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Engenharia
Civil 
Centro Universitário Luterano de Palmas 
CEULP / ULBRA 
Departamento de Engenharia Civil - DEC 
GEOLOGIA APLICADA A OBRAS CIVIS 
Prof. Msc. Roberta Mara 
AULA 4 
 
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO 
GEOLÓGICA 
• 1. CONCEITO DE UNIDADE GEOLÓGICA 
• 2. A INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA 
• 3. MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO 
• 1.1 CONCEITO 
• Unidade geológica: é um corpo geológico espacialmente 
delimitado, com características específicas e comportamento 
similar face à determinada solicitação. 
 
• Corpo geológico: Camada, zona ou trecho capaz de ser 
delimitado em superfície e/ou em subsuperfície, com 
características e propriedades singulares. 
 
• Comportamento similar: Comportamento semelhante face à 
mesma solicitação. 
 
• Solicitação: Ação sobre o ambiente geológico imposta, induzida 
ou resultante da interação com a ocupação antrópica. 
1.2 RELAÇÃO COM O PROCESSO GEÓLOGICO 
• Toda unidade geológica está associada a um 
processo geológico específico, de tal sorte que o 
conhecimento dos processos que atuaram num 
local determinado é essencial para o 
conhecimento das unidades presentes. 
 
• Exemplo: Aluvião é um material resultante de 
processos de transporte e deposição flúvio-
lacustres, constituindo um corpo geológico capaz 
de ser separado e caracterizado pelas suas 
propriedades decorrentes do processo de origem. 
• Uma unidade geológica pode ser constituída por um conjunto 
de camadas ou por camadas individualizadas, em 
conformidade com a solicitação. 
 
• Exemplo: No caso de uma rodovia, uma camada de argila 
orgânica de um corpo aluvionar será considerada como uma 
unidade geológica, devido à possibilidade de induzir recalques 
do pavimento. Por outro lado, para fins de escavação, um 
conjunto de várias camadas de um aluvião, pode ser 
considerado como uma única unidade geológica. 
• 2.1 OBJETIVO 
• O objetivo da investigação geológica é delimitar espacialmente 
as unidades geológicas e determinar suas características e 
propriedades geomecânicas através de um plano de 
investigações. 
 
• Plano de investigações: conjunto de métodos de investigação 
aplicado num local para o conhecimento das unidades 
geológicas. 
• 2.2 MÉTODOLOGIA DE TRABALHO 
 
• Atividades que fazem parte de um plano de investigação: 
– Caracterizar as solicitações 
– Avaliar as unidades geológicas presentes em função dos dados 
existentes, de reconhecimento geológico e outros métodos. 
– Selecionar os métodos de investigação aplicáveis em função das 
solicitações, unidades geológicas, fase dos estudos, logística, 
resolução, prazo, custo e outras variáveis e distribuir as 
investigações na área através de critérios geométrico e geológico 
– Acompanhar os resultados e ajustar o plano de investigação 
– Interpretar os resultados e elaborar os modelos geológico e 
geomecânico; 
– Acompanhar a escolha da solução e o desenvolvimento do projeto 
• 2.3 PRINCIPAIS LIMITAÇÕES 
 
• Resolução: capacidade do método de fornecer a informação desejada; a 
resolução de cada método pode variar conforme a solicitação ou ambiente 
 
• Prazo: o prazo disponível para as investigações pode limitar ou até impedir a 
aplicação de determinados métodos em função do tempo de execução 
 
• Custo: o custo das investigações varia entre um e três por cento do custo do 
empreendimento ou obra, exceto em casos especiais 
 
• Custo x benefício: há uma relação ótima entre o volume de investigação, que se 
reflete no custo das investigações e as informações obtidas, ou seja, o benefício 
alcançado 
• 3.1 MÉTODOS INDIRETOS 
• São métodos que não permitem o acesso ao material investigado, seja 
“in situ” ou em amostras, utilizando-se de meios indiretos para a 
delimitação e caraterização da unidade geológica. 
 
