Apostila Concurso Engenheiro Civil

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CURSO ON-LINE AUDITORIA DE OBRAS DE EDIFICAES P/ TCU PROFESSOR: ANDR VITAL

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Caros estudantes,

Para mim foi motivo de grande satisfao receber o convite para trabalhar ao lado de experientes profissionais da rea de preparatrios para concursos, integrando a equipe do Ponto dos Concursos.

Apresentando-me, brevemente, sou formado em Engenharia Civil pela Universidade de Braslia, no ano de 1999. Durante a graduao tive a oportunidade de ser monitor das disciplinas Solos 1, Solos 2 e Teoria das Estruturas. Minha vivncia nesta rea comeou cedo, ainda como Tcnico em Edificaes, na iniciativa privada. Aps a graduao, constitu sociedade em uma empresa de engenharia voltada a projetos, especialmente de geotecnia e de estruturas, o que me proporcionou uma boa vivncia no ramo. Atuei tambm como consultor da Unesco em matria de oramentos de obras hospitalares. Em cursos preparatrios ministrei aulas de Matemtica Financeira, para o concurso da CEF, em Fsica Bsica e Matemtica para o vestibular.

Concursos Mesmo antes da graduao comecei a explorar o exigente campo dos concursos pblicos. Fao referncia de algumas aprovaes nessa caminhada como concurseiro: Engenheiro Civil, CEF, 2000; Analista de Projetos, rea: Eng Civil, BRDES, 2001; Eng civil temporrio, MEC, 2003; Agente da Polcia Federal, 2004; Analista do TCU, 2005. Alm desses consegui ser o primeiro colocado nos seguintes: Gestor de Regulao da AGR, 2002; Analista - Especialidade Engenheiro Civil, Procuradoria Geral do DF, 2005; Engenheiro Civil II e Engenheiro Civil III, Companhia Metropolitana do DF, 2005.

Atualmente trabalho no Tribunal de Contas da Unio. Nesta casa tive a oportunidade de participar de auditorias de obras, de anlises de recursos, sobretudo em processos de auditoria de obras e de anlises de projetos de concesses.

Metodologia para as aulas Antes de iniciar a montagem das aulas procurei os colegas mais experientes em cursos preparatrios e conclu que a melhor estratgia seria apresentar o contedo necessrio, os fundamentos dos temas tratados, evitando textos demasiadamente longos, tentando ir direto ao ponto.

Muitos de vocs devem estar preocupados em como fazer a prova, devido total falta de prtica com a engenharia, o que, tenham certeza, uma realidade que no se limita aos no-engenheiros.

Como encarar esses assuntos sem ter, jamais, pisado em um canteiro de obras?

Para nos motivar neste desafio de tangenciar os temas da engenharia, vejamos o que diz o wikipedia: "Engenharia to-somente aplicao da fsica aliada ao bom-senso" [LUZ,

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Antnio Mximo Ribeiro da, Professor Emrito da UFMG (Belo Horizonte, MG, Brasil) (http://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia). Particularmente, acho mais correta a definio que diz: Engenharia aplicao prtica de algum conhecimento especializado aliado ao bom-senso.

H de ficar claro que nas abordagens desse curso no pretendemos tratar da engenharia necessria para se construir prdios, estruturas de conteno, pontes, viadutos, aeroportos, etc. Convenhamos, assim como no Direito, h um mundo bem extenso de conceitos e no d para abordar todos.

Como o Cespe valoriza alguns conceitos tericos (tanto nas provas que cobram conhecimentos de engenharia quanto nas avaliaes relacionadas a outras reas do conhecimento, como o Direito, por exemplo - j que no faz sentido ficar cobrando detalhezinhos do dia-a-dia), trabalharemos, pois, os principais tpicos que tm sido cobrados nos concursos dessa banca examinadora.

Ou seja, o nosso curso ser centrado nos exerccios do Cespe, no somente nas provas para o TCU, mas tambm em outros concursos com temas correlatos, tentando explorar, da forma mais simples e direta possvel, a teoria por trs de cada exerccio.

Veja-me como um colega que caminhar com voc nessa jornada rumo ao TCU, passo a passo na explorao do vasto contedo relacionado ao tema de Auditoria de Edificaes, que ser feita com grande entusiasmo.

Vamos dividir o nosso curso de Auditoria de Obras de Edificaes em nove aulas, contando com esta de apresentao. Nesta primeira aula, alm da metodologia, trataremos de dois temas muito importantes.

Farei uma pequena modificao em relao ao que foi listado nos editais anteriores, acrescentando uma pequena introduo aos estudos dos solos. Tal tema muito importante para o incio do entendimento de toda a estrutura de construo.

Para as ltimas aulas ficam aqueles temas com maior probabilidade de serem cobrados, at mesmo na prova discursiva (ter nfase a fiscalizao, que inclui a anlise documental).

Tambm procurei correlacionar a ordem dos temas com a seqncia tradicional de execuo de um empreendimento de edificaes, buscando a lgica do prprio cronograma de uma obra.

Tais modificaes decorrem de uma reflexo inicial. possvel identificar nos editais anteriores certa ordenao acadmica do contedo, ou seja, os seus tpicos foram apresentados de acordo com as subdivises dos cursos de Engenharia Civil. Contudo, bom lembrar que a engenharia civil faz parte do cotidiano de todas as pessoas dentro da sociedade. Ela est ao nosso redor o tempo todo. Por esse raciocnio entendemos que possvel estudar essa vastido de assuntos de uma forma agradvel.

