Apostila Mecanica Dos Solo - Complementar

Conceitos Básicos de Mecânica dos Solos1. Conceito de solo na engenharia civil Conceituação geral: Misturas naturais de um ou diversos minerais (às vezes matéria orgânica) que podem ser separados por processos mecânicos simples, tais como agitação em água ou manuseio. Sistema de partículas. Conceituação simplista: Todo material da crosta terrestre que pudesse ser APOSTILA escavado, sem o emprego de técnicas especiais, como, por exemplo, explosivos. Meio contínuo. MECANICA DOS 2. Origem e formação dos solos SOLOS Os solos têm sua origem na ação do intemperismo físico e/ou químico das rochas. Intemperismo físico: provoca a desintegração das rochas dando origem a solos cor partículas grossas (pedregulhos e areias) e intermediárias (siltes) por meio de agentes como variação de temperatura, congelamento e degelo, penetração de raízes de planta, e movimentos abrasivos (do vento, água, ou gelo). Frequentemente antecede o intemperismo químico (aumento na área específica para ataque químico). Predominante em climas frios e temperados. Intemperismo químico: está relacionado com os vários processos químicos que alteram, solubizam e depositam os minerais de rocha, transformando-a em solo (principalmente argiloso). Este é o tipo mais freqüente nos climas quentes e úmidos e, portanto, muito comum no Brasil. Dentre os processos químicos se destacariam: oxidação (causa "ferrugem" da rocha), carbonatação, hidratação, e decaimento vegetal. Ex. carbonatação (dióxido de carbono + água formando ácido carbônico) e hidratação do mineral feldspato presente em granitos podem produzir um mineral argílico como a caolinita. 3. Solos residuais e transportados 1 2 Os solos que permanecem próximos à rocha que lhes deu origem são Solos eólicos transportados e depositados pela ação do vento. Ocorrem junto à denominados residuais; os demais são sedimentares ou transportados. costa. Sào constituídos por areia fina quartzosa, bem arredondada, ocorrendo na forma de franja de dunas ou campos de dunas. Os solos residuais têm um grau de alteração bastante variável em sua espessura. O perfil típico mostra uma transição gradual de solo para rocha, estando está última em IG/UNICAMP profundidade. Quanto mais próximo da superfície do terreno, maior o efeito do 2003 intemperismo. Sobre a rocha sã encontra-se a rocha alterada, em geral muito fraturada e permitindo grande fluxo de água através de descontinuidades. A rocha alterada é ORIGEM E TIPOS DE SOLOS sobreposta pelo solo residual jovem (ou saprolito) que é um material arenoso (e guarda L. F. Vaz certas feições da rocha mãe embora não seja mais rocha, xistosidade, bandeamento, etc.). O material mais intemperizado ocorre acima do saprolito e é denominado solo residual maduro, o qual contém maior porcentagem de argila. Os mantos de solos residuais podem 1. INTEMPERISMO E GRAU DE ALTERAÇÃO DAS ROCHAS chegar a dezenas de metros em regiões de clima tropical e são fruto principalmente do intemperismo químico. As rochas e outros materiais expostos na superfície da Terra ficam sujeitos à ação Se o produto de alteração das rochas é removido de sobre uma rocha matriz por de processos naturais de aquecimento e resfriamento, decorrentes da alternância de dias e um agente qualquer, teremos os chamados solos transportados. Segundo os agentes de noites e da ação das águas, que se infiltram a partir das chuvas e percolam através dos transporte, os solos podem ser aluviais (água), eólicos (vento), coluviais (gravidade) e materiais existentes. Esses processos naturais atuam no sentido de desagregar e glaciais (geleiras). decompor os materiais expostos na superfície. Os aluviões são constituídos por materiais erodidos, retrabalhados e transportados Quando atuam sobre as rochas esses processos são chamados de processos de pelos cursos d’água e depositados nos seus leitos e margens. São também depositados intemperismo. Assim, intemperismo é o conjunto de processos que desintegram e/ou nas margens e no fundo de lagoas e lagos, sempre associados a ambientes fluviais. decompõem a rocha. Como o intemperismo acarreta a modificação das características Variações na natureza e capacidade de transporte dos cursos d’água refletem-se na originais da rocha, é também chamado de alteração intempérica. Assim, a alteração formação de camadas com características distintas. Consequentemente, o pacote aluvionar intempérica das rochas ou simplesmente, a alteração das rochas, significa a desintegração é altamente heterogêneo. Entretanto, as camadas isoladas podem apresentar-se muito e a decomposição das rochas promovida pelo intemperismo. homogêneas. A ação do intemperismo sobre as rochas é gradual. Assim, as rochas não se Sedimentos marinhos produzidos em ambientes de praia (areias finas e médias decompõem ou se desintegram instantaneamente, em geral requerendo um período de quartzosas) e manguezal (sedimentos finos e argilosos, que se depositam freqüentemente tempo relativamente longo para sofrerem alteração, variável em função do tipo de rocha e incorporando matéria orgânica) podem também ser incluídos nesta categoria. das condições climáticas locais. Dessa forma, as rochas podem se apresentar em Coluviões são depósitos de materiais inconsolidados, normalmente encontrados diferentes estágios de alteração, também chamados de graus ou classes de alteração. recobrindo encostas íngremes, formados pela ação da água, e principalmente da gravidade. Talus são um tipo de coluvião compostos principalmente por blocos de rocha de 1.3 Influência do clima variados tamanhos, em geral, arredondados, envolvidos por uma matriz areno-silto- argilosa. Ocorrem de forma localizada, ocupando os sopés das encostas de relevos Climas quentes e úmidos favorecem as reações químicas e, conseqüentemente, os acidentados como serras, escarpas, etc. processos de intemperismo químico, dando origem a solos residuais espessos como ocorre na maior parte do Estado de São Paulo e em muitas outras regiões do Brasil. 3 4 Os climas secos e frios, por outro lado, inibem as reações químicas, resultando em Os processos de intemperismo que levam à formação dos solos depende, do clima solos pouco espessos. Condições desse tipo ocorrem nas partes altas dos Estados do Rio (temperatura, chuva, umidade do ar, evaporação e regime de ventos), dos agentes Grande do Sul e Santa Catarina, onde as temperaturas são baixas e no sertão do Nordeste, biológicos (vegetais e animais), da rocha matriz, do relevo e do tempo decorrido. Como os onde a precipitação pluviométrica é extremamente reduzida. agentes biológicos são associados ao clima e o relevo e o tempo, à rocha matriz, são esses os dois fatores principais que determinam a formação desses solos. A redução da espessura dos solos, além de comprometer o desenvolvimento O clima define, principalmente, a espessura e o número de horizontes do solo econômico devido à baixa qualidade dos solos para fins agrícolas, pode condicionar os residual, enquanto a principal contribuição da rocha matriz é a definição da composição processos construtivos de obras de Engenharia. Por exemplo, uma barragem situada em mineralógica do solo resultante. Como essa composição é determinante para a região de solo pouco espesso deverá ser construída em enrocamento ou concreto. granulometria, para a plasticidade e para o tipo de argilo mineral presente no solo, a rocha de origem define grande parte do comportamento geomecânico dos solos residuais. 3. TIPOS DE SOLOS A porção superficial dos solos formados pelo intemperismo fica sujeita aos chamados processos pedogenéticos que promovem a adição, perda, transformação e Os solos são classificados diferentemente conforme a finalidade de seu uso. Assim, transporte do material do solo. Os principais processos são o de eluviação e iluviação, para uso em Agricultura, utiliza-se a classificação pedológica. Em Mecânica dos Solos, respectivamente processos de perda e adição de material; a lixiviação, que remove os sais existem várias classificações, sendo mais comumente utilizada a classificação solúveis e a podzolização e a laterização, respectivamente, processos que levam à granulométrica. Em Geologia de Engenharia, a classificação dos solos é feita a partir da concentração de sílica e ferro. O agente principal dos processos pedogenéticos é a rocha de origem e do processo de formação do solo, sendo por isso também denominada movimentação da água no solo, através de infiltração no período de chuvas e evaporação de classificação genética. nas secas, razão pela qual esses processos são particularmente ativos nas regiões Os solos são produzidos através do processo geológico de intemperismo, pela tropicais. A laterização promove a concentração de óxidos de ferro na parte superior dos desagregação e decomposição da rocha subjacente. O solo produzido pelo intemperismo perfis de solos, que adquirem a cor avermelhada típica dessas regiões. pode sofrer a ação de processos pedológicos e de processos de erosão e transporte dando Durante a evolução pedogênica os grãos minerais são fragmentados, decompostos origem a novos tipos de solo. Os solos produzidos pelos intemperismo e pela diferenciação e mobilizados, destruindo completamente seu imbricamento original, acelerando a pedológica são chamados de residuais ou “in situ”, por ocorrerem no mesmo local onde formação de novos minerais, iniciada na fase de alteração intempérica e acarretando a foram formados. Os solos decorrentes da ação da erosão e transporte são chamados de homogeneização do solo, para o que contribui a ampla fauna de insetos e de solos transportados. microorganismos das regiões tropicais. No caso dos solos residuais, a homogeinização Os processos que produzem os solos são universais, diferenciando-se, nos climas pedogênica é muito notável, separando esses solos em dois horizontes, um superior, tropicais, pela ação mais pronunciada do intemperismo químico que se expressa pela homogêneo e isotrópico, sede dos processos pedogênicos e outro inferior, heterogêneo e grande espessura de solos residuais, em contraste com as regiões de climas temperados, anisotrópico, onde tais processos são limitados, predominando os processos de alteração onde esses solos são pouco espessos. A maior espessura de solo residual e a maior intempérica. disponibilidade de água dos climas tropicais favorecem o transporte e a deposição dos 3.2 Solos transportados solos transportados, mais freqüentes e também, mais espessos, do que nos climas temperados ou secos. Os grãos minerais que constituem os solos residuais são o principal material que dá origem aos solos transportados, incluindo blocos de rocha ou fragmentos de minerais mais 3.1 Solos "in situ" ou residuais resistentes. Durante o transporte, esses materiais ficam sujeitos à abrasão e desagregação, sendo que, no caso das argilas, a desagregação geralmente atinge a fase de suspensão 5 6 coloidal. As transformações mineralógicas não são comuns durante o transporte, porém, material escavável por lâmina de aço, ou seja, escavável pela lâmina do trator ou do novos minerais podem ser formados na fase de deposição. Como os processos são "scraper" ou por enxadão, faca e canivete. superficiais, os solos transportados podem englobar materiais e restos orgânicos. A base do solo residual corresponde ao limite da perfuração à trado manual ou ao Assim, os solos transportados variam em conformidade com o material de origem e limite para execução dos ensaios de penetração (SPT) nas sondagens à percussão (menos as condições de acumulação, porém, o meio de transporte é o principal fator de de 5 cm de cravação do barrilete com 10 golpes consecutivos ou 50 golpes num mesmo diferenciação. Nas regiões tropicais, os meios de transporte mais eficazes são o fluvial, ensaio). Quando a perfuração à trado for suspensa devido a outros fatores, por exemplo, pelos rios e o gravitacional, através dos escorregamentos. pela presença de água subterrânea, o limite será fixado apenas pelo impenetrável ao SPT. O transporte marinho e o eólico, apesar de presentes, são pouco expressivos no Entretanto, o limite para execução do ensaio de penetração pode não corresponder à base Brasil, exceto ao longo da costa. Nas regiões tropicais não ocorrem solos produzidos por do solo residual, uma vez que veios de quartzo e crostas limoníticas, entre outras feições processos glaciais, transportados e depositados por geleiras e avalanches. Também não resistentes que ocorrem nos solos, podem ser suficientes para interromper o ensaio SPT. O ocorrem, no Brasil, solos constituídos por cinzas e fragmentos de rochas vulcânicas, solo residual corresponde ao material de 1a. categoria dos contratos de escavação. produzidos por processos explosivos dos vulcões. A passagem entre os dois horizontes de solo e destes para rocha, geralmente é Ao contrário dos solos residuais, nos solos transportados a evolução pedogênica é gradual, sendo que matacões e fragmentos de minerais e rocha podem ocorrer dentro do pouco importante, em parte porque esses solos são modernos, sendo o tempo decorrido solo residual. insuficiente para uma diferenciação pedogênica notável. Nos aluviões, que são os solos transportados mais freqüentes em regiões tropicais, o nível elevado do lençol freático 4.1.1 Classe S1 - Solo eluvial (SE) restringe a ação dos processos pedogênicos. O horizonte S1 foi chamado de solo eluvial ou eluvionar (SE) para caracterizar a 4. PERFIL DE INTEMPERISMO DE REGIÕES TROPICAIS camada superior do solo residual cuja diferenciação foi feita através dos processos pedogenéticos. O solo eluvial é também chamado de solo residual maduro e de solo A decomposição da rocha se faz com intensidade decrescente com a profundidade laterítico. definindo, para cada conjunto de clima e rocha, um perfil de intemperismo, ou seja, uma O solo eluvial é sempre homogêneo em relação à cor, granulometria e composição seqüência de sucessivos horizontes de maior alteração da rocha que, a partir da rocha mineralógica. Pode apresentar alguma heterogeneidade, em função da evolução inalterada subjacente, se completam com a rocha totalmente alterada e transformada em pedogênica, porém, para as obras civis, seu comportamento será o de um material solo, que ocorre na superfície do terreno. homogêneo. Um perfil de intemperismo padrão, cujos horizontes principais são definidos em Contribui para esse comportamento a ausência total da textura e das estruturas da função dos processos de escavação e perfuração está apresentado na Figura 1. A rocha matriz, em geral conhecidas pelo termo genérico de estruturas requiliares. Essa subdivisão dos horizontes foi feita associando-se critérios baseados na evolução ausência e, a homogeneidade, fazem com que as propriedades físicas do solo exibam um pedogênica, para os solos e no grau de alteração mineralógica para a rocha. Os horizontes comportamento isotrópico, ou seja, apresentem o mesmo valor independentemente da estão identificados por siglas e por classes para facilitar o emprego em perfis de sondagem. direção em que são obtidas. A mineralogia dos solos superficiais é constituída, essencialmente, pelo grupo dos argilo-minerais e por minerais de rocha quimicamente inertes, dos quais o mais comum é o 4.1 Horizontes de solo residual quartzo. Os dois horizontes de solo foram englobados pela denominação de solo residual separando-se da rocha pelo tradicional critério do processo de escavação, sendo o solo o 7 8 4.1.2 Classe S2 - Solo de alteração (SA) Três horizontes de rocha são identificáveis a partir dos respectivos processos de escavação e perfuração. As zonas de transição entre esses horizontes estão discutidas no O horizonte S2 foi denominado solo de alteração para caracterizar a camada que item 4.2.4. A Figura 2 mostra as faixas de variação da resistência à compressão uniaxial se encontra ainda em processo de alteração intempérica, onde os processos pedogênicos (RCU) e as classes de alteração de diversas rochas brasileiras. A utilização da Figura 2 são incipientes ou muito limitados. Esse horizonte é também chamado de saprolito e de está discutida no item 7. solo residual jovem. O solo de alteração é sempre heterogêneo em relação à cor, textura e composição 4.2.1 Classe R3 - Rocha alterada mole (RAM) mineralógica. Esta heterogeneidade é decorrente da manutenção do arranjo dos minerais segundo a disposição original da rocha matriz, fazendo com que os minerais do solo O horizonte R3 é denominado de rocha alterada mole uma vez que somente pode ocupem os mesmos lugares e posições exibidos na rocha original. Além disso, as eventuais ser escavado, manualmente, com picareta e com o bico do martelo de geólogo, ou então, estruturas presentes na rocha encontram-se preservadas no solo de alteração, significando mecanicamente, com escarificador. Nas sondagens à percussão é o material perfurado que os planos constituídos por tais estruturas permanecem e são reconhecíveis no solo. As pelo processo de lavagem, correspondendo ao material de 2a. categoria nos contratos de estruturas das rochas usualmente preservadas no solo de alteração são a xistosidade, escavação. O horizonte de RAM pode estar ausente nos perfis de intemperismo, conforme estratificação, fraturas, falhas, dobras e contatos. discutido no item 4.2.4, porém, quando o perfil de intemperismo é muito evoluído, a A heterogeneidade e a anisotropia dos solos de alteração é facilmente constatada espessura de RAM pode ser superior a 10 m. pela típica coloração variegada desses solos. A cor pode apresentar-se aparentemente Na RAM os minerais da rocha encontram-se fortemente alterados e descoloridos, homogênea, quando se tratar de solos derivados de rochas de granulação fina, desprovidas sendo incipiente a transformação para minerais de solo. de estruturas. Nesses casos, entretanto, o exame com lupa revelará a preservação da textura original da rocha. A mineralogia dos solos de alteração é constituída por argilo-minerais neo-formados e minerais de rocha em processo de alteração química para argilo-minerais. Os minerais de rocha quimicamente inertes, como o quartzo, encontram-se apenas mais fragmentados do que na rocha. 4.2 Horizontes de rocha A susceptibilidade das rochas à alteração depende das condições ambientais, das características do maciço rochoso e das propriedades da rocha. A temperatura ambiente e o regime hidrológico são os principais fatores que determinam o efeito das condições ambientais, seguindo-se o relevo e os agentes biológicos. A presença de estruturas externas (fraturas, falhas, contatos, etc) e as condições hidrogeológicas são os fatores que governam as características dos maciços rochosos, enquanto a composição mineralógica, a textura (tamanho dos graõs), as estruturas internas (estratificação e xistosidade), a porosidade, a expansividade e as microestruturas dos minerais determinam o comportamento da rocha frente à alteração. 9 10 5. Os As zonas de transição estão presentes em todas as interfaces dos horizontes do aluviões das regiões tropicais diferenciam-se daqueles de climas temperados pela maior perfil de intemperismo. em climas secos ou frios. muitas vezes ser erodido e transportado e a energia ou capacidade de transporte do curso d’ água. no horizonte de solo eluvial. 11 12 . quando forem espessas ou apresentarem ocorrer. o pode estar ausente ou ser inexpressivo.2. com rotativa. cuja sistemática de topo de rocha podem ser necessários outros métodos de investigação. exigindo a utilização de do intemperismo químico. por um matacão de rocha sã que pode As zonas de transição entre RAM e RAD. sempre associados à ambientes fluviais. corresponde ao topo de RAD. Porém. para efeitos práticos. ou seja ao material que somente topo rochoso torna-se muito irregular. tais como caracterização dependerá. variações da fonte são mais apreciáveis nos rios de maior declividade.Rocha sã (RS) Os solos transportados são identificados pelo processo de formação. a RAM e RAD onde são freqüentes zonas de transição mais espessas. quando a alteração fica condicionada por essas estruturas e o rocha que. seja devido à redução do efeito O limite de escavação com picareta ou escarificador. constituída por matacões e blocos de rocha "in situ". para definir o topo de xistosidade sub-verticais. com segurança. categoria. seja devido à rápida denudação em terrenos sujeitos à erosão acentuada. com explosivo e de perfuração. A exceção ocorre na interface entre Os principais fatores que afetam a produção dos aluviões são o material da fonte. o horizonte de RAM explosivo para o desmonte. com aspecto serrilhado pela alternância de zonas pode ser escavado com explosivo. à percussão pode ser representado. a RAD e a RS constituem o material de apresentadas na Figura 3. em parte. Algumas formas de ocorrência dos processos de escavação.1 Aluviões (AL) cores e resistência originais ou pouco afetadas. de RAD. anteriormente depositados. SOLOS TRANSPORTADOS 4. Essas zonas de transição também ocorrem em rochas duras. 3a. o contato entre os horizontes é brusco. são os mesmos principais tipos de solos transportados e sua interrelação com os solos residuais estão para ambos os tipos. por exemplo. Os aluviões são constituídos por materiais erodidos. São também depositados nos fundos e nas margens de lagoas e lagos. é comum. A distinção entre RAD e RS é feita através da alteração mineralógica já que os como característica comum. não necessitam ser individualizadas. isoladamente. vegetal. o topo por zonas de solo entremeadas na rocha. o procedimento sondagens rotativas e sísmicas. sendo substituído por uma zona de contatos muito impenetrável à lavagem por tempo das sondagens à percussão (três ciclos consecutivos de irregulares. na maioria das vezes. Dessa forma.2 Classe R2 . sua idade recente.4 Zonas de transição pelos cursos d’ água e depositados nos seus leitos e margens. até mesmo. O horizonte de RS apresenta os minerais sãos ou praticamente sãos. menos usuais. As contendo matacões e intercalações de materiais em diferentes estágios de alteração. energia permite que diferentes materiais sejam arrastados e nos rios de grande porte. com suas 5.2. onde o retrabalhamento de diferentes aluviões. possuindo. O impenetrável à ferramenta de lavagem das sondagens verticais de solo de alteração e rocha em diferentes estágios de alteração. para a determinação do interesse específico. Em outros casos. Nesses casos. Em contratos de escavação. Nas rochas duras. essas zonas de transição são pouco extensão e espessura e pela incorporação de apreciáveis quantidades de matéria orgânica espessas e. Em geral. retrabalhados e transportados 4. usualmente.2.4. que pode apresentar-se como RAM. quando a maior principalmente quando se tratam de rochas duras. utilizado baseia-se na identificação da porcentagem relativa de solo e rocha e no tamanho Na RAD os minerais apresentam-se levemente descoloridos. mais notavelmente ao dos matacões ou blocos de rocha. devem ser tratadas com feições discretas. com fraturamento ou Este último critério não pode ser aplicado. longo de fraturas com passagem de água. imersos em solo (SA) ou 10 minutos com penetração inferior a 5 cm em cada um) identifica. RAD ou RS. marca a separação entre RAM e RAD. da finalidade dos estudos.3 Classe R1 .Rocha alterada dura (RAD) Essas zonas ocorrem em perfis de intemperismo pouco evoluídos. simplesmente. Coluviões desse tipo ocorrem ao longo de toda a "cuesta" basáltica da Bacia do Paraná e em vários outros locais com "cuestas" semelhantes. nos dicionários geológicos. orgânica permanece incorporada. mas. chuvas e uma estreita faixa de tamanho de partículas. facilmente colapsíveis com a saturação e o carregamento. o pacote aluvionar é altamente heterogêneo. notavelmente persistentes. o termo colúvio aplica-se a depósitos constituídos relevo da região onde o rio está inserido. somente a saturação é suficiente para provocar o colapso. existem vários exemplos de coluviões produzidos pelo recúo sorte que os restos vegetais produzidos podem ser rapidamente soterrados pela de encostas ou "cuestas". recua pela ação da erosão. Da mesma forma terraços se distinguem. 13 14 . como 5. "cuesta" basáltica da Bacia do Paraná. blocos e fragmentos de rocha. A capacidade de transporte é afetada não só pela declividade. rastejo. (1994). a matéria orgânica é removida pela percolação de água. encontrado no sopé de encostas íngremes e constituídos por material mais grosseiro. Os como o semi-árido do Nordeste e o trópico super-úmido da Amazônia. porém. pela ação da gravidade (AGI. 1976) ou. tanto na vertical são sempre encontrados em cotas mais altas do que os aluviões. quando a espessura depositada for razoável. a baixa resistência nos ensaios SPT. podem afetar a isotropia dos coluviões. mas. onde podem fonte e da capacidade de transporte refletem-se na deposição de camadas com ocupar grandes extensões. ao contrário dos aluviões. ficando o termo tálus restrito aos depósitos constituídos por solo e Assim. dando origem às argilas e siltes orgânicas. vale dizer pelo Na presente classificação. como. Os terraços fluviais são aluviões antigos. de materiais soltos. como os escorregamentos. Este processo ocorre quando uma encosta íngreme. constituídos por areia que para o solo eluvial. por se apresentarem. exclusivamente por solo. Dados sobre a colapsividade dos coluviões e outras propriedades geomecânicas dicionários distinguem colúvio de tálus. em Brasília. O processo de particulares. na época das secas. pela sazonalidade pluviométrica. como na horizontal. As variações da Os coluviões são relativamente freqüentes em regiões tropicais. derivadas da sua isotropia e da curso d’água encontrava-se numa posição superior à atual. Em conseqüência. a presença de feições superimpostas ou a diferenciação pedológica grossa ou cascalho. dando origem a corpos coluvionares de grande espessura e sedimentação. dando 5. desses materiais podem ser encontrados em Cruz et al. também. principalmente. É. a matéria existente nas partes superiores depositado na parte inferior. os rios podem transportar uma ampla gama granulométrica durante o período de blocos ou apenas por blocos de rocha. atrás da frente de recúo. não são saturados. apresenta espessura. São produzidos por movimentos de massa lentos. este também transportado pela ação da gravidade. 