O Ensaio de Sondagem SPT (Standard Penetration Test) é um dos métodos mais utilizados na engenharia geotécnica para investigar o subsolo. Ele fornece informações essenciais para o dimensionamento de fundações, análise de estabilidade de taludes, cálculo de recalques e muito mais. Simples, prático e amplamente utilizado, é obrigatório em praticamente todo estudo de solo para obras de engenharia.
O que é o Ensaio de Sondagem SPT?
O SPT é um ensaio de penetração dinâmica padronizado, normatizado no Brasil pela ABNT NBR 6484:2020 Solo — Sondagem de simples reconhecimento com SPT — Método de ensaio, que mede a resistência do solo à penetração de um amostrador padrão, golpeado por um martelo de 65 kg, caindo de uma altura de 75 cm.
O principal resultado do SPT é o número de golpes “NSPT” necessário para cravar os últimos 30 cm do amostrador no solo.
Para que serve o Ensaio de Sondagem SPT?
O SPT tem múltiplas finalidades em projetos de engenharia civil:
- Determinar a resistência do solo empiricamente a partir de correlações com o número de golpes obtidos no ensaio (NSPT).
- Identificar tipos de solos e suas camadas (classificação do solo).
- Obter amostras para ensaios laboratoriais (amostras deformadas).
- Avaliar o nível do lençol freático.
- Diagnosticar possíveis camadas problemáticas.
Como é feito o Ensaio de Sondagem SPT?
1. Perfuração Inicial
No ensaio de sondagem SPT (Standard Penetration Test), o primeiro metro de profundidade é aberto manualmente com o auxílio de um trado, ferramenta em formato de espiral utilizada para perfuração inicial do solo. Esse procedimento é feito exclusivamente para a abertura do furo, pois o primeiro metro de solo não é considerado para a cravação do amostrador padrão nem para a obtenção de valores de resistência.
2. Cravação do Amostrador Padrão
Após a abertura do furo com 1 m de profundidade, inicia-se o ensaio. Um tubo padrão é introduzido no furo e cravado por golpes do martelo de 65 kg caindo a uma altura de 75 cm. Mede-se quantos golpes são necessários para cada trecho de 15 cm, totalizando 45 cm.
Registra-se o número de golpes necessários para cravar o amostrador padrão em cada um dos três trechos consecutivos de 15 cm, totalizando 45 cm de penetração.
Após a cravação do amostrador padrão nos 45 cm analisados, ele é retirado juntamente com o solo coletado. Em seguida, o avanço do furo é feito por meio de perfuração com trado ou por lavagem. Mais adiante, explicaremos em quais situações cada método deve ser utilizado.
Com o furo avançado em um trecho total de 1 metro, realiza-se novamente a cravação do amostrador padrão para dar continuidade ao ensaio.
3. Determinação do NSPT
O número “NSPT” é a soma dos golpes necessários para os últimos 30 cm de cravação. Esse valor é considerado representativo de toda a camada com extensão de 1 m analisada (avaliar também se há mudanças no tipo de solo)
Com base na imagem acima, pode-se considerar que a camada de solo entre as cotas de 1 m e 2 m possui um valor de resistência NSPT igual a 9. Já para o trecho entre as cotas de 2 m e 3 m, o valor de NSPT é igual a 11.
4. Registro dos Dados
Os principais dados obtidos por meio do ensaio de sondagem SPT (Standard Penetration Test) são:
- Tipo de solo encontrado em cada profundidade;
- Espessura das camadas de solo ao longo do furo;
- Resistência à penetração (NSPT), que indica a compacidade ou consistência do solo;
- Profundidade do nível freático, ou seja, a profundidade em que se encontra a presença de água no subsolo.
Essas informações são fundamentais para a caracterização geotécnica do terreno e para o projeto adequado de fundações e outras estruturas.
Avanço do furo por meio do trépano / peça de lavagem
Quando o avanço do furo de sondagem encontra resistência excessiva ou obstruções que impedem a progressão com o trado, recorre-se ao uso do trépano ou peça de lavagem com circulação de água. Esse método permite continuar a perfuração em solos mais compactos ou com presença de fragmentos resistentes, promovendo a desagregação e remoção do material obstrutivo.