Eis a subdiviso das aulas: AUDITORIA DE OBRAS DE EDIFICAES AULA 0 Introduo ao estudo dos solos

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Anlise de sondagens AULA 1 PROJETOS DE OBRAS CIVIS

ARQUITETNICOS ESTRUTURAIS Concreto Armado - inclusive protendido Estruturas Metlicas - inclusive para coberturas

PROJETOS ESPECIAIS Ar-condicionado Exausto/Ventilao Elevadores Esteiras/Escadas Rolantes

ESPECIFICAES DE MATERIAIS E SERVIOS AULA 2 ANLISE ORAMENTRIA

Composio de custos unitrios Quantificao de Materiais e Servios PLANILHAS DE ORAMENTO Oramento SINTTICO Oramento ANALTICO

AULA 3 ANLISE ORAMENTRIA - CONTINUAO CURVA ABC ABC de Servios ABC de Insumos Cronograma fsico Cronograma fsico-financeiro

PROGRAMAO DE OBRAS ACOMPANHAMENTO DE OBRAS

Apropriao de Servios AULA 4 CONSTRUO

Organizao do Canteiro de Obras Execuo de Fundaes Alvenaria Concreto Estrutura de Concreto Armado - inclusive Protendido Estruturas Metlicas - inclusive para coberturas

AULA 5 CONSTRUO - CONTINUAO Impermeabilizao Cobertura Esquadrias Pisos Revestimento Pinturas INSTALAES Eltrica Hidrossanitrias Preveno de Incndios etc.

AULA 6 CONTROLE DE MATERIAIS Cimento Agregados Aditivos Concreto Usinado Ao Madeira Materias Cermicos Vidros, etc. Controle de execuo de Obras e Servios

AULA 7 FISCALIZAO ACOMPANHAMENTO DA APLICAO DE RECURSOS Medies Clculos de Reajustamentos Mudana de Data-base Emisso de Fatura

AULA 8 ANLISE E INTERPRETAO DE DOCUMENTAO TCNICA Editais Contratos Aditivos Contratuais

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Cadernos de Encargos Projetos, Dirio de Obras etc

AULA DEMONSTRATIVA SOLOS E SONDAGENS

INTRODUO Nesta aula demonstrativa trataremos dos temas Solos e Sondagens, assuntos recorrentes nas provas do Cespe. Trata-se de preocupaes iniciais nos empreendimentos de Engenharia Civil.

Embora o edital para edificaes no especifique claramente o estudo dos solos, o tema de fundamental importncia para o entendimento de Sondagens e Fundaes. Alm do que, o candidato enfrentar esse tema Solos tambm no estudo das Auditorias de Obras Rodovirias. A abordagem desse assunto aqui no ser to abrangente quanto seria necessrio no contexto de um curso sobre obras rodovirias.

Os temas tratados nesta aula SERO NOVAMENTE ABORDADOS NO CONTEXTO DAS AULAS SEGUINTES.

Pontos que eu entendo mais importantes nesta aula:

1) Entendimento, de forma geral, de como so formados os solos e da variao de comportamento desses;

2) A idia geral sobre a resistncia ao cisalhamento dos solos;

3) O entendimento do que considerado solo uniforme;

4) Uma noo dos mtodos de sondagem dos solos, sobretudo do SPT.

1 - SOLOS Voc certamente tem uma noo correta do que o solo, afinal, sobre ele que nos apoiamos quase o tempo todo.

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Ilustrao 1 - barragem de terra

O solo usado diretamente como material de construo (como nas barragens de terra; aterros; base de pavimentos rodovirios, etc.) e tambm matria prima para a elaborao de outros elementos construtivos: materiais cermicos (tijolos, telhas de barro); participa na fabricao do cimento, etc.

Conceito O SOLO o material proveniente da decomposio da ROCHA. ROCHA, por sua vez, o material duro, mais resistente na crosta terrestre ( a pedra). A rocha um material slido, consolidado e constitudo por um ou mais minerais. As rochas geralmente requerem explosivos para o seu desmonte.

Obs: As rochas so muito importantes para a construo civil. A brita (ou pedra britada) um material de construo obtido pela quebra da rocha em pedaos pequenos. Nos britadores depois de extrada, muitas vezes com explosivos, a rocha moda e separada em peneiras, recebendo ento a denominao BRITA. A brita utilizada na fabricao de concretos para as edificaes, na base dos pavimentos (caladas, rodovias, etc) e outras obras da construo civil. A classificao do tipo da brita de acordo com os seus dimetros (faixas de dimetros, j que em uma quantidade de brita no se encontra apenas um dimetro especfico). classificada de 0 (zero) a 4, em ordem crescente de tamanhos. Trataremos esse tema nas aulas seguintes, ao analisarmos os materiais de construo.

Mas no existem tambm solos durssimos?

Sim. Em determinadas situaes fica difcil classificar se o material uma rocha ou solo,

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somente pela dureza.

Como diferenciar a rocha do solo?

Inicialmente, vamos entender a diferena entre a rocha e o solo da seguinte forma: imagine uma amostra de um material (natural na crosta terrestre) que agitamos na gua. Se as partculas podem ser separadas por essa agitao em gua, trata-se de SOLO. Caso contrrio, ou seja, mesmo agitando, o material permanea intacto, trata-se de uma ROCHA (Material slido, consolidado).

SOLO PARA A ENGENHARIA CIVIL: material que pode ser escavado (escavvel), que perde sua resistncia quando em contato com a gua.

A rocha se transforma em solo devido ao INTEMPERISMO.

O termo INTEMPERISMO aplicado s alteraes fsicas e qumicas (tambm biolgicas) a que esto sujeitas as rochas na superfcie da Terra.

No se preocupe em memorizar esta parte, basta ter uma idia do que causa a desagregao da rocha. Intemperismo Fsico: causa a desagregao da rocha principalmente pela variao de temperatura, cristalizao de sais, congelamento da gua, atividades de seres vivos; variao da temperatura: o aumento da temperatura causa a dilatao (aumento do volume) dos minerais, desenvolvendo presses internas que desagregam os minerais e desenvolvem microfraturas, por onde penetraro a gua, sais e razes vegetais; cristalizao de sais: o sal trazido pela maresia, se cristaliza (forma cristais maiores) nas fraturas, desenvolvendo presses que ampliam o efeito desagregador; congelamento da gua: a gua que penetra nas trincas expande ao se congelar. Atividades biolgicas: razes que se desenvolvem na rocha. Intemperismo Qumico: A ao das solues aquosas (cidos misturados com gua, por exemplo) sobre os minerais da rocha, sobretudo o feldspato e sobre a mica biotita, que leva produo de argilas.

