

6

5

5

5

9

8

Deformabilidade

- Argilas e siltes

- Areias

4

3

6

5

6

5

9

8




- Solos fissurados

4

4

5

6

5

7

6

6

8

9

8

11


- Argilas e siltes

- Areias

3

3

4

5

5

5

6

8


(1) Área construída.

Para áreas superiores a 2000m2, devem-se multiplicar os números apresentados na tabela anterior

por (s/2000)1/2

.

A área construída é inferior a 200m2, a construção C-4 e considerando adequados os valores

131

associados ao terreno T-2 devido à espessura reduzida da camada suscetível de liquefação, o

número mínimo de determinações encontra-se destacado na tabela.


O plano de ensaios permite caracterizar adequadamente os Sim Não

níveis geotécnicos atravessados, considerando os parâmetros

mínimos indicados no modelo consoante cada tipo de terreno?


Foi cumprido o número mínimo de ensaios para caracterizar cada Sim Não

parâmetro e a respetiva classe mínima de qualidade das

amostras utilizadas?


Foram utilizados excessivamente dados resultantes de Sim Não

correlações empíricas ou procedentes de outras parcelas de solo

não relacionáveis de modo direto com a parcela em estudo, para

caracterizar geotecnicamente os níveis litológicos?


O programa de ensaios de laboratório é adequado ao tipo de Sim Não

construção, ao tipo e estratigrafia do terreno e aos aspetos

geotécnicos da obra?


É necessário realizar ensaios específicos para caracterizar riscos Sim Não

geotécnicos específicos (aterros estruturais, solos expansivos, solos

colapsíveis, perfil de terrenos com contraste de resistência e/ou rigidez, zonas

cársicas, liquefação)?

4 – Notas finais

- Apesar de no programa de ensaios de laboratório realizados mencionar-se a determinação dos

limites de consistência de Atterberg, não são apresentados valores destes, pois, conforme pode ser

comprovado pela análise granulométrica, a percentagem de finos presente nos solos em estudo é

residual, não existindo LL e LP.

- Através do perfil litológico é possível concluir que existem 3 unidades geotécnicas distintas. O

estrato de depósitos de aterro não apresenta grande importância relativamente à execução de

ensaios de laboratório, pois possivelmente será removido, mas os restantes estratos deveriam ser

adequadamente caracterizados, através da execução do número mínimo de ensaios apresentado no

132

ponto 2. Deverá ser emitida uma reserva técnica até que seja complementada a campanha de

reconhecimento cumprindo-se o número mínimo de ensaios para cada unidade geotécnica.

- De acordo com o modelo, os parâmetros necessários para caracterizar geotecnicamente os solos

arenosos quando se utilizam fundações profundas, são a compacidade e o ângulo de atrito interno.

Através de correlações empíricas e dos resultados dos ensaios SPT é possível estimar esses

parâmetros.

- Tendo em conta os resultados de laboratório apresentados no estudo geotécnico, apenas foi

analisado laboratorialmente o estrato de depósitos aluvionares, pois considerou-se que as

propriedades do substrato pliocénico (Formação de Santa Marta) já eram bem conhecidas. Os

valores dos parâmetros geotécnicos apresentados (tensão recomendada, peso volúmico, ângulo de

atrito interno, coesão e módulo de deformabilidade) relativos a esse substrato foram estimados, pelo

que podem não corresponder à realidade. Também deveriam ser realizados ensaios para avaliar o

potencial de liquefação destes substratos.Deverá ser emitida uma reserva técnica que será

cancelada quando forem realizados todos os ensaios necessários para caracterizar geotecnicamente

o substrato pliocénico, permitindo assim obter a confirmação dos pressupostos já divulgados sobre

esta formação.

- Relativamente aos ensaios de agressividade, também deveriam ser realizados ensaios químicos do

solo.