• 3.1.1 INTERPRETAÇÃO DE IMAGENS 
•Sensoriamento remoto: imagens obtidas por satélites e por radar 
•Fotografias aéreas, em diversas escalas 
•Essenciais em estudos regionais e na determinação de estruturas 
geológicas. 
Objetivo: 
 
 projetos de obras como estradas, ferrovias, barragens, 
depósitos de empréstimo de material, loteamentos, 
depósitos de água, delimitação de bacias hidrográficas e 
planícies de inundação. 
 
• Delimita as ocorrências de tipos de solo, rochas e 
estruturas baseados na vegetação, hidrografia e relevo 
 
• Estudo de estruturas como falhas e dobras 
 
• É indispensável realizar estudos geológicos de campo com 
o objetivo de coletar amostras e delimitar os tipos de solos e 
rochas mapeados nas fotografias aéreas. 
• Formas do relevo 
 
• Espessura e inclinação de camadas 
 
• Estruturas tectônicas 
 
• Sistema de drenagens 
 
• Sistemas e formas de canais de erosão 
• Vegetação 
 
• Tonalidades de cores na foto 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Solos permeáveis e porosos possuem infiltrações de água e, como 
conseqüência pouca água de enxurrada. Taludes mais inclinados. 
 
• Solos impermeáveis ocorre pequena infiltração e a água desce o 
morro sob forma de enxurrada. Provocam erosões e taludes suaves. 
 
• A mudança de relevo, hidrografia e vegetação indica a mudança do 
tipo de litologia ou solo. 
Toda a mudança da forma do relevo indica que o tipo de rocha mudou, 
permitindo delimitar as formações rochosas distintas que afloram, ou seja, 
mapear os tipos de rochas que afloram numa região. 
 
Sabe-se que mudou o tipo de rocha, podendo-se até deduzir algumas 
características, mas não se sabe realmente qual é o tipo de rocha. 
•Canais de erosão, arroios e rios; 
 
• Existe uma relação forte entre o tipo de rocha (solo) e o sistema de 
drenagem. 
Sistemas mais comuns: 
O sistema de drenagem de uma região é constituído de: 
Os canais de erosão são sulcos na superfície do terreno, 
quase sempre em solos, por onde circulam as água 
somente quando chove. 
Os cursos d’água tendem a se desenvolver por onde as 
rochas forem de mais fácil erosão. Devido a isso, há uma 
relação muito boa entre as características das rochas e a 
forma do sistema de drenagem. Toda a vez que há uma 
mudança do tipo ou da estrutura rochosa, muda a forma 
do sistema de drenagem 
O sistema de drenagem arborescente ou dendrítico 
desenvolve-se em rochas homogêneas, onde não existem 
caminhos preferenciais para as águas correntes, como nas 
pedras graníticas de estrutura maciça. 
O sistema de drenagem em 
grade ocorre quando os 
tributários principais se 
deslocam sobre os planos de 
fraqueza das rochas de mais fácil 
erosão e paralelos entre si, 
formando depressões também 
paralelas . 
Já os tributários secundários descem os taludes das 
depressões, normalmente aos tributários principais. Esse 
sistema é comum em rochas com sistemas de falhas 
paralelas. 
•Sistemas dendríticos ocorrem em solos homogêneos. 
 
• Sistemas paralelos ocorrem devido aos planos de fraqueza das 
rochas (solos), falhas; 
 
• Mudança de litologia e determinação de lineamentos; 
 
• Cursos de água alinhados ou mudanças bruscas na direção da 
drenagem indicam a presença da falha. 
A mudança do sistema de drenagem permite delimitar as 
formações rochosas distintas que ocorrem na região em 
estudo, mas não se sabe qual a rocha que a constitui. 
 
