WO2013163709A1 - Disposição aplicada em equipamento para investigação de solo - Google Patents

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    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
    • G01N3/48—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under impulsive load by indentors, e.g. falling ball

Definitions

  • the present object refers to an unprecedented and functional equipment, which combined with a new process for soil investigation through the execution of the SPT test allows better accuracy, better use of its results, greater reliability, faster execution of geotechnical geological research. , faster delivery of results without the inconvenience of poorly performed operations by poorly prepared staff, as well as the complete elimination of dirt generated in the conventional process, which produces volumes of solid waste that are often improperly disposed of in improper locations. .
  • the new process consists of the use of an SPT Automatic Test Hammer and a Roto-Precision Hammer, arranged in a single chassis, together with the introduction of a special, unprecedented sampler specially developed for this purpose allowing for faster and more efficient work. drilling, and soil sampling.
  • the present object is intended to develop a well-defined procedure that substantially modifies the way the SPT test is performed, giving it the improvements mentioned above and adding greater control over the execution of the work, also allowing the extraction of information not currently accessible. in the current model.
  • the main objective is to ensure credibility in the data obtained, reliability in the resulting calculations, improving the use of survey data, which thereafter will no longer be subject to team malpractices such as alternating drop height, execution SPT tests with weight decentralization in bore, wrong test quota, presence of dirt (bushing) at the bottom of the hole during the test run, as well as problems with equipment such as bent rods, damaged samplers, bent sampler nozzles, improper ropes, or improper use of steel, out-of-standard weight, damaged pulleys, out-of-measure scrubbing tool, inefficient water pump, and many others.
  • each 0.00m test run should last approximately one quarter of hours, allowing for 08hs of If an average of 32.00m of survey is carried out.
  • the speed of the SPT test is multiplied by three, with the advantage of precision, reliability and materialization of the samples for the perfect interpretation of the horizons to be observed.
  • Another important feature of this new procedure is to allow the study of the behavior of the various levels d'existing water in the massive, since the coating to keep the sampler passes to isolate the water levels in the upper permeable extracts.
  • Another important advantage of this new process refers to the care of the environment, a growing concern in engineering.
  • the SPT test since its inception, is the most used in all branches of civil engineering, in obtaining the parameters of resistance and soil behavior in projects of foundations, underground excavations, mass containment, dams, etc.
  • the new process consists of performing the SPT test with special sampler.
  • the advance of the hole proceeds with the crimping of the special sampler until the next test dimension.
  • the executive sequence of the new method consists in manual prospecting with auger up to 5.00m deep, in order to preserve buried interference.
  • the liner which will be supported at the bottom of the hole is introduced to ensure from there the integrity of the wall and the cleanliness of the hole.
  • the special sampler with a length of 1.20m is positioned at the test quota, ie 5 ; 00m On the surface above the hole zero dimension should be 1, 20m of AW rod, ensuring the exact test quota.
  • the test of the same name is performed, giving the same accuracy, regularity, measured weight and height of drop of the correct weight.
  • the test is performed by hammering the 0.45m SPT test from 5.00m to 5.45m with the automatic hammer, noting the values of the number of strikes for each interval of 0.15m, Na Then, with the use of the roto-hammer hammer, the special sampler will be crimped to the next test level at a depth of 6.00m, collecting all the soil from 5.00m to 6.00m. .
  • the AW rod When the depth of 6.00m is reached at the hole surface, the AW rod will be only 0.20m out, confirming the quota of the new test.
  • the soil can be recovered within the special sampler, from a depth of 5.00m to 6.00m.
  • Fig. 1 - It presents a perspective view of the object in question (1), with views to the Automatic Hammer (2) for the execution of the SPT test and the Roto-Hammer Hammer (3) for the crimping of the Special Sampler and the Coating;
  • Fig. 2 - Presents a perspective view of the object in question (1), using the Automatic Hammer (2), performing the SPT test;
  • Fig. 3 - It presents a perspective view of the object in question (1), using the Roto-Hammer Hammer (3), driving the Special Sampler (8) into the ground immediately after the SPT test;
  • Fig. 4 - Shows a view of the winch lifting the AW (7) / Special Sampler (8) rod assembly, using the "camelong” (4);
  • Fig. 5 - Shows a view of the AW (7) / Special Sampler (8) rod assembly suspended by the winch, with the aid of the "street lamp” (4);
  • Fig. 6 - Shows a sectional view of the Special Sampler (8)
  • Fig. 7 - Provides a sectional view of the Cladding
  • the "APPLIED APPLICATION FOR SOIL RESEARCH EQUIPMENT” is characterized by a soil investigation equipment (1) having an automatic hammer (2) for SPT testing and a rotary hammer (3) for driving the special sampler (8) and the casing (15) of the bore (20), with test aids, SPTs, winches, used for the movement of hammers and camelongo (4) rod lifting tool (AW) (7) through which the wire ropes (5) fit into the upper spool (6); the automatic hammer (2) positioned at the upper end of the AW rod (7), allows the special sampler (8) to be at the lower end of rod AW (7), allowing the SPT test to be performed.
  • AW rod lifting tool
  • the sampler (8) consists of a relief valve, the water inside (17), a split body (8) that facilitates access to the soil collected inside it and a "shoe" nozzle (12) that guides the crimping of the set in the prospected soil.
  • the casing (15) is composed of a tapping head (10), pipe segments (10A) with defined diameter dimensions and length of 1.00m each, which at its lower end attaches to a cutting shoe (9). ) to make it easier to dig into the ground.
  • the AW (7) / special sampler (8) rod assembly becomes heavier and for the introduction and removal of this hole assembly, it is used to long tool (4).