- De acordo com o perfil litológico apresentado no estudo geotécnico, não mencionar a possibilidade

de ocorrerem fenómenos de liquefação, é uma falha grave. Assim, deveriam ser verificados os

critérios definidos na EN 1998-5 e, se necessário, recorrer às metodologias definidas neste para

avaliação da liquefação. Deverá ser emitida uma reserva técnica que será cancelada após avaliação

da suscetibilidade à liquefação através da realização dos ensaios necessários.

133

Anexo f) Acreditações de laboratórios

1 – Identificação do(s)laboratório(s) de ensaios

Laboratório responsável pela prospeção:

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Laboratório responsável pelos ensaios de laboratório:

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX


Os laboratórios responsáveis pela execução da prospeção são Sim Não

certificadas de acordo com a ISO 9001 e têm implementado um

sistema de gestão de qualidade?

Os laboratórios responsáveis pela execução dos ensaios de Sim Não

laboratório são certificadas de acordo com a ISO 9001 e têm

implementado um sistema de gestão de qualidade?


acreditadas pelo IPAC?


laboratório são acreditadas pelo IPAC?

3 – Notas finais

- A empresa responsável pela execução do estudo geotécnico, incluindo a prospeção e os ensaios de

laboratório, é certificada segundo a ISO 9001 por organismo acreditado. Embora a ISO 9001 apenas

assegure a qualidade dos procedimentos dos ensaios, existe a intenção da empresa demonstrar a

sua determinação e interesse para melhorar esses procedimentos.

- Existindo a possibilidade dos ensaios não terem sido realizados adequadamente, introduz-se um

incremento no risco técnico que poderia ser evitado se a empresa fosse acreditada para tal. No

entanto, a situação atual relativamente à acreditação de laboratórios de ensaios ainda não permite

evitar esta situação.

134

5.3. Análise crítica da aplicação do modelo

Depois de apresentada a proposta de melhoria do modelo-tipo espanhol e de elaborado o relatório de

controlo do risco geotécnico para a campanha de reconhecimento geotécnico, é importante rever em

que medida os pontos referidos em 4.9., considerados como importantes para minimizar o risco

geotécnico associado aos fatores envolvidos na campanha de reconhecimento, são de facto

abrangidos e adequadamente analisados pelo modelo apresentado.

De um modo geral o relatório proposto engloba todos os pontos indicados em 4.9., embora seja

necessário referir que a seu preenchimento deve ser feito por controladores técnicos com a

experiência adequada, de formar a colmatar as questões omissas no modelo e conseguir avaliar

corretamente o risco geotécnico.

Existem alguns pontos no relatório que carecem de verificação e registo apenas para permitir uma

melhor organização dos dados necessários para a análise do risco geotécnico, não tendo uma

relação direta com os principais pontos a verificar indicados em 4.9..

O relatório é constituído por uma parte introdutória e simultaneamente conclusiva e por seis anexos,

correspondentes a cada fator de agravamento do risco geotécnico definido no modelo. Após

estudado cada fator detalhadamente através do preenchimento dos respetivos anexos e analisado o

risco geotécnico associado a um desses fatores, é necessário concluir o preenchimento da parte

inicial do relatório, pois o modelo apresentado pressupõe uma avaliação única e conclusiva do risco

geotécnico. No ponto 4 da parte inicial do relatório do risco geotécnico são registadas os resultados

do controlo técnico, as conclusões globais sobre o risco geotécnico e enumeradas as reservas

técnicas que foram necessárias.

135

CAPÍTULO 6 | CONSIDERAÇÕES FINAIS

Neste capítulo será apresentado primeiramente um resumo relativamente aos contributos do trabalho

desenvolvido nesta dissertação (6.1.), concluindo-se com a proposta de estudos futuros (6.2.) na área

em estudo.