1976). do tipo características distintas. mineralogia e granulometria colúvios à regiões de topografia acidentada ou. em geral. extensão. Mais do que isso. os coluviões apresentam propriedades similares. colinosa. usualmente encontrados no sopé de encostas e que foram característico dos coluviões. entretanto. Essa condição topográfica introduz uma importante diferença entre os aluviões e mesmo quando comparados coluviões formados em ambientes completamente distintos. o colapso ocorre com o carregamento e. ainda. depositados quando o nível de base do Os coluviões apresentam características singulares. transportado por gravidade (Whitten e Brooks. horizontais. Na região Sul. no Nordeste. ainda. os coluviões são sempre muito porosos. Em decorrência. continuidade lateral. com patamares sub- camadas isoladas podem apresentar-se muito homogêneas. quase sempre. em Pernambuco e na área do Plano Piloto.2 Terraços fluviais (TR) na margem esquerda do Reservatório de Itaparica. Além de serem homogêneos. Esses mesmos metros. no Brasil. golpes e que se mantém ao longo de todo o perfil. As margens de rios e lagos são propícias ao desenvolvimento de vegetação. aos depósitos clima seco. preservando-se parte da matéria orgânica pela decomposição anaeróbica. de Entretanto. como os siltes e argilas. Cada camada representa uma fase de deposição e. deixando o solo quando o material depositado tem baixa permeabilidade. os terraços homogeneidade mineralógica e granulométrica. processos que restringem a ocorrência de consequentemente. com Colúvio ou coluvião é o termo reservado. em geral inferior a seis transportados. por exemplo. ou rápidos. as deposição pode provocar o aparecimento de quebras de relevo. a Nos sedimentos arenosos. terraços já que. estes últimos. conforme indicado na Figura 4. mais úmida. mesmo para espessuras da ordem de 20 material decomposto.3 Coluviões (CO) origem a solos bem drenados. ao menos. lentos deslocamentos. marinhos do litoral paulista tem sido exaustivamente estudadas por Suguio e Martin (1994) e. é o tálus de recobrimento. depositados pelos rios que provém da serra. tornando muito difícil a No Sul do Brasil. A origem e as características deposicionais dos sedimentos sucessivas. Um tipo particular de tálus. aluviões ocupam as áreas planas das margens dos orgânicas marinhas. Inicialmente deve ser feita a distinção entre solo residual e transportado. conforme ilustrado na Figura 3. resultando num pacote com Para a identificação de coluviões de recúo de encostas é necessária uma avaliação camadas diferentemente adensadas devido à origem e idade distinta. Figura 4. de cor escura. na forma de campos de dunas. Assim. Em conseqüência. contenção do movimento. A presença desses blocos de rocha exige solos pouco espessos na fonte.5 Sedimentos marinhos (SM) 6. Esses deslocamentos podem ser acelerados. ocorrendo na forma de franjas de dunas. em Os solos de origem eólica transportados e depositados pela ação do vento. que ocorre em regiões dunas pouco espessos. Ao longo das praias a deposição é. recriando ambientes desérticos. os sedimentos previamente regiões tropicais é comum a presença de uma camada subsuperficial. sendo freqüentes ambientes mistos. as condições geomorfológicas são suficientes para a distinção entre marinhos. como ocorre na do solo e de morros testemunho. regional. seus solos residuais ficam sujeitos ao retrabalhamento eólico. porém. mesmo nos casos mais evidentes será necessária A conjugação desses processos torna muito complexa a estratigrafia dos a utilização de outros critérios de interpretação geológica. estes últimos. solos residuais e transportados. dando origem às argilas das condições geomorfológicas. quase sempre. CRITÉRIOS DE CAMPO PARA A IDENTIFICAÇÃO DOS TIPOS E HORIZONTES DE SOLOS 5. 15 16 . constituído por blocos de rocha soltos que capeiam a superfície do terreno. parte apreciável da planície costeira fica constituída por aluviões.4 Tálus (TT) 5. no Brasil. rios onde se instalam as várzeas ou zonas alagadiças. quartzoza. de topografia muito acidentada. não antigos quando o mar volta a invadir a planície costeira. em regiões ambientalmente degradadas da Formação Botucatu. ligeiramente convexos e os solos deposição a que está submetida. Nos manguezais. que se depositam incorporando matéria orgânica. A determinação do tipo de solo deve ser feita conforme indicado no fluxograma da quartzozas. quando os ventos são mais intensos. bem arredondada. 6. mesmo afastadas do local de ocorrência Quando a costa é bordejada por elevações de porte expressivo. conforme indicado na Figura 4. de areias limpas. conhecida pelo nome de solo vegetal. associados a colúvios de região da Serra do Mar. devido aos processos de erosão e acidentadas. As dunas apresentam a típica estratificação cruzada dos Os corpos de tálus. a partir argilosos. as marés transportam apenas sedimentos muito finos. essencialmente. principalmente no Nordeste. apresentam-se saturados e submetidos a solos eólicos. São constituídos por blocos de rocha. bem como variações verticais pronunciadas.1 Tipologia Os sedimentos marinhos são produzidos em ambientes de praia e de manguezais. quando se procede a uma intervenção. como na costa do Maranhão.6 Solos eólicos (SO) Os tálus são formados pelo mesmo processo de transporte por gravidade. camadas indicada no fluxograma uma vez que pode ocorrer em qualquer tipo de solo. verificando-se a presença de "cuestas". recúo. Nas regressões marinhas. dando origem a campos de na parte inferior ou pé do corpo de tálus. pé de escarpas rochosas. ocupando patamares sub-horizontais. areia fina. decorrentes residuais ocupam o topo e as encostas das elevações. diferenciando-se pela presença ou predominância de ocorrem. Nas de oscilações do nível do mar. rica em restos depositados são esculpidos pela erosão e novos sedimentos são depositados ao lado dos vegetais e matéria orgânica. ao margeando a costa ou. em muitos casos.5. encostas. finas a médias. Coluviões e tálus ocorrem em áreas A linha de praia sofre deslocamentos horizontais. então. o que restringe a ocorrência de tálus ao sopé de encostas de forte declividade ou. suas propriedades geomecânicas. por Massad (1994). através de aproximações sedimentos marinhos. um corte. fluviais e Em geral. apenas junto à costa. arenosas interdigitam-se com camadas de argila orgânica. por exemplo. que produz os coluviões. são frequentemente confundidos com solos superficiais. areia fina. essas feições • TÁLUS (TT). siltosa. o que elimina a possibilidade de abaixo indicam a classificação de alguns solos. sem restrições. o SA apresentará cores variegadas. são pode tornar-se mais dificil. espaçadas de 1. aluviões atuais. dos quais o mais conhecido é a Classificação Unificada dos Solos. os exemplos escura. sua identificação é sondagem. o que ocorre na maioria das vezes. apresenta cor Admitindo-se que se disponha apenas da classificação tátil-visual. como camadas intercaladas de 4. argila pouco arenosa fina. A presença de coluvião pode ser ainda detectada pela elevada porosidade e pela • COLÚVIO (CO). com filmes argilosos submilimétricos. Os coluviões de recuo de encostas. No caso de rochas de frequente em encostas de média declividade.45o NW. Além disso. servindo apenas como orientação. para os quais passam gradualmente. com estratos e acamamentos típicos do processo de sedimentação a que foram submetidos. como. o que é um bom indicador. uniformidade de suas propriedades físicas. por exemplo. cores variegadas cinza e amarelo. situação anisotropia impostas pelas estruturas reliquiares da rocha de origem. Entretanto. o solo intersticial. Quando são depositados sobre solos superficiais. mas que não puderam ser separados do solo superficial (SS) subjacente. cinza escuro. apresentando uma superfície topográfica com colinas e vales suaves. argilosa. areia fina. • SOLO SUPERFICIAL (SS). em geral. indicar a possibilidade de existência de colúvio ou a presença de solos com características somente podem ocorrer acima do SA. com inclinação muito suave e vales esparsos. no caso de solo de são igualmente homogêneos e isotrópicos e podem ficar sujeitos à retrabalhamento por alteração. os solos devem ser identificados pela sua origem aluviões. a atitude das estruturas como abaixo: erosão. com fragmentos de mica. porém. vermelho claro. como indicador. principalmente porque ser adicionados parâmetros de consistência e compacidade e. a identificação dos coluviões • SOLO DE ALTERAÇÃO (SA). ainda. As feições cm. uma vez que. especialmente em amostras amolgadas. estão associados a extensas superfícies aplainadas. Além disso. é obtida quando solos com escuro. a presença de "cuestas" e morros testemunhos está sempre associada a esse tipo de coluvião. de arenito (Fm. em geral. A classificação tátil-visual é o sistema de classificação geotécnica mais empregado. mesmo nesses homogêneos e isotrópicos. pouco pode ser feita pela presença de linhas de seixo ("stone lines"). em particular a granulometria. Devem espessura. Os solos superficiais são caracterizados pela sua cor homogênea e pela sua Quando a separação é impossível. geomorfológicas típicas dos coluviões também são utilizáveis. a identificação do SA pode tornar-se muito difícil. por solos e blocos. pouco siltosa. de basalto. considerando-se sua origem geológica: blocos de rocha "in situ". argila arenosa fina. propriedades geotécnicas podem ser utilizadas. consequência da ausência total das estruturas da rocha mãe. típica de • Estratificação nítida a N30o . podem ser utilizados os sistemas de classificação de facilitada pelas diferentes atitudes dessas estruturas em cada bloco. em cotas mais altas do que os geológica e por um sistema de classificação geotécnica. a ausência de SA. a diferenciação entre os dois tipos de solo textura uniforme. Os solos de alteração são facilmente identificáveis pela heterogeneidade e Quando os coluviões capeiam solos superficiais. A presença de argila orgânica é determinante da ocorrência de Para fins de obras rodoviárias. que são a grande maioria. apropriado ao tipo da obra. com pequena espessura. blocos de basalto (RAD/RS) com diâmetro entre 0. entretanto. principalmente pela facilidade com que pode ser aplicado no campo ou em amostras de Quando constituídos por blocos de rocha xistosa ou estratificada. características coluvionares ocorrem depositados sobre aluviões. matriz de solo areno argiloso. que se refletem • ALUVIÃO (AL). os diabásios e alguns arenitos. servindo. Quando disponíveis. coluvionares.7 m em não são notáveis quando os corpos coluvionares são pouco espessos. caracterizam a ocorrência de terraços fluviais.2 e 0. encaixados. usa-se a expressão solo resíduo-coluvial para isotropia. solos superficiais derivados de rochas brandas. da mesma forma que sedimentos aluvionares. com fraturas preservadas a N310o.2 Terminologia granulometria diferente. 17 18 . Marília). em geral. os coluviões de recuo verticais. por apresentarem grande extensão e Os exemplos acima são simplificados. tanto o solo eluvial como o colúvio. cinza amarelada.5m. vermelho A identificação de coluviões. Nos tálus constituídos laboratório. Os aluviões e terraços apresentam-se. com nódulos argilosos e seixos até 1 em índices de resistência à penetração uniformes ao longo do perfil. Os corpos de tálus podem ser confundidos com solo residual com blocos de rocha. Como elemento auxiliar a cor mais clara dos coluviões e suas casos. muito porosa. RAD ou R2 e RAM ou R3). TABELA 1 • RAD (basalto). geral. de tal sorte que. modificando suas características de resistência. rocha alterada dura (RAD). com 30 % de blocos de RAD (basalto). as propriedades da rocha que cuidados especiais para a identificação dos horizontes de rocha a partir dos métodos de determinam sua resistência à alteração estão intimamente ligadas àquelas que definem sua perfuração. conforme discutido no item 4. rochas resistentes. apresentarão as três classes de alteração (RS ou R1. (*) Classes: R1. escavação e perfuração. quanto maior for a resistência mecânica A presença de matacões imersos no solo ou de blocos de rocha nos contatos da rocha. de até 20 cm de diâmetro e até 1 m acima do topo de RAM. Certas rochas sedimentares muito brandas. sendo o método de escavação o critério definidos grupos de rocha e limites entre as classes através da resistência à compressão mandatório.2 Classes de alteração de rocha MUITO R3 e S2. em cimento argiloso. nas rochas abaixo de 2 MPa BRANDAS <10 somente S2 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- As apreciáveis variações da resistência à alteração. solo de alteração (SA) dificultam a atribuição de classes ou graus de alteração baseados na alteração mineralógica. como um arenito mal cimentado. como os evaporitos e boa 7. sequer apresentam a classe R3.7. R3 e S2 Em rochas expansivas. CRITÉRIOS DE CAMPO PARA A IDENTIFICAÇÃO DOS HORIZONTES DE ROCHA outras. • SA de basalto. Assim.2. maior será sua resistência à Entretanto. de tal sorte que. R3. poderá apresentar apenas a classe R3 (RAM).1 Terminologia parte dos sedimentos da Bacia de São Paulo. enquanto 19 20 . qualquer rocha à compressão uniaxial (RCU). R2. R2. em determinadas situações. maior será sua resistência à alteração. acrescentando-se a presença de blocos ou solo e puntiforme com esclerômetros ou pode ser estimada através da reação ao martelo de a porcentagem relativa desses materiais. resistência mecânica. como os granitos e gnaisses. como no caso de folhelhos e argilitos. Além disso.5 m de diâmetro. R3 e S2.4. em geral. S2. a identificação dos horizontes também poderá apresentar alguma dificuldade devido ao empastilhamento MÉDIAS 30 a 100 R2. R1 presente nas rochas com RCU mais alto resultante da expansão. oferecidas pelas rochas. são necessários uniaxial (RCU). DURAS >100 todas. a utilização de classes de alteração associadas aos processos de alteração. Deve ser observado que. R3 e S2. sempre será enquadrada em determinado processo de estimativas feitas no campo. conforme os exemplos abaixo: geólogo. menos resistentes. que pode afetar desde o solo de alteração até a rocha sã. como as sedimentares com intimamente ligadas àquelas que definem sua resistência mecânica. solo de alteração. rocha sã (RS). R1. quanto maior for a resistência mecânica da rocha. Este parâmetro foi escolhido uma vez que. com matacões dispersos de RAD/RS de até 1. permite universalizar sua aplicação. BRANDAS 10 a 30 R2. obtida através de ensaios de laboratório e ensaios e em qualquer estágio de alteração. por serem escaváveis com lâmina de aço. a resistência à compressão SA/RAM e as zonas de transição que podem ocorrem no contato RAM/RAD deverão ser uniaxial (RCU) pode ser obtida no campo através de medidas de resistência a compressão identificadas pelo material predominante. A separação entre os horizontes de rocha deve ser feita segundo os métodos de Para orientar a aplicação das classes de alteração aos vários tipos de rocha foram escavação e perfuração apresentados na Figura 1. uma vez que. rocha alterada mole (RAM). o que as coloca na classe S2. Um dos parâmetros que mede a resistência das rochas é a chamada resistência escavação e perfuração. R2 ausente nas rochas com RCU mais baixo 7. certas rochas. com zonas de RAM e faixas sub horizontais de até 10 cm de GRUPOS DE ROCHA PARA APLICAÇÃO DO PERFIL DE INTEMPERISMO espessura de SA e GRUPO RCU (MPa) CLASSES DE ALTERAÇÃO PRESENTES (*) • SS de arenito. sequer apresentam minerais sãos. uma vez que. Essa dificuldade é maior nas rochas metamórficas de baixo grau e nas As propriedades da rocha que determinam sua resistência à alteração estão rochas sedimentares brandas. 26) Explique detalhadamente o ciclo das rochas. de maneira sucinta. 24) O que são rochas sedimentares? 11) Fale sobre as principais diferenças entre as partículas de textura grossa e fina e como cada um destes grupos influi nas características dos solos (estrutura. 22) Quais as principais diferenças entre solos orgânicos e a 10) Fale sobre a influência do agente de transporte na formação de solos sedimentares (se linhito? possível desenhar curvas granulométricas típicas para diferentes agentes de transporte). 21 22 . 20) O que caracteriza um solo transportado? 9) Distinga intemperismo físico de intemperismo químico citando as principais características dos solos formados pela predominância de um ou outro tipo de 21) O que são solos sedimentares? intemperismo. d) Sensibilidade e) Atividade 3) Classifique os solos baseado em critérios granulométricos. 15) O que é alteração de rocha? 5) O que são solos Residuais? 16) Como se dá o fenômeno de alteração? 6) O que são Solos Aluviais? 17) Descreva o processo de alteração do granito? 7) Quais são os constituintes dos Solos? 18) Porque se utiliza a denominação de solo residual? 8) Descreva. sensibilidade. citando as características predominantes de cada 23) O que são rochas ígneas ou magmáticas? horizonte de intemperismo. Comente a possibilidade de em um perfil qualquer de solo encontrarmos uma camada de solo residual 19) Porque o intemperismo nos trópicos foi mais acentuado? sobrejacente a uma camada de solo sedimentar. enfatizando o porquê da complexidade e variação estrutural dos solos finos. os arranjos estruturais típicos de solos grossos e finos. 25) O que são rochas metamórficas? atividade. etc). de maneira sucinta. 14) O que você entende por laterização? 4) Explique como o horizonte O pode ocorrer abaixo de outros horizontes. 12) Descreva. Descreva um perfil de solo residual.EXERCÍCIOS 13) O que você sabe sobre os seguintes termos? a) Superfície específica 1) Como os solos são formados? b) Estrutura indeformada e amolgada c) Tixotropia 2) Faça um perfil esquemático mostrando os horizontes do solo (idealizado). os processos de formação rocha−solo. 5 (argilas) e para argilas moles e/ou orgânicas: até e > 3 – Porosidade (n) Relação percentual entre o volume de vazios e o volume total : n Vv 100% V – Grau de saturação (S) Relação percentual entre o volume d’água e o volume de vazios: S Vw 100 Vv S = 100% solo saturado S < 100% solo não saturado 23 24 . 0. – Teor de umidade (w) Relação percentual entre o peso de água e o peso de sólidos: AS TRÊS FASES DOS SOLOS FASE SÓLIDA esqueleto mineral • partículas minerais e orgânicas w Ww 100% Ws FASE LÍQUIDA poros Determinação: método da estufa (anexo NBR 6458/84).4 a 1 (areias). método da frigideira (medido • água molecular expedito para campo).3 a 1. speed moisture test (medida da pressão do gás acetileno • água adsorvida gerado pela reação da água do solo com • água capilar carbureto de cálcio) • água livre Valores comuns: 10 a 40%. solos argilosos moles: até w > 100% • água higroscópica FASE GASOSA poros – Índice de vazios (e) • ar Relação entre o volume de vazios e o volume de sólidos: v V e Vvs Valores comuns: 0. INDICES FISÍCOS ÍNDICES FÍSICOS Constituem as relações entre pesos e volumes do solo. o método tradicional é a secagem Determinação: ensaio de picnômetro (NBR 6508/84) em estufa. na qual a amostra é mantida com temperatura entre 105 °C e 110 °C. o que significa que ela perdeu a sua água por evaporação. ou seja: É função da composição mineralógica do solo: decresce com MO e aumenta na presença O volume dos sólidos (Vs) é obtido através do ensaio de Massa Específica Real dos de minerais pesados (óxidos de ferro). o volume de vazio (Vv) é a diferença entre os dois. s Vs Para determinação do peso seco e da massa de água. A umidade do solo ou teor em água é definida como a massa da água – Peso específico real dos grãos ( s) Relação entre o peso e o volume dos sólido contida em uma amostra de solo dividido pela massa de solo seco . até que apresente peso constante. 25 26 . o volume total da amostra (V) é calculado. ou seja é uma grandeza adimensional e portanto não possui unidade. e é definida como o volume dos – Peso específico aparente natural ( ou nat) Relação entre o poros (Vv) dividido pelo volume total (V) de uma amostra de solo. o volume de vazio (Vv) é a diferença entre os dois. O peso da água é determinado pela diferença entre o peso da amostra e o peso seco . Índice de vazios (e) é expresso como um número. Determinação em campo: método do cilindro cortante (NBR 9813/87) e método do frasco de areia (NBR 7185/86) O volume dos sólidos (Vs) é obtido através do ensaio de Massa Específica Real dos Valores comuns: 16 a 21 kN/m3. por exemplo.5 kN/m3 (quartzo) Alguns solos Os poros dos solos. Grãos. que apesar de também serem chamados de volume de vazios. sendo expressa em quilogramas de água por quilogramas de solo. Hidrostática e por consequência. solos orgânicos moles: < 15 kN/m Grãos. ou seja: peso e volume totais: W V em kN/m 3 O volume total (V) é composto pelo volume dos poros V v e pelo volume dos sólidos Vs. e é definido como o volume dos poros (V v) dividido pelo volume ocupado pelas partículas sólidas (V s) de uma amostra de solo. o volume total da amostra (V) é calculado. multiplicando-se por 100. lateríticos: até mesmo > 28 kN/m3 podem estar preenchidos com água (quando solo está saturado). que é a forma mais comum encontrada na natureza. Desta forma temos: No Brasil a determinação da umidade do solo é padronizada pela NBR 06457. tem-se em 3 Ws em kN/m percentagem. ou. com ar (quando o solo está Densidade dos grãos (G): s totalmente seco) ou com ambos. G w porosidade do solo (n) é expressa em percentagem. por exemplo. pelo Método da Balança Hidrostática e por consequência. Valor de referência: 26. pelo Método da Balança 3 Valores de 25 a 28 kN/m . Sabendo-se que o peso específico dos grãos é de método do cilindro de cravação. o teor de umidade De um modo geral este valor não varia muito de solo para solo. Não importa se é argila. ou seja: secagem se obteve a massa igual a 465 g. que é a forma mais comum encontrada na natureza. O volume da sua água sem entretanto variar seu volume. a) Determinar o teor de umidade. 4) Uma amostra argilo-siltosa. O ensaio para determinação do Peso Específico Real dos Grãos é padronizado no Brasil 2) Uma amostra de areia saturada tem volume de 18 cm³ e massa de 30 g. o qual será compactado num molde. ou seja: O volume de vazio (Vv) é obtido pela diferença entre o volume dos sólidos (Vs). pelo Método da Balança Hidrostática. A porosidade tem influência no arrasto e na permeabilidade de solos. Sabendo-se que o peso específico dos grãos (partículas) é de 2. com ar (quando o solo está peso conhecidos. O peso deste frasco coletor é de 400g. O volume do solo será igual ao volume interno do cilindro e seu peso igual ao totalmente seco) ou com ambos. uma amostra por simples pesagem e em seguida determinar seu volume baseando-se no princípio de Arquimedes.66g/cm3 determine: 27 28 . água (Va) é obtido na determinação da Umidade do solo. O solo seco em estufa apresentou um peso de 1600g. Os poros dos solos. EXERCICIOS peso específico real dos grãos é definido numericamente como o peso dos 1)Tem se 1400g de solo úmido. a amostra passou a pesar 900g. Determinar o teor de umidade do solo considerando a massa da cápsula se 50 g. cujo volume é de sólidos (Ps) dividido pelo seu volume (Vs). Após a pela norma ABNT NBR 6508/84. peso total subtraído do peso do cilindro.65g/cm3 determine: a. que apesar de também serem chamados de volume de vazios. o grau de saturação areia ou pedregulho pois o fator preponderante é a sua mineralogia. O método consiste basicamente em determinar o peso seco de secagem total em estufa seu volume e massa passaram a ser de 11 cm³ e 20 g respectivamente. Se S=0% significa que o solo está totalmente seco. que é padronizado no Brasil pela norma ABNT NBR 09813/87. a porosidade c. é o método da balança hidrostática que utiliza o Princípio de Arquimedes e Grau de saturação (S) é expresso em percentagem. Quando S=100% dizemos que o solo está saturado porque todos os seu poros estão preenchidos com água. O método consiste basicamente na cravação no solo de um molde cilindrico de dimensões e podem estar preenchidos com água (quando solo está saturado). que é calculado através do ensaio de Massa Específica Real dos Grãos. Esta amostra juntamente com a cápsula foi levada a estufa e após solo (P) dividido pelo seu volume total (V). ou seja. 2. e o volume total da amostra O valor obtido corresponde ao peso específico que o solo teria se ele perdesse toda a (V) que pode ser calculado. depende principalmente da rocha matriz que deu origem ao solo. ou seja: 1000 cm3. Outro ensaio muito utilizado. 3) Uma amostra de solo úmido acondicionado em uma cápsula de alumínio tem uma peso específico natural do solo é definido numericamente como o peso total do massa de 500 g.pesou 1300g. e é definido como a "relação entre no Brasil é realizado com base na NBR 6508/84 o volume de água (Va) e o volume de vazios (Vv)" (PINTO. principalmente quando os corpos de prova possuem volumes irregulares. colhida em um frasco com capacidade volumétrica de 600 O ensaio mais comum para determinação do peso específico natural do solo in situ é o cm3. 2000) presente em uma amostra de solo. b. Após a secagem em estufa à 105oC. ou seja: peso específico aparente seco é definido numericamente como o peso dos sólidos (Ps) dividido pelo volume total (V). por exemplo. cujo volume é de 1000 cm 3. este solo apresentou peso de 1100 g. 
