TRABALHO FUNDAÇOES- PRESSIÔMETROS

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS – 
CAMPUS DE URUAÇU 
DEPARTAMENTO DE ÁREAS ACADÊMICAS 
CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
ANDRÉ MORAES 
AMANDA MARTINS DE ARAÚJO 
HORÁCIO JOSÉ BATISTA NETO 
JAKLINE MOREIRA DE ANDRADE 
RITHIELLY KELLY TELES GONÇALVES 
 
 
 
 
 
 
 
O ENSAIO PRESSIOMÉTRICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
URUAÇU 
2020
 
ANDRÉ MORAES 
AMANDA MARTINS DE ARAÚJO 
HORÁCIO JOSÉ BATISTA NETO 
JAKLINE MOREIRA DE ANDRADE 
RITHIELLY KELLY TELES GONÇALVES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O ENSAIO PRESSIOMÉTRICO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
URUAÇU 
2020
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1 INTRODUÇÃO 4 
2 HISTORICO 5 
3 PRINCIPAIS TIPOS DE PRESSIÔMETROS 6 
3.1 PRESSIÔMETRO DE PRÉ-FURO - PPF 6 
3.2 PRESSIÔMETRO AUTO-PERFURANTE - PAP 9 
3.2.1 VANTAGENS E DESVANTAGENS 10 
3.2.2 TIPOS DE SOLO 11 
4 PRESSIÔMETRO DE CRAVAÇÃO OU INSERÇÃO DIRETA - PC 11 
5 PROCEDIMENTO 12 
6 CALIBRAÇÃO 13 
7 INTERPRETAÇÃO DE ENSAIOS 14 
8 REFERÊNCIAS 16 
 
 
4 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Para a obtenção de parâmetros geotécnicos do subsolo vem sendo desenvolvido 
inúmeras técnicas de ensaios de laboratório e de campo. O emprego de ensaios de campo tem 
apresentado enorme desenvolvimento em trabalhos de grande porte, e de solos de difíceis 
amostragens e/ou procedimentos práticos de projeto. 
O pressiômetro constitui-se num ensaio de campo, com um equipamento de fácil 
deslocamento e instalação, sendo um método muito satisfatório, e bastante confiável de 
determinação do módulo de deformabilidade do solo, que pode ser correlacionado com o 
recalque de uma fundação. Mesmo consolidado no mercado, ainda não consegue ser utilizado 
conforme o potencial idealizado. Isso se deve principalmente à dificuldade de introdução do 
equipamento no solo sem causar perturbações significativas e à carência de métodos precisos 
durante a interpretação dos resultados para a obtenção de parâmetros do solo. Apesar deste 
ensaio ser pouco difundido no Brasil, pesquisas existentes indicam um grande potencial do 
ensaio, incentivando sua utilização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
2. HISTÓRICO 
Os primeiros registros de ensaios foram realizados por Kögler, em 1933, utilizando 
um equipamento semelhante ao pressiômetro moderno (Bosch, 1996). O modelo era 
constituído de uma sonda cilíndrica que ao ser inflada dentro de um furo de sondagem 
fornecia dados sobre o comportamento do solo. Devido à dificuldade de aquisição de 
materiais adequados na época, os resultados apresentados foram considerados não 
conclusivos. 
Em 1955, o engenheiro francês Louis Ménard, que viria a ser conhecido como o 
“pai” dos pressiômetros, patenteou o primeiro modelo de sonda pressiométrica, que desde 
então se tornou o tipo de equipamento mais popular no mercado geotécnico. Além de 
desenvolver o instrumento, Ménard foi responsável pelos testes práticos iniciais, realizados 
na cidade de Chicago, pela criação dos métodos para determinação das propriedades do solo 
in situ e, posteriormente, por métodos de cálculo para o projeto de fundações (Araújo, 2001). 
Ao longo dos anos, novos modelos de pressiômetros foram desenvolvidos, assim como 
métodos para interpretação de seus resultados. Os pressiômetros são protagonistas em uma 
grande quantidade de linhas de pesquisas, tanto no Brasil quanto no exterior. Periodicamente 
são realizados congressos e seminários específicos, ou com grande destaque para os ensaios 
pressiométricos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
3. PRINCIPAIS TIPOS DE PRESSIÔMETROS 
 
Existem vários tipos diferentes de pressiômetros que diferem principalmente pela 
maneira como a sonda é inserida no solo. Os principais tipos são: 
 Pressiômetro de Pré-Furo (PPF ou PBPMT) 
 Pressiômetro Auto-Perfurante (PAP ou SBPMT) 
 Pressiômetro de Cravação ou de Inserção Direta (PC ou CPMT). 
 