6.1. Contributos da dissertação

Com o objetivo de aplicar o conceito de controlo técnico da construção aos aspetos geotécnicos dos

edifícios na campanha de reconhecimento (fase de projeto), elaborou-se primeiramente uma revisão

de conhecimentos sobre os temas da qualidade da construção de edifícios e do controlo técnico da

construção. Assim, foi analisada a condição atual dos edifícios em Portugal e as suas patologias,

foram identificados os principais instrumentos de promoção da qualidade da construção, com

destaque para a atividade de controlo técnico da construção.

Através desta revisão de conhecimentos foi possível constatar a necessidade de se implementar a

atividade de controlo técnico, no sentido de melhorar o resultado dos procedimentos construtivos e

promover a qualidade do produto final em estudo, as edificações.

Definida a atividade de controlo técnico e efetuado o seu enquadramento, analisou-se a vertente do

controlo técnico que se foca no risco geotécnico de edifícios. Foi possível comprovar a importância e

a necessidade de atuar na componente geotécnica dos projetos de forma a reduzir a sinistralidade

associada à mesma, que tem consequências imediatas e a longo prazo. O terreno é um subsistema

que, incluindo solo ou rocha ou aterro existentes no local antes da execução dos trabalhos de

construção do edifício, envolve inúmeros fatores enquanto objeto de controlo técnico, destacando-se

a importância do seu controlo devido aos custos económicos associados às deficiências geotécnicas.

A atividade de controlo do risco geotécnico deve iniciar-se pela verificação do estudo geotécnico,

onde devem ser analisados detalhadamente os fatores que potenciam o agravamento do risco

geotécnico. Segue-se a fase de visita de inspeção geotécnica, onde devem ser verificados os

pressupostos assumidos aquando da elaboração do projeto e assegurar que o processo construtivo

decorre com normalidade e segurança, permitindo a obtenção de um produto final, neste caso

136

edifícios, com a qualidade desejada. A informação resultante da verificação do estudo geotécnico e

da visita de inspeção geotécnica deve ser sintetizada e relatada às partes interessadas,

nomeadamente ao dono de obra e às seguradoras.

O objetivo principal da análise e controlo do risco geotécnico é o assegurar a determinada entidade

interessada (uma seguradora ou apenas o dono de obra) que o produto final possui a qualidade

requerida relativamente aos aspetos geotécnicos, sendo por isso necessário projetar com qualidade,

controlando todos os fatores que possam incrementar o risco geotécnico e, consequentemente, os

respetivos erros e repercussões futuras na qualidade do edificado. Este controlo deve ser efetuado

com o auxílio das indicações constituintes do modelo apresentado nesta dissertação e

simultaneamente com as normas aplicáveis.

A ponte entre o controlo técnico e os aspetos geotécnicos foi estabelecida através da identificação

dos principais aspetos envolvidos na realização do estudo geotécnico, dispersos em várias

bibliografias, e a influência destes na qualidade final das edificações.

Com a realização desta dissertação efetuou-se a análise dos fatores de agravamento do risco

geotécnico que podem ser detetados na verificação do estudo geotécnico, especificamente na

campanha de reconhecimento. Através da verificação e controlo destes fatores, visa-se contribuir

para o sucesso no desenvolvimento do processo construtivo e, a longo prazo, para a durabilidade das

construções. Estes fatores abrangem a verificação dos seguintes aspetos: quantidade de pontos de

reconhecimento adequada e respetiva distribuição espacial, profundidade de reconhecimento

necessária, adequação das técnicas de prospeção, adequação dos ensaios de campo, adequação da

qualidade das amostras obtidas para os ensaios de laboratório, adequação dos ensaios de

laboratório às características geotécnicas do terreno e ensaios de laboratório realizados em entidades

acreditadas.

Como resultado final do modelo de controlo do risco geotécnico apresentado, elaborou-se um

relatório de preenchimento simples, que permite sintetizar as etapas e conclusões do controlo técnico

a realizar. A entidade responsável pelo controlo técnico e, consequentemente, pelo preenchimento do

relatório, deve ter as competências adequadas para poder avaliar o risco associado aos diferentes

fatores abrangidos pelo modelo.