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Abstract

Equipamento para investigação do solo através da execução do ensaio SPT. O processo consiste na utilização de um martelo automático para ensaio SPT e um martelo roto-percursor, dispostos em um único chassi, juntamente com a introdução de um amostrador especial, desenvolvido especialmente para esta finalidade, visando maior rapidez e eficácia no trabalho de perfuração e amostragem do solo.

Description

"DISPOSIÇÃO APLICADA EM EQUIPAMENTO PARA INVESTIGAÇÃO DE SOLO".
Refere-se o presente objeto a um inédito e funcional equipamento, que aliado a um novo processo para investigação de solo através da execução do ensaio SPT permite melhor acurácia, melhor aproveitamento de seus resultados, maior confiabilidade, maior rapidez na execução da investigação geológica geotécnico, maior agilidade na entrega dos resultados sem os inconvenientes das operações incorretas, executadas por equipes mal preparadas, bem como a eliminação completa da sujeira gerada no processo convencional, que produz volumes de resíduos sólidos que muitas vezes são descartadas de forma inadequada e em locais impróprios.
O novo processo consiste na utilização de um martelo Automático para ensaio SPT, e um martelo Roto-percursor, dispostos em um único chassi, juntamente com a introdução de um amostrador especial, inédito, desenvolvido especialmente para esta finalidade permitindo maior rapidez e eficácia no trabalho de perfuração, e amostragem do solo.
Destina-se o presente objeto a desenvolver um procedimento bem definido que modifique substancialmente a forma de execução do ensaio SPT, conferindo-lhe as melhoras acima apontadas e agregando um maior controle sobre a execução dos trabalhos, possibilitando ainda a extração de informações hoje não acessíveis no atual modelo.
O principal objetivo é garantir a credibilidade nos dados obtidos, confiabilidade nos cálculos resultantes, aprimorando a utilização dos dados da sondagem, que a partir de então, não estarão mais sujeitos às imperícias das equipes, tais como alternância na altura de queda do peso, execução de ensaios SPT com descentralização do peso em relação ao furo, cota errada de ensaio, presença de sujeira (bucha) no fundo do furo durante a execução do ensaio, bem como problemas com equipamentos como hastes tortas, amostradores danificados, bicos de amostradores amassados, cordas inadequadas ou uso indevido de cabo de aço, peso fora de padrão, roldanas danificadas, ferramenta de lavagem fora de medida, bomba d'água ineficiente e tantas outras já constatadas.
Além dos problemas acima, a atividade de sondagem é extremamente penosa, fazendo com que ao longo do dia, as equipes percam eficiência, interferindo negativamente nos resultados obtidos.
Por se tratar de um processo de execução de ensaio SPT que consiste na cravação, tanto do amostrador como do revestimento através de mecanismo automático, cada trecho de ,00m de ensaio deverá ter a duração aproximada de um quarto de horas, permitindo que em 08hs de trabalho execute-se uma média de 32,00m de sondagem.
Desta forma, multiplica-se por três a velocidade do ensaio SPT, com a vantagem de precisão, confiabilidade e materialização das amostras para a perfeita interpretação dos horizontes a serem observados.
Com esta nova metodologia, não só o solo proveniente do processo de ensaio SPT é amostrado para análise táctil-visual e posteriores ensaios de caracterização em laboratório mas todo o trecho de 1 ,00m referente ao respectivo ensaio.
Mais uma importante característica deste novo processo, é permitir o estudo do comportamento dos diversos níveis d'água existentes no maciço, uma vez que o revestimento ao acompanhar o amostrador, passa a isolar os níveis d'água nos extratos permeáveis superiores. Outra importante vantagem deste novo processo refere-se aos cuidados com o meio ambiente, preocupação cada vez mais presente na engenharia.
O Método tradicional, além de gerar grande quantidade de resíduos sólidos como já comentamos anteriormente, se for proveniente de áreas contaminadas, agravará por vezes a contaminação do subsolo onde a sondagem esta sendo executada, bem como onde este material for depositado.
Como o processo tradicional não garante o perfeito isolamento dos vários aquíferos interceptados pelo furo da sondagem, uma provável contaminação do lençol freático superficial pode ser estendida aos aquíferos mais profundos, potencializando a extensão da contaminação, dificultando as medidas de mitigação, elevando seus custos.
Pelo novo processo, como o revestimento acompanha o avanço da sondagem metro a metro, o risco de contaminação entre aquíferos inexiste desde que o furo seja corretamente preenchido com material que garanta a perfeita selagem da sondagem antes da retirada do revestimento.
O ensaio do SPT, desde sua criação, é o mais usado em todos os ramos da engenharia civil, na obtenção dos parâmetros de resistência e comportamento do solo em projetos de fundações, escavações subterrâneas, contenções de maciços, barragens, etc.
Apesar das várias intercorrências que integram o ensaio SPT convencional, sua execução em grande quantidade permite resultados aproveitáveis. Porém, pouco se avançou nestas cinco décadas de aplicação do ensaio SPT. Procedimentos foram normatizados, equipamentos padronizados, mas a execução do ensaio SPT continua de forma rústica e manual, através de equipes com baixa ou nenhuma qualificação técnica, sem o devido acompanhamento e fiscalização por parte dos geotécnicos. Com uma execução vulgarizada e descuidada, o ensaio SPT perde qualidade e confiabilidade.
