Prospeccao geotecnica

PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA
A PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA define-se como:
“Um conjunto de operações com vista a averiguar a
constituição, características mecânicas e outras propriedades do
solo e do substrato do ou dos locais de interesse para um dado
trabalho de engenharia
Prospecção
Directa
Semi-directa
Trabalhos de reconhecimento,
Geológico ou geotécnico, que
permitam a colheita directa de
elementos das formações a
estudar
Sondagens
Indirecta
Prospecção
Geofisica
PROSPECÇÃO DIRECTA
Os trabalhos consistem:
Na abertura, manual ou mecânica, de valas ou sanjas,
trincheiras, galerias e poços, dimensionados de modo
a permitir o seu fácil estudo pelos técnicos responsáveis
pela elaboração da parte geotécnica do projecto
Sanja
PROSPECÇÃO SEMI-DIRECTA
Sondagens
•São operações de prospecção semi-directa do subsolo, que
consistem na abertura de furos de pequeno diâmetro,
inacessiveis ao homem, executados, de um modo geral, a
partir da superfície
•São obras cilindricas em que a geratriz é muitas ordens de
grandeza superior ao diâmetro
•Utilizam os métodos de perfuração
•Implicam a perfuração de rocha ou solo, cominuição do
material a perfurar, desagregando-o e arrastando-o
Percussão
Mecanismos de perfuração
Rotação
Roto-percussão
Com cabo
(sistema pensilvânico)
Percussão
Com varas
Maciças
(sistema
canadiano)
Ocas
(c/ injecção
de água)
Sondagens
mecânicas
-Com trado
-Com brocas de dentes de carboneto
de tungsténio
-Com brocas de coroas diamantadas
Rotação
Com trépanos de roletes cónicos
(rotary)
SONDAGENS POR PERCUSSÃO
COM CABO (método Pensilvânico)
Este método de perfuração consiste
em elevar e deixar cair repetidamente,
um TRÉPANO sobre a rocha que se
deseja perfurar.
Os fragmentos de rocha são, posteriormente,
retirados para a superfície
por meio de uma limpadeira (colher)
Extremidade percutora
const. por cabeças amoviveis
Tipos de Trépanos
A
Regular
Utilizado
habitualmente
B
C
Californiano
D
Salomónico
Indicado para
formações sedimentares
brandas com tendência
a desprendimentos
E
Cruciforme
Indicado para
formações com tendência
a desviar a perfuração
Rochas estratificadas
inclinadas
Sistema de limpeza nas sondagens percutivas com cabo
A remoção dos detritos obriga a retirar
o trépano, fazendo descer pelo cabo
a “LIMPADEIRA” que é um cilindro oco
com uma válvula anti-retorno, colocada
na parte interior da linha de cabo ou
trem de varas e que usando a água
do furo carreia os detritos
Trépano e limpadeira
COM VARAS (método canadiano)
Este método de perfuração utiliza VARAS ROSCADAS, directamente
umas às outras ou por meio de uniões, que suportam na parte inferior
o TRÉPANO ao qual estão ligadas rigidamente.
As varas podem ser ocas ou maciças.
MARTELOS E SUPERMARTELOS PNEUMÁTICOS
Usados para executar furos, segundo uma inclinação qualquer,
em rochas de elevada dureza.