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QUESTO (Inspetor do Meio Ambiete RO, CESPE/2004) O solo pode ser visto como o produto originado pela ao de diversos fatores sobre as rochas. Essa relao faz que conhecimentos sobre geologia tenham grande importncia para a compreenso da gnese do solo. Com relao a esse assunto, julgue os itens subseqentes. 71_ Intemperismo est relacionado ao tempo para formao das rochas.

ERRADO, o intemperismo est relacionado ao tempo, contudo, o intemperismo age na formao dos solos (no para a formao das rochas como afirma a questo).

O solo resulta da transformao, desagregao/decomposio das rochas, pelo intemperismo, que ataca a rocha.

Origem do solo A origem sempre a decomposio das rochas por INTEMPERISMO, ou seja, o conjunto de processos que ocorrem na superfcie terrestre que ocasionam a decomposio dos minerais das rochas pela ao de agentes atmosfricos e biolgicos.

1 Intemperismo mecnico promove a desintegrao da rocha, atravs da ao de agentes como gua, temperatura, vegetao e vento. Formam principalmente os solos grossos (granulares) - pedregulho, areia. Em casos especiais tambm forma siltes (material fino, mais fino do que a areia, porm, mais grosso do que a argila).

2 Intemperismo Qumico processos em que h modificao qumica ou mineralgica da rocha de origem (devido a ao de cidos, geralmente). Forma geralmente os solos finos (siltes e argila).

Resumindo: o solo funo do clima, da rocha de origem, do relevo, da hidrologia, do organismo existente no solo, da idade do solo (e da ao do homem, que no havia sido citada). TIPOS Se o solo permanece no mesmo local em que formado, o solo residual. Se transportado e sedimenta (deposita) em outro local, trata-se de solo sedimentar.

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Obs.: SEDIMENTAO o processo pelo qual substncias minerais ou rochosas, ou substncias de origem orgnica, se depositam em determinado ambiente.

Se voc misturar um pouco de argila em um copo de gua, at formar uma lama rala, e depois deixar essa mistura em repouso, logo voc vai notar que as partculas slidas vo se depositando no fundo do copo. Esse processo a sedimentao.

Na natureza o solo (antes residual) pode ser transportado por gua, vento, cair de uma encosta e se depositar na base da montanha, tambm pode ser transportado por geleiras, que no nos interessa.

1 Solos residuais so formados junto prpria rocha de origem, a partir de modificao ou alterao desta.

2 Solos Sedimentares so aqueles que sofrem ao de agentes transportadores, podendo ser Aluvionares - quando transportados pela gua; elicos - quando transportados pelo vento; coluvionares - quando transportados pela gravidade; (e glacial - quando transportados pelas geleiras).

Para gravar: Aluviogua Dicionrio Aurlio: Aluvio [Do lat. alluvione.] ... Depsito de cascalho, areia e argila que se forma junto s margens ou foz dos rios, proveniente do trabalho de eroso... Muitas vezes mudaram, no curso do tempo, o perfil da baa do Recife, as regresses e transgresses marinhas, e as aluvies dos numerosos rios (Osm Lins, Nove, Novena, p. 235).

3 Solos orgnicos so os que resultam da decomposio vegetal e/ou animal (este

tem relao com problemas de afundamento de fundaes de edifcios). Devem ser evitados e/ou retirados.

Quando as partculas do solo esto depositadas junto da rocha de origem, trata-se de solo residual. Quando as partculas do solo so transportadas para longe do local de origem trata-se de solo transportado ou sedimentar.

A figura abaixo mostra a transio entre o solo residual e a rocha s.

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Ilustrao 2 - perfil solo residual, at a rocha matriz

QUESTO (Analista de Infra-Estrutura rea: Civil e Aquavirio, MPOG, CESPE/2008) Para a engenharia civil, o conceito de solo relativamente amplo, abrangendo uma extensa gama de subprodutos da decomposio das rochas. O emprego desse termo tambm muito diversificado, j que solo pode ser utilizado para denominar desde a matria que serve de base para o recebimento das cargas geradas pela edificao, at o prprio material componente da edificao. Diante disso, a mecnica dos solos procura explicar o comportamento desse componente importante da construo, utilizando conceitos e caracterizaes aceitas pelo meio tcnico. Acerca desses aspectos fundamentais da mecnica dos solos, julgue os itens ... 103 - Na classificao de solos quanto ao processo de formao, so exemplos de solos residuais os coluvies, depositados no p de serras.

COMENTRIOS:

O item 103 est ERRADO tendo em vista que os solos coluvionares so SEDIMENTARES (sedimentou aps ser transportado pela gravidade). Entre os solos sedimentares no Brasil, alm do solo coluvionar (de coluvio), tem grande importncia os solos aluvionares (aluvio - quando transportados pela gua) e elicos (quando transportados pelo vento). Tais distines importam devido s diferenas de comportamento entre eles.

SOLOS POROSOS:

Ateno para os denominados "solos porosos" que tem um elevado NDICE DE VAZIOS (o ndice de vazios uma relao entre o volume de vazios no solo e o volume de slidos. O volume extrado da natureza contm, alm das partculas slidas, volume de gua - Vw e ar - Vg). Tais solos sempre requerem ateno nas obras.

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Dentre os porosos, aumentam os estudos em relao aos SOLOS LATERTICOS que recobrem extensas zonas do Brasil Centro-Sul e as espessuras dessa camada de solo podem atingir mais de 10 m. SOLOS LATERTICOS: Sua formao se deve a uma evoluo em clima tropical (perodos de secas e perodos midos). Os solos laterticos geralmente aparecem na natureza com pequena capacidade de suporte (capacidade de suportar cargas sobre ele), mas quando compactados sua capacidade de suporte torna-se elevada. Por esse motivo, esse tipo de solo tem sido muito utilizado em pavimentao e em aterros. FORMA O CASCALHO? As concrees formadas em clima de profunda alternncia de estaes secas e midas recebem o nome de pedregulhos laterticos, as chamadas lateritas. A argila presente nesse material constituda basicamente de minerais caulinticos (no apresenta expanso na presena de gua, como veremos adiante). Concrees: efeito da agregao dos slidos, tornando concreto o conjunto de partculas.