O novo processo consiste na execução do ensaio SPT com amostrador especial. O avanço do furo prossegue com a cravação do amostrador especial até a cota do próximo ensaio.
Na sequencia, a cravação do revestimento ate a profundidade em que se encontra o amostrador especial, garante na sua retirada a integridade total do furo.
Em meio urbano, a sequencia executiva do novo método, consiste na prospecção manual com trado concha até 5,00m de profundidade, com o objetivo de preservar interferências enterradas. Introduz-se o revestimento que se apoiará no fundo do furo para garantir a partir daí a integridade da parede e a limpeza do furo.
O revestimento especial com segmentos contendo comprimento de 1 ,00m cada e com rosca interno-externa no próprio revestimento, evita pontos salientes de atrito (luvas) que dificulta sua cravação e ou remoção, uma vez que deverá revestir o comprimento total do furo a ser ensaiado.
Em seguida utilizando-se hastes AW de 1 ,00m de comprimento, posiciona-se o amostrador especial com comprimento de 1 ,20m na cota do ensaio, ou seja, 5;00m. Na superfície, acima da cota zero do furo deverá ficar 1 ,20m de haste AW, garantindo a cota exata do ensaio. Utilizando-se o martelo automático para ensaio SPT, executa-se o ensaio de mesmo nome, conferindo ao mesmo acurácia, regularidade, peso aferido e altura de queda do peso correta.
O ensaio é realizado cravando-se com o martelo automático os 0,45m do ensaio SPT da cota de 5,00m a 5,45m, anotando-se os valores dos números de golpes para cada intervalo de 0, 1 5m, Na sequência, com o uso do martelo roto-percussor complementa-se a cravação do amostrador especial até a cota do próximo ensaio aos 6,00m de profundidade, coletando-se em seu interior todo o solo no intervalo de 5,00m a 6,00m.
Ao ser atingida a profundidade de 6,00m, na superfície do furo, a haste AW estará com apenas 0,20m para fora, confirmando a cota do novo ensaio.
Antes da retirada do amostrador especial, acrescentam-se mais um segmento de 1 ,00m do revestimento, que, com a proteção da cabeça batente deverá ser cravado com o uso do martelo roto- percussor até a cota de 6,00m envolvendo e liberando do atrito do solo o amostrador especial, bem como protegendo desta forma a integridade das paredes do furo.
Na sequência, acrescenta-se mais uma haste AW de 1 ,00m no conjunto e retira-se o amostrador especial que deverá estar totalmente livre uma vez que o revestimento estará envolvendo-o.
Desta forma, poderá ser feita a recuperação do solo no interior do amostrador especial, referentes ao intervalo de 5,00m a 6,00m de profundidade.
Para uma perfeita visualização e compreensão da "DISPOSIÇÃO APLICADA EM EQUIPAMENTO PARA INVESTIGAÇÃO DE SOLO", em questão seguem os desenhos ilustrativos, onde
A fig. 1 - Apresenta uma vista em perspectiva do objeto em questão (1 ), com vistas ao Martelo Automático (2) para execução do ensaio SPT e o Martelo Roto-percussor (3) para cravação do Amostrador Especial e do Revestimento; A fig. 2 - Apresenta uma vista em perspectiva do objeto em questão (1 ), utilizando o Martelo Automático (2), executando o ensaio SPT;
A fig. 3 - Apresenta uma vista em perspectiva do objeto em questão (1 ), utilizando o Martelo Roto-percussor (3) executando a cravação do Amostrador Especial (8) no solo, imediatamente após a realização do ensaio SPT;
A fig. 4 - Apresenta uma vista do guincho içando o conjunto haste AW (7) / Amostrador Especial (8), com a utilização do "camelongo" (4);
A fig. 5 - Apresenta uma vista do conjunto haste AW (7) / Amostrador Especial (8) suspenso pelo guincho, com o auxilio do "camelongo" (4);
A fig. 6 - Apresenta uma vista em corte do Amostrador Especial (8);
A fig. 7 - Apresenta uma vista em corte do Revestimento
(15).
De acordo com as ilustrações e em seus pormenores, a "DISPOSIÇÃO APLICADA EM EQUIPAMENTO PARA INVESTIGAÇÃO DE SOLO", é caracterizada por ser constituída de um equipamento para investigação de solo (1 ), possuindo um martelo automático (2) para ensaio de SPT e um martelo roto-percussor (3) para cravação do amostrador especial (8) e do revestimento (15) do furo (20), com dispositivos de auxilio à operação dos ensaios, SPTs, guinchos, utilizados para a movimentação dos martelos e do camelongo (4) ferramenta para içamento das hastes (AW) (7) onde transpassa os cabos de aço (5) encaixados no carretel superior (6); o martelo automático (2) posicionado na extremidade superior da haste AW (7), possibilita a cravação do amostrador especial (8), posicionado na extremidade inferior da haste AW (7), permitindo a execução do ensaio SPT .
O amostrador (8) é composto de uma válvula de alívio, da água em seu interior (17) um corpo bipartido ( 8) que facilita o acesso ao solo coletado em seu interior e um bico tipo "sapata" (12) que orienta a cravação do conjunto no solo prospectado.
O revestimento (15) é composto por uma cabeça de bater (10), segmentos de tubos (10A) com dimensões diametrais definidas e comprimento de 1 ,00m cada, que em sua extremidade inferior, acopla- se a uma sapata de corte ( 9) para facilitar sua cravação no solo.
Na medida em que o furo (20) vai sendo aprofundado, o conjunto hastes AW (7) / amostrador especial (8), vai se tornando cada vez mais pesada e para a movimentação de introdução e retirada deste conjunto do furo, é utilizado à ferramenta camelongo (4).
Pelas vantagens que oferece e por revestir-se de características verdadeiramente inovadoras, a "DISPOSIÇÃO APLICADA EM EQUIPAMENTO PARA INVESTIGAÇÃO DE SOLO", reúne as condições necessárias para merecer a Patente de Modelo de Utilidade.