 
Figura 1 - Equipamento 
 
3.1. PRESSIÔMETRO DE PRÉ-FURO - PPF 
 
Um simples método em que se insere uma sonda em furo de sondagem que foi 
antecipadamente escavado. São exigidos cuidados exclusivos para preservar o solo, isso é 
para que não haja distúrbios no solo devido ao procedimento de perfuração. Os processos 
devem ser feitos com qualidade. Os processos de execução dos furos vão depender dos tipos 
de solos, nível freático e resistência. Em solos argilosos tem-se que usar lama bentonítica 
para manter a integridade da escavação, mas o fluido pode mudar as circunstâncias do solo 
próximo às paredes do furo. Nos solos residuais o uso de trado manual para a execução dos 
furos é satisfatório. Para ensaios pressiômetros em pré-furo é importante controlar a relação 
do diâmetro do furo (df) e o diâmetro da sonda (ds); a recomendação é de que (df/ds)<1,15. 
O (MPM) ensaio pressiométrico tipo Ménard é da categoria de pré-furo. O 
equipamento possui sonda pressiométrica, painel de controle da pressão e volume e uma 
7 
 
fonte de pressão. Dispõe dos componentes necessários à pressurização incremental da soda 
e monitoramento da deformação subsequente da parede da cavidade, por meio de um 
volumímetro. O aparelho tem sonda que é constituída de um núcleo cilíndrico de aço e três 
células independentes, com duas membranas de borracha superpostas. Conhecida como 
célula de medição, a célula central é preenchida com água emanado do volumímetro, as 
células externas são preenchidas com gás comprimido. Os deslocamentos no solo ao redor 
da célula de medição são predominantemente radiais, por causa das restrições que são 
impostas pelas células de guarda. 
 
 
Figura 2 - Equipamento 
 
O ensaio consiste na colocação da sonda dentro da cavidade de sondagem na cota 
que se deseja analisar, a seguir, expandisse com a aplicação de incrementos de pressão de 
mesma magnitude, este ensaio é feito com a pressão controlada. Em cada incremento, as 
leituras do nível volumímetro são registradas em 15, 30 e 1 minuto. Depois dos 60 segundos, 
aplica-se um novo incremento de pressão, isso tem como resultado a curva pressiométrica 
em que o volume injetado ao final de 60 segundos é feito um gráfico em função da pressão 
aplicada. 
 
8 
 
 
Figura 3 - Equipamento montado 
 
Diversas fases do ensaio são essenciais: 
 Expansão da sonda até encostar nas paredes do furo de sondagem; 
 Deformações de cavidade em um trecho aproximadamente linear de comportamento 
pseudoelástico; 
 Ciclos de descarga e recarga; 
 Deformações crescentes até atingir a fase plástica; 
 Descarregamento completo da sonda. 
Atualmente é sugerido monitorar a fase de descarregamento, pois é importante para 
se determinar propriedade dos solos. 
Os ensaios bem realizados possuem essas fases bem definidas, com bons resultados 
para se obter parâmetros geotécnicos de interesse. Os resultados são usados para 
determinação de módulo cisalhante na fase pseudoelática (Gpm), nos cilcos de descarga -
recarga (Gur) e na descarga (Gd). 
Na figura abaixo pode-se identificar pontos de interesse, como a pressão inicial da 
cavidade (P0), que corresponde à tensão horizontal in situ (𝜎h0). No final da fase plástica, é 
determinada a pressão limite de expansão (p1) que é usada para previsão dos parâmetros de 
resistência do solo. 
9 
 
 
Figura4 – Gráfico pontos de interesse 
 
3.2 PRESSIÔMETRO AUTO-PERFURANTE - PAP 
 
Aparte da teoria da expansão de cavidade, Ménard em 1957, derivou os parâmetros 
advindos de ensaios PPF (Pressiômetro de pré furo ou em perfuração) e percebeu que o 
processo de instalação causava grandes mudanças nas condições in situ do solo e, assim, 
impossibilitava a obtenção da curva tensão-deformação real. Esta limitação foi logo 
contornada pela proposta do uso de pressiômetros auto-perfurantes na obtenção das referidas 
curvas, minimizando o efeito dos distúrbios que o PPF proporcionava. 
Com o tempo surgiu a proposta de Wroth & Hughes (1973) em medir a tensão in 
situ durante os ensaios, visto que o comportamento do solo é proporcional a este estado, levou 
ao desenvolvimento do Camkometer, um PAP com célula de carga embutida, que evoluiu 
posteriormente para pressiômetro auto-perfurante da universidade de Cambridge, 
amplamente utilizados nos dias atuais. 
O princípio por trás do uso de PAP está na instalação da sonda com o mínimo de 
distúrbios no solo. Existe essencialmente três tipos principais de PAP, o primeiro: um tubo 
de parede fina é inserido no subsolo. Neste caso, à medida que o material dentro do tubo é 
retirado, a tensão vertical total na base do tubo torna-se nula, modificando o estado de tensões 
local. Este alívio de tensão, por sua vez, gera deformações verticais expansivas que são 
10 
 