São largamente utilizados em:
•Minas
•Pedreiras
•Construção civil
SONDAGENS A ROTAÇÃO
•Utilizam-se ferramentas de corte animadas de movimento
rotativo transmitido, de um modo geral, a partir da
superfície, por meio de varas ocas
•Os tipos de ferramentas utilizadas dependem:
-do método de perfuração
-Da natureza geológica das formações
•Utiliza-se sempre, sob pressão, água ou lama que pode
circular no furo por dois processos designados por
circulação directa e circulação inversa
Esquema de sonda rotativa
PERFURAÇÃO COM TRADO
•Não permite atingir grandes profundidades-dezenas
de metros na vizinhança da superfície freática
•Aplicado a solos-formações incoerentes
•Não perfura rochas medianamente coesas
•Diâmetros inferiores a 800 mm
•Protecção do furo-camisa de aço, quando necessário
•O trado (mov. rotativo) provoca a desagregação por
raspagem pelas “asas” no fundo do furo, carreando o
material desagregado através da hélice
Brocas para sondas helicoidais
Extracção de amostras com
sonda helicoidal
PERFURAÇÃO COM BROCA DE DENTES
•Os dentes são constituídos por prismas de
carboneto de tungsténio (dureza de 9 a 9.2 na
escala de Mohs),
Soldados longitudinalmente às brocas,
alternadamente nas faces exterior e interiorinstrumento de corte
•Permite uma elevada recuperação de
testemunhos se for usado um tubo duplo
amostrador
•Permite a execução de furos com uma inclinação
qualquer
•Os diâmetros são normalizados e podem atingirse grandes profundidades
•A limpeza do furo é feita com água ou lama
•Aplica-se a formações de média dureza a duras
Coroa com prismas
de tungsténio
PERFURAÇÃO COM BROCAS DIAMANTADAS
•Os diamantes podem ser “incrustados” sobre uma massa
metálica (matriz), tendo um grão médio, ou “impregnados”
nesta, sendo de grão fino-instrumento de corte
•Aplica-se a formações brandas, médias e duras. As
brocas com matriz metálica branda são utilizadas para
rochas duras; as de matriz dura são usadas para rochas
alteradas e muito alteradas
• As coroas diamantadas podem ser maciças (côncavas ou
convexas), não permitindo a recuperação dos tarolos das
formações atravessadas, ou tubulares (parede fina ou
espessa) com as quais se utiliza tubo duplo amostrador
permitindo a recuperação dos tarolos
•Permite a execução de furos com uma inclinação qualquer
e podem atingir-se grandes profundidades
•Os diâmetros são normalizados (modelos Americano,
Craelius, Canadiano, Foraky)
•A limpeza do furo é feita com água ou lama
Coroas maciças com diamantes incrustados,
Concava e convexa
Coroas tubulares com diamantes incrustados
e impregnados
Diferentes tipos de coroas e calibradores
PERFURAÇÃO POR ROTARY
•Neste tipo de perfuração não se utiliza tubagem para
revestimento provisório dos furos, uma vez que são utilizadas
lamas (lamas bentoniticas) que formam uma pelicula argilosa
envolvente das paredes do furo e que suporta as tensões,
impedindo o desmoronamento sobretudo nas formações
incoerentes
•Permite grandes rendimentos de avanço
•Os trépanos utilizados na perfuração de rochas duras são
constituídos por 2 ou mais carretos cónicos, dentados (rock
bits), de aço duro, que rolam sobre o fundo do furo triturando a
formação atravessada. Em formações brandas, ou pouco
consolidadas, utilizam-se trépanos de 2 ou mais lâminas
fixadas por soldadura ao seu corpo
•O movimento de corte é feito pelo rolamento dos carretos
•Permite a execução de furos com orientação próximo da
vertical e podem atingir-se profundidades na ordem do Km
•Os diâmetros são normalizados
•A limpeza do furo – os fragmentos resultantes são
removidos para a superfície pela lama circulante
Tricones
ROTARY
CIRCULAÇÃO DIRECTA E CIRCULAÇÃO INVERSA
CAMPOS DE APLICAÇÃO DAS SONDAGENS
1.
•
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•
•
•
Pesquisa, captação e exploração de:
Petróleo
Gás natural
Enxofre
Sais diversos
Águas termais e freáticas
Jazigos minerais
2. Abertura de chaminés e poços pilotos e em ventilação de diversos
trabalhos mineiros
3. Congelamento de terrenos incoerentes para abertura de poços,
túneis ou posterior colheita de amostras intactas
4. Diversas aplicações em trabalhos de Engª Civil dos quais
destacamos o reconhecimento geotécnico de fundações de
barragens, pontes, etc.
5. Colheita de amostras indeformadas, ensaios de penetração
dinâmica, ensaios de permeabilidade, consolidação de maciços
rochosos, cortinas de estanqueidade, ancoragens, rebaixamento
de niveis aquíferos, etc.
APLICAÇÕES EM ENGª CIVIL
Um dos objectivos da execução de sondagens é não só o
conhecimento litológico do maciço e sua fracturação, mas também,
estimar o seu comportamento mecânico e/ou hidráulico
1. Sondagens de reconhecimento
2. Sondagens mecânicas de amostragem integral em maciços rochosos
3. Ensaios em sondagens
-Ensaios de injecção de água em maciços rochosos (Lugeon)
-Ensaio Lefranc
-Ensaio de corte ou “vane-test”
-Ensaio de penetração dinâmica ou SPT
-Outros ensaios
EXERCÍCIO
Que tipo de métodos de perfuração utilizaria na abertura dos furos
A e B, caso pretendesse caracterizar geotecnicamente as formações
Geológicas atravessadas.