Como desafios encontrados ao longo da dissertação, destaca-se primeiramente a dificuldade na

obtenção de bibliografia sobre o controlo técnico. Por ser uma temática relativamente pouco

divulgada em Portugal, um dos contributos relevantes da presente dissertação é precisamente a

promoção da atividade e a compilação e sistematização da informação técnica sobre a matéria

existente de forma dispersa.

Ao longo do desenvolvimento do modelo de controlo do risco geotécnico, o principal desafio

encontrado foi a dificuldade em compatibilizar a complexidade dos aspetos geotécnicos e o carácter

simples e direto que deve estar implícito no relatório de controlo técnico. Não descurando da

137

necessidade de definir parâmetros concretos e exigentes para a avaliação dos fatores de

agravamento do risco geotécnico, o relatório de controlo não poderia incluir todos os aspetos

relacionados com o estudo geotécnico do terreno e a qualidade do produto final, pois seria extenso,

complexo e pouco prático. A opção tomada foi focar apenas nos aspetos mais importantes e com

consequências mais severas se não forem corretamente controlados, construindo assim um modelo

para apoiar as atividades de controlo do risco geotécnico de aplicação simples e que permite obter as

conclusões necessárias. Por essa razão, o modelo proposto deverá ser executado por controladores

técnicos com a experiência adequada, de modo a colmatar as questões omissas no modelo.

6.2. Estudos futuros

Os estudos futuros propostos de forma a dar continuidade ao tema estudado na presente dissertação

relacionam-se com o prosseguimento do desenvolvimento do modelo de controlo do risco geotécnico,

especificamente pontos não abrangidos pelo mesmo, e melhorando as estratégias de avaliação do

risco dos pontos já abrangidos.

De forma a complementar o estudo do risco geotécnico iniciado, destacam-se dois grupos de

atividades de controlo técnico: conclusão da verificação do estudo geotécnico (fase de projeto) e

visita de inspeção geotécnica (fase de construção).

Relativamente à verificação do estudo geotécnico (fase de projeto), sugere-se o desenvolvimento de

estudos sobre os seguintes fatores de agravamento do risco geotécnico (Almeida, 2011):

- Relacionados com as características geotécnicas do terreno: Agressividade do solo e água;

expansibilidade ou possibilidade de colapso; possibilidade de assentamento diferidos; terrenos

heterogéneos; inclinações acentuadas; proximidade de taludes naturais ou artificiais; proximidade de

linhas de água; oscilações de nível freático; erosão; sismicidade; e, ocorrências geotécnicas

complexas ou especiais;

- Relacionados com a determinação de parâmetros de cálculo: Imprecisão das hipóteses de base e

das estimativas obtidas empiricamente ou a partir de correlações; incorreções na modelação

geotécnica; desadequação dos métodos de cálculo para determinação dos parâmetros; e, erros nos

cálculos para determinação dos parâmetros;

- Relacionados com recomendações: Desadequação das recomendações para projeto face aos

parâmetros ou características do terreno; e, indefinições ou insuficiências na determinação das

condições para os projetos de fundações, substruturas ou escavações;

138

- Relacionados com os riscos geotécnicos específicos: identificação da existência de algum e

definição do mesmo.

Relativamente à visita de inspeção geotécnica (fase de construção), sugere-se o desenvolvimento de

estudos sobre os seguintes fatores de agravamento do risco geotécnico (Almeida, 2011):

- Relacionados com desvios ao estudo geotécnico: desvios nas características geotécnicas do

terreno; desvios às recomendações do estudo geotécnico e outros desvios específicos.

Também se sugere uma abordagem mais consistente aos relatórios de definição do risco geotécnico

global, que permitam reunir as conclusões da verificação do estudo geotécnico e da visita de

inspeção geotécnica.

Seria ainda desejável que fossem desenvolvidos modelos de controlo do risco técnico para os

restantes subsistemas estruturais: fundações, subestruturas e superstruturas.