 Uma amostra arenosa.32 g. este solo apresentou peso de 1100 g. a amostra passou a pesar 870g. de 2. h) A porosidade i) O grau de saturação 3) Qual a quantidade de água a ser acrescentada a uma amostra de 1500 g com teor de umidade 17%.5 cm³ e 19. 5) Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso tem uma altura de 12. diâmetro de 5 cm. este solo está acondicionado em um cilindro de 1000 cm³. a porosidade g. o índice de vazios. Sabendo-se que o peso específico dos grãos é de respectivamente. este solo está acondicionado em um cilindro de 900 cm³. Após seco em estufa.70 g/cm³. grau de saturação.66g/cm3 determine: 5) Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso tem uma altura de 13 cm e diâmetro d.8 g. determinar os índices f.25 g e após sua secagem passou para 418. Após a grãos é de 2. Após a 594cm3. colhida em um frasco com capacidade volumétrica de 4) Uma amostra de argila saturada tem volume de 17. c) O teor de umidade. Determine: secagem em estufa se obteve a massa seca da amostra igual a 364 g. passou para 418. 64g/cm³. este solo apresentou peso de 1000 g. Sabendo-se que a massa específica do sólidos é de 2. O peso especifico dos grãos é umidade 17%. Após a a) Teor de umidade. indicados no item abaixo: a) Teor de umidade. 6) Tem-se 1800 g de solo úmido.8 g.5 cm e diâmetro de 5 b) A porosidade.60 g/cm³.67g/cm3 determine: a) Determinar o teor de umidade.5 cm e 1) Tem-se 1500 g de solo úmido.4 cm³ e massa de 29. Determine: a) O teor de umidade 17) Uma amostra de argila saturada tem volume de 17.25 g e após sua secagem Após seco em estufa. índice de vazios. o grau de saturação físicos do solo no seu estado natural. O c) O teor de umidade. Determinar o teor de g) O teor de umidade umidade do solo considerando a massa da cápsula se 39 g. para que essa amostra passe a ter 30% de umidade. determinar os índices físicos do d) O grau de saturação. Feita a secagem em estufa à secagem total em estufa seu volume e massa passaram a ser de 10. 1)Tem se 1900g de solo úmido. solo seco em estufa apresentou um peso de 1705g. Sabendo-se que a massa específica do sólidos é de 2. este solo está acondicionado em um cilindro de 1000 cm³. 2. Sabendo-se que o peso específico dos grãos d) O grau de saturação (partículas) é de 2. O peso especifico dos 2) Uma amostra de solo úmido em cápsula de alumínio tem uma massa de 462 g. indicados no item abaixo: d) O teor de umidade a) Teor de umidade. Determine: determinar os índices físicos do solo no seu estado natural. para que essa amostra passe a ter 30% de umidade. A massa úmida do corpo de prova é 478. o índice de vazios.pesou 1280g. cm. a porosidade e o grau de saturação: secagem em estufa se obteve a massa seca da amostra igual a 364 g. a porosidade e o grau de saturação: e) A porosidade f) O grau de saturação 19) Tem-se 1500 g de solo úmido. A massa úmida do corpo de prova é 478. a) O índice de vazios.4 cm³ e massa de 29. solo no seu estado natural. 66 g/cm³.6 g b) A porosidade respectivamente. o índice de vazios.70 g/cm³. a porosidade e o grau de saturação: 6) O que significam os índices físicos dos solos? a)Teor de umidade. Determinar o teor de umidade do solo considerando a massa da cápsula se 39 g. c) O grau de saturação a) Determinar o teor de umidade 18) Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso tem uma altura de 12. o qual será compactado num molde.5 cm³ e 19. 66 g/cm³. indicados no item abaixo: 15) Uma amostra de solo úmido em cápsula de alumínio tem uma massa de 462 g. o teor de umidade de 6 cm. A massa úmida do corpo de prova é 500 g e após sua secagem passou para 420 e. 16) Qual a quantidade de água a ser acrescentada a uma amostra de 1500 g com teor de Após seco em estufa. aparente seco? b) A porosidade.6 g 105oC. 29 30 . O peso especifico dos grãos é de 2. Sabendo-se que a massa específica do sólidos é de 2.32 g. porosidade. O peso deste frasco coletor é de 350g. 14) Qual a diferença entre o peso especifico natural do solo para o peso especifico a) O índice de vazios. Após a secagem total em estufa seu volume e massa passaram a ser de 10. parte deste material fica no local para nivelar áreas com depressões. As diferenças obtidas no volume de material escavado ou compactado é conseqüência de um fenômeno conhecido como empolamento. .66%. 44.81. 70.78%. O seu peso seco é de 635 g e a densidade dos grãos é 2. 0.34%. ATERRO .42. O solo. 100%. remanejando-o.90.90.Deve-se evitar mistura com entulho para não gerar espaços ocos. a porosidade e o grau de saturação. 0. Marco Pádua Relembrando . 53.90%. 40. 10.As camadas devem ter no máximo 30 cm. 32. a) 0.70 g/cm³. a porosidade.58. nivelado. Irregular. . indicados no item abaixo:Teor de umidade. 40. caracteriza as Movimentações de Declive. d) 8. . se o fundo de terreno estiver mais baixo que a rua. Esta operação demanda uma compactação para melhor acomodação. 66. Os resultados são . 5. 39. quando não houver um ensaio em laboratório. Como parâmetro peso de 700 g. com o objetivo de melhorar sua conformação topográfica.12%. 36. 61. determinar os índices físicos do solo no seu estado natural. adota-se resultados são respectivamente: 40 %. .55 g/cm 3. 20. Os de medição do aumento de volume. 16.é característico de áreas onde encontramos um aclive.24%. Prof. realizadas no terreno mais alto que a rua.32 g. aumento no volume que deverá ser computado em valores gastos com transporte. 0. Sabendo-se que a massa específica do sólidos é de 2. ocasionando um 31 32 .10%. lotes urbanos normalmente encontrados em loteamentos. passamos a fase seguinte.30%. necessário. argiloso deve ser até 24 %.87%.10%. Terra.60. Determinar o índice de vazios. 66.A compactação pode ser manual através de peso ou mecânica com equipamento 22) Um corpo de prova cilíndrico de um solo argiloso tem uma altura de 12.55%.25 g e após sua secagem próprio. Devemos cortar o excesso de material. se o perfil do terreno intercepta a linha referente ao nível da calçada pelo Dividem-se em: menos uma vez. o índice de vazios. d) 0.A proporção de água para material a) 19. Às 21) Uma amostra de areia úmida tem um volume de 450 cm 3 em seu estado natural e um vezes.60%.12%. 22. criando-se então.27%. 7. ou seja.10%.se o perfil do terreno declina tornando o fundo mais baixo que a rua b) 0. nomeamos declive e assim temos que adicionar material até obtermos um platô c) 0. 80. Alguns itens devem ser observados: . . iremos locar as futuras MOVIMENTO DE TERRA paredes da edificação.62%. 20%.15%.Adicionamos água para melhor acomodação.40%.20%. mecânicas ou hidráulicas.33%. o perfil do terreno se eleva culminando num ponto mais elevado no fundo. Esta operação gera uma desagregação. 0.39. sendo uma alteração de rochas que ainda se mantém sob forças coesivas naturais geram um aumento no seu volume quando da sua desagregação. as condições necessárias para dar inicio a obra. SITUAÇÕES: Vamos considerar como exemplo. passou para 418. se o fundo do terreno estiver O conjunto de operações manuais.Para cálculo estimativo também consideramos 40 % no aumento de volume c) 14.Para material respectivamente: arenoso adicionamos até 15 % de água em volume.5 cm e diâmetro de 5 cm. b) 20. CORTE . 23. Após a execução das operações de terra.10%. o teor de umidade e o grau de saturação.20%. A massa úmida do corpo de prova é 478.30.Quanto ao perfil encontrado temos: Aclive. ou seja. CLASSIFICACAO DOS SOLOS Em linhas gerais. o Índice de Plasticidade (IP) é obtido através da diferença numérica entre o Limite obras de engenharia.argilas 2. em três grandes grupos: Não existe consenso sobre um sistema definitivo de classificação de solos. sendo que os mais utilizados no a) Solos grossos : aqueles cujo diâmetro da maioria absoluta dos grãos é maior que 0.foi criado pelo engenheiro Arthur Casagrande para aplicação em obras de aeroportos.sistema de classificação de solos. Apesar da sua natureza fundamentalmente G Areia S Silte empírica. por isso deverão ser priorizados em qualquer sistema de classificação.técnica pela qual os diversos tipos de solos são agrupados e arenosos com pouca quantidade de finos (silte e argila). qualquer definição de um predominantes de seus grãos. estes valores são de grande importância em aplicações de Mecânica dos solos. Através duma série de testes e ensaios é possível definir o Limite de liquidez. designados em função das frações preponderantes dos diversos diâmetros de partículas que os compõem. A Classificação Granulométrica é base para as demais. geralmente fibrilares e extremamente compressíveis. os solos são classificados. Qual será o volume transportado para o bota fora. 33 34 . Classificação Granulométrica . Classificação tátil-visual . os aspectos que abordam o comportamento do solo têm mais relevância sobre aqueles de liquidez (LL) e o Limite de plasticidade (LP).23) Se O volume da caçamba do caminhão de transporte é de 5 m3. são retidos na peneira n. ou seja: que denotam sua constituição. por consequência.074mm. e quantos caminhões/viagens serão necessários? 3. 24) O que é empolamento de solo? No sistema unificado os tipos de solos são representados pelo conjunto de duas letras conforme tabela ao lado. A Classificação Tátil-visual é O Limite de plasticidade (LP) é o teor de umidade abaixo do qual o solo passa do estado plástico para o bastante empregada pelos engenheiros de fundações que se baseiam nos modelos clássicos mas também estado semi-sólido. 200).sistema baseado no tato e na visão. O limite de liquidez (LL) é o teor em água acima do qual o solo adquire o comportamento de um líquido. O Sistema Rodoviário é mais utilizado na construção de rodovias enquanto limite de fronteira terá de ser arbitrário. e nos limites de consistência do material. neste sistema. Siltes . para as Na Mecância dos solos. tais como a PE M Argila determinação do Índice de plasticidade e a actividade ou Atividade dos solo C Solo Orgânico O Bem Graduado W Mal Graduado P Alta Compressibilidade H Baixa Compressibilidade L Turfas Pt Turfas 4. Os limites de Atterberg ou limites de consistência são um método de avaliação da natureza de solos criado por Albert Atterberg. De um modo geral. o Código Cascalho ou Seixo Limite de plasticidade e o Limite de contração de um solo. que o Sistema Unificado tem a sua maior utilização nas obras de barragens. b) Solos finos : aqueles cujo diâmetro da maioria absoluta dos grãos é menor que 0. A primeira letra indica o tipo principal e a segunda a descrição complementar. Sistema Rodoviário de Classificação . utilizam do conhecimento prático do comportamento do solo de sua região. baseado na granulometria c) Turfas : solos altamente orgânicos. Por exemplo. o volume calculado no corte (escavação) é de 40 m3 e o empolamento do tipo de solo é de 25% (terra seca).074mm (mais que Brasil são: 50% em peso. principalmente em barragens de terra. ou seja ele perde a capacidade de ser moldado e passa a ficar quebradiço. agrupando os solos segundo os tamanhos A passagem do estado sólido para o estado líquido é gradual. contudo seu emprego foi generalizado sendo muito utilizado atualmente pelos engenheiros geotécnicos. Pedregulhos – areias – solos pedregulhosos ou 1. CL corresponde a uma argila de baixa compressibilidade. dos seus grãos. Sistema Unificado de Classificação de Solos . São necessários pois possibilitam a transmissão do conhecimento. entre muitos outros.. mole. • A classificação baseada em parâmetros físico jamais traz uma informação mais completa que os próprios parâmetros obtidos. • Corre-se o risco da supervalorização da informação associada. propriedades índices granulometria e plasticidade CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA DOS SOLOS INTRODUÇÃO A diversidade e a enorme diferença de comportamento apresentada pelos diferentes solos natural agrupamento em conjuntos distintos aos quais são atribuídos algumas propriedades classificação dos solos..) – pela sua evolução pedogenética classificação pedológica dos solos – por características peculiares: presença de MO.. Objetivo principal de se classificar um solo sob o ponto de vista de engenharia estimar seu provável comportamento ou ao menos orientar o programa de investigação necessário. Tendência racional de organização + experiência acumulada sistemas de classificação dos solos Validade dos sistemas de classificação ?! • A necessidade de se utilizar limites numéricos descontínuos para representar características progressivamente variáveis. Classificar um solo incluí-lo em um determinado grupo composto por solos de características e propriedades geotécnicas similares. coluviais. • Representam a realidade dos solos onde foram desenvolvidos. FORMAS DE CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS – pela origem solos residuais e solos transportados (aluviais. argila. bem graduada. São fundamentais índices numéricos que universalizem os critérios adotados: areia.. . – pelo tipo e comportamento das partículas constituintes sistemas de classificação dos solos baseados em propriedades-índices mais empregados em engenharia 35 36 . compacta. estrutura. . Empregado na classificação de solos em engenharia rodoviária e em Os solos são classificados pela fração granulométrica dominante Pedologia.EUA Diagrama textural empregado em levantamentos de solos no Brasil (Lemos e Santos. e subdominante: argila arenosa. Exs: Diagrama trilinear textural do Bureau of Public Roads . Baseada tão somente na distribuição granulométrica dos solos. . CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA DOS SOLOS CLASSIFICAÇÃO GEOTÉCNICA DOS SOLOS SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO BASEADOS – Sistema trilinear de classificação textural Um diagrama trilinear (ou triangular) permite a classificação NAS PROPRIEDADES ÍNDICES textural dos solos considerando as porcentagens das frações Classificação granulométrica dos solos areia. silte argiloso.. areia siltosa. 1982) – Escalas granulométricas mais usadas 37 38 . silte e argila obtidos dos ensaios granulométricos.. – solos de comportamento não-laterítico (N) As quais se subdividem em 7 grupos: • LG’: argilas lateríticas e argilas lateríticas arenosas. (Parsons. obras de terra em geral e e h= 50mm) por um número de golpes crescente até atingida a massa mapeamento geotécnico envolvendo solos tropicais. • NA’: areias siltosas e areias argilosas não-lateríticas.miniatura.Solos compactados por equipamento miniatura . 8. – solos de comportamento laterítico (L) São compactados 5 a 6 CPs com diferentes teores de umidade de compactação (abrangendo o ramo seco. A classificação divide os solos em duas grandes classes de 4. o ramo úmido e o entorno da wót. • NA: areias siltosas com siltes quartzosos e siltes argilosos não- lateríticos. Em intervalos crescentes (em escala geométrica) do número de golpes (2. SUCS) para solos tropicais. argilas siltosas e argilas arenosas não-lateríticas.compactação. ENSAIOS DA CLASSIFICAÇÃO MCT – Ensaio de compactação Mini-MCV – Ensaio de perda por imersão 39 40 . 64.. C .). siltes arenosos e siltes argilosos não-lateríticos. De acordo com ensaios padronizados é possivel classificar os solos em um dos sete grupos e prever suas propriedades mecânicas e hidráulicas quando compactados. • LA: areias com pouca argila laterítica.16.Mini-MCV) compreende a determinação de propriedades mecânicas e hidráulicas a partir de corpos de prova de 50 mm de diâmetro compactados. específica aparente máxima.) é avaliada a variação na altura do CP. previamente secas ao ar e passantes na peneira #10 são compactadas com umidades de compactação diferentes em moldes cilíndricos ( = 50mm Uso obras viárias (principal). A classificação MCT é parte integrante da Metodologia MCT que Normatização norma DNER-ME 258/94 . • NG’: argilas. A altura está comportamento: relacionada com a densidade seca do CP.tropical baseada em propriedades mecânicas e hidráulicas de solos Desenvolvido com base no ensaio Moisture Condition Value compactados. 32.CLASSIFICAÇÃO MCT DE SOLOS TROPICAIS CLASSIFICAÇÃO MCT DE SOLOS TROPICAIS INTRODUÇÃO Ensaio de compactação Mini-MCV Classificação MCT M . T . . • NS’: siltes cauliníticos e micáceos. – Método de ensaio Origem Nogami e Villibor (1981) a partir das limitações das Ensaio de compactação com energia variável amostras de solo classificações tradicionais (HRB. 1976).. • LA’: areias argilosas lateríticas. 06 mm argila < 0.4An) x log n o • TEXTURA forma e tamanho das partículas de golpes (para cada umidade de compactação) Permite a obtenção do coeficiente c’ . segundo limites convencionais frações granulométricas Permite obter o coeficiente d’ .002 < < 0.002 mm 41 42 .6 < < 2.0 < < 60 mm pedregulho grosso 20 < < 60 mm pedregulho médio 6.0 mm areia grossa 0.0 mm areia média 0.NBR 6502/95) curva de compactação correspondente a 12 golpes (correlacionável Fração granulométrica Diâmetro equivalente com a energia do Proctor Normal) matacão 200 < < 1000 mm pedra de mão 60 < < 200 mm pedregulho 2.6 mm areia fina 0.2 mm silte 0.A4n) = 2 mm PROPRIEDADES HIDRÁULICAS • CLASSIFICAÇÃO TEXTURAL – Quanto ao tamanho dos grãos • solos granulares predominam partículas visíveis a olho nu • solos finos predominam partículas não visíveis a olho nu – Quanto a forma dos grãos • grãos angulares a subangulares • grãos arredondados a subarredondados • grãos lamelares • grãos fibrilares • CLASSIFICAÇÃO GRANULOMÉTRICA • Gráfico da família de curvas de compactação construídas Classificação das partículas segundo seus diâmetros equivalentes com pontos de variável umidade e cte energia de compactação.inclinação da curva de • GRANULOMETRIA medida dos tamanhos das partículas deformabilidade para Mini-MCV = 10 COMPORTAMENTO MECÂNICO Mini-MCV= 10 (log Bi) TEXTURA Bi = no de golpes correspondente a variação de altura (An.2 < < 0. TEXTURA E GRANULOMETRIA DOS CLASSIFICAÇÃO MCT DE SOLOS TROPICAIS SOLOS – Resultados • Gráfico variação da altura do CP (An .0 mm areia 0.coeficiente angular do ramo seco da Escala granulométrica (ABNT .06 < < 2.0 < < 20 mm pedregulho fino 20 < < 2.06 < < 0. 074 • A porcentagem de partículas de diâmetro efetivo menor que D (% < D) em suspensão acima da profundidade z.100% Porcentagem acumulada retida: Pi/P Porcentagem acumulada passante: 100% .TEXTURA E GRANULOMETRIA DOS TEXTURA E GRANULOMETRIA DOS SOLOS SOLOS ENSAIO DE SEDIMENTAÇÃO ANÁLISE GRANULOMÉTRICA Lei de Stokes: “Supondo uma esfera caindo através de uma massa líquida Seqüência de procedimentos de ensaios normatizados que de extensão infinita.5 1/4” 6.4 #4 4.84 tempo pré-estabelecidos.0 de sódio).8 1½” 38.30 da esfera cuja massa é equivalente a da partícula em queda é dado #60 0. após os primeiros instantes da queda.1 1” 25.4 peneira #10 + água destilada + solução defloculante (hexametafosfato #10 2.2 2” 50. Pi/P % D s V ( i w ) % ( s w ) Ws 43 44 . esfera” relaciona o diâmetro equivalente das partículas (D) com a Ensaios (NBR 7181/84) velocidade de sedimentação (v) em meio líquido de viscosidade (κ) e peso específico ( ) conhecidos.60 • Admitindo-se forma esférica das partículas e expressando a #40 0. que é função do quadrado do diâmetro da visam determinar a distribuição granulométrica dos solos.1 3/8” 9. o diâmetro #50 0. 18 ASTM . #16 1.42 velocidade de queda como uma distância z i num tempo t i.série padrão abertura (mm) 3” 76. a esfera atinge uma velocidade constante.4 3/4” 19. é determinada pela densidade da suspensão ( i) obtida por um densímetro calibrado Porcentagem do peso total: Pi/P. #30 0.2 • Leituras de densidade e temperatura da solução em intervalos de #20 0.18 D #100 0.8 • Preparada solução homogênea de solo (de 50 a 120g) passante na #8 2.25 por: 18 zi #80 0. com relação ao Porções retidas em cada peneira: Pi material passante na peneira #10 ( %).15 ( s w ) ti #200 0. • peneiramento • sedimentação ENSAIO DE PENEIRAMENTO ( s w ) Porção de solo seco ao ar é peneirado em uma série padrão de v D2 peneiras. ABNT .2 mm). será obtida Terminologia . Para solos. à direita. onde em abscissas estão representados os Silte – solo que apresenta baixo ou nenhuma plasticidade. e ABNT.6 mm a 2. 10 90 20 80 30 70 Porcentagem Passante Porcentagem Retida 40 60 50 50 60 40 70 30 80 20 90 10 100 0 0.1. com diâmetro compreendido As partículas de um solo. quando suficientemente úmido.001 0.I.M (American Society for Testing Materials). ABNT (Associação ocorrência permitem obter a função distribuição de partículas do solo e que é denominada Brasileira de Normas Técnicas) e M..GRANULOMETRIA DOS SOLOS 3. A determinação do tamanho das partículas e suas respectivas porcentagens de (American Association for State Highway and Transportation Officials). conforme mostrada na Figura 3. as mais variadas. Apresentam características marcantes de plasticidade. argilas se utiliza à sedimentação dos sólidos no meio líquido.0 mm.0 m. o diâmetro equivalente será igual ao mm) e pedregulho grosso (20 a 60 mm). No Brasil a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT/NBR 6502/95) – A distribuição granulométrica dos materiais granulares. mas se usará sempre a expressão entre 2. distribuição granulométrica.H. 45 46 . molda-se Curva Granulométrica . não são esféricas.S.6 mm) e areia grossa porcentagem de ocorrência. areia média (0.T. comumente arredondado por intemperismo ou na fração grossa (areia e pedregulho) quanto na fração fina (silte e argila) se torna necessária a abrasão.Curva granulométrica por peneiramento e sedimentação de uma amostra de solo residual (Minas de calcáreo – Caçapava do Sul) Tabela 3.1 1 10 100 Diâmetro dos Grãos (mm) Figura 3.S.T.0 mm). análise granulométrica conjunta.06 mm e 2. apresenta coesão suficiente para construir torrões Argila Silte Areia Fina Areia Média Areia Grossa Pedregulho dificilmente desagregáveis por pressão dos dedos.A.0 mm.1 . enquanto que. com diâmetro superior a 1. granulométrica. com diâmetros compreendidos entre 0.M. Nesta tabela estão representadas as Todos os solos.1 Introdução Os solos recebem designações segundo as dimensões das partículas compreendidas entre determinados limites convencionais. quando se faz referência ao seu seixos. representativos dos pares de valores diâmetro equivalente - classificam-se em: areia fina (0.NBR NM248 facilmente em diferentes formas.2 mm a 0.002 mm e 0. diâmetro da menor esfera que circunscreve a partícula.I.O. Suas diâmetros equivalentes e em ordenadas as porcentagens acumuladas retidas. com uma dimensão compreendida entre 200 mm e 1. baixa resistência quando seco ao ar.T. em papel semilogaritmo permite traçar a curva de distribuição (0.O. pedregulho médio (6 a 20 tamanho.06 mm a 0. areias e pedregulhos. textura e 0 100 consistência em seu estado e umidade naturais.T. A. Estas características serão vistas na Unidade 4 (plasticidade e consistência dos solos).T (Massachusetts Institute of Technology).0 m.S. quando seco. Caracteriza-se pela sua plasticidade. grosso ou fino. Divide-se quanto ao diâmetro em: pedregulho fino – (2 a 6 mm). em sua fase sólida.06 mm.1. conforme Tabela 3.002 mm. Para os materiais granulares ou fração grossa do solo. As areias de acordo com o diâmetro A colocação de pontos. enquanto que para a fração fina este Areia – solo não coesivo e não plástico formado por minerais ou partículas de rochas com diâmetro é o calculado através da lei de Stokes. Argila – solo de graduação fina constituída por partículas com dimensões menores que 0.S.Escalas granulométricas adotadas pela A. diâmetros compreendidos entre 0.1 . são denominados cascalhos ou diâmetro equivalente da partícula ou apenas diâmetro equivalente. A. Pedregulho – solos formados por minerais ou partículas de rocha.2 Classificação dos solos baseados em critérios granulométricos 3. para siltes e Bloco de rocha – Fragmentos de rocha transportados ou não.A. Quando arredondados ou semi-arredondados.0 e 60.H. que tem partículas tanto Matacão – fragmento de rocha transportado ou não.Rochas e Solos define como: através do processo de peneiramento de uma amostra seca em estufa. É formado por partículas porcentagens que passam. à esquerda e as propriedades dominantes são devidas à parte constituída pela fração silte. M. contêm partículas de diferentes tamanhos em proporções classificações adotadas pela A.T.01 0. uma lavagem do solo na peneira nº 200. areias e pedregulhos. A separação dos sólidos.Série de peneiras de abertura de malhas conhecidas (ABNT/NBR 5734/80). porém não interessa a sua distribuição granulométrica. serem moldados sem rupturas e sem variação de volume. seguido da Plasticidade: secagem em estufa do material retido e posterior peneiramento.1 Processo de peneiramento • granulometria não é suficiente para caracterização. partículas menores que 2mm. Quanto o solo possui uma porcentagem grande de