Os sistemas de drenagem permitem, ainda, localizar as 
falhas tectônicas de compressão, por serem estas os 
caminhos preferenciais das águas correntes. As águas 
correntes, quando encontram uma zona de falha fraturada 
e/ou decomposta, tendem a se desenvolverem por elas, 
por serem de fácil erosão, só abandonando-as quando a 
declividade transversal for mais acentuada
Segmentos retos dos cursos d’agua retos e alinhados, em 
um sistema de drenagem, indicam a direção de uma falha 
tectônica 
SOLO MAIS PERMEÁVEL 
SOLO MAIS IMPERMEÁVEL 
 OU POUCO PROFUNDO 
• Desenvolvem dois tipos de erosão: 
• erosões longitudinais; 
• erosões transversais; 
• Solos arenosos seção em forma de V; 
• Solos argilosos seção em forma de U; 
Em solos arenosos, 
como há grandes 
infiltrações, a erosão 
transversal é pequena 
e a seção transversal 
dos canais é em V. 
Em solos argilosos as 
infiltrações são 
pequenas e as águas 
correntes transversais 
são significativas, 
executando um 
trabalho erosivo 
acentuado e 
originando canais em 
seção transversal em 
U 
Toda a vez que muda o tipo de solo, muda a forma de 
canais de erosão. Nos solos arenosos há grandes 
infiltrações das águas das chuvas, resultando em 
enxurradas de pequeno volume, que fabricam, por 
erosão, canais espaçados 
Nos solos argilosos, as pequenas infiltrações proporcionam 
grandes enxurradas, que erodem canais muito próximos. 
 
A mudança de um sistema denso de ravinas para um esparço 
possibilita determinar a passagem de um solo argiloso para um 
arenoso. 
• Vegetação 
densa 
indica solos 
argilosos e/ou 
lençol freático 
Superficial 
 
• Vegetação rala 
indica solos 
arenosos e/ou 
lençol freático 
profundo 
• 
 indicam 
solos arenosos 
e lençol freático 
profundo 
• Indicam níveis de enchentes devido a cor escura das 
argilas depositadas nas planícies de inundação 
• Tonalidades 
Escuras 
indicam solos 
argilosos e 
lençol raso 
A aerofotogeologia possibilita, através dos elementos de 
análise, delimitar as ocorrências dos tipos de rochas, de 
estruturas e de solos na região de uma obra, sem 
determinar quais são. Ela permite apenas mapeá-los. É 
indispensável ir nos pontos P, característicos de cada área 
delimitada, que são escolhidos nas próprias fotos aéreas, 
para realizar estudos geológicos complementares de 
campo, com o objetivo de determinar 
 os tipos de rochas e coletar amostras 
de estruturas e de solos que foram 
 mapeados. 
 
a) Determinação da extensão, profundidade e espessura das 
camadas do subsolo até uma determinada profundidade.Descrição 
do solo de cada camada, compacidade ou consistência, cor e outras 
características perceptíveis; 
b) Determinação da profundidade do nível do lençol freático, lençóis 
artesianos ou suspensos; 
c) Informações sobre a profundidade da superfície rochosa e sua 
classificação, estado de alteração e variações; 
d) Dados sobre propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos ou 
rochas compressibilidade, resistência ao cisalhamento e 
permeabilidade. 
 
Na maioria dos casos os problemas de engenharia são resolvidos 
com base nas informações a) e b) 
 
SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO (NBR 6484/80) 
 
• Finalidade e proporções da obra; 
 
• Características do terreno; 
 
• Experiências e práticas locais; 
 
• Custo compatível com o valor da informação obtida empiricamente 0,5 a 1% 
do custo da obra Informações insuficientes ou inadequadas podem acarretar 
superdimensionamento no projeto e orçamentos majorados 
• São métodos que permitem o acesso ao material 
investigado, seja “in situ” ou através de amostras. 
 
• 
– Mapeamento das unidades geológicas 
– Utiliza os mesmos procedimentos dos mapas geológicos 
– Essencial para a programação das demais investigações 
– Mapas geológicos especiais (paredes de túneis, superfícies de 
fundação) 
• Poços: escavação manual, com enxadão, pá e sarilho, com seções de 
1,0m2 de lado, atravessando as camadas de solo. 
 
• Profundidade limitada pela presença de água, material instável e rocha; 
para prosseguir a escavação nessas condições são necessários 
procedimentos especiais. 
 
• Visualização de grande extensão do material e a retirada de grandes 
volumes de amostra e de amostras indeformadas 
• ápido até 10m. Profundidade máxima em condições ideais: 20m 
 
• Trincheiras são escavações em forma de valeta; podem ser feitas 
mecanicamente. 
 
