Trabalhos em SolosAula 01.

Origem dos SolosO solo é uma camada mais superficial da crosta terrestre,

onde se desenvolve muitas plantas e vive uma grandevariedade de animais.

Esta camada, o solo, não é muito profunda; tem, emmédia, trinta centímetro de espessura.Ela vem se formando há milhões de anos, com o acúmulode pequeníssimas partículas, formadas pelo desgaste dasrochas, que formam se misturando com os restos deanimais e plantas.

Origem dos Solos• O solo é constituído de duas partes:

A primeira é uma camada geralmente escura, que fica bemem cima e é composta pela mistura de restos de animais evegetais, formando a parte orgânica do solo ou húmus.

A outra, contendo areia, calcário e argila, forma a parte mineral do solo, juntamente com a água e o ar.

Origem dos Solos• Muitos solos podem ser formados pelo transporte de

sedimentos levados pelo vento, chuvaou pela águas do rios, como as dunas e são chamados dealuvião.

Quando o solo é originado da própria rocha matriz échamada de autóctone e quando é formado através dotransporte de sedimentos é chamado de alóctone.Logo abaixo do solo, aparece uma camada mais profunda eespessa, que é o subsolo.

Origem dos Solos

Origem dos Solos

Formas

ConstituintesA constituição do solo.

Areia.

Argila.

Silte.

Humífero.

Importância do estudo dos solos

• Na construção de um imóvel, um engenheiro geólogo é defundamental importância, tanto quanto a equipe deengenheiros civis e arquitetos.

• Paulo considera indispensável verificar previamente o solona construção de empreendimentos de qualquer tamanho.

Importância do estudo dos solos• Ao término de uma obra bem-sucedida, o resultado do

trabalho, normalmente, é creditado aos arquitetos,engenheiros e, quando muito, aos operários. No entanto,profissionais de outras áreas participam do processo com amesma importância de quem desenha a planta e executa oprojeto. Há uma área da construção civil que pode até não sernotada, mas produz resultados imprescindíveis que é aAnálise ambiental.

Importância do estudo dos solos

• Neste meio estão inclusos pesquisas e estudos detalhadossobre diversos fatores e resultados ligados ao impacto causadopela obra no meio ambiente. Dentre eles, a análise do solotorna-se fundamental para que a construção civil não tragadesdobramentos inesperados para a sociedade e, logicamente,para a natureza. Afinal, o chão é a base sobre a qual o projetoserá erguido.

Áreas de estudo

Áreas de estudo• O Engenheiro Florestal e Técnico em Geoprocessamento

Marcos Paulo Ribeiro Kern, da Ecotech Consultoria Ambiental,destaca que verificar previamente o solo é indispensável paraobras de qualquer tamanho. “Para as de pequeno porte e decaráter passageiro, muitas vezes a avaliação primária jáidentifica se é possível ou não construir naquela área. Emconstruções de casas e obras que não transferem muita cargapara o solo, a análise não é imprescindível, mas recomendadapara garantir a estabilidade de qualquer empreendimento”,destaca.

Grandes Obras• As grandes obras são atividades de maior cobrança e aos

envolvidos atribui-se responsabilidade maior. Marcos Pauloressalva que, para empreendimentos maiores, é de sumaimportância avaliar a qualidade do solo e sua resistência, poiseste deverá suportar uma enorme transferência de carga semromper ou escoar.

Grandes Obras• Marcos explica o processo e os riscos de uma análise mal feita

ou não realizada. “No solo as estacas são cravadas para darsustentação a toda a obra. É o receptor final da carga divididapor elas, que nas obras maiores são chamadas fundações. Nãoanalisá-lo traz um risco muito grande e o esforço que elerequer para suportar cargas, somado às variações de umidadeque suporta, precisa ser avaliado sempre. Deve-se conhecerbem os limites de resistência do solo e a que ponto deumidade ele perde sua resistência”, resume.

Grandes Obras• Ele ressalva a importância de se observar a inclinação dos

terrenos. “Solos de encostas tendem a escorregar ao perderresistência. Já em locais planos eles tendem a ceder. Issoacontece devido à má impermeabilização e compactação quepermitem à água ocupar os espaços vazios do solo,aumentando sua umidade e tornando-o menos resistente”.