finos.075mm (#200). em diversas frações é o objetivo do peneiramento. Esta amostra será colocada na peneira de maior abertura da série comportamento geotécnico dos solos finos quanto à previamente escolhida e levada a um vibrador de peneiras onde permanecerá pelo tempo necessário à separação das frações. Para solos. faz-se.3. inicialmente. de um solo. plástico sólido semi-sólido líquido teor de umidade 47 48 . será obtida pelo processo de peneiramento de uma amostra de solo. Este processo divide-se em peneiramento grosso. Este • formados por partículas de grande área superficial processo é adotado para partículas (sólidos) com diâmetros maiores que 0. teor de umidade e mineralogia dos argilominerais presentes).2 . utiliza- se uma série de peneiras de abertura de malhas conhecidas (Figura 3. para siltes e argilas se utiliza o processo de sedimentação. secada em estufa e seu • propriedades plásticas estão relacionadas ao peso determinado. enquanto que. maiores que 2 mm (#10) e peneiramento fino. que tem partículas tanto na fração grossa quanto na fração fina se INTRODUÇÃO torna necessário à análise granulométrica conjunta. Para tal.3 Determinação granulométrica do solo PLASTICIDADE DOS SOLOS O ensaio de análise granulométrica do solo está normalizado pela ABNT/NBR 7181/82. A distribuição granulométrica dos materiais granulares.3. determinando-se a percentagem (argilominerais) interação com a água propriedades em peso retida ou passante em cada peneira. primeiramente. Este procedimento leva a resultados Propriedade apresentada por alguns materiais sólidos de mais corretos do que fazer o peneiramento direto. Solos finos 3. a amostra é.2). Teor de argila plasticidade Intervalo de umidade específico (estado plástico) plasticidade Argilominerais 1:1 < argilominerais 2:1 ESTADOS DE CONSISTÊNCIA Comportamentos diferenciados de um solo argiloso frente a variação no teor de umidade – Estado sólido: não há variação de volume do solo com a secagem – Estado semi-sólido: verifica-se variação de volume com a secagem – Estado plástico: facilmente moldável – Estado líquido: comportamento de um fluído denso Variação de volume Figura 3. partículas plásticas f(tipo de argilomineral). expansão e contração e à compressibilidade. da amostra seca. Para o peneiramento de um material granular. Fundamental na caracterização de solos finos f(teor de argila. por meio de movimentos regulares de vaivém. desta concha contra uma base fixa Limite de Plasticidade . por meio de 25 golpes a velocidade constante. Determinação: • Aparelho de Casagrande . químico Albert Atterberg adaptados e obtidos por ensaios cone metálico padronizado sobre uma amostra de solo moldada (norma padronizados por Arthur Casagrande britânica BS 1377:1975) Limite de Liquidez . Busca-se o teor de umidade no qual o solo argiloso apresenta Su= 25kPa.LL ou wl Teor de umidade limite entre o estado líquido e o estado plástico. correspondente a uma resistência não drenada de 2. Mínimo teor de umidade no qual é possível moldar um cilindro de solo com 3mm de diâmetro e 10cm de comprimento sem fissurar. Determina-se o teor de umidade no qual um cilindro de solo executado com a palma da mão. começa a fissurar ao atingir dimensões padrões ( = 3mm e l= 10cm) 49 50 . PLASTICIDADE DOS SOLOS PLASTICIDADE DOS SOLOS LIMITES DE CONSISTÊNCIA – Método do cone de laboratório Teores de umidade limites entre os estados de consistência Baseado na definição de wl.NBR 6459/84 • Ensaio de cone de laboratório – Método do aparelho de Casagrande Teor de umidade no qual se fecha uma ranhura feita no solo disposto em uma concha metálica. medida pela penetração de um pequeno Estudos do eng. sobre uma placa de vidro fosco.5 kPa. Determinação: ensaio de limite de plasticidade (NBR 7180/84).LP ou wp Teor de umidade limite entre o estado plástico e estado semi-sólido. profundidade e espessura das camadas do subsolo até uma determinada profundidade. • Características do terreno. INVESTIGACOES GEOTECNICAS 1) Classifique os solos baseado em critérios granulométricos. • Custo compatível com o valor da informação obtida 51 52 . Prospecção Geotécnica Objetivos do programa de investigação geotécnica a) Determinação da extensão. o que siginificam os limites de plasticidade e liquidez. compacidade ou consistência. lençóis artesianos ou suspensos. • Experiências e práticas locais. estado de alteração e variações. c) Informações sobre a profundidade da superfície rochosa e sua classificação. Na maioria dos casos os problemas de engenharia são resolvidos com base nas informações a) e b) SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO (NBR 6484/80) Escolha do método e amplitude da prospecção • Finalidade e proporções da obra. cor e outras características perceptíveis. Descrição do solo de cada camada. PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA DO SUBSOLO 2) Fale sobre os processos de identificação tátil − visual e como estes podem ser úteis para a engenharia geotécnica. de maneira resumida. d) Dados sobre propriedades mecânicas e hidráulicas dos solos ou rochas compressibilidade. Experiência acumulada 5) Descreva três procedimentos de identificação tátil visual e como estes são utilizados na classificação dos solos. resistência ao cisalhamento e permeabilidade. b) Determinação da profundidade do nível do lençol freático. PROBLEMA CONHECIMENTO GEOTÉCNICO DO SUBSOLO SOLUÇÃO 4) Descreva. INTRODUÇÃO 3) Ilustre e mostre os estados de consistência (limites de Atterberg ou limites de consistência) que o Embasamento teórico solo pode apresentar. indicando os limites de consistência que os separam. d) Explorações durante a construção necessárias no caso de imprevistos na fase de construção. 53 54 . sondagens e ensaios de campo. CLASSIFICAÇÃO DOS MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO GEOTÉCNICA MÉTODOS DIRETOS permitem a observação direta do subsolo ou através de amostras coletadas ao longo de uma perfuração ou a medição direta de propriedades in situ escavações.Definição de áreas mais próprias para as obras.5 a 1% do custo da obra Informações insuficientes ou inadequadas superdimensionamento PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA DO SUBSOLO no projeto e orçamentos majorados Etapas na investigação geotécnica a) Investigações de reconhecimento natureza das formações geológicas ( e pedológicas) locais e principais características do subsolo .Empiricamente 0. b) Explorações para anteprojetos e projeto básico escolha de soluções e dimensionamento. MÉTODOS INDIRETOS as propriedades geotécnicas dos solos são estimadas indiretamente pela observação a distância ou pela medida de outras grandezas do solo sensoriamento remoto e ensaios geofísicos. c) Explorações para projeto executivo informações complementares sobre o comportamento geotécnico dos materiais .Resolução de problemas específicos do projeto. – Métodos geofísicos objetivando compatibilizar os métodos de dimensionamento com as incertezas decorrentes das hipóteses simplificadoras adotadas nos cálculos.8 1. INTRODUÇÃO O conhecimento das condições de subsolo em um determinado local é uma condição Métodos indiretos fundamental para a elaboração de projetos de fundações e de obras de contenção seguros e econômicos.4 1. • tonalidade e textura das imagens .6 – reflexão. 1 2 • Métodos sísmicos Parâmetro In situ Laboratório Correlação Tangente do ângulo de atrito 1..5 2.2 1. a natureza dos carregamentos atuantes. Palheta e Pressiômetro 2 – gravimetria SPT e Dilatômetro Mais detalhes: ABGE (1998) .1 – Influência da qualidade da investigação nos fatores de segurança (Wright.5% do custo total da obra (Schaid. apud Schaid. as características do subsolo e as propriedades a serem formações geológicas.5 1.1 mostram os efeitos econômicos em obras em função dos níveis de investigação ondas acústicas. dependem do tipo da estrutura e das características específicas do subsolo. CAPÍTULO 2 .tipos litológicos. Os resultados apresentados na parâmetros físicos dos terrenos: velocidade de propagação de Tabela 2.3 1.5 • Métodos geoelétricos Temporária 2. – magnetometria. geotécnica são fundamentais para a elaboração de projetos geotécnicos seguros e econômicos. Nesta apostila serão descritos apenas alguns dos métodos para investigação geotécnica orbitais Técnicas de fotointerpretação: mais empregados. escavações a trado ou por circulação d’água e as sondagens rotativas). características estruturais. destacando-se os métodos de sondagem de simples reconhecimento (poços. estimativas das cargas de projeto e Permitem determinar a distribuição em profundidade de previsões a respeito das propriedades geomecânicas dos solos.unidades de solos e estruturas geológicas. geotécnicos empregados no dimensionamento de fundações e obras de contenção. 2. – crosshole e tomografia.very low frequency.4 – eletrorresistividade (sondagem elétrica vertical e caminhamento elétrico). • rede de drenagem .3 1. 2000).2 – Fatores de segurança propostos pela NBR 6122.Ground Penetration Radar ou georadar) Tabela 2. como por exemplo. devem ser função do nível de investigação adotado.. conforme apresentado na Tabela 2.2 – eletromagnéticos (EM . resistividade elétrica. Esta filosofia da diminuição dos fatores de segurança com o aumento das investigações geotécnicas está também prevista na norma brasileira de fundações. sonografia e ecobatimetria para A programação de sondagens deve satisfazer às exigências mínimas que garantam o conhecimento das condições do subsolo. Cone e o ensaio de Palheta) necessários para a previsão das propriedades geotécnicas • formas de relevo . PROGRAMAÇÃO DAS SONDAGENS – perfilagem sísmica contínua.5 Coesão (capacidade de carga de fundações) 1.tipos litológicos e solos. a NBR – polarização induzida. dos maciços de solo. sendo • Métodos potenciais normalizadas pela NBR 8036. e os ensaios de campo (SPT. O número de sondagens e sua localização em planta áreas submersas. 6122/96.4 1.4 – refração.3 1.INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS E DE CAMPO PROSPECÇÃO GEOTÉCNICA DO SUBSOLO 2.2. 1 CPT.cáp. campo magnético da Terra guardam estreitas relações com Tabela 2. etc. 2000) Tipo de estrutura Investigação precária Investigação normal Investigação precisa Principais métodos geofísicos: Monumental 3. No Brasil. As informações obtidas por meio dos métodos de investigação susceptibilidade a erosão e escorregamentos. • tipo de vegetação .7 1.3 1. A importância das investigações geotécnicas pode-se refletir nos fatores de segurança intrínsecos das obras de engenharia. 11 e Maciel Filho (1994) . contrastes de densidade e adotados.1.2% a 0. medidas. que recomenda que os fatores de segurança a serem aplicados nos parâmetros – potencial espontâneo.condicionantes estruturais e propriedades das sendo a escolha do tipo de investigação função de vários fatores. 1977 algumas características geológico-geotécnicas do subsolo..cáp.9 1. Coesão (estabilidade e empuxo de terra) 1. estima-se que o custo envolvido na realização das sondagens de – Sensoriamento Remoto .7 Permanente 2. VLF . GPR .Fotos aéreas e imagens reconhecimento varie normalmente de 0. A adoção de fatores de segurança é uma prática corrente. 6 13 55 56 .domínio do tempo. 2 m 2. A Figura 2. no mínimo.3. como por exemplo.0 m de lado (seção quadrada) ou 1. até qualquer revestimento para sustentar as paredes do furo e evitar o seu desmoronamento. A partir desta profundidade deve ser realizada a talhagem lateral do bloco na dimensão prevista (em geral um cubo de 20 a 30 cm de lado). até a profundidade que se deseja obter a amostra. ou com equipamentos mecânicos. 2. Em seguida procede-se o condicionamento da amostra parafinada dentro de uma caixa de madeira.3). e indeformadas para ensaios geotécnicos. DESCRIÇÃO DO EQUIPAMENTO O equipamento utilizado nas sondagens de simples reconhecimento por meio de BLOCO RETIRADO escavações por circulação d’água é constituído basicamente por: (INDEF ORMADO) ÿ Tripé com sarrilho. A NBR 9604/86 especifica os procedimentos para a execução de poços e trincheiras de inspeção em solos para a retirada das amostras. ÿ Tubos de revestimento com diâmetro interno de 2 ½”. ÿ Conjunto motor-bomba para circulação de água na perfuração. SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO – ESCAVAÇÕES A TRADO m² de área da projeção do edifício em planta. Além disto. Para as profundidades de assentamento das fundações ou de influência dos bulbos de tensões maiores profundidades ou para perfurações abaixo do lençol freático torna-se necessário a produzidos pelas mesmas. perfurações a elevadas profundidades. O procedimento consiste em realizar a escavação com seção transversal de. utilização de técnicas mais eficientes para evitar o desmoronamento do furo. apresentado 3.1.1 – Poço ou trincheira para retirada de amostras de solo respectivamente. para deve ser estabelecido um critério para o estabelecimento do número de sondagens em funções reconhecimento rápido e econômico das condições geológicas superficiais.0 ou 6. a maior parte dos solos acima do lençol Os furos devem ser realizados de forma a cobrir toda a área da construção que esteja freático permite aprofundar os furos de sondagem até 4. (Figura 2. em solos coesivos. Acima de 2400 m². com diâmetros interno e externo de 25 mm e 33. com obtenção de amostras circunstâncias devam ser realizadas no mínimo duas sondagens para área inferior a 200 m². com obtenção de amostras deformadas e indeformadas.1.1 mostra esquematicamente a escavação de um poço para a retirada de uma amostra indeformada. para evitar a perda de umidade por evaporação. caso a amostra deva ser ensaiada em laboratório.7 mm.0 metros. Isto pode ser feito por técnicas de perfuração com circulação d’água. presença do lençol d’água.23 kg/m. solos arenosos. SPT. três. Geralmente são associadas ao ensaio de penetração padrão.2 m (seção circular). sendo este espaço preenchido geralmente com serragem de madeira.1 m da profundidade desejada. A principal limitação deste método de reconhecimento é a limitação da profundidade escavada. em função das características dos materiais e da posição do lençol freático. deformadas e indeformadas. etc. para área entre 200 m² e 400 m². permitindo o exame visual das paredes da escavação.2 – Tipos de trado 1.0 . Figura 2. 1.5. aplica-se no mesmo uma camada de parafina. sem a necessidade de sob carregamento. descrito adiante.4. evitando-se o pisoteamento do solo quando se estiver a 0. POÇOS OU TRINCHEIRAS PARA RETIRADA DE AMOSTRAS Os poços são perfurações feitas com pás e picaretas. ÿ Hastes de aço roscável. Para áreas entre 1200 m² e 2400 m² Estes tipos de escavações são efetuadas com trados tipo cavadeira ou helicoidal deve ser feita uma sondagem para cada 400 m² que excederem 1200 m². 3”. devendo ser conduzidos. em solos coesivos acima do nível d’água. 2. Figura 2. Segundo a NBR 8036. a norma recomenda que sob quaisquer empregado principalmente no levantamento de jazidas. À exceção das areias limpas. 4” ou 6”. no mínimo.5. uma sondagem para cada 200 2. de acordo com as condições geológicas locais. SONDAGENS DE SIMPLES RECONHECIMENTO – ESCAVAÇÃO POR CIRCULAÇÃO D’ÁGUA As sondagens de simples reconhecimento por meio de escavações por circulação d’água são empregadas normalmente em situações onde as escavações por trado manual não são possíveis. até 1200 m². acima do nível d’água.2). 57 58 . quando secas. Depois de obtido o bloco. cujas dimensões devem ser maiores que a dimensão do bloco. roldana e cabo (Figura 2. O método é das características próprias da obra. deve ser realizada. são elaboradas por Comissões de Estudo (CE). b) a posição do nível-d’água.3. 13 / 28º andar CEP 20003-900 – Caixa Postal 1680 Rio de Janeiro – RJ Origem: Projeto NBR 6484:1997 Tel. Treze de Maio. cujas fina- lidades. ABNT– Esta Norma cancela e substitui a NBR 7250:1982 Associação Brasileira de Normas Técnicas Válida a partir de 30.: PABX (21) 210-3122 Fax: (21) 220-1762/220-6436 ABNT/CB-02 . com SPT.Test method Descriptors: Soil. As Normas Brasileiras.Associação Brasileira de Normas Técnicas .Método de ABNT – Associação ensaio Brasileira de Normas Técnicas Sede: Rio de Janeiro Av. formadas por representantes dos setores envolvidos. Sondagem 17 páginas Todos os direitos reservados Sumário Prefácio 1 Objetivo 2 Referências normativas 3 Definições 4 Princípio 5 Aparelhagem 6 Procedimento 7 Expressão dos resultados ANEXO A Tabela dos estados de compacidade e de consistência Prefácio A ABNT .Soil . de caráter informativo. Esta Norma contém o anexo A. delas fazendo parte: produtores.Sondagens de simples reconhecimento com SPT . Os Projetos de Norma Brasileira. Solo .Standard penetration test . Esta Norma incorpora os conceitos revisados da extinta NBR 7250.11.br Reconhecimento de Solos NBR 6484 .é o Fórum Nacional de Normalização. circulam para Consulta Pública entre os associados da ABNT e demais interessados. Penetration test Esta Norma substitui a NBR 6484:1980 Copyright © 2001. elaborados no âmbito dos ABNT/CB e ABNT/ONS. para aplicações em Engenharia Civil.Comissão de Estudo de Execução de Sondagem de Simples www.04 . FEV 2001 NBR 6484 c) os índices de resistência à penetração (N) a cada metro. 1 Objetivo Esta Norma prescreve o método de execução de sondagens de simples reconhecimento de solos. desde que baseados em estudos de correlações elaborados através de medidas de energia conforme descrito em 6.Soil sampling and classification . bem como faculta ao executor a introdução de proce- dimentos diferentes dos contidos nesta Norma. são: a) a determinação dos tipos de solo em suas respectivas profundidades de ocorrência. consumidores e neutros (universidades.2001 Printed in Brazil/ Impresso no Brasil Palavras-chave: Solo.SPT .Comitê Brasileiro de Construção Civil Endereço eletrônico: CE-02:152. laboratórios e outros).org. e 59 60 . cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB) e dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS).abnt.03. 3. sem ruptura. 2 Referências normativas As normas relacionadas a seguir contêm disposições que. compreendendo as areias e os pedregulhos.5 solos orgânicos: Aqueles que contêm uma quantidade significativa de matéria orgânica. 5 Aparelhagem 5. 3. apresentando geralmente co- res escuras (por exemplo.1 SPT (standard penetration test): Abreviatura do nome do ensaio pelo qual se determina o índice de resistência à pe- netração (N).Rochas e solos . b) tubos de revestimento. 3.2 N: Abreviatura do índice de resistência à penetração do SPT. bem como da observação do nível do lençól freático.1 Lista de componentes da aparelhagem-padrão Compõe-se dos seguintes: a) torre com roldana. preto e cinza escuro).3 solos grossos: Aqueles nos quais a fração predominante dos grãos é visível a olho nu. constituem prescrições para esta Norma. As edições indicadas estavam em vigor no momento desta publicação. utilizando-se corda de sisal para levantamento do martelo padronizado. c) composição de perfuração ou cravação. e 61 62 . f) trépano de lavagem. k) medidor de nível-d’água.Simbologia 3 Definições Para os efeitos desta Norma. compreendendo as argilas e os siltes. h) cabeças de bateria. j) baldinho para esgotar o furo. recomenda-se àqueles que realizam acordos com base nesta que verifiquem a conveniência de se usarem as edições mais recentes das normas citadas a seguir. n) bomba d’água centrífuga motorizada. aplicam-se as definições da NBR 6502 e as seguintes: 3. ao serem citadas neste texto.Pro- cedimento NBR 13441:1995 . l) metro de balcão.Programação de sondagens de simples reconhecimento dos solos para fundações de edifícios . a cada metro. fissuramento ou variação de volume apreciável. 3. d) trado-concha ou cavadeira. 3. g) amostrador-padrão. após a cravação inicial de 15 cm. A ABNT possui a informação das normas em vigor em um dado momento.Terminologia NBR 7181:1984 .Rochas e solos .6 plasticidade: Propriedade dos solos finos argilosos de sofrerem grandes deformações permanentes. e) trado helicoidal. NBR 6502:1995 . cuja determinação se dá pelo número de golpes corres- pondente à cravação de 30 cm do amostrador-padrão.4 solos finos: Aqueles nos quais a fração predominante dos grãos não é visível a olho nu. o) caixa d’água ou tambor com divisória interna para decantação.Solo . m) recipientes para amostras.Método de ensaio NBR 8036:1983 . 4 Princípio Perfuração e cravação dinâmica de amostrador-padrão.Análise granulométrica .2 NBR 6484:2001 p) ferramentas gerais necessárias à operação da aparelhagem. i) martelo padronizado para a cravação do amostrador. resultando na determinação do tipo de solo e de um índice de resistência. Como toda norma está sujeita a revisão. estando descritas a seguir as partes que o compõem: a) cabeça.2.20 m de comprimento fixada à sua face inferior.8 mm ± 2 mm e diâmetro interno de 34.3 Composição de perfuração A composição de perfuração e de cravação do amostrador-padrão deve ser constituída de hastes de aço com diâmetro no- minal interno 25 (Dext = 33. devendo ser perfeitamente retilíneo.2. tendo encaixado. b) o martelo vazado deve ter um furo central de 44 mm de diâmetro. de diâmetro externo de 50. para que o amostrador-padrão desça livre dentro da perfuração.1 mm ± 5 mm e Dint = 68. 5.5 Trado helicoidal A diferença entre o diâmetro do trado helicoidal (diâmetro mínimo de 56 mm) e o diâmetro interno do tubo de revestimento deve estar compreendida entre 5 mm e 7 mm. conforme mostrado na figura 1. bem como devendo conter interiormente uma válvula constituída por esfera de aço recoberta de material inoxidável (ver figura 2). ondulações.4 mm de diâmetro e 1. isento de amassamentos. um coxim de madeira dura (peroba rosa ou equivalente).6 Trépano ou peça de lavagem O trépano ou peça de lavagem deve ser constituído por peça de aço.00 m. 5.00 m e/ou 2. a fim de assegurar a centralização do impacto na queda. 5. na qual deve haver uma marca distando 0. 5.8 Cabeça de bater A cabeça de bater da composição de cravação.2 Tubos de revestimento Os tubos de revestimento devem ser de aço.75 m do topo da cabeça de bater. b) corpo.5 kg. 5. com diâmetro nominal 25.4 Trado-concha O trado-concha deve ter diâmetro de (100 ± 10) mm.20 m de comprimento. podendo ou não ser bipartido longitudinal- mente (ver figura 3).9 Martelo padronizado O martelo padronizado. em segmentos de 1. 5. O martelo pode ser maciço ou vazado. desde que o peso seja comprovado. formando um conjunto retilíneo.9 mm ± 2 mm.00 m e/ou 2.5 kg e 4. conforme indicado na figura 4 (figura 4a para fabricação e figura 4b para verificações expedidas em obras). terminada em bisel e do- tada de duas saídas laterais para água. neste caso. de uma haste-guia de 33. a cabeça de bater deve ser dotada. devendo ter dois orifícios laterais para saída da água e do ar. deve ter a forma e dimensões indicadas nas figuras 2a) e 3a) (para fabricação) e 2b) e 3b) (para verificações expedidas em obras). rebordos ou qualquer tipo de deformação que altere a seção (ver figura 2). opcionalmente.8 mm ± 5 mm). 5.5 (Dext = 76. A roldana da torre deve estar sempre suficientemente lubrificada para reduzir ao máximo o atrito no seu eixo. podendo ser emendados por luvas. estriamentos. deve ser constituída por ta- rugo de aço de (83 ± 5) mm de diâmetro. que vai receber o impacto direto do martelo. acopladas por roscas e luvas em bom estado. guincho motorizado ou sarilho. na sua parte superior. 5.2.Dispensam-se as medições no campo.2. NOTA . denteações.2 Descrição sumária dos elementos 5.7 Amostrador-padrão O amostrador-padrão.1 Torre A torre pode ter. sendo que. para auxílio nas manobras com hastes ou tubos de reves- timento.5 mm e Di nt = 24.00 m.3 mm ± 5 mm) e peso teórico de 32 N/m. (90 ± 5) mm de altura e massa nominal entre 3. devendo ser de aço temperado e estar isenta de trincas.2. e 63 64 . no mesmo eixo de simetria longitudinal. conforme descrito a seguir: a) o martelo maciço deve ter uma haste-guia de 1.2.4 mm ± 2. denteamentos. deve con- sistir em uma massa de ferro de forma prismática ou cilíndrica. A largura da lâmina do trépano deve apresentar uma folga de 3 mm a 5 mm em relação ao diâmetro interno do tubo de re- vestimento utilizado. com comprimentos de 1. esta haste-guia deve ter uma marca visível distando de 0. com diâmetro nominal interno 63. 5. a fim de permitir sua operação por dentro do tubo de revestimento e.2.2.NBR 6484:2001 3 c) a haste-guia do martelo deve ser sempre retilínea e perpendicular à superfície que vai receber o impacto do mar- telo. ainda permitir abertura de furo com diâmetro mínimo de 56 mm. perfazendo um total de 65 kg.75 m da base do coxim de madeira. na parte inferior. para cravação dos tubos de revestimento e da composição de hastes com amostrador. re- bordos ou qualquer deformação que altere a seção e rugosidade superficial. amassamentos. devidamente atarraxadas.2. ondulações. e c) sapata ou bico. A distância entre os orifícios de saída da água e a extremidade em forma de bisel deve ser no mínimo de 200 mm e no máximo de 300 mm. mesmo com algum desgaste. c) Sonda Rotativa. Diferencie-os. brocas. gravimetria ( ) são ensaios com medição de poro pressões."
*-
5. c) A norma que regulamenta é a NBR6484/1980.".".*!*-
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)0"-. Sobre o SPT. como em métodos rotineiros ( ) eletrorresistividade (sondagem elétrica vertical e caminhamento elétrico). potencial de projetos de fundações. ferramentas. Trincheiras. "!



