REVISÃO BIBLIOMÉTRICA DO ESTUDO DE SONDAGEM DE SPT E SUAS LIMITAÇÕES

Resumo

O presente artigo tem como objetivo apresentar a importância e as limitações do ensaio de sondagem utilizando a sondagem a percussão ou  SPT ( Standard Penetration Test). Para isso foi feita uma análise por meio de uma base de dados com outros trabalhos pelo Web Of Science e Scopus , através da filtragem de palavras chaves.

Palavras-chave: Sondagem, Limitações, Importância.

Abstract

This article aims to present the importance and limitations of the sounding test using percussion sounding or SPT (Standard Penetration Test). For that, an analysis was made through a database with other works by Web Of Science and Scopus, through the filtering of keywords.

Keyword: Sounding, Limitations, Importance.

INTRODUÇÃO

Um dos procedimentos importantes para a construção é a sondagem, através dela pode-se descobrir características do terreno que seriam imperceptíveis por outros métodos de análises. A partir da sondagem é obtido todos os critérios necessários para o próximo passo: as fundações. Para Caputo (1977, p. 159) é exclusivamente através de ensaios como esses, que se entende a natureza do terreno, seu histórico, sua estrutura e adotando um projeto que visa minimizar os impactos que serão causados, que a fundação pode ser executada de maneira segura e econômica.

O tipo de sondagem mais conhecido e utilizado em diversas obras no Brasil é a sondagem a percussão ou SPT (Standard Penetration Test), esse ensaio mostra a cada nova camada de penetração a resistência do solo atingida, mas em algum momento a sondagem a percussão terá alguma limitação. Dessa maneira, Nilsson afirma em seu trabalho que em solos de baixa resistência o ensaio de DPL apresenta um avanço mais rápido e uma melhor resolução do que o SPT, mesmo assim ainda afirma que não cabe a ele dizer qual é o melhor método para a sondagem e nem qual é o mais efetivo, pois todo resultado depende do tipo de solo e do local em que esse solo se localiza. O ensaio é prescrito pela NBR 6484:2020 e é utilizado um amostrador (Raymond) retirando amostras, realizando o ensaio de SPT e posteriormente obtendo o índice de resistência de penetração (NSPT).  

MÉTODO DE ANÁLISE

A metodologia adotada para esse trabalho é baseada em uma abordagem bibliométrica para avaliar artigos sobre SPT e suas limitações, realizada por pesquisas por meio da base de dados do Web Of Science e Scopus filtrando-as por palavras chaves.

Para Wolfram (2017), a bibliometria como metodologia iniciou-se com a finalidade de avaliar e entender o desempenho das atividades de produção científica acadêmica, utilizando para tanto uma quantidade de dados, referentes ao período pesquisado, para a extração das informações necessárias. Destaca-se ainda a utilização de métodos estatísticos e matemáticos que tornam o processo avaliativo da produtividade científica mais objetivo.

Primeiramente, utilizou-se palavras-chaves que abordassem melhor o tema pesquisado. Analisou-se a faixa de tempo das publicações dos artigos, além de quais bases de dados e áreas de conhecimento serão utilizadas.

Em seguida, temos a apresentação e inter-relação dos dados. Para isto, se utiliza das normas da bibliometria para realizar análise de relação entre os registros, tais como: autores que falaram sobre os temas, títulos da fonte, países que mais publicaram, áreas que mais publicam e a frequência de palavras chaves.

A seguir, tem-se esquematizado as fases de desenvolvimento deste presente artigo, descrevendo cada fase e critérios de estratégia de busca, baseando-se nos resultados de busca serão apresentados fatores que podem ajudar a entender quais são as limitações na realização do ensaio de sondagem de SPT.

Fase 1 - Identificação do assunto, objetivo, critérios de inclusão e pesquisa.

Fase 2- Busca de artigos, referências, autores no mecanimos de busca "Web Of Science".

Fase 3- Resultados das buscas, conclusões e considerações finais.

Tabela 1 - Descrição das estratégias de busca.

Como limitação deste estudo, utilizou-se um banco de dados (Web of Science e Scopus), não considerando publicações contidas em outras bases de dados como Science Direct.

RESULTADOS E ANÁLISES

Para a pesquisa na base de dados Web of Science, foram utilizadas palavras em português e inglês para melhor alcance do tema de limitações do SPT, utilizando assim os termos: (“SPT” and “sondagem”, (“standard” and “penetration” and “teste”), (limit-to “engi”).