acompanhadas por deformações horizontais, causando, igualmente, alivio nas tensões 
horizontais. Por fim, as condições naturais do solo são modificadas. 
O segundo: um volume cilíndrico sólido é empurrado no solo, causa um 
considerável aumento nas tensões verticais, levando à compressão do material na base do 
sólido. Similarmente ao caso anterior, as tensões horizontais são modificadas e o estado 
natural do solo é alterado acentuadamente. O terceiro: vai existe um equilíbrio de forças 
compressivas e expansivas de tal forma que a condição in situ é preservada. 
Segundo Clarke (1995) o tubo no núcleo central dos PAP’s é oco para permitir a 
passagem do fluido de sondagem e as hastes internas. É este tubo central que transmite os 
esforços verticais à sonda para que esta vença o atrito lateral no solo e, ainda, produz a 
sobrecarga necessária para o avanço da sondagem. 
 
3.2.1 Vantagens e Desvantagens 
 
O objetivo desse pressiômetro era verificar o que ocorria com o solo caso o 
pressiômetro não fosse introduzido em um furo pré-existente e sim escavando seu próprio 
furo enquanto era introduzido no terreno. Foi verificado que, mesmo esse pressiômetro sendo 
auto perfurante, o instrumento gerava ainda pequenos distúrbios no solo que eram possíveis 
de serem minimizados, mas que sua inserção no terreno exigia muito cuidado e equipes 
especializadas. A operação requer uma equipe altamente treinada que, para cada tipo de solo, 
selecione simultaneamente a pressão vertical necessária à cravação, a posição e velocidade 
de rotação da sapata cortante e a pressão no fluido de lavagem. 
 
Figura 5- Equipamento 
11 
 
3.2.2. Tipos de Solo 
 
Os ensaios pessiométricos são realizados principalmente em areias densas, argila 
duras e rocha intemperizada, caso o dilatômetro (DMT) ou cone (CPT) não consigam 
penetrar nestas formações. Na tabela a baixo exemplifica melhor para cada tipo de solo. 
 
Aplicabilidade dos ensaios pressiômetricos quanto ao tipo de solo 
 
Tipo de 
pressiômetro 
Rocha Tipo de Solo 
Sã Branda Pedregulho Areia Silte Argil
a 
Trufa 
 
PBP 
 
Boa 
 
Boa 
 
Moderada 
 
Moderada 
 
Moderada 
 
Boa 
 
Moderada 
 
PAP 
 
Impossív
el 
 
Boa 
 
Impossível 
 
Moderada 
 
Boa 
 
Boa 
 
Boa 
 
PIP 
 
Impossív
el 
 
Impossível 
 
Impossível 
 
Moderada 
 
Boa 
 
Boa 
 
Moderada 
 
Fonte da pesquisa: SCHOUERI, A.C. (2017). Análise da capacidade de carga de 
fundação profunda com o uso do pressiômetro no solo do DF. Monografia de projeto 
final em geotécnica. Departamento de Engenharia Civil e Ambiental. Universidade de 
Brasília. Brasil. DF. 62 p. 
 
4 PRESSIÔMETRO DE CRAVAÇÃO OU INSERÇÃO DIRETA - PC 
 
Essa categoria engloba os pressiômetros cuja penetração no terreno é forçada por 
meio de procedimentos de cravação, ou seja, energia dinâmica. Entre as diferentes técnicas, 
destaca-se o cone-pressiômetro no qual o módulo pressiômetrico é montado diretamente no 
fuste de um cone. A ideia é combinar as vantagens do ensaio de penetração de cone (CPT) 
om o ensaio pressiômetrico. 
12 
 