139

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147

ANEXOS

ANEXO 1 - RELATÓRIO DE CONTROLO DO RISCO GEOTÉCNICO

Revisão do estudo geotécnico – Campanha de reconhecimento geotécnico

Processo

Técnicos responsáveis pelo controlo técnico

Nome completo Contacto Email

Data de execução da revisão do estudo geotécnico

Proprietário/ Promotor

Morada completa

1 – Intervenientes na elaboração do estudo geotécnico

Tipo Nome da entidade Contacto Morada completa

2 – Dados iniciais

2.1. – Elementos disponíveis no estudo geotécnico:

Memória descritiva Sim Não

Prospeção geotécnica Sim Não

Relatórios dos ensaios de campo Sim Não

Análise do processo de amostragem e da qualidade das amostras Sim Não

Relatórios dos ensaios de laboratório Sim Não

Outro(s). Qual/Quais?_____________________________________________________________

2.2. – Normativa:

Normativa exigível e aplicável Sim Não

Qual? _____________________________________________

Normativa recomendável Sim Não

Qual?______________________________________________

2.3. – Tipo de fundação

Sapatas Tipo: __________________________________

Estacas Tipo: __________________________________

Outro Qual? _________________________________

Foi alterado o tipo de fundação inicialmente previsto? Sim Não

(Se sim, indicar qual foi o tipo de fundação inicialmente previsto)

5.4. – Materiais

2.5. – Peças desenhadas disponíveis no estudo geotécnico

Planta de fundações Sim Não

Planta de localização dos Pontos de reconhecimento Sim Não

Pormenorização das fundações Sim Não

3 – Documentação analisada:

4 – Conclusões

4.1. – Resultado do controlo

4.2. – Conclusão do risco geotécnico

4.3. – Enumeração das reservas técnicas emitidas

Tipo Referência do documento Nº ata de emissão

Documentação em anexo: Sim Não

(Se sim, indicar titulo dos documentos e número de páginas)

Anexo a) Número de pontos de reconhecimento

1 – Tipo de construção

Tipo Descrição(1)






6. Na contabilização do número de pisos incluem-se coberturas

2 – Tipo de terreno

Tipo Descrição

T-1 Terrenos favoráveis: apresentam pouca variabilidade e nos quais é pratica habitual utilizar

fundações diretas.

T-2

Terrenos intermédios: apresentam variabilidade, na sua vizinhança não se recorre sempre à

mesma solução de fundação ou pode supor-se que existem aterros com certa relevância, embora

provavelmente não ultrapassem os 3,0 m.

T-3

Terrenos desfavoráveis: não se podem classificar em nenhum dos tipos anteriores. Consideram-se

neste grupo os seguintes solos:

- Solos expansivos;









- Solos residuais;



Definição do tipo de terreno:______________________________________________________

3 – Número mínimo de pontos de reconhecimento

a) Critério da distância máxima entre pontos de reconhecimento


Tipo de terreno

T1 T2


C-0, C-1 35 6 30 18

C-2 30 12 25 25

C-3 25 14 20 30

C-4 20 16 17 35

dmax= __m e P=__m

3 – Número mínimo de pontos de reconhecimento (continuação)

b) Critério do número mínimo de sondagens e da percentagem de substituição por penetrómetros

Número mínimo de sondagens - > __

Percentagem de substituição por penetrómetros - > __%


T-1 T-2 T-1 T-2

C-0 - 1 - 66

C-1 1 2 70 50

C-2 2 3 70 50

C-3 3 3 50 40

C-4 3 3 40 30

4 – Número de pontos de reconhecimento utilizados no estudo geotécnico

Nº de pontos de reconhecimento: ____________________________________________________

Distância entre pontos de reconhecimento: ____________________________________________

Profundidade de reconhecimento: ___________________________________________________

É cumprido o critério apresentado no ponto 3a) deste anexo? Sim Não


É cumprido o critério apresentado no ponto 3b) deste anexo? Sim Não



O número de pontos de reconhecimento é superior a 3? Sim Não


Os pontos de reconhecimento cobrem a totalidade da área em Sim Não

estudo, distribuindo-se adequadamente?