Logo após a inserção dos termos, a pesquisa foi filtrada por categorias: Engineering Geological, Geosciences Multidisciplinar, Engineering Civil, Geochemistry Geophysics, Engineering Environmental, encontrando 606 resultados e o ano de publicação do primeiro documento encontrado foi de 1997.

A evolução das publicações sobre o tema na base de dados do Web of Science é apresentada na Figura 1. Nela é possível observar que pesquisas sobre o tema têm crescido progressivamente a cada ano desde 1997, tendo atingido seu ápice em 2013 com 64 publicações relacionadas ao ensaio de sondagem SPT e também as limitações. Na Figura 2, temos a evolução das publicações na base de dados do Scopus, tendo seu crescimento a partir do ano 2000, atingindo seu ápice em 2020 com 55 publicações.

Figura 1 - Evolução da produção científica sobre ensaio de sondagem SPT e suas limitações (elaborado a partir do Web Of Science, 2021).

Figura 2 - Evolução da produção científica sobre ensaio de sondagem SPT e suas limitações (elaborado a partir do Scopus, 2021).

Quando se analisa os países com maior contribuição para a produção científica, pela base de dados do Web of Science, nota-se que os Estados Unidos se destacam como principal responsável pela produção, seguido pelo Brasil, Japão, Índia e China, como se observa na Figura 3. Já pela base de dados do Scopus, nota-se que os Estados Unidos continuam como principal responsável, seguido pela China, Índia, Canadá e Japão, como se observa na Figura 4.

Figura 3 - Países que mais contribuem em produção científica sobre ensaio de sondagem SPT e suas limitações (elaborado a partir de Web of Science, 2021).

Figura 4 - Países que mais contribuem em produção científica sobre ensaio de sondagem SPT e suas limitações (elaborado a partir do Scopus, 2021).

A partir dos índices bibliométricos, realizou-se análises das fontes de divulgação, maior frequência de publicação, qualidade dos mesmos e grau de importância das fontes de publicação, conforme Tabela 2. Torna-se apropriado a avaliação dos artigos por periódicos de publicação, pois isso permite que pesquisadores orientem suas publicações para periódicos que possuam o assunto estudado, impedindo que haja a rejeição da publicação e perca de tempo na submissão em revistas que não averiguem o mesmo assunto. Portanto, os três títulos mais pertinentes são: “Journal Of Geotechnical And Geoenvironmental” com 56 registros, “Engineering Geology” e “Geotechnical Special Publication” com 46 registros e “Soil Dynamics And Earthquake Engineering” com 44 registros.  Com essa identificação é possível ver as revistas que melhor se encaixam no assunto, além do fator de impacto de cada uma delas.

Tabela 2 – Fontes de Publicação registradas na base Web of Science (elaborado a partir de Web of Science, 2020).

Nota-se que essas publicações tratam do tema de engenharia e geotecnia, mostrando a importância do tema quando se busca por estudo de sondagens e de SPT.

A fim de observar a frequência de palavras-chaves, foi elaborado no VOSViewer uma rede das principais palavras que se adequam ao assunto de estudo de sondagem SPT, sendo as principais: standard penetration test, wave propagation, soil mechanics, soil liquefaction, conforme a Figura 3.

As cores apresentadas na figura a seguir se dividem em quatro, cada uma com um tema similar abordado, porém com subtemas diferentes. A cor vermelha diz respeito à mecânica do solo. A cor azul parte para testes de penetração para conhecer a propagação de ondas e ondas de cisalhamento no solo. A cor verde se relaciona com a sondagem de SPT, plasticidade do solo. A cor amarela se identifica como a liquefação do solo, a terremotos e água subterrâneas.

Na Tabela 3 são citados quatro trabalhos acadêmicos, dentre eles artigos, trabalho de conclusão de curso e dissertação relevantes no que tange o ensaio de sondagem SPT com o objetivo de avaliar as limitações do ensaio. Santos (2016) em sua dissertação, destacou 3 limitações que podem ocasionar alguma imprecisão, sendo elas as coordenadas horizontais dos furos de sondagens foram obtidas de forma visual, uma vez que em sua grande maioria, não há localização geográfica dos pontos, além disso, não houve um planejamento da localização e da distribuição da coleta dos dados (laudos de sondagem), em virtude de serem provenientes de fontes secundárias.