Grandes Obras

Grandes Obras• Neuza Tavares, 46 anos, tem um prédio com 14 salas,

construído em 1996, em Taguatinga Sul. Na época, ouviu daempresa de engenharia contratada que a construção de trêsandares poderia afetar o córrego e o solo de regiões próximas.Com o laudo dos estudos do solo em mãos, foi atrás deespecialista em recursos hídricos para verificar qual a situaçãoreal do solo e como agir para a construção.

Grandes Obras• A análise do solo é essencial antes de uma obra de qualquer

dimensão. Um caso recente que ficou nacionalmenteconhecido aconteceu em uma obra do governo federal: odesabamento do teto do túnel Cuncas I, localizado entre aParaíba e o Ceará, o qual integra as obras do Programa deAceleração do Crescimento (PAC) no Nordeste relativas àtransposição do rio São Francisco.

Grandes Obras

Grandes Obras• O incidente ocorreu no último mês de abril em Fortaleza e

provocou a publicação, por parte do Ministério de IntegraçãoNacional, de uma nota de esclarecimento na qual o órgãodizia que o solo possui consistência não uniforme nosarredores do desabamento. O governo garantiu que a análisedo solo foi previamente realizada.

Grandes Obras• Dickran Berberian, engenheiro, professor da Universidade de

Brasília (UnB) e presidente da empresa Infrasolo, estabeleceuma ligação interessante que ajuda a entender a importânciada análise do solo.

Grandes Obras• “As chamadas sondagens de terreno estão hoje para a

engenharia na mesma proporção que os exames clínicospreliminares apresentam-se para a medicina. Da mesmaforma que um médico não opera o paciente sem examiná-lo,não deve haver obra sem sondagem”, compara.

Grandes Obras• O professor lembra que a relação custo-benefício da análise

do solo é alta, pois a falta desta etapa em um processo deconstrução aumenta o nível de instabilidade da obra. “Deve-se realizar os furos de sondagem na proporção de um furopara cada 200 m² de área de projeção para que se avaliecorretamente a estabilidade das escavações”, resume.

Grandes Obras

Estudo Geotécnico do Subsolo• Trata se de um estudo muito importante pois se inicia a obra

com a documentação fundamental e básica para desenvolveruma obra sem surpresas, com a segurança de ter projetado osistema fundação justo e conveniente, baseado na experiênciados engenheiros especialistas de solo.

Porque de acordo as características de resistência e deformaçãode solos analisados se determinam os tipos de fundaçõestecnicamente possíveis, elegendo a mais econômica e simplespara a obra em questão

Aonde deve ser feito• Esse tipo de estudo deve ser feito imprescindivelmente

para obras de médio a grande porte, tais como:

• Casas ou prédios a partir de dois pavimentos• Estradas• Barragens• Ferrovias etc..

Tipos de Solos• Através dos estudos podemos conhecer o tipo de solo e suas

respectivas camadas, a presença, vestígio de água ou umidadeentre outros.

• Os três tipos principais de solo são:AreiaArgilaSilte

Solos Arenosos• São aqueles em que a areia predomina. Esta compõe-se de

grãos grossos, médios e finos, mas todos visíveis a olho nu.Como característica principal a areia não tem coesão, ou seja,os seus grãos são facilmente separáveis uns dos outros. Tembaixa capacidade de reter água e grande facilidade emcirculação de água.

• Dimensões:• Areia grossa - 2 a 0,2 mm• Areia fina – 0,2 a 0,05 mm

Solos Argilosos• O terreno argiloso caracteriza-se pelos grãos microscópicos,

de cores vivas e de grande impermeabilidade. Comoconsequência do tamanho dos grãos, as argilas:

1. São fáceis de serem moldadas com água.2. Têm dificuldade de desagregação.3. Formam barro plástico e viscoso quando úmido.4. Permitem taludes com ângulos praticamente na vertical.5. É possível achar terrenos argilosos cortados assim onde as

marcas das máquinas que fizeram o talude duraramdezenas de anos.

6.