O avanço do furo no ensaio SPT utilizando o trépano de lavagem ocorre por meio de perfuração com circulação de água, onde o material escavado é removido pela ação da água bombeada através da composição de perfuração. O processo consiste em elevar e soltar a composição em aproximadamente 300 mm do fundo do furo, combinando esse movimento com rotações manuais alternadas (“vai e vem”) para facilitar a escavação. À medida que o trépano se aproxima da profundidade programada para ensaio e amostragem, essa altura de elevação deve ser gradualmente reduzida. Quando a cota desejada é atingida, a composição é suspensa a 200 mm do fundo, mantendo-se a circulação de água até que todos os detritos sejam removidos, garantindo assim condições adequadas para a execução do SPT. Essa técnica é especialmente útil em solos arenosos ou pouco coesivos, onde a lavagem auxilia na estabilização do furo e na limpeza prévia ao ensaio.
Critérios de Parada do Ensaio de Sondagem SPT
A definição do critério para interromper as sondagens ou a profundidade limite é de responsabilidade técnica da contratante ou de seu representante legal, devendo ser estabelecido conforme as exigências específicas do projeto em questão.
Critérios Padrão na Ausência de Orientação
Caso a contratante ou seu representante não forneça um critério específico para a paralisação, as sondagens devem prosseguir até que um dos seguintes requisitos seja atendido:
- a) Atingir uma profundidade onde sejam registrados 10 metros consecutivos com valores de Nspt iguais ou superiores a 25 golpes.
- b) Atingir uma profundidade onde sejam registrados 8 metros consecutivos com valores de Nspt iguais ou superiores a 30 golpes.
- c) Atingir uma profundidade onde sejam registrados 6 metros consecutivos com valores de Nspt iguais ou superiores a 35 golpes.
Observação: Os critérios acima garantem a adequação da investigação geotécnica quando não há diretrizes específicas do projeto.
Impossibilidade de Prosseguimento do Ensaio
A cravação do amostrador-padrão deve ser interrompida antes de atingir os 45 cm de penetração caso ocorra uma das seguintes situações:
- Em qualquer um dos três segmentos de 15 cm, o número de golpes necessários para avançar ultrapassar 30;
- O amostrador não apresentar nenhum avanço após a aplicação de cinco golpes consecutivos do martelo.
Caso essa situação ocorra antes da profundidade de 3 m, a sondagem deve ser deslocada no mínimo duas vezes para posições diametralmente opostas, a 2 m da sondagem inicial, ou conforme orientação do cliente ou projetista.
Se o impedimento acontecer em profundidade superior a 3 metros, deve-se tentar avançar o furo utilizando perfuração com circulação de água, por meio do trépano (ou peça de lavagem). Esse processo deve ser mantido por 30 minutos. A cada intervalo de 10 minutos, é necessário registrar o avanço da perfuração. Caso o avanço em qualquer um desses períodos seja inferior a 50 mm, o ensaio deve ser encerrado e registrado no relatório como ‘impenetrável ao trépano de lavagem’.
Utilização da Sondagem SPT em Projetos de Fundações Superficiais
Diversas propostas foram desenvolvidas para correlacionar a tensão admissível do solo — também conhecida como resistência ou capacidade de carga — com o valor de NSPT da camada analisada. Segundo Albieiro e Cintra, por exemplo, a tensão admissível pode ser estimada pela seguinte equação:
Outros autores também propuseram equações semelhantes. Para conhece-las, veja também: TENSÃO ADMISSÍVEL: MÉTODOS SEMIEMPÍRICOS BASEADOS NO ENSAIO SPT
Um erro frequente em projetos de fundações superficiais é considerar apenas a resistência da camada de solo imediatamente abaixo da base da fundação. No entanto, o engenheiro projetista deve ter em mente que a carga aplicada gera acréscimos de tensão que se propagam em profundidade, exigindo que as camadas subjacentes também possuam resistência compatível. Quando há presença de solo mole dentro do bulbo de pressões, mesmo que a fundação esteja apoiada sobre uma camada rígida, podem ocorrer recalques superiores ao previsto.
No exemplo ilustrado acima, a sapata posicionada à direita, com profundidade de 200 cm, está apoiada em uma camada de solo com NSPT igual a 11. Utilizando a equação proposta por Albieiro e Cintra, a tensão admissível correspondente a essa camada é
No entanto, a camada abaixo apresenta NSPT igual a 5. Sua tensão admissível é:
bserve que o bulbo de tensões alcança essa camada. Por isso, é fundamental verificar se o acréscimo de tensões transmitido até ela é inferior à sua tensão admissível.