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 b) Sonda roto-percursiva. 8) Qual a importância da investigação geotécnica na elaboração de projetos para a construção civil? 

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(5. 65 66 . sondagem a trado.*-
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&)0"-. praticamente todo o mundo. freático? ( ) Sensoriamento remoto.&$42*
"*'.". potencial espontâneo. 10) Qual a técnica de sondagem podemos utilizar quando se alcança profundidades abaixo do lençol ( ) sondagem a varejão.” Essa frase define:  !+)
 

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# a) Sonda percursiva. polarização induzida. perfuratriz. reconhecida como uma das mais poderosas ferramentas de ( ) Poços. e) NDA. sondagem a trado.$& *$"*.*!*
&. a) Métodos diretos.*!*-
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)0"-. espontâneo. 2) Em aspectos gerais podemos dizer que há 2 Métodos de investigações geológicas. rotineira e econômica ferramenta de investigação geotécnica. polarização induzida.*!*-
&)!&. sendo empregado tanto para a definição de estratigrafia. d) Trado.*!*
)!&.$& 
. Trincheiras. 11) Relacione a coluna 1 com a coluna 2: ( ) magnetometria. revestimentos." *)%" &(").. e seu equipamento de realização do ensaio é muito complexo. Tem capacidade para atravessar qualquer tipo de material e atingir profundidades de 


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*. etc).&$42*
"*'. reflexão. ( ) eletrorresistividade (sondagem elétrica vertical e caminhamento elétrico). é reconhecidamente a mais popular.*
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+. ( ) magnetometria.
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. 6) “Executadas através de equipamentos próprios (tripé.5 )& * 9) O ensaio SPT. reflexão materiais rochosos através de ação perfurante dada por forças de penetração e rotação. Galerias. ( ) Métodos sísmicos. refração.
. 1) Simule a seu critério uma planilha de resultados de um furo SPT.". Aborde todos os itens básicos da planilha. refração. bombas.
5. a) O SPT é empregado tanto para a definição de estratigrafia.*
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. aerofotogrametria. ( ) é empregado na determinação da resistência ao cisalhamento não drenada de depósitos de argilas moles.
5. --&)'"
 b) O SPT é de alto custo."-+*)!7) &
").* projetos de fundações.*
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. Galerias prospecção geotécnica."
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-*)!$")-
&1* centenas de metros. Coluna 1 (1) Sondagem rotativa 

*. como em métodos rotineiros de 


*. ( ) consiste no uso de um conjunto moto-mecanizado projetado para a obtenção de amostras continuas de ( ) Métodos sísmicos. b) 7) Em quais casos se deve encerrar a sondagem SPT? Métodos indiretos. hastes.
5. gravimetria.*!*
)!&. rotineira e econômica ferramenta de investigação geotécnica em ( ) sondagem a varejão..* (2) Ensaio de palheta-vane test (3) Ensaio de cone (cpt) e piezocone (cpt-u) --&)'"
 (4) Ensaio de penetração padrão – SPT ( ) Sensoriamento remoto. Coluna 2 ( ) é reconhecidamente a mais popular.*!*
&. aerofotogrametria. assumindo a hipótese de ruptura do solo durante a realização do ensaio. marque a alternativa incorreta. ( ) Poços.".   


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$"*. significa um fato que ocorre quando uma edificação sofre um 





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%! rebaixamento devido ao adensamento do solo(diminuição dos seus vazios) sob sua fundação. em maior oumenor grau.


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! 1.

 Todos os tipos de solos. dependendo das propriedades de cada solo e da intensidade do carregamento. É um 





 

  desnivelamento de uma estrutura. e que 


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(5."$!*-. piso ou terrapleno. na área da Engenharia Civil.*!*-
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&)0"-. inevitavelmente. c) Discuta os quanto com fundações profundas(estaca. recalques em solos arenosos. inviabilizando economicamente sua recuperação estrutural. Os recalques podem ocorrer tanto em solos que suportam edificações com fundações rasas(sapata. O aparecimento de trincas e fissuras generalizadas nas alvenarias das construções. talvez em razãodestes tipos de fenômeno ocasionarem apenas perdas materiais e transtorno social. na cidade de Araraquara. vigas. etc). No Estado de São Paulo. tubulões. b) O que é valor N. em virtude da 
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. podem se estabilizar em poucas horas ou dias. e para que serve na engenharia. broca. a depender das condições geotécnicas do terreno  
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 onde as fundações serão implantadas. obtido do ensaio de penetração SPT. principalmente para as moradias construídas com fundações rasas. exemplo do que ocorreu em 31/01/1995 no interior do Estado de São Paulo.


+) moradias. há certos tipos de solos com característicasgeotécnicaspeculiares que merecem atenção 6) Escreva uma breve nota sobre o ensaio de penetração do cone (CPT) e em tipo 

"

! $ especial em relação a ocorrência de recalques diferenciais das fundações. A ocorrência de recalques em solos colapsíveis e argilosos moles e seus consequentes danos causados aos mais diversos tipos de edificações é de relativa notoriedade para a comunidade em geral. deve ser utilizado. depende das peculiaridades geotécnicas dos solos.

#!

. lajes e alvenaria). exige reparações muitas vezes incompatíveis com o baixo custo dessas 
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. Por exemplo. radiers. podendo se tornar um grave problema para o sistema estrutural das edificações(pilares. Em solos argilosos moles. etc) 5) Descreva como podem ser obtidas amostras indeformadas de solo. decorrentes de recalques diferenciais em solos colapsíveis. quando a Defesa Civil catalogou danos estruturais provocados por recalques em solos colapsíveis em cerca de 4 mil edificações. já o recalque em solos argilosos moles tendem a cessar ou estabilizar 4) Escreva uma breve nota sobre o ensaio de paleta (vane teste) e em tipo de solo somente após algumas décadas.   "


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+. 2. Recalques repentinos e de grandes proporções em solos colapsíveis São chamados colapsíveis os solos que. Este tipo de recalque é 67 68 . a exemplo dos edifícios de Santos-SP.
" 