Veja a posio que geralmente aparecem os solos laterticos em um perfil esquemtico: Ilustrao 3 - perfil esquemtico da ocorrncia de solos em regies tropicais

Solos tropicais:

- maior grau dos efeitos das intempries: solos laterticos.

Veja que abaixo dessa camada, geralmente existe o chamado solo saproltico (que significa podre) que sofreu menor influncia das intempries quando comparado com os laterticos.

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Composio Qumica e Mineralgica Dos Solos Os solos finos, que no incluem somente as argilas (tambm tem os siltes), so constitudos essencialmente pelos argilominerais. ARGILOMINERAIS: Quimicamente so formados por silicatos de alumnio e/ou ferro e magnsio. So divididos em trs grandes grupos. Estes grupos so:

Caulinita ( o argilomineral mais comum presente nos solos); Montmorilonitas e; Ilitas. as argilas com predominncia de montmorilonitas so expansivas.

ATENO para a Montmorilonita e Ilita. Solos com essas composies tendem a ser instveis em presena de gua, sendo resistentes apenas quando secos. Na presena de umidade, possuem variaes volumtricas, ocasionando um efeito sanfona (expanso e contrao) entre o perodo seco e molhado.

BENTONITA Na famlia das montmorilonitas destaca-se a BENTONITA (argila com alto teor de montmorilonita 60 a 80%).

Mesmo fugindo um pouco do escopo desta disciplina, imagine uma pavimentao rodoviria executada sobre uma BASE de solo que contenha muito dessa Montmorilonita. Certamente no resistiria por muito tempo, no mesmo?

VANTAGENS: Ateno: montmorilonita tambm oferece grande utilidade para a construo civil PRINCIPALMENTE EM ESCAVAO DE ESTACAS E POOS.

A BENTONITA, que pertence famlia dessa montmorolinita, expande-se muito (at quinze vezes o seu volume seco).

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Ilustrao 4 exemplo da recuperao da bentonita, aps perfurada, e da sua expanso

A bentonita sdica quando perfurada tem capacidade de regenerao. Uma pequena quantidade bentonita sdica expande muitas vezes o seu volume original quando em contato com a gua.

Qual o principal uso da BENTONITA na construo civil?

ESCAVAO para fundaes profundas do tipo ESTACAS.

A lama bentontica (solo mais gua) apresenta como caracterstica principal a propriedade da tixotropia (um comportamento fludo quando em agitao, mas que forma um gel quando em repouso). A lama serve para:

a) - suportar a face da escavao; b) - formao de um selo para impedir a perda da lama no solo; c) - deixar em suspenso partculas slidas do solo escavado, evitando que elas se depositem no fundo da escavao.

QUESTO (Eng, TRT 5 REGIAO - CESPE/2008) 98 - A bentonita pode ser misturada a um solo arenoso fino para diminuir a sua expansibilidade quando em contato com gua. ERRADO. A Bentonita representa um tipo de solo que contm muito do argilomineral montmorilonita, extremamente expansivo quando em contato com a gua. Logo, ao misturar a bentonita a um solo arenoso aumentar a expanso deste solo.

DIVISO DOS SOLOS PELO DIMETRO APROXIMADO (embora as partculas no sejam esfricas, propriamente, utiliza-se o termo dimetro para definir o tamanho mdio desses gros)

SOLOS GROSSOS

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As AREIAS e os PEDREGULHOS. Suas partculas so constitudas de gros bem definidos (so chamados de solos granulares). Na natureza so oriundos do INTEMPERISMO FSICO.

O MINERAL caracterstico dos solos grossos o QUARTZO.

SOLOS FINOS

So os SILTES e as ARGILAS Ambos os grupos so oriundos do intemperismo QUMICO.

A grande diferena fsica dos SILTES e das ARGILAS:

SILTES so solos finos NO PLSTICOS

ARGILAS so solos finos PLSTICOS, capazes de apresentar COESO.

Granulometria O termo granulometria empregado quando se faz referncia ao conjunto de todas as fraes ou partculas do solo, incluindo desde as mais finas (argilas), at as mais grossas. De acordo com o dimetro das partculas os solos so classificados em Argilas; Siltes; Areias; Cascalhos (ordem crescente).

H diferentes escalas para a classificao pelo tamanho (predominante) das partculas no solo.

Esses limites de granulometria (limite entre a argila e o silte, por exemplo) so pouco cobrados em provas que no so especficas para a rea de tcnicos de solos e estradas.

De qualquer modo, voltaremos a esse assunto ao tratarmos de agregados para o concreto.

QUESTO

(TRT 5 regio CESPE/2008) 97 Um solo com curva granulomtrica retilnea e contnua e tamanho de gros variando entre 0,05 mm e 5,2 mm pode ser considerado como um solo uniforme. Errado. Uma curva granulomtrica pode ser considerada uniforme se o dimetro das partculas forem muito prximos, ou seja, o dimetro mximo no se distancia muito do mnimo.

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Conforme pode ser visto na figura abaixo, o solo de granulometria uniforme representado pela curva mais retilnea, contnua e verticalizada de todas, sendo a variao de dimetro bem restrita (100% dos gros tem dimetro inferior a 1mm e superior a 0,1mm). No caso da granulometria contnua, nota-se que a curva contnua e praticamente retilnea, porm, mais horizontalizada e percorre uma ampla faixa de dimetros (entre 100mm e 0,001mm). Um outro tipo de curva a que representa a granulometria descontnua. Note no grfico abaixo que quase existem patamares quando o solo descontnuo, o que mostra a grande presena de gros de determinado dimetro e a falta de outros (h pouco entrosamento entre os gros).