• Dimensões: menor que 0,002mm

Argila

Solos siltosos• O Silte está entre a areia e a argila e é o “primo pobre”

destes dois materiais nobres. É um pó como a argila, masnão tem coesão apreciável. Também não templasticidade digna de nota quando molhado.

Estradas feitas com solo siltoso formam barro na época dechuva e muito pó quando na seca. Cortes feitos em terrenosiltoso não têm estabilidade prolongada, sendo vítima fácilda erosão e da desagregação natural precisando de maismanutenção e cuidados para se manter.• Dimensões: 0,002 a 0,06 mm

Exemplos

Reconhecimento• O reconhecimento do tipo de solo pode ser complicado.

Em geral, os solos estão misturados, é difícil achar umsolo que seja 100% argila ou 100% areia. Por isto, usa-sedenominações como “argila silto-arenosa”, “silteargiloso”, “areia argilosa” e similares. A determinação dotipo de solo é fundamental para a construção civil, emespecial para o cálculo da movimentação de terra e paraa escolha das fundações.

Identificação Granulométrica

Identificação Granulométrica

Identificação Granulométrica• Peneiras. • Agitador.

Identificação Granulométrica

Teste de Triangulação

Granulometria por SedimentaçãoNeste método, uma certa quantidade de solo é dispersanum frasco de água em um agente antifloculante, a fim dese obter uma suspensão final. As partículas cairão entãosob a ação da gravidade, em um meio resistente segundo alei de Stokes, com velocidades uniformes proporcionais ámassa e dependente da forma.

Tensões no solo• O solo ao sofrer solicitações se deforma, modificando o

seu volume e forma iniciais. A magnitude dasdeformações apresentadas pelo solo irá depender desuas propriedades elásticas e plásticas e docarregamento a ele imposto. O conhecimento dastensões atuantes em um maciço de terra, sejam elasdevido ao peso próprio ou provenientes de umcarregamento em superfície (alívio de cargas provocadopor escavações) é de vital importância no entendimentodo comportamento de praticamente todas as obras deEngenharia geotécnica. Nos solos ocorrem tensõesdevidas ao seu peso próprio e a carregamentos externos

Calculando as Tensões• Para obtermos as tensões em um determinado tipo de solo

desconsiderando as tensões de cisalhamento, para um solocom camadas horizontais, utilizamos a seguinte fórmula.

• Ondeo Sigma = Tensão Total verticaloGama = Tensão exercida pelo soloo Z = Cota Vertical

Tipos de Sondagens

Poços de Inspeção• Os poços de inspeção são executados em terrenos que

permitam a sua escavação, sem escoramento, atingindousualmente de 2,00 m a 3,00 m de profundidade.

ObjetivoConhecer o perfil do terreno , grau de compactação dascamadas e coletas de amostras deformadas e indeformadas

Poço de Inspeção

Trincheiras• São Valas longas com profundidade máxima de 2 metros, para

uma investigação linear das primeiras camadas do terreno, em situações específicas.

Sondagem a Trado• A sondagem a trado é feita manualmente, tem por objetivo

coletar amostras deformadas para a execução de ensaios delaboratório, determinar o perfil estratigráfico do solo empequenas profundidades, sem a obtenção dos índices deresistências, e observação nível do lençol freático.

No Brasil possui metodologia normatizada pela NBR-9603/86 - "

Sondagem a Trado

Execução• Para a execução da sondagem utiliza-se o equipamento

denominado como trado, podendo ele ser no formato cavadeirae Helicoidal, ponteira constituída por peça de aço.

A sondagem deve ser iniciada com o trado cavadeira, utilizando aponteira para desagregação de terrenos duros e compactos,sempre que necessário. Quando o avanço do trado cavadeira setornar difícil, deve ser utilizado o trado helicoidal.

Amostras• As amostras são coletadas a cada metro, sendo que, quando

ocorrer mudança de material no mesmo metro deve serseparado as amostras identificando de acordo com aprofundidade de cada uma.

Amostras com finalidades especificas para obtenção de umidadenatural, são acondicionada em recipientes com tampa hermética,parafinada ou selada com fita adesiva, para manter aspropriedades de origem do material

Finalização• As demais amostras são acondicionas em sacos de lona ou

plásticos devidamente identificados e encaminhados aolaboratório de solos.