É desnecessário intercalar pontos de reconhecimento extras para Sim Não

além dos determinados pelos critérios apresentados?

Os pontos de reconhecimento distribuem-se ao longo do Sim Não

perímetro a uma distância máxima de 20m?

Os pontos de reconhecimento estão corretamente assinalados Sim Não

em planta com escala adequada e referenciados em altimetria e

planimetria?

6 – Notas finais

Anexo b) Profundidade de reconhecimento (PREC)

1 – Profundidade de reconhecimento de referência (ver ponto 3a) do Anexo 1)

P = __m

2 - Profundidade da zona de influência do bolbo de tensões (PBT)

a) Critério baseado na teoria da elasticidade

Sapatas

quadradas

Sapatas

Corridas

Lajes de fundação

Estacas em

rocha

Estacas em

solos

argilosos

Estacas em

solos

granulares

1,5 Bz 2,5 Bz 1,5 Bl 2,5 Lp 3 D 4 D 6 D


P1BT = _______________m

b) Critério simplificado indicado no DBE-SE-C (2006)

Fundações

superficiais

2B

(B – menor dimensão) P

2BT = ________m

Estacas 5D abaixo da ponta da estaca

(D – diâmetro) P

2BT = ________m

PBT = max(P1BT; P

2BT)=_______________m

3 – Dados do estudo geotécnico

Profundidade máxima alcançada pela sondagem: ____m

Profundidade máxima alcançada pela fundação: ____m

Profundidade da zona de influência do bolbo de tensões (PBT) : ____m


A profundidade de reconhecimento interseta todos os níveis Sim Não

litológicos afetados pela escavação?


A profundidade de reconhecimento é superior à cota de fundação Sim Não

somada da profundidade máxima do bolbo de tensões

(considerando o efeito de grupo quando necessário)?


A cota de boca alcançada pelos pontos de reconhecimento é Sim Não

superior à cota alcançada pela fundação?


O valor da profundidade da zona de influência do bolbo de Sim Não

tensões do estudo geotécnico é aproximado ao valor obtido

através dos critérios referidos no ponto 2 deste anexo?

5 – Notas finais

Anexo c) Técnicas de prospeção

1 – Identificação da(s) técnica(s) de prospeção utilizada(s):


Ensaios de campo Qual/Quais? ___________________________________

Sondagens Qual/Quais? ___________________________________

Poços, galerias, valas e Qual/Quais?___________________________________

Trincheiras

Outro Qual/Quais?___________________________________


Método da resistividade elétrica

Métodos sísmicos


Método magnético


Outro Qual/Quais?___________________________________


A técnica de prospeção utilizada é adequada ao tipo de terreno Sim Não

a caracterizar?


A técnica de prospeção utilizada permite atingir a profundidade Sim Não

de reconhecimento necessária?


Os ensaios de campo realizados permitem avaliar as Sim Não

propriedades geotécnicas fundamentais (resistência, deformabilidade

e permeabilidade)?

Os ensaios foram realizados de acordo com as normativas que Sim Não

os regulamentam e com as indicações referidos no modelo?

O estudo geotécnico foi realizado com base nos resultados Sim Não

obtidos de sondagens que permitem a recuperação do

material?


Foram quantificados e qualificados todos os dados necessários Sim Não

para os ensaios de reconhecimento (nível da água, profundidade de

reconhecimento, ensaio in situ realizados e valores dos mesmos, negas, entre

outros)?