Utilização da Sondagem SPT em Projetos de Fundações Profundas
Assim como ocorre nas fundações superficiais, há diversas propostas desenvolvidas por diferentes autores para estimar a capacidade de carga de fundações profundas com base nos resultados do ensaio de sondagem SPT.
Entre os métodos mais consagrados e amplamente utilizados por engenheiros projetistas em todo o Brasil, destacam-se os métodos Aoki-Velloso e Décourt-Quaresma. Ambos utilizam como base o número de golpes NSPT, a classificação do solo e o tipo de estaca adotado para estimar a resistência lateral por atrito (RL) e a resistência de ponta (RP) da fundação.
Aqui no site, já publicamos um passo a passo completo para aplicação desses métodos, incluindo exemplos práticos e orientações detalhadas:
Número de Sondagens Necessárias
De acordo com a ABNT NBR 6122:2022 Projeto e execução de fundações, para qualquer edificação deve ser feita uma campanha de investigação geotécnica preliminar, constituída no mínimo por sondagens a percussão (com SPT), visando a determinação da estratigrafia e classificação dos solos, a posição do nível d’água e a medida do índice de resistência à penetração NSPT.
Ainda conforme estabelecido pela ABNT NBR 6122:2022, a programação de sondagens para investigações geotécnicas deve seguir as diretrizes da ABNT NBR 8036:1983 – Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios – Procedimento. Essa norma orienta sobre o número mínimo de sondagens, sua distribuição e critérios técnicos com base nas características do projeto e do terreno.
Critérios para Definição da Programação
A quantidade e a distribuição das sondagens em planta devem considerar:
- Tipo de estrutura a ser construída;
- Características especiais da obra;
- Condições geotécnicas do subsolo.
O principal objetivo é garantir um entendimento completo e confiável da variação estratigráfica no local estudado.
Quantidade Mínima de Sondagens por Área
A norma propõe critérios escalonados para a quantidade mínima de sondagens com base na área de projeção em planta da edificação:
- Até 1.200 m²: mínimo de 1 sondagem a cada 200 m²;
- Entre 1.200 m² e 2.400 m²: 1 sondagem a cada 400 m² excedentes aos 1.200 m²;
- Acima de 2.400 m²: o número de sondagens deve ser definido conforme plano específico do projeto e da obra.
- Número Mínimo Absoluto de Sondagens
- 2 sondagens para áreas ≤ 200 m²;
- 3 sondagens para áreas entre 200 m² e 400 m².
Sondagens em Fases Preliminares
Para estudos preliminares (como análises de viabilidade ou seleção de terreno), quando ainda não há definição precisa da planta, a norma recomenda:
- Distância máxima entre sondagens: 100 metros;
- Quantidade mínima de sondagens: 3 pontos de investigação, independentemente da área total.
Interpretação dos Resultados em Relatório
A seguir, apresenta-se um modelo ilustrativo de como os resultados do Ensaio de Sondagem SPT (Standard Penetration Test) são geralmente organizados e apresentados:
Conforme já mencionado, o principal resultado obtido no ensaio SPT é o número de golpes necessários para cravar o amostrador padrão no solo. No relatório acima, esses valores estão dispostos na terceira coluna, indicando a quantidade de golpes registrada em cada um dos três trechos consecutivos de 15 cm.
Para facilitar a compreensão, vamos analisar os dados referentes ao primeiro metro de profundidade da sondagem como exemplo:
- 1º TRECHO:
(1 golpe para cravar 15 cm) - 2º TRECHO: (2 golpes para cravar 15 cm)
- 3º TRECHO: (3 golpes para cravar 15 cm)
(1 golpe para cravar 15 cm)
(2 golpes para cravar 15 cm)O valor do NSPT, portanto, corresponde à soma do número de golpes necessários para cravar os dois últimos trechos de 15 cm do amostrador padrão no solo, totalizando 30 cm de penetração. Assim, se foram registrados, por exemplo, 2 golpes no segundo trecho e 3 golpes no terceiro, o NSPT será igual a 5. Esse valor é utilizado como indicador da resistência à penetração do solo naquela cota (profundidade) da sondagem.
O NSPT registrados a cada metro de profundidade está representado no gráfico da primeira coluna, indicado pela linha vermelha. Já a linha azul tracejada corresponde à soma dos golpes aplicados nos dois primeiros trechos de 15 cm da cravação do amostrador padrão.