Ateno para essa figura:

A curva que mais em p NA VERTICAL representa um solo UNIFORME (o dimetro do gro no varia muito)

A curva que mais deitada NA HORIZONTAL representa um solo CONTNUO

A curva que tem patamares representa um solo DESCONTNUO

VOLUME Se eu extraio uma amostra do solo e a mantenho nas mesmas condies naturais, O QUE COMPE O VOLUME EXTRADO?

Os solos so polifsicos, ou seja, em seu estado natural apresentam mais de uma fase.

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Ilustrao 5 - partculas de solo

Vs=volume dos slidos; Ws=peso do solo

Vw=volume de gua; Ww=peso da gua

Vg=volume do gs; Wg=peso do gs = 0

RESISTNCIA DO SOLO Vamos tratar de um assunto MUITO IMPORTANTE, j preparando terreno para os estudos das prximas aulas, mais especificamente das fundaes: Trata-se da Coeso. Para uma noo fsica acerca da coeso imagine o barro que molda peas cermicas. Voc j deve ter visto como um vaso vai tomando forma a partir de uma quantidade de barro. Somente possvel moldar o barro por conta da coeso.

Essa caracterstica muito importante. A COESO confere uma parcela da resistncia dos solos FINOS.

Coeso a parcela de resistncia ao CISALHAMENTO de um solo (FINO), provocada pela atrao fsico-qumica entre partculas ou pela cimentao destas. A coeso tanto maior quanto menores forem os dimetros das partculas e maior o seu ADENSAMENTO achatamento. A COESO representa o quanto o solo est grudado ou colado, considerando somente as suas prprias partculas, sem foras externas atuando.

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OBSERVE QUE

1 A coeso existe entre partculas muito pequenas; 2 POUCA GUA AUMENTA A COESO (solo no saturado), MAS MUITA GUA

DIMINUI A COESO (para entender o porqu, temos que entender a presso capilar, definida logo abaixo).

PORQUE A COESO EXISTE? A) Pela presena de um cimento natural que gruda os gos;

B) Pela presena de ligaes exercidas pelo potencial atrativo de natureza molecular ou coloidal; e

C) Pelo efeito da PRESSO CAPILAR na gua intersticial do solo (simplificando, a gua, ao tentar sair do solo exercer uma presso).

Para entendermos a presso capilar, vamos considerar um tubo finssimo (capilar), tendo a extremidade inferior imersa em um lquido, gua, por exemplo.

Voc poder verificar que o nvel do menisco dentro do tubo se apresentar acima do nvel do lquido externo ao tubo, conforme a figura. Quanto mais fino for o tubo, mais o lquido subir. Esse fenmeno tem a ver com a tenso superficial do lquido (tambm denominada coeso especfica ou constante de capilaridade). Didaticamente posso dizer que a gua atrada pela parede do tubinho, podendo-se dizer tambm que a gua que atrai as paredes. Tubo e gua atraem-se mutuamente. Da mesma forma, em um solo esta gua suga, atrai as partculas de finos.

A coeso uma resistncia que a argila possui, que a torna capaz de manter suas partculas juntas coesas, em forma de torres ou blocos, que podem ser cortados em formas diversas e manter estas formas. Os solos que tm essa propriedade chamam-se coesivos, ou seja, existe entre as suas partculas uma forte atrao que as mantm unidas.

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fontei

As areias e os pedregulhos e siltes desmancham-se facilmente ao serem cortados ou escavados porqu existe pequena atrao entre as suas partculas. Denomina-se capilaridade a propriedade que os lquidos apresentam de atingirem, em tubos de pequeno dimetro, pontos acima do nvel fretico. O nvel fretico a superfcie em que atua a presso atmosfrica. Para fazermos uma comparao com um solo com muita gua (solo saturado) imagine que inundamos todo o conjunto. No haver mais diferena de altura (diferena de presso).

QUESTO (Analista de Infra-Estrutura rea: Civil e Aquavirio, MPOG, CESPE/2008) 105 O conceito de coeso utilizado para definir a propriedade do solo de resistir ao cisalhamento quando, sobre ele, atua uma presso externa originada por confinamento.

O item 105 ERRADO. Ateno. A coeso do solo no depende de foras externas atuando sobre ele.

A resistncia ao cisalhamento do solo (Ciso quer dizer separao. Por esse motivo diz-se que a resistncia do solo ciso a resistncia ao cisalhamento).

Saber a resistncia ao cisalhamento dos solos importante para calcular: - capacidade de carga em fundaes superficiais e profundas;

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- estabilidade de taludes (encostas) em barragens e aterros; - presso lateral de terra em muros de conteno (muros de arrimo), etc. A resistncia ao cisalhamento do solo funo de duas componentes: Atrito interno e Coeso Atrito interno do solo inclui: - o atrito fsico entre as partculas - o atrito fictcio devido ao entrosamento de suas partculas Coeso divide-se em: - coeso aparente, resultante das presses capilares da gua contida nos solos - coeso verdadeira, proveniente das foras eletroqumicas de atrao das partculas de argila. Por enquanto vamos estudar somente at aqui estas caractersticas, para depois retomar esse tema nos estudos das fundaes. 2 - SONDAGENS DO SOLO A construo de obras civis, tais como barragens, rodovias, canais, tneis, fundaes de edifcios, etc., deve ser precedida dos estudos para caracterizao do solo.

Ilustrao 6 - representao dos diferentes elementos a edificao

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esse solo de apoio o alvo das sondagens.

Foto de uma obra com a fundao exposta aps escavao

Em contato direto com a infra-estrutura, necessrio explorar as caractersticas do solo (subsolo) e estimar a capacidade de carga, conhecer o nvel do lenol fretico; tudo para escolher o tipo de fundao mais adequado e a tcnica que deve ser empregada na sua execuo.

Os mtodos de investigao do solo podem ser indiretos (ou geofsicos) e diretos.

Indiretos ou geofsicos baseados na interpretao de certas medidas fsicas: mtodos gravimtricos e ssmicos, usados, por exemplo, para a explorao de petrleo; eltricos, magnticos e radioativos, para a prospeco de minrios (estes no importam para o nosso caso).