Ao se atingir o nível do lençol freático, é interrompida a perfuração,anota-se a profundidade e passa-se a observar o mesmo,efetuando-se leituras a cada 5 minutos, durante 30 minutos. Onível também é anotado após 24hs da conclusão do furo.

Sondagem SPT• Também conhecido como sondagem à percussão ou sondagem

de simples reconhecimento, é um processo de exploração ereconhecimento do subsolo, largamente utilizado na engenhariacivil para se obter subsídios que irão definir o tipo eo dimensionamento das fundações que servirão de base parauma edificação.

Metodologia• O ensaio consiste na cravação vertical no solo, de um cilindro

amostrador padrão, através de golpes deum martelo com massa padronizada de 65 kg, solto em quedalivre de uma altura de 75 cm. São anotados os números degolpes necessários à cravação do amostrador em três trechosconsecutivos de 15 cm sendo que o valor da resistência àpenetração (NSPT) consiste no número de golpes aplicados nacravação dos 30 cm finais. Após a realização de cada ensaio, oamostrador é retirado do furo e a amostra é coletada, paraposterior classificação

SPT

Sondagem Rotativa ou Mista• A sondagem rotativa é o método mais utilizado na exploração

mineral, na definição de jazidas, necessária em praticamentetodas as obras de grande porte.

Conhecida como sondagem mista quando executada junto comSPT, o equipamento avança em solos alterados e rochas, obtendodiretamente as amostras (testemunhos), exatamente sobre a rochaa ser explorada proporcionando oportunidade para uma série deensaios mineralógicos, petrofísicos, petroquímicos, etc.

Método• O obstáculo encontrado é perfurado por meio de um

amostrador (barrilete) com uma broca rotativa acoplada naextremidade de uma haste oca. As brocas são estruturasmetálicas muito resistentes, constituídas em aço nas quais estãoincrustados pequenos diamantes industriais ou pedra de vídia. Asbrocas são escolhidas em função da dureza da rocha a perfurar, edo diâmetro do furo que se pretende abrir.

Equipamentos• O movimento rotativo é produzido por um motor (elétrico ou a

combustão) transmitindo torque à broca por meio de umacombinação de redutor e hastes protegidas por uma sequênciade tubos de aço (revestimento); à medida que a perfuração vaiavançando, mais hastes e revestimentos vão sendo adicionadosao conjunto por enroscamento

Sondagem Rotativa

Sondagem sísmica de refração• Objetivo

Conhecer a natureza das camadas do solo sobre o embasamentorochoso.

o Natureza estado de Sanidade e aspectos estruturais.o Contato entre diferentes tipos de rochaso Presença de água subterrâneao Presença de espaços Vazios nas rochas etc..

Método• Técnica indireta que está baseada na propagação de ondas

mecânicas em subsuperfícies, capaz de identificar diferentesestratos através da diferença de velocidade, por meio de umabalo produzido artificialmente. Ver ilustração na página 46apostila.

Sondagem Sísmica de refração

Sondagem de Eletrorresistividade

• Caracterização Geológica para conhecimento das diversaslitologias que compõem a estrutura do solo, topo rochoso eperfil geológico de certa região, que inclui área eprofundidade;

Estudo para Perfuração de Poços – Localização de melhor localpara perfuração.

Método• A partir de injeções de corrente elétrica artificial em

pontos da área investigada (por eletrodos metálicos),realiza-se a determinação da resistividade elétricaaparente dos materiais em pontos da subsuperfície (pelaresposta elétrica das diferentes camadas).

Sondagem de Eletrorresistividade

Conclusões• É de suma importância que haja uma boa observação das

normas e serviços em relação a execução de obras em solo,tendo em vista o comportamento físico do mesmo, quepoderá até mesmo inviabilizar a execução de umadeterminada obra. E um dos principais pontos que tambémdevem ser observados e a compactação do solo.

Compactação do Solo• A compactação é um método de estabilização e melhoria do

solo através de processo manual ou mecânico, visando reduziro volume de vazios do solo.