Claims

R E I V I N D I C A Ç Õ E S
1a) "DISPOSIÇÃO APLICADA EM EQUIPAMENTO PARA INVESTIGAÇÃO DE SOLO", é caracterizado por ser constituído de um equipamento para investigação de solo (1 ), possuindo um martelo automático (2) para ensaio de SPT e um martelo roto-percussor (3) para cravação do amostrador especial (8) e do revestimento (15) do furo (20), com dispositivos de auxilio à operação dos ensaios, SPT's, guinchos, utilizados para a movimentação dos martelos e do camelongo (4) ferramenta para içamento das hastes (AW) (7) onde transpassa os cabos de aço (5) encaixados no carretel superior (6); o martelo automático (2) posicionado na extremidade superior da haste AW (7), possibilita a cravação do amostrador especial (8), posicionado na extremidade inferior da haste AW (7), permitindo a execução do ensaio SPT .
2a) "DISPOSIÇÃO APLICADA EM EQUIPAMENTO PARA INVESTIGAÇÃO DE SOLO", conforme reivindicação um, o amostrador (8) é composto de uma válvula de alívio, da água em seu interior (17) um corpo bipartido (18) que facilita o acesso ao solo coletado em seu interior e um bico tipo "sapata" (12) que orienta a cravação do conjunto no solo prospectado; possuindo ainda o revestimento (15) é composto por uma cabeça de bater (10), segmentos de tubos (10A) com dimensões diametrais definidas e comprimento de 1 ,00m cada, que em sua extremidade inferior, acopla- se a uma sapata de corte (19) para facilitar sua cravação no solo ; na medida em que o furo (20) vai sendo aprofundado, o conjunto hastes AW (7) / amostrador especial (8), vai se tornando cada vez mais pesada e para a movimentação de introdução e retirada deste conjunto do furo, é utilizado à ferramenta camelongo (4).
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