• Cuidados: instabilização das paredes; quedas de pessoas e animais 
(necessário cerca e cobertura) 
• Escavados manualmente com o auxílio de uma broca 
chamada trado, acoplada a hastes de aço de ¾ de 
polegadas e a um tê para imprimir o movimento giratório 
 
• Somente atravessa a camada de solo, sendo interrompidos 
pela ocorrência de quaisquer materiais mais duros (rocha 
alterada mole, linha de seixos, etc) e pela presença de 
água subterrânea 
 
• Permite a obtenção de grande volume de amostras 
deformadas 
• Método rápido e portátil; profundidade máxima em 
condições ideais: 25 a 30m 
 
PROCESSO: 
 
Destina à prospecção de solos e objetiva caracterizar as camadas constituintes 
do subsolo. Permite amostrar pequenas quantidades de solos deformadas pelo 
amostrador. 
 
Inicia com a colocação de um revestimento (tubo) com diâmetro entre 12 e 
15cm. O revestimento possui um tê para facilitar a circulação d’água. 
O procedimento consiste de operações alternadas de perfuração e 
amostragem. 
 
A perfuração é realizada com um trépano, destruindo-se a estrutura do solo, 
e a limpeza é feita com a circulação da água. Esta operação avança 55cm. 
A amostragem consiste na cravação de um amostrador SPT através de 
golpes de um peso ou batente. 
 