Diretos atravs da execuo de perfuraes ou sondagem do subsolo.

Os mtodos diretos so os principais para o nosso caso. Os tipos de mtodos diretos so listados abaixo e sero explicados em seguida.

1 Manuais - Poos de inspeo

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- Trincheiras

- Trado manual

2 Mecnicos - Sondagem a percusso (SPT Standard Penetration Test) - Sondagem rotativa

- Ensaio do Cone (CPT Cone Penetration Test) e Piezocone (CPTU)

2.1 - MTODOS MANUAIS DE SONDAGEM

ABERTURA DE POOS E TRINCHEIRAS Esses mtodos permitem o exame das condies de solos para as fundaes; dos locais provveis para reas de emprstimo ou pedreiras (solos retirados de determinadas jazidas para a construo em outro local). S possvel tal ensaio nos casos onde as condies do solo e da gua subterrnea permitirem a escavao.

POOS Permitem, por meio do exame ao longo de suas paredes, uma descrio detalhada das diversas camadas do subsolo. Permite ainda a coleta de amostras para a execuo de ensaios de laboratrio, tanto deformadas (no mantm as mesmas propriedades fsicas quando retiradas da natureza) quanto indeformadas (mantm as mesmas propriedades fsicas quando extradas).

A profundidade do poo muitas vezes limitada pela presena do lenol fretico. Os poos so abertos manualmente, com auxilio da p, picareta, balde e sarrilho (vide figura). Ilustrao 7 - Poo de investigao escavado em solo

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TRINCHEIRA usada para se explorar continuamente o solo, ao longo do terreno, por exemplo, da seo de uma barragem, de reas de emprstimo, de locais de pedreira, etc.

Usualmente as trincheiras so abertas por meio de escavadeiras.

Ilustrao 8 - Trincheira

TRADOS Utilizao - A investigao a trado geralmente utilizada para:

Estudo de reas de emprstimo de solo e de subleitos de rodovias; Determinao do nvel de gua (nvel do lenol fretico); Mudana do tipo de material perfurado, para que seja identificada uma possvel

mudana de horizontes pedolgicos (do solo no estado natural).

- VANTAGEM: Processo mais simples, rpido e econmico.

- DESVANTAGEM: No consegue ultrapassar camadas de seixos (pequenos pedregulhos).

- EQUIPAMENTO:

Haste de ferro ou ao (1/2 ou 3/4) com roscas e luvas nas extremidades extenses de 1, 2 e 3 m;

Barra para rotao e luva em T; Brocas podem ser do tipo cavadeira, helicoidal ou torcida com dimetros de 2

1/2, 4 ou 6o. Ilustrao 9 - Tipos de trados freqentemente utilizados na investigao geolgica-geotcnica.

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AS AMOSTRAS RETIRADAS PELO TRADO SO SEMPRE DEFORMADAS.

A amostragem geralmente feita a cada metro, medida que avana o furo, anotando-se as profundidades em que ocorrem mudanas do material. muito utilizado para a determinao do nvel do lenol fretico (nvel que equivale gua encontrada em poo) As amostras so coletadas em sacos de lona com etiquetas indicativas do nome da obra, local, nmero do furo e profundidade de coleta. Quando for necessrio determinar a umidade natural do solo, devero ser coletadas amostras em vidros ou recipiente de plstico com tampas hermticas e seladas com parafina. A sondagem a trado geralmente penetra somente as camadas de solo com baixa resistncia e acima do nvel dgua.

Questes

(Tcnico(a) de Projeto, Construo e Montagem Jnior Edificaes) Com relao a ensaios e parmetros envolvidos na mecnica dos solos, assinale a opo correta. B O trado o equipamento mais comumente utilizado para a retirada de amostras indeformadas do solo.

COMENTRIOS

O item B est ERRADO, pois nas sondagens a trado a amostra sempre deformada, ou seja, no mantm as principais caractersticas fsicas que possui o solo na natureza.

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(Perito da Polcia Federal, Cespe/2002)

As sondagens so de fundamental importncia para o projeto e a execuo de obras civis. Com relao a sondagens de terrenos, julgue os itens seguintes:

As sondagens a trado so indicadas para a caracterizao de areias saturadas.

ERRADO.

Imagine uma areia imersa em gua. Esta areia seria praticamente fluida.

Veja a ilustrao 9 (trados). Trata de uma ferramenta (equipamento manual) que tem as suas ps abertas, sem condio de armazenar uma amostra sem deformao. A fluidez de uma areia molhada (saturada) no permite a sua retirada com um trado.

Alm disso, O TRADO SEMPRE RETIRA AS AMOSTRAS DEFORMADAS e para a caracterizao completa de uma amostra de solo precisamos de amostras indeformadas.

2.2 - MTODOS MECNICOS DE SONDAGEM SONDAGEM PERCUSSO Nas obras de edificaes, o principal mtodo de sondagem percusso o SPT (Standard Penetration Test), portanto, ateno para ele.

O ENSAIO SPT (Standard Penetration Test) NORMA: ABNT pela NBR 6484 Solo - Sondagens de simples reconhecimento com SPT Mtodo de ensaio (SPT- Standard Penetration Test)

Quando a sondagem percusso est associada ao ensaio de penetrao dinmica SPT, ela mede a resistncia do solo ao longo da profundidade. Esse tipo de sondagem consiste basicamente na cravao de um amostrador padro no solo, atravs da queda livre de um peso de 65 kg (martelo), caindo de uma altura determinada de 75 cm. As caractersticas dos amostrados esto especificadas na NBR 6484. Ilustrao 10 - Amostrador padro para SPT.

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Note o detalhe da ponta do amostrador.

a principal sondagem, a mais comum quando se pretende fazer uma fundao. Pode estar associada com outros mtodos de sondagem

Quando se faz a sondagem iniciando com o SPT, este no atravessa camadas de rochas, por pequena que seja a espessura dessas. Quando chega em uma camada considerada impenetrvel para o SPT pode-se utilizar o CPT, que veremos abaixo e, no caso de rochas, a sondagem rotativa, que tambm ser vista a seguir, nesse caso, a denominao de sondagem MISTA.