"  elevada magnitude dos recalques diferenciais. vazamentos em rede de água e de esgoto ou ascensão do lençol freático sofrem uma espécie de colapso da sua estrutura. peso de uma construção) e umedecidos por infiltração de água de chuva. o fator econômico também pode se tornar um obstáculo para a recuperação total ou parcial dos edifício de modo a garantir as mesmas condições de funcionalidade e desempenho estrutural antes da ocorrência dos recalques. quando submetidos a um determinado tipo de carregamento(por exemplo. q qual recomenda que em cada metro do ensaio SPT.1. sendo raramente encontrado nos furos de sondagem.chamado de “colapso“ e o solo é classificado como “colapsível“. Despreze-se. resultando em um solo não saturado. onde. vermelha ou marrom escura. principalmente em locais onde se alternam estações de relativa seca e de precipitações intensas ou em regiões áridas e semi- áridas. o valor do NSPT será a quantidade de golpes necessários para fazer penetrar os últimos 30 cm do amostrador padrão no fundo do furo.baixo grau de saturação( menor 60%) cenozoicos distribuídos em vasta área do interior paulista. Cidades do interior paulista com ocorrência de solos colapsíveis(pontos vermelhos)e distribuição da formação geológica do grupo Bauru (Fonte: Modificado de Paula e Silva. se que tais solos são predominantemente constituídos por areia fina argilosa.grande porosidade. com uma estrutura bastante porosa nos horizontes superficiais.granulometria aberta (ausência da fração de silte) Os solos certificadamente colapsíveis. deve ser 69 70 . As diretrizes para a execução de sondagens SPT são regidas pela NBR 6484. Em algumas cidades importantes do interior paulista já . no entanto. Os colapsos de solo podem ocasionar notáveis trincas e fissuras nas alvenarias das construções.Alguns Indicativos da presença de solos colapsíveis . Desta forma. a argila porosa vermelha da cidade de São Pauloe os sedimentos . 1 O NsPT ou índice de resistência à penetração é obtido a partir da cravação de um amostrador de padronização internacional.(geralmente NSPT menor que 4 golpes) ocorrendo um ligeiro crescimento com o aumento da profundidade. As regiões tropicais apresentam condições ideais para o desenvolvimento de solos colapsíveis. o número de golpes correspondentes a cravação dos 15 cm iniciais do amostrador.baixos valores do índice de resistência a penetração1( geralmente NSPT menor 4 golpes) . observa- características geotécnicas peculiares dos solos arenosos das formações geológicas de superfície do Grupo Bauru. Além disso. podendo causar inclusive sérios danos e comprometimento estrutural nas edificações e sua posterior interdição. geralmente maior que 40% foram comprovadas cientificamente as ocorrências de solos colapsíveis. o mesmo é cravado no terreno através do impacto de uma massa metálica de 65 kg caindo em queda livre de 75 cm de altura.et al. que estão associadas com as No caso particular dos solos do interior paulista originários das formações geológicas do Grupo Bauru.2003) 2.. o nível da água é normalmente profundo. a cada metro. Os solos colapsíveis ocorrem em algumas regiões do território brasileiro(particularmente na região centro- sul do país) e em grande parte do Estado de São Paulo. Alguns resultados de ensaios de sondagens de simples reconhecimento(SPT) indicam que nos primeiros metros(menor que 6 metros) o índice de resistência à penetração é muito baixo. colapso. concomitantemente resistentes que se encontram. tubulação rompida. não houver aplicação externa de carga(construção. as quais se mantêm precariamente unidas por edificação. estacas. Essa é a explicação porque esses solos não sofrem colapso nas condições 2. Alguns casos típicos de fundações rasas construídas em terrenos constituídos por solos argilosos moles são as edificações situadas ao longo da orla de Santos-SP. etc) e a atuação de um estado de fundação (sapatas. ou seja. Solos argilosos moles ou solos compressíveis Segundo Cintra(1998). Quando sobre tais solos atua uma carga superior ao seu peso de terra.feita a penetração total dos 45 cm do amostrador ou até que a penetração seja inferior a 5 cm de cada 10 golpes sucessivos. tubulões. em solos mais resistentes. construídas na década de 70. 71 72 . duas condições básicas devem ser atendidas: edificações(lajes. etc). entretanto. etc) sobre o terreno não haverá quebra das ligações cimentantes mesmo que o seu teor de umidade tenha aumentado. Isso ocorre porque a permeabilidade do solo é suficientemente alta para que a água infiltre e promova o aumento do teor de umidade. ocorre a quebra estrutural das ligações de cimentação que recomenda-se adotar fundações profundas que atravessem a camada de solos argiloso mole e fiquem ‘cravadas‘ mantinham os grãos unidos. Como ocorre o fenômeno do colapso? 3. Nestes casos. apoiados em camadas subjacentes de solos argilosos moles.2 Principais características geotécnicas de solos colapsíveis Resultados típicos de sondagem SPT de algumas regiões do interior de São Se. consequentemente. com o aumento do teor de umidade do mesmo. Portanto. Mas para um solo entrar efetivamente em colapso. apesar de receberem chuvas desde sua formação. mas que estava apoiada sobre uma camada espesa de argila mole altamente compressível. quando ainda não havia a prática das fundações profundas. vigas e pilares) e que são transmitidas ao terreno por meio dos elementos estruturais de a elevação do teor de umidade( que ocorre a partir de chuva. compactação. quando construídos sobre solos argilosos moles devido å possibilidade água. porém. 2. de ocorrência de recalques diferenciais excessivos e. mas sem dissolver ou destruir a cimentação de seus contatos. As fundações rasas foram construídas sobre uma camada de areia compacta com profundidade de aproximadamente 10 metros. o aumento do teor de umidade ou grau de saturação do solo é omecanismo deflagrador do colapso. ressalta-se que também não é recomendável construir fundações rasas em terrenos mais uma fraca cimentação. os solos suscetíveis ao fenômeno do colapso apresentam uma grande sensibilidade à ação da em termos de segurança principalmente. Alem disso. são dois os requisitos básicos para o desenvolvimento do colapso(recalque) em solos Solos argilosos moles ou simplesmente denominados de ‘solos compressíveis‘ são solos que não apresentam naturais: uma estrutura porosa(alto índice de vazios “e“) e a condição não saturada(baixo teor de umidade ou grau resistência satisfatória ou suficiente para suportar as cargas ou solicitações provenientes do sistema estrutural das de saturação ‘S‘). por exemplo). naturais. solicitações externas( uma construção residencial. pois apenas o peso próprio Paulo do terreno não é suficiente para promover o colapso. A cada ensaio SPT prossegue-se a perfuração até a profundidade do novo ensaio. brocas. radiers.3. Fenômeno do colapso. representada pela carga ou carregamento de As fundações diretas ou rasas( sapatas e radiers) são elementos que não apresentam comportamento satisfatório. o comprometimento estrutural da Nesses solos os grãos são ligados pelos contatos de suas pontas. onde camadas de solos suficientemente resistentes permitam garantir um bom desempenho dos elementos de fundações. ocorre aumento das A Torre de Pisa. ocorre a destruição da cimentação intergranular. resultando um colapso súbito destesolo. Deste modo. quando entram em contato com aágua. poderão gerar fissuras ou trincas na mesma. ocorrerãorecalques da superfície do terreno. O recalque diferencial impõe distorções aos elementos estruturais das edificações de tal forma que. 4. é um exemplo clássico de obra que promoveu um grande adensamento do solo sob suas pressões geostáticas nessa camada. 1997). rolos-compactadores vibratórios. fundações gerando um elevado nível de recalque diferencial. por exemplo. tráfego viário etc. na presença de terrenos formados por solos argilosos moles não é prudente a adoção de fundações rasas ou diretas para a construção de edificações. independente da aplicaçãode carregamentos externos. Outro exemplo bastante citado no Brasil são os prédios na orla da cidade de Santos. Recalque diferencial na orla de Santos (Fonte: Hachich. •Vibrações Oriundas da operação de equipamentos como: bate-estacas. 73 74 . visando atingir profundidades adequadas com as solicitações.podem ocorrer movimentos. dependendo de sua magnitude. Nesses casos recomenda-se a utilização de fundações profundas. Recalques diferenciais na Torre de Pisa. A diferença entre os recalques de dois elementos de uma fundação denomina-serecalque diferencial. e em edificações construídas sobre sedimentos de argilas moles 5. •Escavação de Túneis –qualquer que seja o método de execução. ocasionando recalques nas edificações vizinhas. •Solos Colapsíveis Solos de elevadas porosidades. CAUSAS DE RECALQUES •Rebaixamento do Lençol Freáticocaso haja presença de solo compressível nosubsolo. •Escavações em áreas adjacentes à fundaçãomesmo com paredes ancoradas. principalmente quando existirem cargas elevadas como as de grandes edifícios. corresponde ao recalque final a que estará sujeito umdeterminado ponto ou elemento No quadro abaixo são apresentados os principais tipos de deformações que ocorrem nos solos e suas causas mais Prováveis da fundação (S1 + Sa).3. menos resistentes são: diminuir a porosidade.Com variação de volume . W Z dz etc. mas as entre dois pontos quaisquer da fundação.são os causados à utilização da estrutura com refluxo ou rupturade esgotos e galerias. Tipo de deformação Causa 5.são os danos causados à estética da construção. sem que haja prejuízo a sua utilização. no caso de solos argilosos moles. trincas em paredes e acabamentos. rupturas de painéis de vidro ou mármore.forças elásticas moleculares das ou no caso de camada de solo compressível(solo argiloso mole). Recalque total
H .I W B . diminuir os efeitos .[ ∆ σ Z − ν . danificados ou não.1.Destruição da estrutura.Recalque diferencial específico
/
é a relação entre o recalque diferencial
e adistância horizontal. a partir do adensamento prévio das partículas sólidas e das finas camadas de camadas de baixa resistência. no caso de estruturas normais (concreto ou tan θ = 2 .Com deformação residual nocivos de recalques secundários( de estabilização mais prolongada) aos sistemas da estruturais das * compactação . . CALCULO = ∫ε c )Danos funcionais . (σ x + ∆σy )] E cerca de 100 edifícios. * creep .Cisalhamento das partículas * puramente residual . EFEITO DE RECALQUES EM ESTRUTURAS Recalques Imediatos Os efeitos dos recalques nas estruturas podem ser classificados em 3 grupos. baseada na teoria da elasticidade. Os fatores que determinam a durabilidade e bom serviço da estrutura L = maior dimensão da sapata 75 76 .vigas e lajes).Recalques de fundações superficiais: Es = módulo de elasticidade do solo A ação da deformação do solo sob a ação de forças externas é um problema da maior importância para M = momento aplicado projetos de fundações de estruturas. 1 Segundo extensa pesquisa levada a efeito por Skempton e MacDonald (1956). os danos funcionais dependemprincipalmente da grandeza dos recalques totais. Além disso pode adotar fundações profundas em ambos os casos. distorções objetivos principais dos métodospreventivos de compactação e adensamento prévio das camadas de solos estruturais. quebra das partículas. NÃO. não são propriamente ditos as tensões no solo – evitando que se atinjam tensões de ruptura -. e o recalque por distorção de solos argilosos b )Danos arquitetônicos . . o recalque diferencial específico não deve ser maior que: 1:300 – para evitar danos arquitetônicos Onde: 1:150 – para evitar danos estruturais q = tensão média aplicada B = menor dimensão da sapata 6. solos para os quais a teoria do a )Danos estruturais . .ELÁSTICA minimizar os recalques primários abruptos e. elevar a resistência. .Ainda segundo os mesmos autores. etc. na qual foramestudados ε z = .Forças elásticas moleculares. tais como saturados pode-se calcular através da seguinte equação. e no caso de solos colapsíveis.Com distorções de forma . emperramento das portas e janelas.L Es Es aço). adensamento não é aplicada (argilas e siltes não saturados). Os água e bolsões de ar encerradas. O cálculo de recalque para solos não coesivos (solos granulares).2. desgaste excessivo de elevadores(desaprumo da estrutura). compainéis de alvenaria. Prevenção de recalques diferenciais ELÁSTICA Pode ser realizada a partir da compactação prévia da compactação da camada do solo colapsível.Ação de forças eletromoleculares edificações. deformações da basesou recalques (deslocamentos verticais das fundações).B . Recalque admissível de uma edificaçãoé o recalque limite que uma edificação pode Tipos de Deformações e Causas tolerar. já os danos estruturais e arquitetônicosdependem essencialmente dos recalques M 1 −ν 2 1 −ν 2 diferenciais específicos.são os danos causados à estrutura propriamente dita (pilares.I m W I = q .Redução de porosidade * expansão . 77 1.27 2.06 1 .Iw e Im = fatores de influência Cd = fator de correção devido à [Profundidade (embutimento) = ângulo de rotação da sapata com a horizontal * Cd = 1.(N-15)] ). C ircular 1.qc Cw= fator de correção devido à presença de água: Metodologia de cálculo: * Cw = 1.74 para D/B= 1.53 0.0 Q uadrada 1.0.68 1.µ E S = 0 1 M = Schmertann (1970) M (1 − µ ) 2 Metodologia de cálculo 1 – tomar N médio na profundidade de 2 – obter 0 da Figura 2.usar o gráfico da Figura 1 para obter qa correspondente a um recalque de 1” (25. areia. ou seja : Nc= 15+[(1/2).56 0. S = .83 1. Métodos para cálculo de recalques de sapatas em Areias.20 4. considerado por diversos autores como muito MÉTODO DE D’APPOLONIA conservativo. FÓRMULA MÉTODO DE SCHMERTMANN (1970).01 2. log    ∆P  1 2 S = recalque de 1”  0 . R etangular: 1.30 1.4 mm).82 3.12 3 – aplicar a fórmula de Terzaghi e Peck. Jorden em (1977) apresentou diversos métodos para cálculo de recalques de fundaçõessuperficiais em 4 – alguns autores recomendam usar 2 em lugar de 3 na fórmula. 77 78 .5   C = 1 + 0 .10 1.00 0.36 0.4mm).85 0. 3 – não se considera efeitos de carregamentos anteriores ou pré. Um outro método que tem sido muito utilizado é o de q .82 OBSERVAÇÃO L /B = 10 2. 3 – obter M MÉTODO DE TERZAHI E PECK (1948).93 L /B = 100 4. E = 2. o processo baseia-se em determinar a pressão admissível na sapata para a qual ocorra um FÓRMULA recalque máximo de uma polegada (25. N = número de golpes do SPT ( para areias finas submersas P = acréscimo de pressão. Apresenta-se a seguir alguns Métodos: Terzaghi e Peck (1948).0 para Dw igual a zero.15 1. deve-se usar N corrigido.00 3.79 6. foi o primeiro método desenvolvido. considerando os fatores que afetam esse cálculo. 2.  N  B +1 I Z 2 B S = C 1 C 2 ∆ P ∫ dh 0 E Onde:  p '0   t  C = 1 − 0 .06 4. 4 – Calcular S para a pressão q.0 para D/B=0 Valores de Influência para cálculo de RecalquesImediatos * Cd = 0.B .05 1.consolidação.dividir o solo em camadas de espessura dh.0 para profundidade (Dw) do nível d’água abaixo da fundação maior que 2B.69 3.54 1. * Cw = 2.40 5. 2 – não se faz a correção devido a presença de água para profundidadeDw entre 0 e 2.obter E para cada camada.10 4. 2 .95 0. C d .C W . O método foi proposto para o caso de sapata rígida de dimensões módicas apoiada em areia e baseia-se 2 3 .7 2 – aplicar correções de qa.70 4. qa  2 B  nos resultados de ensaios de penetração contínua (CPT).1  B = largura da fundação (menor dimensão em planta) – ft Onde: qa = pressão admissível (tsf= kg/cm2) p’o= pressão efetiva do peso de terra. 1.38 L /B = 5 2.Iw Sapata rígida Metodologia de cálculo: Form a C entro B orda M édia Iw Im 1.recalque máximo 1”.0 Sapata flexível . pois a fórmula é conservativa. L /B = 1.64 0.25 2.5 L /B = 2 1.12 0.µ . onde o solo é representado por uma mola cuja deformação é proporcional à carga sobre ela 4 – Calcular C1 e C2 (t: anos). E a adoção de fundação profunda T=-0. 7. suporta a carga sozinha. Nesse momento a água é que sustenta toda a carga.1. É aplicado um carregamento sobre o pistão.55 Areia siltosa 0.obter Iz do gráfico da Figura 3. representado na figura acima. Estimativas dos recalques 3. = índice de compressão 9.9 O modelo mecânico de Terzaghi.933. Conclusão secundário Concluímos que a realização prévia de uma investigação geotécnica( tema este abordado enfaticamente na aula de geologia) para conhecer as características do solo que as fundações 7. Areia 0. realizando a sondagem de simples reconhecimento SPT(StandartPenetration Test) para o dimensionamento adequado dos elementos de fundação irá T=(/4).U para U 60% garantir um desempenho satisfatórios e é um dos método de prevenção.1 descrito a seguir.085 para U 60% irá prevenir a ocorrência de recalques diferenciais em solos compressível ou colapsível. 1. 2. O cilindro tem um pequeno furo no seu êmbolo.1 CONCEITOS DE COMPRESSIBILIDADE E EXPANSIBILIDADE DOS SOLOS 79 80 . Modelo mecânico de Terzaghi 1. pois algumas edificações possuem trincas e fissuras muito grandes sendo a sua reparação incompatível com o custo destas construções. que representa a estrutura sólida do solo. freqüentemente.N Valores do coeficiente de correlação K. Estimativa da velocidade de desenvolvimento dos recalques atravessarão é imprescindível. Cc = índice de compressão primário. mas sim evitar danos • Fator tempo (T) relacionado com a taxa de adensamento (U) imensurável ao meio ambiente(a construção civil é o ramo que mais agride a natureza) e também • T= Cv. estão em equilíbrio e representam o solo saturado. parte do carregamento passa a ser suportado pela • Cálculo do recalque por adensamento: mola que vai encolhendo e aumentando sua resistência. É o fim do adensamento. e com a mola dentro. O cilindro cheio d'água. O solo está adensando. não somente para poder estar visando evitar as ocorrências de recalques • Teoria do Adensamento de Terzaghi indesejáveis e garantir um bom desempenho dos sistemas de fundações. t/Hd2 econômico. 5 – Calcular o recalque para cada camada e somar. 4.7 Teoria do adensamento de solos de Terzaghi em analogia com um sistema mecânico. SOLO K (MPa) Silte arenoso 0. O processo de consolidação é explicado. À medida que a água é drenada pelo orifício. qc = K. por onde a água pode sair lentamente representando assim a sua baixa permeabilidade. Quando não se dispõe de resultados de ensaios de cone e apenas de resultados de ensaios de penetração SPT. aplicada. com um sistema idealizado por Terzaghi. tem seu funcionamento conforme Areia com pedregulho 1. O sistema volta ao equilíbrio pois a pressão da água foi toda dissipada e a mola. COMPRESSIBILIDADE E ADENSAMENTO DE SOLOS 8. pois ela pode ser considerada incompressível. Onde: Cr= índice de recompressão. 1993). • Forma aproximada: E uma investigação detalhada do solo. 3.log(1-U) – 0. O solo saturado pode então ser imaginado como uma mola dentro de um cilindro cheio de água.45 Areia argilosa 0. pode-se utilizar a correlação empírica entre qc e SPT=N e o valores de K constante no quadro 4 (Teixeira. em que a permeabilidade é alta. ª etapa: execução de oito estacas de cada lado do edifício. a uma compressão da fase fluída ou a uma drenagem da fase fluida dos vazios. e profundidade média de 57 m. foram utilizados 5. variando de 1. após. Definição: RECALQUE ou ASSENTAMENTO é o termo utilizado em Engenharia Civil para designar o fenômeno que ocorre quando uma obra sofre um rebaixamento devido ao adensamento do solo sob sua fundação. Definição: ADENSAMENTO é o processo lento e gradual de redução do índice de vazios de um solo por expulsão do fluido intersticial e transferência da pressão do fluído para a estrutura sólida. entre a rua e a área construída. visando o atinja um novo estado de equilíbrio. Colapso da estrutura do solo devido ao encharcamento. é um caso clássico de recalque de fundação. 12. Árvores de crescimento rápido em solos argilosos. hoje tem de descer. 2. corrosão de estacas metálicas. tes intervenções de • Para as argilas. altura para receber os esforços dos pilares e transmiti-los às novas 7. 1977). com diâmetro 3. 1. a água poderá drenar com bastante faci-lidade e devido às constan- rapidamente. Rebaixamento do nível d’água. Essas varia-ções volumétricas que se reforço do solo em sua processam nos solos finos. Aplicação de cargas estruturais. uma parte da obra rebaixa mais que outra gerando esforços es-truturais não previstos e podendo até levar a obra à ruína. também. 3. quando submetidos a esforços. o recalque geral desta região da cidade foi de 7 m. instalados de solos expansivos. Inchamento 1.5 m de preenchidos com calços metálicos e. Definição: COMPRESSIBILIDADE DOS SOLOS é a diminuição do volume sob a ação de cargas apli-cadas. Subsidência devido à exploração de minas. Vibrações em solos arenosos. Variações sazonais de umidade. como estabelecido no projeto original. tanto a compressibilidade da fase sólida como a da fase fluida serão quase desprezíveis. tensão-deformação. residual resistente e seguro situado abaixo da camada de argila mole. típico de recalque diferencial. devido a cargas aplicadas ou ao peso próprio das camadas sobrejacentes. atingindo um solo entre as vigas de transição e os novos blocos de fundação. Após sua construção. concretados envelhecimento de estacas de madeira). ao longo do tempo. Um visitante. para reaprumar o edifício. será uma redução dos vazios do solo com a con-sequente expulsão da Pisa é um exemplo água intersticial. o qual normalmente depende do tempo. Ante a grandeza dos esforços aplicados na prática. 11. 2. Definição: COMPACTAÇÃO é o processo manual ou mecânico de redução do índice de vazios. Deterioração da fundação (desagregação do concreto por ataque de sulfatos. até que o solo especialistas em Geotecnia. Causas de recalques de uma estrutura (Simons e Menzies.4 m. O Palácio de Belas Artes. por expulsão do ar. 10. 4. 2 Todos os materiais existentes na natureza se deformam.0 a 1. o qual pode-rá ser devido a uma compressão da fase sólida. ocorreu um recalque diferencial de 2 m. para que A Torre de ocorra uma variação de volume. principalmente quando ocorre o recalque diferencial. na Cidade do México (foto ao lado). Efeitos de congelamento. de escoamento. sob as tensões aplicadas. constituem o fe-nômeno de adensamento. 8. a qual A saída dessa água dependerá da permeabilidade do solo: permanece de pé • Para as areias. responsáveis pelos recalques a que estão sujeitas estruturas apoiadas sobre esses solos. A única razão. e admitindo-se o solo saturado tem-se que. e são as base. 9. Inchamento de solos argilosos apos desmatamento. Outro exemplo bastante citado no Brasil são os prédios na orla da cidade de Santos. O recalque é a principal causa de trincas e rachaduras em edificações. A es-trutura multifásica característica dos solos confere-lhe um comportamento próprio. Buracos fundações. 81 82 .ª etapa: 14 macacos hidráulicos acionados por seis bombas.ª etapa: foram executadas 8 vigas de transição com cerca de 4.Os vãos em que estavam os macacos foram 6. ao invés de subir alguns degraus para entrar no prédio. a expulsão de água dos vazios necessitará de muito mais tempo. ou seja. Um esforço de compressão aplicado a um solo fará com que ele varie seu volume. 3 Texto 1: Afundamento do solo provocou acidente na Arena Corinthians. Para tensões superiores à tensão de pré-consolidação o úmida e os resultados indicaram grande impermeabilidade do solo. feitas em seis pontos onde as nas areias o efeito da expansibilidade é normalmente desprezável. maior será a expansão do solo devido à descompressão. aponta o afundamento do solo como causa do acidente nas obras de DE SOLOS. divulgou um estudo da consultoria suficiente para garantir uma boa estabilização. 