O curso desta operação é de 45cm. O avanço total das operações é de 1m. 
Sondagens de percursão com circulação d’água ou SPT 
2.2.2. OPERAÇÃO DE PERFURAÇÃO 
É realizada com a percussão manual e a rotação do trépano, 
empregando-se uma braçadeira. Os movimentos geram a 
desagregação do solo, facilitando a sua remoção pela circulação da 
água. 
À água é injetada com pressão moderada através de uma bomba, 
circulando por dentro da haste de perfuração (onde é acoplado o 
cachimbo ou tornel) e saindo por orifícios na extremidade do trépano. 
A água retorna pelo espaço entre a haste e a parede do furo, 
arrastando as partículas do solo em suspensão, saindo pela abertura 
lateral do tê que é acoplado no revestimento. 
Sondagens de percursão com circulação d’água ou SPT 
2.2.3. OPERAÇÃO DE AMOSTRAGEM 
Inicialmente é suspensa a atividade de circulação de água. Toda a 
composição de perfuração é 
retirada do furo (hastes e trépano). O trépano é então substituído 
pelo amostrador padrão e o tornel (cachimbo) é substituído pelo 
cabeçote de cravação. 
A nova composição é introduzida no furo. Com o auxílio do tripé 
montado sobre o furo, deixa-se cair um peso de 65kg a uma altura 
de 75cm. Cada impacto constitui um golpe ou percussão. O avanço 
do amostrador é registrado, contando-se o número de golpes para 
penetrar 15cm. 
São realizadas três contagens para três intervalos de 15cm. O 
numero de golpes padrão corresponde à soma dos golpes utilizados 
para penetrar os dois últimos intervalos de 15cm, ou seja, os trinta 
centímetros finais do amostrador. 
Sondagens de percursão com circulação d’água ou SPT 
2.2.4. CORRELAÇÃO ENTRE O NÚMERO DE GOLPES E A RESISTÊNCIA AO 
CISALHAMENTO DOS SOLOS (USADAS PARA DIMENSIONAMENTO DE SAPATAS) 
Sondagens de percursão com circulação d’água ou SPT 
Para este procedimento, retira-se a composição do furo e tampa-
se a extremidade do revestimento. 
Após 24 horas, com uma trena de tecido com um peso na 
extremidade, mede-se a distância entre a borda do revestimento 
e o nível d’água. Desconta-se a altura entre o topo do 
revestimento e o terreno. 
O amostrador é constituído de um corpo cilíndrico bipartido (duas
meias cavas), que é 
conectado por rosca a uma sapata cortante cilíndrica-tubular numa extremidade e a uma 
luva de conexão na outra extremidade. A luva conecta também por rosca o amostrador ao 
tubo de sondagem (ou haste de perfuração). 
Equipamento 
• Tripé com sarrilho, roldana e cabo; 
• Tubos de revestimento: ⎞int = 2 ½”, 3”, 4” 
ou 6”; 
• Hastes de aço roscável: ⎞int= 25mm, 
⎞ext= 33,7mm (3,23 kg/m) 
• Martelo cilíndrico ou prismático com coxim 
de madeira para cravação das hastes e 
tubos de 
revestimento (peso = 65kg); 
• Amostrador padrão bipartido, dotado de 
dois orifícios laterais para saída de água e ar: 
⎞int = 
34,9mm e ⎞ext = 50,8mm; 
• Conjunto motor-bomba para circulação de 
água na perfuração; 
• Trépano (peça de aço biselada para o 
avanço por lavagem) 
• Trados (para perfuração inicial) 
2.2.6. NÚMERO, LOCAÇÃO E PROFUNDIDADE DOS FUROS DE SONDAGEM 
NBR 8036/83 - Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos 
para fundações de 
edifícios 
Locação dos furos - devem cobrir toda a área carregada. A distância 
entre furos não deve ser superior a 30 metros. 
Profundidade dos furos → deve considerar a profundidade provável das fundações e do 
bulbo de 
tensões gerados pela fundação prevista e as condições geológicas locais. 
2.2.7. • VANTAGENS DA SONDAGEM SPT 
• Custo relativamente baixo; 
• Facilidade de execução e possibilidade de trabalho em 
locais de 
• difícil acesso; 
• Permite descrever o subsolo em profundidade e a coleta 
de 
• amostras; 
• Fornece um índice de resistência a penetração 
correlacionável 
• com a compacidade ou a consistência dos solos; 
• Possibilita a determinação do nível freático (com 
ressalvas). 
• 3.2.5 SONDAGENS ROTATIVAS (SR) 
• Recuperação: relação entre o comprimento perfurado e o 
comprimento de testemunhos recuperados; não pode ser 
inferior a 90%. 
•  A recuperação depende de: 
– tipo litológico 
– grau de fraturamento e grau de alteração da rocha 
– tipo de equipamento e acessórios 
•  A recuperação pode ser melhorada através de: 
– perfuração cuidadosa (manobras curtas, pouca água) 
– uso de coroas e barriletes apropriados (duplo, triplo) 
– amostragem integral 
•  Ensaios: 
– perda d’água sob pressão, destinado a avaliar a 
permeabilidade do maciço 
PROCESSO DE EXECUÇÃO E EQUIPAMENTO 
O movimento de rotação 
do motor é transmitido 
ao tubo de avanço 
através de uma caixa de 
transferência. Entre a 
caixa de transferência e 
o motor há uma 
embreagem, que permite 
parar a rotação do 
tubo de avanço e do tubo 
de sondagem sem 
desligar o motor, para 
acrescentar segmentos 
de tubo de 
sondagem, retirar o 
porta-testemunho ou 
trocar a broca. 
Apertando os parafusos do mandril, o tubo de sondagem ( tubo de 
lavagem ou haste de perfuração) é fixado ao tubo de avanço. Assim a 
rotação do motor transferida ao tubo de avanço é também 
transferida ao tubo de sondagem. 
Para evitar desmoronamento, antes de iniciar a sondagem em rocha, 
um tubo de revestimento de 15 a 20 cm de diâmetro é cravado 
atravessando toda a camada de solo superior. 
Na extremidade inferior do tubo de sondagem, que possui em geral 
cinco centímetros de diâmetro, é conectado um tubo cilíndrico 
metálico, denominado porta testemunho, em cuja extremidade 
inferior é conectado uma broca. As brocas são tubos cilíndricos 
curtos e de dois tipos: 
• broca de diamante para perfurar rochas duras 
• broca de vídea para perfurar rochas brandas 
A medida que a rocha vai sendo desgastada, um cilindro maciço 
de rocha, denominado testemunho, 
vai penetrando dentro da broca e após dentro do porta 
testemunho. Toda vez que forem interceptadas 
fendas (ou diaclases), não se terá um testemunho único, mas 
fragmentos de testemunho individualizados 
pelas fendas. 
Na extremidade inferior do porta testemunho há, internamente, 
um mola tronco-cônica que deixa o 
testemunho entrar, mas não deixa sair quando se suspende a 
sondagem