Os Cones Pressiômetros são usualmente instalados no subsolo empregando-se um 
caminhão e idealmente a uma taxa constante de 20mm/s para permitir a aquisição de dados 
oriundos da ponta cônica. O procedimento do ensaio consiste na cravação do cone até cotas 
pré-determinadas. Uma vez atingidas essas cotas a penetração é interrompida e se realiza a 
expansão do pressiômetro. A membrana é inflada até alcançar a deformação máxima. Após 
a deflação da sonda, o aparelho pode ser empurrado novamente até um novo ponto e o 
processo é repetido numa nova profundidade, 
O cone pressiométrico tem um potencial significante de determinar os parâmetros 
do solo, possui um bom embasamento teórico, respaldado por sólidos conceitos da teoria da 
elasticidade e isso lhe confere boas correlações entre os valores obtidos. Entretanto, possui a 
desvantagem de que é realizado em um solo que já foi perturbado pela penetração do cone, 
pois quando a sonda é cravada são provocadas vibrações na região em torno do furo e poderá 
ocasionar uma compactação do solo modificando o estado natural do solo e 
consequentemente os resultados. Outras desvantagens são o alto custo e a dificuldade de 
realização do ensaio em determinados tipos de solo. 
 
5 PROCEDIMENTO 
 
Depois de calibrado o equipamento é iniciado o ensaio o ensaio consiste na 
colocação da sonda dentro de um furo de sondagem na cota desejada, para expandi-la 
mediante a aplicação de incrementos de pressão da mesma magnitude. A unidade de controle 
dispõe de componentes necessários para a pressurização incremental da sonda e para o 
monitoramento da deformação da parede da cavidade, por meio de um volumímetro. 
A sonda é composta de um núcleo cilíndrico de aço e três células independentes 
formadas por membranas de borracha. A célula central de medição é expandida de encontro 
às paredes do furo por meio da pressão de água, das medidas da pressão aplicada e do 
aumento correspondente de volume sendo registrado, enquanto as extremas são preenchidas 
com gás comprimido, conhecidas como células de guarda. 
A pressão é aplicada à água por um gás comprimido, em geral, nitrogênio, em um 
cilindro de controle na superfície. O aumento de volume na célula de medição é determinado 
com base no movimento da interface gás-água nesse cilindro de controle. 
Em cada incremento de pressão, as leituras do nível do volumímetro são registradas 
aos 15, 30 e 60 segundos. Após 60 segundos, um novo incremento de pressão é aplicado, 
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tendo-se como resultado uma curva pressiométrica onde o volume injetado ao final de 60 s é 
plotado em função da pressão aplicada. 
 
 
Figura 6 – Gráfico em função da pressão 
 
O aumento de volume na célula de medição é determinado com base no movimento 
da interface gás-água nesse cilindro de controle. A pressão é corrigida pela diferença de carga 
entre o nível de água no cilindro e o nível de teste no furo de sondagem; a pressão exigida 
para expandir a célula de borracha e a expansão do cilindro de controle e tubagem sob 
pressão. As duas células laterais de guarda são expandidas pela mesma pressão da célula de 
medição, mas utilizando gás comprimido; o aumento de volume das células laterais não é 
medido. A função destas é eliminar os efeitos de extremidade, assegurando um estado plano 
de deformação adjacente à célula de medição. 
 
 
6 CALIBRAÇÃO 
 
As calibrações, de acordo com SCHNAID(2000), devem considerar os sistemas de 
medição, as variações no sistema, a resistência da sonda. A calibração é inicialmente 
realizada pressurizando-se a sonda no interior de um tubo de aço de paredes espessas. A 
pressão é aumentada em incrementos, sendo cada incremento mantido durante 60s, e 
monitorando-se o deslocamento para traçar a curva pressão – deslocamento, chamada curva 
de expansão. 
Também se é feito uma segunda calibração, com o objetivo de corrigir as pressões 
em função da resistência própria da sonda. A sonda é expandida ao ar, em posição vertical, 
fazendo coincidir o centro da célula de medição com o manômetro de pressão. O processo 
pode ser feito ou para iguais incrementos de pressão ou iguais incrementos de volume. Se for 
por incrementos de pressão, cada incremento será de 10 kPa. Se for por incremento de 
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volume, o incremento será de 10 % do volume inicial da sonda. Cada estágio de pressão ou 
volume, é mantido por um minuto, tomando-se leitura de pressão ou volume em cada estágio. 
A curva pressão deformação resultante, conhecida como curva de calibração da 
membrana é traçada e, a partir dela, pode se obter a correção da pressão decorrente da 
resistência da própria membrana para cada volume injetado. 
 
7 INTERPRETAÇAÕ DE ENSAIOS 
A interpretação de parâmetros geotécnico a partir de resultados de ensaios 
pressiométricos é função do pressiômetro utilizado, do método de instalações, do tipo de solo 
e do método de análise. 
 