83 84 . em novembro do ano passado.foi drenada pelas laterais da indicado pelo índice de compressibilidade (Cc). Para o projetista de vias de comunicação rodoviárias a resistência do solo não é condi-ção Em abril. O laudo será usado para que o delegado responsável pela investigação do acidente. Quanto maior for este local. Estas variações de volume podem não coincidir com as alturas de máxima precipitação ou definições do fabricante do equipamento.3. etc. Mais uma vez se verifica que enquan-to Segundo informações da Folha de S. as análises. as medições deram um número médio de 6. Nas areias este índice é muito baixo. Para o IC. física e bio-lógica. acima do solo para que este suportasse o peso do guindaste cedeu em alguns pontos. Paulo teve acesso a um estudo da Universidade Federal elevado. Vale lembrar que o acidente ocorreu na 38ª vez em que um módulo da estrutura da cobertura 3. Terá então de ser tomada uma decisão relativa à solução mais indicada para Por ser de extrema precisão. Pelo estudo. A peça tinha cerca de 420 toneladas. Kelly Amorim. Recalques diferenciais ou de magnitude elevada podem causar 4/Junho/2014. área. de apenas 13%. decida se houve ou não responsáveis pelo acidente Contudo. Ensaio edométrico resposta do solo a uma dada solicitação no que diz respeito a deformações verticais. Por vezes. barragens. visto que. do Portal PINIweb para suportar os esforços induzidos pela estrutura e. principalmente. para aguentar tamanho peso. Fundações superficiais de pequenas estruturas também podem ser afetadas por estas varia- ções de umidade no solo. ainda não se pronunciou sobre o laudo. por ele se obtém o coeficiente de adensamento. fabricante do guindaste. a água das chuvas que índice de vazios decresce linearmente com o logaritmo da tensão de consolidação. "Assim. Antônio da Cruz. a Odebrecht Infraestrutura. que concluiu que o acidente foi causado pelo afundamento do solo do efeito contrário ao da diminuição da compressibilidade com o aumento da carga é definido no ramo de descarga do ensaio edométrico e designa-se por índice de expansibilidade (Ce). carga do guindaste. valor igual a 10. mas em contato com a água este poderá absorvê-la e expandir. era adequada para a máquina. no estádio. a tensão de ruptura do solo é pelo menos 130% maior que a tensão máxima devido à alterações ao seu volume inicial. a compactação do terreno tem grau sempre superior a 95%. utilidade enquanto material de construção para Engenharia Civil. tudo indica que a parte de trás do guindaste afundou primeiro. Já nas argilas tende a assumir um valor Anteriormente. Paulo. é normal que o solo de um determinado local não cumpra. não tendo afetado a estabilidade do solo". A transferência dos esforços da estrutura para o solo é feita através de fundações rasas (sapatas. enquanto a medida ideal de firmeza do terreno é de pelo menos 80%. as hastes metálicas se 1 quebraram depois.Ainda de acordo com o laudo que o jornal teve acesso. o laudo do Instituto de Criminalística (IC). coeficiente de consolidação entre outras características do solo estudado. o jornal Folha de S. corretamente dimensionado no momento em que era realizada a operação. este ensaio demonstra também a correlação A GeoCompany ainda simulou o comportamento do solo tanto na condição seca quanto existente entre esta tensão e a resistência. o guindaste que caiu e atingiu os trabalhadores não tinha localização. Esse decréscimo é ocorreram na semana anterior ao acidente não penetrou no terreno . mas é em pavimentos rodoviários que a estabilização dos solos requer maio-res Laudo da construtora cuidados. diz laudo do Instituto Grande parte das obras de engenharia civil (prédio. por exemplo. Quanto à compactação do terreno. não Edometria é a técnica empregada no estudo da consolidação e compactação de solos sobre a ação de cargas externas. segundo a Liebherr. enquanto o ideal seria um Definição: Expansibilidade é a propriedade que certos solos apresentam de aumentarem de volume. viadutos. do 65º DP. De acordo com o relatório. De acordo com os peritos. o que significa que é reduzido o efeito de diminuição da Laudo da fabricante do guindaste compressibilidade com o aumento da tensão de consolidação. as análises detectaram um índice "muito baixo". nas argilas obriga muitas vezes a esteiras do guindaste estavam apoiadas. devido à grande variabilidade dos solos nenhum método será bem sucedi-do em mais do que alguns tipos de solos. medida substancialmente reduzida. estradas. devido à sua universalidade e baixo custo. Alterar as propriedades do solo existente de forma a criar um material capaz de responder às era içado pela cobertura. Remover o material do seu local original e substituí-lo por material de qualidade superior. estável. o aterro é homogêneo. uma vez que em solos de baixa permeabilidade a velocidade de percolação da água pode ser baixa permeabilidade. e que irá geralmente contemplar uma das seguintes hipóteses: torre de 114 metros de altura e capaz de suportar cargas de até 1. quando em contato com a água (NBR 6502/1995). que matou dois operários em novembro do ano O solo natural constitui simultaneamente um material complexo e variável de acordo com a sua passado. construtora responsável pelas obras. índice. construção da Arena Corinthians. diminuindo Leste do estádio. e a pista é estável e estava corretamente dimensionada para a operação de 1 transporte da peça. mostram que o solo era muito mais mole do que deveria ser cuidados especiais. Luiz As alterações às propriedades de um solo podem ser de ordem química. tubulões). A Odebretch. necessidades da tarefa prevista. o veículo com cada caso. inclinação e o tombamento da torre.3 grau. O estudo também mostra que a proteção do solo. o equipamento "empinou" e. e uma vez que este índice depende da tensão de consolidação. Notar que as variações de volume referidas devem-se apenas à altera-ção do teor de umidade. na base. O levantamento foi encomendado pela Liebherr. radiers) ou profundas (estacas. fabricante do guindaste que desabou. por sua vez.) é de Criminalística assentada diretamente sobre o solo. de Arthur Alvim. feita como brita. normalmente designada por ESTABILIZAÇÃO DE SO-LOS. Muitos solos argilosos aumentam e diminuem de volume com as variações sazonais do seu teor de Outras conclusões do relatório foram: a superfície do terreno estava em acordo com as umidade. da Daí a necessidade do engenheiro conhecer os temas COMPRESSIBILIDADE e ADENSAMEN-TO Polícia Científica de São Paulo. Documento que será utilizado pela investigação do acidente descarta problemas No projeto geotécnico de fundações faz-se necessário avaliar se a resistência do solo é sufici-ente mecânicos no guindaste e falha humana. ao compactar um solo ex-pansivo GeoCompany que concluiu que o solo não contribuiu para a queda do guindaste sobre o prédio aumenta-se a sua resistência. rígido. traduzindo assim uma maior influencia na redução da compressibilidade deste tipo de solo. Contudo. apresenta normalmente uma grande problemas mecânicos e não houve falha humana. Aceitar o material original e ajustar o projeto às restrições por ele impostas. trincas na estrutura ou inviabilizar sua utilização. e só mantendo constante a quantidade de água presente no solo é que é pos-sível evitar adequada. o solo estava estável e novamente a resistência. provocando a 2. a base de pedras e chapas de aço colocada 1. se as deformações (recal-ques) estarão dentro dos limites admissíveis. em Itaquera. O do Rio de Janeiro (UFRJ). os requisitos necessários. pontes. Só então. resistente e de insolação. total ou parcialmente. disse o comunicado da Odebrecht. Após quase seis meses de investigação.500 toneladas precisa operar em terrenos com inclinação máxima de 0. O ensaio edométrico demostra bem a correlação entre resistência e índice de vazios. uma das empresas que projetaram a Linha 4. Ricardo Leite e Cybelle 5) A partir da interpretação do gráfico abaixo descreva-o resumidamente: Vasconcellos. assinado pelos engenheiros Hugo Rocha. É diferente da região da Avenida Paulista. Ou seja: a estrutura havia sido dimensionada para suportar mais que o dobro da pressão exercida pela rocha 85 86 . Dez dias depois da tragédia da Linha 4 do Metrô de São Paulo. “Ela teve um O que você entende por recalque de solos? Responda com suas palavras.não recolheram todas as informações necessárias sobre o comportamento da rocha escavada para as obras da estação. mostra que as 16 sondagens de solo feitas pelo consórcio . “Como as melhores universidades que tradicionalmente estudam o solo estão em climas temperados. que avançou vagarosamente EXERCICIOS para a casa dos dois dígitos na sexta-feira (19). São um problema capaz de ser contornado”.5 milímetros na estrutura.5. Engenheiros do consórcio admitiram à reportagem que não há registro de obra construída em condições geológicas semelhantes no mundo. Na escavação da Estação Pinheiros. também chamado de rocha podre. afirma o engenheiro Roberto Kochen. Comparado a outros desastres em São Paulo e no mundo. tudo desabou. foi detectada uma deformação (recalque) de 2. Ao que tudo indica. explica um engenheiro. A resistência da primeira é muito maior que a da segunda. Essa confiança de que a situação estava sob controle levou engenheiros e projetistas do consórcio a trabalharem normalmente pela manhã e até realizarem uma explosão. Rocha podre “O saprolito. horas antes do colapso do 2) Quais São as principais CAUSAS DO PRÉ-ADENSAMENTO? túnel. que envolve o túnel. Somado ao solo pouco conhecido. Parte da escavação em Pinheiros vinha sendo feita em rocha do tipo gnaisse granítico. causa”. centro. diz José Roberto Bernasconi. Na quarta-feira (17) à noite. Esse lapso no conhecimento é agravado pela má qualidade do subsolo na área do acidente. foi a ruptura mais veloz que já estudei”. ainda sobram lacunas sobre esse tipo de material. Não teve o comportamento de uma rocha”. levam a um consenso nos debates Quais as hipóteses levantadas sobre as causas do acidente do texto 1? entre engenheiros. não a Nunca uma obra do porte foi feita no trajeto da Vila Sonia ao centro. “A chuva pode ter sido o fator detonador. 1) Quais São as principais causas de recalques de uma estrutura? presidente do Sindicato das Empresas de Arquitetura e Engenharia Consultiva (Sinaenco). dizem especialistas de terra”. de que as empreiteiras culparam a chuva pela tragédia. termos técnicos da nota deu margem a equívocos. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) estipula índices de 1. A rapidez com que tudo ruiu no dia 12. O solo ali é apontado como o mais vulnerável já Você como engenheiro da obra. Em um longo estudo feito em 2002 por engenheiros do Metrô sobre aspectos geológicos e geotécnicos do solo da Linha 4. As novas informações que vieram à tona ao longo da semana indicam que a grande novidade desse acidente foi justamente a rapidez com que a construção desabou.” O desconhecimento geotécnico do terreno da região é agravado porque nunca uma obra do porte da Linha 4 foi feita no trajeto da Vila Sonia.além estas? das 10 realizadas pelo Metrô na fase do projeto básico . Dois minutos depois. O grande estrondo aconteceu pouco depois das 15 horas. engenheiros e projetistas seguiram os coeficientes de segurança recomendados. Outra parte 4) Diferencie adensamento de compactação: do terreno era formada por saprolito gnaisse. “Esse movimento de solo costuma levar horas ou dias. da Themag. abrindo uma cratera de 80 metros de diâmetro que causou a Qual a importância dos conhecimentos geotécnicos para que se evite situações como morte de pelo menos seis pessoas. é típico dos trópicos”. “Os recalques em túneis são como as turbulências enfrentadas pelo aviões. as primeiras avaliações nos túneis e na cratera da Rua Capri. professor de mecânica do solo do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA).5 a 3 para fundações. diz o engenheiro Tarcísio Celestino. o terreno em torno da Estação Pinheiros foi apontado como o de pior qualidade de todo o ramal. zona sul. quais medidas lançaria para evitar estes acidentes? encontrado em obras do Metrô. com diversos estudos e sondagens acumulados ao longo dos anos. a chuva teria funcionado como um catalisador do desabamento. segundo os próprios projetistas. Engenheiros do Via Amarela reclamaram da interpretação dada à nota divulgada pelo consórcio horas depois do desastre. em Pinheiros. ele foi de 2. à Luz. afirma o engenheiro Flávio Massayuki Kuwajima. na zona oeste da Capital. Kochen já analisou mais de 50 acidentes ocorridos em túneis em São Paulo e no mundo nos últimos 25 anos. uma pesquisa sobre o tema. Mas o texto menciona “indícios” de que as chuvas “teriam causado uma reação anômala e inesperada no maciço Texto 2: Solo da Linha 4 do Metrô é frágil. geólogos e especialistas em mecânica do solo ouvidos pela reportagem: os estudos e sondagens de terra da região feitos pelo consórcio de empreiteiras Via Amarela podem Quais as hipóteses levantadas sobre as causas do acidente do texto 2? não ter sido suficientes para evitar o acidente. Assessores contratados pelo Via Amarela depois do acidente admitiram que o corte de Os estudos feitos pelo consórcio podem não ter sido suficientes. 3) De exemplos de pré carregamento geológico e pré carregamento antrópico: professor da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. em seguida faça comportamento anômalo e se desmanchou feito vidro. 000 segundos final? 366 dias = 31. 87 88 .891. Como poderá obter o coeficiente de permeabilidade em cm/s. 15) Cite 5 técnicas de estabilização de taludes: 6) O que é expansibilidade de solos? 7) O que são solos compressíveis? 8) O que são solos colapsíveis? Formulas: 9) A figura abaixo ilustra a teoria de Terzaghi.622. Sabendo-se que a pressão média. na camada de argila.536.039.8 kgf/cm2. Qual será o provável recalque total desse edifício em centímetros? 13) Um laboratorista. Dados: yágua= 10-³ kgf/cm3 14) Em um ensaio de adensamento. sob o peso de um edifício projetado.87 cm2/ano e o índice de vazios médio 0. Determinar o coeficiente de decréscimo de volume mv. Qual o índice de vazios 365 dias = 31. determinou o coeficiente de compressibilidade é 0. 12) Uma camada de solo compressível tem 8 m de altura e seu índice de vazios inicial é de 1. Ensaios de laboratório indicam que o índice de vazios final. o coeficiente de consolidação 13. 1 minuto = 60 segundos 1 hora = 60 x 60 = 3600 segundos 10) A altura inicial de uma amostra é 4 cm e o seu índice de vazios ei = 1. Explique-a apresentando como os conceitos de tensões efetivas e poro pressões se apresentam na figura. o mesmo grau de adensamento. a altura se reduz para 3.400 segundos um ensaio de adensamento. em um ensaio edométrico. sob as mesmas condições de carregamento.1172 cm2/ kgf.20 cm.20. com 20 m de espessura. será 0. aumentou de 0. foi de 6 cm.400 segundos (ano bissexto) 11) O recalque total de um edifício construído sobre uma camada de argila rija. Submetida a 1 dia = 24h x 3600 = 86. uma amostra de 6 cm de altura exigiu 24 h para atingir um determinado grau de adensamento.70. Calcular o tempo em horas para que uma camada de 10 m de altura do mesmo material atinja. consequentemente. Redução de possíveis variações volumétricas. quer pela ação da água que. sob o aspecto técnico. Pela equação S = c + ⌠ . transformando-os em verdadeiro material de construção. com redução do índice de vazios. fica claro que dois fatores são fundamentais na compactação: o teor de umidade do solo. através da compactação de um solo resulta: maior aproximação e entrosamento das partículas. Esse objetivo é atingido de maneira rápida e econômica através das operações de compactação. etc. de forças internas de natureza elétrica. que não cause o distanciamento entre elas. eventualmente. através do aumento da resistência ao cisalhamento. isto é. favorecendo a contração que se manifesta através de trincas.1 Introdução Os solos. devem preencher certos requisitos. ou seja. pela redução do coeficiente de permeabilidade. geradas entre as partículas. À vista do exposto. de forma que é fácil entender que a aproximação dos grãos e o seu melhor arranjo são resultantes de um baixo índice de vazios e de um teor de umidade adequado. Por outro lado. dependem diretamente do teor de umidade inicial. As variações de volume possíveis. da resistência ao cisalhamento. resultante da compactação. pela elevação do atrito interno entre as partículas e a diminuição das variações de volume. menor a permeabilidade. para que possam ser utilizados nos aterros das obras de terraplenagem. Já o aumento do atrito interno dependerá do atrito gerado entre as partículas e do seu entrosamento. Essas propriedades visam principalmente: Aumento da resistência da ruptura dos solos. no caso das argilas. percola pela sua massa. haverá grande probabilidade de absorção de água e consequentemente inchamento. por sua vez. sabemos que a resistência à ruptura por cisalhamento de um solo depende da coesão (c) e do ângulo de atrito interno (). a energia empregada na aproximação dos grãos e que se denomina energia de 89 90 . chama-se compactação de um solo aos processos manuais ou mecânicos que visem principalmente à redução do índice de vazios. haverá mais tarde a possibilidade de grande perda de água por evaporação. que. Se executarmos o aterro com material úmido. tornando mais estável. quanto maior a redução deste. Resulta daí o aumento da resistência à ruptura. compactação. expansões ou contrações. de um menor índice de vazios. Ao contrário. Com as considerações acima. sendo que estes. COMPACTAÇÃO DOS SOLOS 10. pela maior presença de água nos interstícios. ou seja. tende a diminuir as forças de natureza elétrica. quer pela ação de cargas. tende a aumentá-la. a capacidade de absorção de água e a possibilidade de haver percolação diminuem substancialmente. através do melhor entrosamento entre elas. diminui indiretamente com o índice de vazios. dependem do teor de umidade e do índice de vazios. Impermeabilização dos solos. se executamos com solo muito seco. Em resumo. fissuras. resultante do menor índice de vazios. de modo que a sua aproximação. dependendo do seu coeficiente de permeabilidade. obter-se-á maior capacidade de suporte. certas propriedades que melhoram o seu comportamento. diminui com o aumento do teor de umidade. ocasionando um aumento da coesão e do atrito interno e. Em Mecânica dos Solos a parcela referente a coesão é resultante. A impermeabilização do solo do aterro. tg . isto é. sob ação de cargas externas. por sua vez. Nesses artigos é que pela Inicialmente.H. a resultar um plano superior quase horizontal. caindo de uma altura de 30. peso específico aparente seco - teor de umidade. para que pudessem ser utilizados com segurança. Resultava disso: O ensaio normal de compactação utiliza um cilindro metálico de volume igual a 1000 cm3. aumentar a densidade aparente do solo lançado e. sob diferentes condições de umidade e para uma determinada energia de compactação. o volume de vazios passava a aumentar. (American Association of State Highway Officials) e é conhecido como ensaio de Proctor Normal ou A técnica de compactação é relativamente recente e seu controle ainda mais recente. quando a abscissa deste ponto. ainda.S. ocasionando a redução do volume de vazios. Isto é.Mecânica dos Solos 206 correlação entre os parâmetros que influem decisivamente na relação índice de vazios. ao invés de facilitarem a aproximação dos grãos. variando-se a energia aplicada.3 Ensaio de compactação ponto citado. é um processo mecânico.2 . A explicação desse fato reside em que quantidades adicionais de água. Antes como A. As espessuras finais das camadas compactadas instabilidade do aterro. cada uma delas por meio de 26 golpes de um soquete camadas lançadas.A. aproximando as partículas. fazem com estes se afastem. A técnica moderna. Tudo isso levava a que os aterros necessitassem de certo período de distribuídas. poderá atingir. A ordenada densidade com que um solo é compactado.1). e a com peso de 2. distribuídos de forma que. Peso específico aparente seco ( d) dMáx. fim. é o máximo peso específico aparente seco que este solo depende da umidade do solo no momento da compactação.1 . o aumento do peso específico. de tal forma. Ramo úmido Ramo seco Curva de saturação (S = 100%) Var = 0 S = 90% S = 80% (a) Soquete (b) Molde cilíndrico Teor de umidade (w) wótima Figura 10. coordenadas do ponto máximo receberam a denominação de teor de umidade ótima (wótima) e peso funcionava como lubrificante. em 1933. após o 10. de que a um máximo e depois começa a decrescer para valores.2 Curva de compactação Ao realizar-se a compactação de um solo. onde uma compressibilidade exagerada do aterro devido aos grandes vazios que podiam formar-se entre as compacta-se uma amostra de solo em três camadas. por aplicação de peso ou apiloamento.S.Equipamentos do ensaio de compactação Figura 10. equipamento de compactação. dela os aterros eram feitos simplesmente lançando-se o material pela sua ponta. por específico aparente seco máximo (dmáx). Foi o engenheiro americano Ralph Proctor que.H. Esta curva é chamada de curva de compactação (Figura 10. o peso específico aparente seco cresce com o aumento do teor de umidade até atingir primeira vez. como conseqüência. se enuncia um dos mais importantes princípios da Mecânica dos Solos. que evitam o solo fofo e a formação de vazios entre torrões. As compactada.O. o qual poderia perder totalmente sua resistência se.5 kg. correspondentes.O Standard. para a energia de compactação usada e precisando para isto de um teor de umidade igual Proctor verificou que na mistura de solo com maiores quantidades de água.A.5 cm. e a energia de compactação deverá ser uniformemente saturação por chuvas intensas. aumentando novamente o volume de vazios e causando o decréscimo dos pesos específicos O ensaio de compactação desenvolvido por Proctor foi normalizado. do ponto correspondente ao pico da curva. Portanto. ainda que se adicionasse mais água. a grande porosidade do próprio material que permanecia em estado fofo. porventura.2 mostra o consolidação. aumentar-lhe a resistência. obtém-se uma curva de variação dos pesos específicos aparentes secos (d) em função do teor de umidade (w). recebe a denominação de compactação. o peso específico aparente da mistura aumentava. Estes valores só poderão ser alterados. no mínimo dois pontos se encontrem à esquerda da umidade 91 92 . atingia-se um peso específico máximo. estabeleceu a Notas de Aula . pela A. A curva de compactação será traçada a partir dos pares de valores. ou seja. porque a água de certa forma. a partir do qual. A Figura 10. baseada no lançamento de aterros em camadas horizontais e passagem de rolos compressores pesados.Curva de compactação. 10. Neste ano Proctor publicou uma série de artigos divulgando o seu método de controle de compactação. sob uma determinada energia de compactação. baseado num novo método de projeto e construção de barragens de terra compactada que estava sendo empregado na Califórnia. pelo qual se procura. No Brasil foi normalizado pela ABNT/NBR 7182/86. pela primeira vez. sofresse devem ser aproximadamente iguais. Num determinado ponto. permitindo melhor entrosamento e. crescentes do teor de umidade. Porque os ensaios de Comportamento diferenciado da água na superfície em contato com o ar compactação em laboratório devem ser realizados em uma energia próxima à utilizada em campo? orientação das moléculas Tensão superficial (T) . Cite-as: água de constituição molecular água adsorvida NA 18)Cite pelo menos um equipamento de compactação para cada categoria: 19) O rolo pé de carneiro é indicado para qual tipo de solos? água capilar água livre franja capilar 20) Qual o objetivo da compactação dos Solos? Capilaridade 1) Fale o que você sabe sobre o ensaio de compactação: Suas finalidades. procedimentos de execução em laboratório e em campo. forma da – Tensão superficial da água curva de compactação. A compactação de solos se divide em 3 categorias. ÁGUA NOS SOLOS 16)Diferencie adensamento de compactação: 
!
.trabalho necessário 4) Falar dos principais equipamentos de compactação em campo. Tensão superficial da água a 20oC 0. uma unidade infinitesimal de área 8) Descreva os procedimentos adotados na realização de um ensaio de CBR. energia de compactação. Fale sobre suas finalidades básicas. citando suas para aumentar a superfície do líquido de principais características e para que solos são mais indicados. ótima e dois à direita. controle de compactação em campo.
 +)