A cada metro da perfurao feito um ensaio de cravao do barrilete, tubo oco de 45 cm, no fundo do furo, para medida de resistncia do solo e coleta de amostra. Conforme comentado, para cravar o barrilete usado o impacto de uma massa metlica de 65 kg caindo em queda livre de 75 cm de altura sobre um ressalto da parte superior do hasteamento a ele conectado.

O resultado do teste SPT corresponde quantidade de golpes necessria para fazer penetrar, no fundo do furo, o barrilete amostrador, nos seus ltimos 30 cm. Para a execuo das sondagens determina-se, em planta, na rea a ser investigada, a posio dos pontos a serem sondados. No caso de edificaes, procura-se dispor as sondagens em posies prximas aos limites de projeo das mesmas e nos pontos de maior concentrao de carga.

No terreno a ser feita a sondagem, deve-se evitar a locao de pontos alinhados, de forma a permitir uma interpretao em diversos planos de corte.

Basicamente, conta-se o nmero de golpes necessrios penetrao dos ltimos 30 cm dos amostrados designada de N. Nas mudanas de solo visveis uma parte deste deve, tambm, ser armazenada e identificada.

Nmeros de golpes muito baixos mostram que o solo tem baixa resistncia.

O perfil geotcnico do solo feito com base no SPT e deve mostrar o numero de golpes N necessrios para penetrar 30 cm de amostrador a cada metro de avano.

possvel classificar o tipo de solo, pois o amostrador recolhe pores que so analisadas em laboratrio e ali classificadas.

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Ilustrao 11 - Sondagem percusso: ensaio SPT

Tabela - Nmero mnimo de pontos em funo da rea construda (NBR8036/1983)

REA CONSTRUDA N DE SONDAGENS de 200m at 1,200m 1 sondagem para cada 200m

de 1,200m at 2,400m 1 sondagem para cada 400m que exceder a 1,200m acima de 2,400m Ser fixada a critrio, dependendo do plano de

construo.

O mnimo de furos para qualquer circunstncia em funo da rea do terreno para lotes urbanos:

2 furos para terreno at 200m 3 furos para terreno entre 200 a 400m, ou 3 furos, no mnimo, quando se pretende determinar as disposies e as

espessuras das camadas de solo.

DICA: Em qualquer caso o nmero mnimo de sondagens deve ser dois.

Nmero mnimo de sondagens em funo da rea da projeo em planta do edifcio

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rea construda (m) Nmero mnimo de sondagens

< 200 200 400 400 600 600 800

800 1000 1000 1200 1200 1600 1600 2000 2000 2400

> 2400

2 3 3 4 5 6 7 8 9

a critrio As sondagens NO devem estar alinhadas e devem ser realizados furos prximos aos extremos da rea a ser edificada. O laudo de sondagem mostra o nvel do lenol fretico (se encontrado) e as cotas de referncia (uma marcao de um nvel na superfcie do terreno, que serve de referncia para as demais medidas de profundidade).

Analisando o perfil geotcnico mostrado abaixo, uma profundidade segura para o assentamento da ponta de uma fundao profunda, por exemplo, seria a 14 ou a 15 metros, ou, no mnimo, 13 metros de profundidade em relao superfcie tomada como nvel de referncia (N maior que 30). Veremos que mesmo no se encontrando um solo to resistente ser possvel executar a fundao.

O nvel da gua (NA) no caso dessa sondagem de 7 metros de profundidade (vide escala de profundidade do lado esquerdo da figura laudo de sondagem).

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Ilustrao 12 - laudo de sondagem

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Ilustrao 13 - Exemplo de perfil de sondagem percusso: ensaio SPT

Resumindo: O SPT o mtodo mais difundido no Brasil, o ensaio custa pouco e simples. Permite obteno de um valor numrico de ensaio (N) que pode ser relacionado com a consistncia do solo por meio de regras empricas de projetos. Sua execuo feita nas seguintes etapas:

- Coletar amostras do tipo de solo, atravs da retirada de uma amostra a cada 1 metro de profundidade; Ilustrao 14 - coleta de amostra

- Obter a resistncia (N= n de golpes) oferecida pelo solo cravao do amostrador padro, cada metro;

- Obter a posio do nvel dgua (lenol fretico);

- Para fins de avaliao da capacidade de carga do solo, adota-se o nmero necessrio para penetrar os ltimos 30cm (NSPT = N2).

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bom observar que o N (ou Nspt) correlaciona-se (empiricamente) com a compacidade e com a consistncia do solo.

A compacidade de um solo granular depende da maneira com que suas partculas slidas se dispem. Como primeira apresentao, imaginemos que as partculas slidas de um solo sejam perfeitamente esfricas e sejam cuidadosamente arrumadas segundo os modelos seguintes (ii):

FONTEii

A segunda arrumao tem maior compacidade A consistncia uma resposta do solo s foras externas que tentam deform-lo ou romp-lo. Para entender melhor, imagine uma poro de argila em sua mo (aquela mesma argila utilizada para moldar peas artesanais). Acrescentando gua nesta poro ela certamente ficar muito mole. Se colocarmos para secar, ela passar de muito mole para: mole consistncia mdia rija dura. Esses so os estados de consistncia de um solo fino. Repare que se voc fizer a mesma experincia com uma areia, no haver a mesma evoluo. A areia sequer vai formar uma porozinha coesa.

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Ilustrao 15 - Correlao de Nspt com a compacidade e com a consistncia do solo, segundo a NBR 7250/82

QUESTO (Engenheiro Civil, Docas, CESPE/2006) A prospeco geotcnica, etapa fundamental nos projetos que exigem o conhecimento do subsolo, deve ser criteriosamente planejada para serem garantidas as informaes necessrias aos projetos de construo civil. A respeito desse tipo de prospeco, julgue os prximos itens. 71 - No ensaio denominado SPT (standard penetration test), no h possibilidade de serem coletadas amostras do subsolo. COMENTRIOS:

ERRADO. O ensaio SPT feito com a cravao de um barrilete (tubo oco de 45 cm) e permite a retirada de amostras.