Além disso, segundo a ABNT NBR 6484:2020 Solo — Sondagem de simples reconhecimento com SPT — Método de ensaio, deve constar em relatório:
- A indicação do sistema utilizado: manual ou mecanizado;
- Os métodos de perfuração empregados e profundidades respectivas;
- Os avanços do tubo de revestimento;
- As profundidades das mudanças das camadas de solo e do final da sondagem;
- A numeração e a profundidade das amostras coletadas no amostrador-padrão e/ou trado;
- A anotação das amostras colhidas por circulação de água, quando da não recuperação pelo amostrador-padrão;
- A descrição tátil-visual das amostras, na sequência:
- Granulometria principal e secundária;
- Cor;
- Origem;
- O número de golpes necessários à cravação de cada trecho nominal de 15 cm do amostrador em função da penetração correspondente;
- Os resultados dos ensaios de avanço de perfuração por circulação de água.
- A anotação sobre a posição do nível d’água, com data, horário, e respectiva profundidade aberta do furo e posição do revestimento, quando houver;
O valor de NSPT é utilizado nas designação que permitem classificar os solos quanto à compacidade, no caso de solos granulares, e à consistência, no caso de solos coesivos. Essa classificação é feita com base em faixas de valores de NSPT, conforme estabelecido pela ABNT NBR 6484:2020 Solo — Sondagem de simples reconhecimento com SPT — Método de ensaio.
Vantagens do Ensaio de Sondagem SPT
- Método amplamente difundido e consolidado na prática de engenharia
- O Ensaio SPT (Standard Penetration Test) é um dos métodos mais tradicionais e utilizados no Brasil e no mundo para investigação geotécnica de solos. Sua longa história de aplicação fornece um grande volume de dados e experiências anteriores que auxiliam na interpretação e comparação dos resultados.
- Custo relativamente baixo
- Comparado a outros métodos mais sofisticados de investigação do subsolo, o SPT apresenta um custo bastante acessível, sendo uma excelente opção para projetos de pequeno a grande porte. Isso o torna uma ferramenta viável mesmo em obras com orçamentos mais restritos.
- Base fundamental para projetos de fundações
- Os dados obtidos no SPT, especialmente o valor do NSPT (número de golpes), são amplamente utilizados para estimativas da capacidade de carga de fundações rasas e profundas. Diversas metodologias consagradas de dimensionamento, como Aoki-Velloso e Décourt-Quaresma, são baseadas nesse ensaio.
- Permite identificação preliminar do perfil estratigráfico
- O SPT também fornece informações qualitativas sobre os tipos de solo encontrados em profundidade, permitindo a identificação das camadas e sua espessura relativa, o que é essencial para o entendimento do comportamento geotécnico do terreno.
Limitações do Ensaio de Sondagem SPT
- Não fornece parâmetros diretos de resistência ou deformabilidade
- O ensaio não mede diretamente propriedades fundamentais como o módulo de deformação (E) ou a resistência ao cisalhamento (coesão, atrito interno). Estimativas desses parâmetros só podem ser feitas com base em correlações empíricas, que apresentam variabilidade e dependem do julgamento técnico do engenheiro.
- Dependência de correlações empíricas
- As interpretações a partir do valor de NSPT baseiam-se em estudos estatísticos realizados em diferentes tipos de solos. Portanto, o uso dessas correlações requer cuidado e pode não refletir fielmente o comportamento do solo em todas as situações, especialmente em solos muito arenosos ou argilosos moles.
- Coleta de amostras deformadas
- As amostras obtidas durante a cravação do amostrador padrão são do tipo deformadas, ou seja, não preservam as características físicas originais do solo. Isso impede a realização de ensaios de laboratório mais precisos, como ensaios triaxiais, edométricos ou de permeabilidade, que exigem amostras indeformadas.
- Baixa precisão em solos muito moles ou muito compactos
- Em solos extremamente moles, o número de golpes pode ser subestimado, dificultando a caracterização correta da resistência. Por outro lado, em solos muito compactos ou em presença de matacões/rochas, o ensaio pode sofrer interferência ou mesmo se tornar inviável.
Conclusão
O Ensaio de Sondagem SPT é uma ferramenta essencial em qualquer investigação geotécnica. Seu custo acessível, execução rápida e ampla aplicabilidade fazem dele um dos ensaios mais confiáveis para avaliar o subsolo em obras de engenharia civil.
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