 Introdução Água nos solos: 17)De forma genérica.073 Nm/m2 – A teoria do tubo capilar No contato com outras superfícies (líquidas ou sólidas) as forças químicas de adesão geram uma curvatura na superfície livre da água f(tipo de material e grau de limpeza) 93 94 . Mostre como é obtido o ISC (Índice de Suporte Califórnia). ocorre uma diferença nas pressões externa e interna da superfície ar-água. curvatura diferença de pressões T para equilíbrio • Comportamento da água em tubos capilares: Quando um tubo capilar é colocado em contato com a superfície da água livre forma- se uma superfície curva a partir do contato água-tubo. A curvatura é função das propriedades do material do tubo. A água sobe pelo tubo capilar até que seja estabelecido o equilíbrio das pressões interna e externa à superfície fenômeno de ascensão capilar uA= uD = uF = atmosférica Fc uB = uC = atmosférica + w z W uE = atmosférica .vidro limpo 0 vidro c/ impurezas < 40o mercúrio > 140o ÁGUA NOS SOLOS Em função da superfície curva. A diferença de tensões é equilibrada pela resultante da tensão superficial. w hc 95 96 . comparáveis aos tubos capilares. Ex: tubo de vidro com 1 mm de diâmetro hc = 3 cm ÁGUA NOS SOLOS A altura de ascensão capilar em um tubo de raio r pode ser calculada igualando o • O comportamento da água capilar nos solos peso da água no tubo acima do NA com a resultante da tensão superficial Os vazios no solo são muito pequenos. Logo: 2 T hCmáx r w 97 98 . embora muito irregulares e interconectados. Peso de água: W r 2 hc w A situação da água capilar no solo depen Resultante da tensão superficial ao longo do perímetro: Fc 2 r T 2T Para o equilíbrio W = Fc cos : hc cos w r Quando é atingido o equilíbrio (máxima ascensão) 0. responsável pelo equilíbrio. . A transmissão se dá por áreas muito reduzidas. elemento de solo de – Partículas de argila pode ocorrer através da água adsorvida espessura unitária. v 1 z1 2 z 2 .. solo homogêneo contato direto grão a grão. FH= 0 Ee = Ed FV= 0 W=R Conceito de tensão total em um meio contínuo W = peso do elemento unitário – Conceito de tensão normal: N de solo área W bo z 1 b cos i z – Conceito de tensão tangencial: T v= tensão atuante na base área do elemento de solo Tensões de contato (> 700MPa) >>>> tensões totais assim definidas (< 1 MPa) v áreas de contato muito pequenas (< 1% da área total) R v z cos i b Caso particular ... Tensões devido ao peso próprio do solo Transmissão de esforços entre as partículas Caso geral .terreno horizontal e plano. com constância horizontal nas camadas e ausência de cargas externas -tensões geostáticas tensões cisalhantes nos planos horizontal e vertical são nulas v z solo estratificado camadas uniformes de espessuras z 1. . com pesos específicos 1..terreno inclinado – Partículas granulares transmissão de forças através do Semi-espaço infinito.. acima do NA. Ao longo de um Por equilíbrio: plano horizontal no solo tem-se esforços decompostos em componentes normais e tangenciais.. TENSÕES NOS SOLOS TENSÕES NOS SOLOS CONCEITO DE TENSÕES NO SOLO TENSÕES NA MASSA DE SOLO Aplicação da Mecânica dos Sólidos Deformáveis aos solos – Tensões devido ao peso próprio conceito de tensões num meio particulado os solos são – Tensões devido a propagação de cargas externas aplicadas ao constituídos por partículas e as forças são transmitidas de partícula a terreno. 2. . n zn 99 100 . partícula e suportadas pela água dos vazios. z2. ’ Terzaghi estabeleceu que abaixo do NA a tensão normal total em um plano qualquersoma de duas parcelas: • Tensão transmitida pelos contatos entre as partículas tensão efetiva ( ’) .u ou uw Pressão na água dos vazios dos solos corresponde a carga piezométrica da lei de Bernoulli. u w zw Zw = altura da coluna d’água – Tensões efetivas . TENSÕES NOS SOLOS – Exemplo de cálculo – Pressão neutra (ou poropressão) .extremamente difícil mensuração ! • Pressão na água dos poros (u w) Num caso mais genérico (solo não saturado): • Pressão no ar dos poros (ua) 1 .