A compactação tem em vista estes dois aspectos: aumentar aintimidade de contato entre os grãos e tornar o aterro maishomogêneo melhorando as suas características de resistência,deformabilidade e permeabilidade

Compactação do Solo

Compactação do Solo

Compactação do Solo

Compactação do Solo

Compactação do Solo

Recalque do Solo• O recalque ou assentamento é o termo utilizado

em engenharia civil para designar o fenômeno que ocorrequando uma edificação sofre um rebaixamento devido aoadensamento do solo sob sua fundação.

• O recalque é a principal causa de trincas e rachaduras emedificações, principalmente quando ocorre o recalquediferencial, ou seja, uma parte da obra rebaixa mais queoutra gerando esforços estruturais não previstos e podendoaté levar a obras à ruína.

Recalque do Solo

Fissuras inclinadas provocadas por recalques diferenciais das fundações (falha de homogeneidade do solo.

Fissuras inclinadas no edifício menor por recalques diferenciais das fundações(interferência das fundações vizinhas)

Recalque do Solo

Recalque do SoloRecalque primário ou adensamento: é devido à saída de

água dos poros com a consequente redução de vazios dosolo; essa expulsão se dá lentamente com o decorrer dotempo, sendo particularmente importante no caso dossolos argilosos saturados; recalque por deformaçãoplástica.

Recalque do Solo• Recalque secundário é a continuação do adensamento

primário:Ocorre quando o excesso depressão neutra é (pressão daágua) praticamente nulo (u ≈0 ) e a tensão efetiva épraticamente igual à tensão total ( σ’ ≈ σ )•

Recalque do Solo• Principais causa do Recalque.

• Rebaixamento do lençol freático: adensamento do terreno peladiminuição da pressão neutra do subsolo; ocorre variaçãodas pressões geostáticas, independente da aplicaçãode carregamentos externos.

• Solos colapsíveis: solos de elevada porosidade; quando entramem contato com a água ocorre a destruição da cimentaçãointergranular, resultando num colapso súbito.

Recalque do Solo• Escavações em áreas adjacentes à fundação: mesmo

com paredes ancoradas, podem ocorrer movimentos,ocasionando recalques nas edificações vizinhas.

• Vibrações: oriundas da operação de equipamentoscomo: bate-estacas, rolos compactadores vibratórios,tráfego viário etc.

Recalque do Solo• Escavação de túneis: qualquer que seja o método de

execução, ocorrerão recalques da superfície do terreno.

• Cargas estáticas: (pressão transmitida pelas estruturas,peso próprio do solo, etc.).

• Cargas dinâmicas: (cravação de estacas, terremotos, etc.).

• Árvores: de crescimento rápido em solos argilosos.

Recalque do Solo• Deterioração da fundação: desagregação do concreto por ataque de

sulfatos, corrosão de estacas metálicas, envelhecimento de estacas demadeira.

• Subsidência devido à exploração de minas.

• Inchamento de solos argilosos após desmatamento.

• Variações sazonais de umidade.

• Erosão do subsolo

• Efeitos de congelamento

Particularidades• Note-se que esta é uma situação clássica, e acontece

diariamente na cidade de Santos, SP, onde são muitoconhecidos os prédios inclinados na beira da praia.

Estes foram feitos com fundação superficial que afundouquando mais e mais construções surgiram ao lado pois estas,além de aumentarem as cargas no solo, ajudaram a abaixar onível do lençol freático que, por sua vez, já vinha diminuindodevido à crescente pavimentação das ruas.

Santos

Exercícios• 1 Qual os possíveis ganhos com a compactação do solo?

• 2 Quais as vantagens de se fazer uma sondagem do solo?

• 3 Descreva Sucintamente, como é feita a compactação dos solos?

• 4 O que é recalque? E quais suas possíveis causas?

Bibliografia• http://sondagensoeste.pt/geot.php• http://www.brasfond.com.br/fundacoes/msolo.html• http://www.fugroinsitu.com.br/servicos.php?id=5• http://www.apostilasgratuitas.info/construcao/76-casa-

eletrica-hidraulica-etc/297-compactacao-dos-solos