Módulo de Deformidade 
O módulo de deformidade do solo, modulo de cisalhamento (G) ou modulo de 
Young (E), é o parâmetro de maior interesse geotécnico quando da realização de ensaios 
pressiométricos, pois existe uma certa dificuldade em determina-lo por meios de outros 
ensaios de campo e laboratório. 
 
Módulo Pressiométrico 
O módulo pressiométrico (Em) é obtido a partir da declividade do tramo 
pseudoelástico da curva pressiométrica corrigida. Para que não se tenha ambiguidade nas 
definições dos limites desse trecho linear, é indicado utilizar a curva de creep, representada 
por meio de um gráfico que relaciona pressão aplicada as diferenças de volume injetado 
medidos a 30 e 60 segundos após a aplicação da carga (V60 - V30). 
 
Módulo de carga e descarga 
Ciclos de descarga e recarga são realizados durante o ensaio para a determinação do 
modulo cisalhante. O ciclo é realizado interrompendo a expansão, aguardando-se a 
estabilização de possíveis pressões de fluência e descarregando-se lentamente a sonda na 
faixa de tensões correspondente ao regime elástico. 
 
Estados de tensões de repouso 
A estimativa tensão horizontal in situ depende fortemente do método empregado na 
instalação da sonda e do critério de analise adotada na interpretação do ensaio. Nos ensaios 
de pré-furo, a pressão associada ao início do trecho linear não corresponde a magnitude da 
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tensão total horizontal em repouso, isso ocorre devido os efeitos de variações no estado de 
tensões durante a escavação, amolgamento do solo durante a execução do furo sondagem e 
pressão do fluido utilizado na estabilização da escavação. (Baguelin, 1978, Wroth, 1982, 
Clarke 1995) 
Já nos ensaios SBPMT são ideais a estimativa da tensão total horizontal em repouso. 
Nos CPMT, as tensões horizontais são alteradas pela cravação do cone no solo, cuja 
magnitude aumento do valor no repouso ao valor correspondente a expansão de uma cavidade 
de raio r0 (raio do cone). Assim, as técnicas utilizadas na estimativa da tensão total horizontal 
são preferencialmente aplicadas aos ensaios de pré furo. 
 
Resistencia o cisalhamento não drenado 
A resistência ao cisalhamento não drenada (Su) pode ser estimado por meio de 
resultados de ensaios realizados em condições não drenadas, ou seja, ensaios nos quais não 
houve dissipação do excesso de pressões neutras geradas pela expansão da sonda 
pressiometrica. Na sua interpretação assume-se que a curva pressiométrica, quando expressa 
pela variação da pressão aplicada, p, versus o logaritmo natural da variação volumétrica, 
representar pela expressão ln, ( ∆v/v), gera um gradiente linear, no qual a declividade é igual 
a resistência ao cisalhamento não drenada do solo. 
 
Ângulo de Atrito e dilatância 
A estimativa de parâmetros de resistência ao cisalhamento por meio de análise de 
um ensaio pressiometrico, instalado em condições ideais, é obtido plotando-se os resultados 
dos ensaios em escala logarítmica, tendo a tensão efetiva aplicada a cavidade nas abscissas e 
a deformação circunferencial corrigida nas ordenadas. A inclinação S desse gráfico 
possibilita a estimativa do ângulo de atrito interno (φ’) e da dilatância (ψ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8 REFERÊNCIAS 
 
BRIAUD J. L. (1979). “The Pressuremeter: Application to Pavement Design”. PH.D. 
Dissertation, Civil Engineering. University of Ottawa. 
BRIAUD J. L. (1992). “The Pressuremeter”. Published by Balkema, Rotterdam. 
MÉNARD L. (1963). “Calcul de la Force Portante des Fondations sur la Base des Resultats 
des Essais Pressiometriques”. Sols-Soils, vol. 2, nº 5 (Junho) 
SCHNAID, Fernando; ODEBRECHT, EDGAR. “ENSAIO DE CAMPO: E suas aplicações 
na engenharia. 2° Edição, 2012. 
BAGUELIN F.; JÉZÉQUEL J.F.; SHIELDS D.H. (1978). “The Pressuremeter and 
Foundation Engineering”. Series on Rock and Soil Mechanics - Vol. 2, nº4 - first edition. 
Trans Tech Publications. 
OYO CORPORATION (1983). “Lateral load tester (LLT) - Operation Manual”. Internal 
document, Houston.