SPT-T: SONDAGEM A PERCUSSO COM MEDIO DE TORQUE Basicamente trata-se do mesmo ensaio acrescido com a medio do torque (a medida da resistncia toro de uma sonda dentro do solo) a cada metro de penetrao fazendo uma nova relao e estabelecendo alm dos itens da sondagem a percusso simples um grfico com as medidas obtidas no torqumetro que pode ser manual ou digital.

Ateno: O USO DESTE ENSAIO DE TORQUE VEM CRESCENDO NOS LTIMOS ANOS.

SONDAGEM ROTATIVA A sondagem rotativa feita quando se atinge o material impenetrvel percusso (extrato rochoso, mataces, solos extremamente rijos). um tipo de investigao feita com um tubo, denominado barrilete, dotado de uma pea cortante feita com material de alta dureza (coroa) em sua ponta, que perfura o terreno atravs de um movimento de rotao.

Nas sondagens rotativas, alm da determinao dos tipos de rochas, de seus contatos e dos

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elementos estruturais presentes (xistosidade, falhas, fraturas, dobras, etc.) importante a determinao do estado da rocha, ou seja, do seu grau de fraturamento e de alterao ou decomposio. Isso se deve possibilidade de retirar testemunhos do barrilete, que so amostras cilndricas de corpos rochosos.

O equipamento bsico para a sondagem rotativa consta de uma sonda rotativa motorizada com coroa de diamantes (perfuratriz), bomba de gua, hastes, barriletes e coroas.

Ilustrao 16 - Esquema de uma sonda rotativa (ABGE, 1980).

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Ilustrao 17 - Testemunhos retirados do barrilete da sonda rotativa.

A resistncia medida por meio do grau de recuperao, que relaciona o comprimento dos fragmentos recuperados com o comprimento do barrilete. Quanto maior o grau de recuperao, menos fragmentada est a rocha.

A figura a seguir representa um perfil do solo amostrado por meio da sonda rotativa. Repare a caracterizao do tipo de rocha e as medidas de fragmentos recuperados (a direita).

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Ilustrao 18 - Um exemplo de perfil geotcnico obtido pela sondagem rotativa

ENSAIO DO CONE (CPT) E DE PIEZOCONE (CPTU) A norma relativa a esse ensaio a NBR 12069 (MB 3406) - Solo - Ensaio de penetraco de cone in situ (CPT). denominado ensaio de cone holands e tambm chamado de ensaio de penetrao esttica (ou quase-esttica), ensaio de cone mecnico ou simplesmente ensaio de cone. considerado internacionalmente como um dos mais importantes procedimentos de investigao geotcnica. Os ensaios de cone e piezocone, conhecidos pelas siglas CPT (Cone Penetration Test) e CPTU (Piezocone Penetration Test) respectivamente, fornecem resultados que podem ser utilizados para determinao de outras propriedades dos materiais prospectados, particularmente em depsitos de argilas moles, e previso da capacidade de carga de fundaes.

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H dois tipos de equipamentos que se diferem, essencialmente, apenas quanto ao dispositivo de cravao, e consistem de um conjunto de hastes tendo na extremidade inferior um cone com ngulo de vrtice de 60 e uma base de 10 cm (dimetro tpico de 35,68 mm). O conjunto de hastes atua internamente aos tubos de revestimento. O dimetro das hastes igual ou menor do que o dimetro do cone.

Dentre as principais vantagens do ensaio, destacam-se a rapidez de execuo, a confiabilidade dos resultados, o baixo custo e o fato de que se obtm numerosos resultados ao longo da profundidade.

Ilustrao 19 - Equipamento do CPT.

No recolhem amostras, portanto, em muitos casos so considerados como mtodo complementar aos Mtodos Diretos (recebendo a denominao de mtodos semi-diretos).

COMPARANDO O SPT COM O CPT

QUESITO SPT CPT

Tipo de solo Praticamente todos Evita-se solos com cascalhos

Forma de cravao

Intermitente/percusso Contnua

preciso Fontes de erros: pedras no caminho, desvios... Mais preciso

Amostra Permite a retirada No permite a retirada

QUESTES DE CONCURSO

1) QUESTO (Perito da Polcia Federal, Cespe/2002)

a) As sondagens por percusso fornecem um ndice de resistncia do solo que pode ser utilizado em estimativas de capacidade de carga de fundaes.

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CERTO.

O SPT indica o N, o nmero de golpes necessrios para cravar 30 cm de um amostrador de 65 kg, que cai de uma altura de 75 cm. Esse nmero est correlacionado empiricamente resistncia do solo, sobretudo a resistncia compresso.

b) As sondagens rotativas so utilizadas para a amostragem de argilas e siltes saturados moles

ERRADO.

Sondagens rotativas so para rochas, predominantemente. No se justificam em solos moles, tendo em vista que custam mais caro.

Quando possvel fazer o SPT para as primeiras camadas do solo, pode-se utilizar tambm a sondagem rotativa aps atingir-se o material impenetrvel percusso (extrato rochoso, mataces, solos extremamente rijos).

c) As sondagens mistas so aquelas em que, em um mesmo furo, se executam sondagens por percusso e sondagens rotativas.

CERTO.

Pode-se utilizar a percusso no trecho que permite a penetrao (N

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estrutura foi perturbada pelo processo de extrao. Nesta categoria incluem-se as amostras colhidas a trado e as amostras do barrilete padro de sondagens percusso. Saem deformadas no ensaio SPT utilizando a coleta com trado ou quando h lavagem (circulao de gua para a escavao)

AMOSTRAS INDEFORMADAS - alm de representativas das caractersticas qumicas, as amostras indeformadas conservam ao mximo a estrutura dos gros e, portanto, as caractersticas de massa especfica natural do solo in situ.

Obs: O mtodo mais adequado para a retirada de amostras indefor

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Apostila Concurso Engenheiro Civil