Almeida et al. (2016), acredita que os métodos empregados no dimensionamento de estacas hélices são peculiares e podem resultar em previsões de carga de ruptura bem diferente de resultados obtidos através de prova de carga estática, tendo em vista que as principais razões são por conta das características do terreno, no método da execução e as limitações no efeito do comprimento do trabalho e do diâmetro das estacas.

Fernandez et al. (2014), o objetivo é demonstrar aplicações do GPR com o auxílio do ensaio de SPT, em feições costeiras, como cristas de praia, dunas frontais e lagoas, destacando as etapas de aquisição, processamento e interpretação. O método é uma poderosa ferramenta para identificação de arquitetura deposicional, morfoestratigrafia e investigação quaternária. Porém a limitação dessa aplicação é a presença da lama abaixo do esporão lagunar e do lençol salino nas dunas frontais, que impede a penetração do sinal de radar nos primeiros 4m de profundidade.

Para Leite (2015), o objetivo do seu estudo foi confeccionar um mapa geológico-geotécnico, abrangendo todo município de Porto Alegre, onde foi feito a interpolação entre o número de golpes de sondagem tipo SPT e a litologia da região, na qual, com esses dados foi formulado uma teoria sobre os condicionantes geológico-geotécnico para a realização de fundações em função desses aspectos, as características de resistência SPT nas diferentes locações e por fim uma análise sobre as vantagens e limitações. Sendo assim, a sondagem SPT é um bom instrumento para investigação de subsolo e que mesmo com suas limitações quanto a materiais mais rígidos, pode sim indicar locais com problemas para execução de trabalhos de profundidade.

CONCLUSÃO

A sondagem a percussão ou SPT (Standard Penetration Test) é de extrema importância para a continuação da obra e para o passo seguinte, as fundações, como foi visto anteriormente, com o ensaio é possível descobrir todas as características do terreno e solucionar os futuros problemas com antecedência.

Com a comparação dos trabalhos foi possível analisar que os estudos sobre as limitações do SPT estão crescendo e além disso são importantes para futuras pesquisas na área da engenharia civil e da geotecnia, podendo haver futuros estudos aplicados à engenharia de transportes.

Por fim, pode-se compreender que apesar da importância da sondagem para a continuação da obra, ainda não há estudos que realmente tratam apenas sobre as limitações do SPT.

REFERÊNCIAS

ALMEIDA, Rita B. et al. Análise de provas de carga em estacas hélice contínua de comprimentos variados em solos lateríticos da formação barreiras. XVIII Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, [s. l.], 19 out. 2016.

CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações: Volume 4: complementos de geotécnica, fundações e infra-estrutura. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos, 1977, p. 159.

FERNANDEZ, G. B. et al. RADAR DE PENETRAÇÃO DO SOLO (GPR) APLICADO A GEOMORFOLOGIA COSTEIRA: POTENCIALIDADES E LIMITAÇÕES. REVISTA GEONORTE, [s. l.], 2014.

LEITE, Pedro M. Análise da resistência do solo no município de Porto Alegre através de Sondagem SPT e a comparação com as litologias da região. 2015. Trabalho de conclusão de curso (Bacharelado em geologia) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, [S. l.], 2015.

NILSSON, Thomas. Comparações entre DPL e SPT. Curitiba/PR. Disponível em: www.terrestreengenharia.com.br/txt/pub/pub-121026181136..pdf.

NORMA BRASILEIRA. ABNT NBR 6484 Segunda edição 28.10.2020. Solo — Sondagem de simples reconhecimento com SPT — Método de ensaio.

SANTOS, Juliana V. APLICAÇÃO DE SIG PARA ANÁLISE DO PERFIL GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO DO CAMPUS SEDE DA UFSC E ELABORAÇÃO DE CARTAS DE APTIDÃO PARA FUNDAÇÕES UTILIZANDO SONDAGEM SPT. 2016. Dissertação de mestrado (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Catarina, [S. l.], 2016.

WOLFRAM, Dietmar. Bibliometrics Research in the Era of Big Data: Challenges and Opportunities. Bibliometria e Cientometria no Brasil: infraestrutura para avaliação da pesquisa científica na Era do Big Data, p. 91-101, 2017.

Autores: Diandra Deyse Rodrigues Arraes, Maria Eduarda Ruiz Bento e Sara Yumi Lima Kemura.