3 – Notas finais

Anexo d) Amostragem de solos e rochas

1 – Identificação da(s) técnica(s) de amostragem utilizada(s):

Amostragem de solos


Amostragem com recurso Qual/Quais? __________________________________

a tubo amostrador


Outro Qual/Quais?___________________________________

Amostragem de rochas



Amostragem integral Qual/Quais?___________________________________

Outro Qual/Quais?___________________________________

2 – Classe mínima de qualidade das amostras a ensaiar em laboratório de acordo com a

propriedade que se pretende avaliar:


Identificação

- Granulometria

- Plasticidade

4

4

Deformabilidade 1




________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________


A amostra recolhida contém uma distribuição Sim Não N.V.

granulométrica representativa do solo existente in situ?


Foram cumpridas as principais regras para uma Sim Não N.V.

amostragem de boa qualidade indicadas no modelo?

Existe a indicação da classe de qualidade das amostras? Sim Não N.V.


Foi cumprida a classe de qualidade mínima das amostras Sim Não N.V.

indicada no modelo para garantir a representatividade do

terreno in situ, de acordo com a propriedade que se

pretende caracterizar?


A técnica de amostragem e o tipo de amostrador utilizados Sim Não N.V.

são adequados para a obtenção de amostras da classe de

qualidade pretendida?


* N.V. – Não verificado

3 – Notas finais

Anexo e) Ensaios de laboratório

1 – Identificação do(s)ensaio(s) de laboratório realizado(s):

Ensaios de identificação Qual/Quais? __________________________________

Ensaios de resistência Qual/Quais?___________________________________

Ensaios de deformabilidade Qual/Quais?___________________________________

Ensaio de expansibilidade

Ensaios de agressividade Qual/Quais? __________________________________

Ensaios de compactação Qual/Quais?___________________________________

Outro Qual/Quais? ___________________________________

2 - Número de referência de ensaios in situ ou ensaios de laboratório para cada unidade

geotécnica para áreas de construção até 2000 m3:

Propriedades

C-1 e C-2 C-3 e C-4

Verifica Não

verifica

Não

aplicável T-1 T-2 T-1 T-2

Identificação

- Granulometria

- Plasticidade

3

3

6

5

5

5

9

8

Deformabilidade

- Argilas e siltes

- Areias

4

3

6

5

6

5

9

8




- Solos fissurados

4

4

5

6

5

7

6

6

8

9

8

11


- Argilas e siltes

- Areias

3

3

4

5

5

5

6

8


(1) Área construída.

Para áreas superiores a 2000m2, devem-se multiplicar os números apresentados na tabela anterior por

(s/2000)1/2

.

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________


O plano de ensaios permite caracterizar adequadamente os Sim Não

níveis geotécnicos atravessados, considerando os parâmetros

mínimos indicados no modelo consoante cada tipo de terreno?


Foi cumprido o número mínimo de ensaios para caracterizar Sim Não

cada parâmetro e a respetiva classe mínima de qualidade das

amostras utilizadas?


Foram utilizados excessivamente dados resultantes de Sim Não

correlações empíricas ou procedentes de outras parcelas de

solo não relacionáveis de modo direto com a parcela em estudo,

para caracterizar geotecnicamente os níveis litológicos?


O programa de ensaios de laboratório é adequado ao tipo de Sim Não

construção, ao tipo e estratigrafia do terreno e aos aspetos

geotécnicos da obra?


É necessário realizar ensaios específicos para caracterizar Sim Não

riscos geotécnicos específicos (aterros estruturais, solos expansivos,

solos colapsíveis, perfil de terrenos com contraste de resistência e/ou rigidez,

zonas cársicas, liquefação)?

4 – Notas finais

Anexo f) Acreditações de laboratórios

1 – Identificação do(s) laboratório(s) de ensaios

Laboratório responsável pela prospeção:

____________________________________________________________________________________

Laboratório responsável pelos ensaios de laboratório:

____________________________________________________________________________________



certificadas de acordo com a ISO 9001 e têm implementado

um sistema de gestão de qualidade?


laboratório são certificadas de acordo com a ISO 9001 e têm

implementado um sistema de gestão de qualidade?


acreditadas pelo IPAC?


laboratório são acreditadas pelo IPAC?

3 – Notas finais

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