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CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DO SOLO DO BAIRRO CIDADE NOVA NO MUNICÍPIO DE MANAUS - AM. Renan de Oliveira Silveira, Estudante de Engenharia Civil, Centro Universitário do Norte – UNINORTE, Manaus - AM. José Claudio Moura Benevides, Orientador no Centro Universitário do Norte – UNINORTE, Manaus - AM. RESUMO Esse trabalho tem como objetivo analisar e classificar o solo do bairro Cidade Nova no município de Manaus AM. Essa avaliação se deu em duas etapas, sendo a primeira análise visual da superfície do solo e posteriormente foram realizados experimentos em laboratório, a fim de levantar as informações técnicas a respeito do solo. Foram utilizados ensaios tradicionais como, limite Liquidez, Limite de Plasticidade, Granulometria e Compactação. Com base nos resultados obtidos o solo foi classificado como solo arenoso apresentando 96,00% de areia média e fina. Palavras-Chave: Solo, caracterização, ensaio. ABSTRACT This work aims to analyze and classify the soil of the Cidade Nova neighborhood in the municipality of Manaus. This evaluation was carried out in two stages, the first one visually analyzing the surface of the soil and, afterwards, experiments were carried out in the laboratory in order to obtain the technical information about the soil. Traditional tests such as Liquidity limit, Plasticity limit, Granulometry and Compaction were used. Based on the results obtained, the soil was classified as a sandy soil with 96.00% of medium and fine sand. Key words: Soil, characterization, test

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CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA DO SOLO DO BAIRRO CIDADE NOVA NO

MUNICÍPIO DE MANAUS - AM.

Renan de Oliveira Silveira, Estudante de Engenharia Civil, Centro Universitário do Norte – UNINORTE, Manaus - AM.

José Claudio Moura Benevides, Orientador no Centro Universitário do Norte – UNINORTE, Manaus - AM. RESUMO

Esse trabalho tem como objetivo analisar e classificar o solo do bairro Cidade Nova

no município de Manaus AM. Essa avaliação se deu em duas etapas, sendo a

primeira análise visual da superfície do solo e posteriormente foram realizados

experimentos em laboratório, a fim de levantar as informações técnicas a respeito do

solo. Foram utilizados ensaios tradicionais como, limite Liquidez, Limite de

Plasticidade, Granulometria e Compactação. Com base nos resultados obtidos o

solo foi classificado como solo arenoso apresentando 96,00% de areia média e fina.

Palavras-Chave: Solo, caracterização, ensaio. ABSTRACT This work aims to analyze and classify the soil of the Cidade Nova neighborhood in

the municipality of Manaus. This evaluation was carried out in two stages, the first

one visually analyzing the surface of the soil and, afterwards, experiments were

carried out in the laboratory in order to obtain the technical information about the soil.

Traditional tests such as Liquidity limit, Plasticity limit, Granulometry and Compaction

were used. Based on the results obtained, the soil was classified as a sandy soil with

96.00% of medium and fine sand.

Key words: Soil, characterization, test

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INTRODUÇÃO.

A cidade de Manaus, capital do estado do Amazonas, localiza-se na porção

nordeste do estado do Amazonas e possui uma área de aproximadamente

11.458,50 km². O município é integrante da bacia amazônica e está situado na

margem esquerda da confluência dos rios Negro e Solimões, que são rios

formadores do Rio Amazonas. É de grande importância para engenharia estudar as

características físicas e propriedades do solo porque se evitam patologias seja na

construção de edificações, ou na infraestrutura viária e drenagens.

Na infraestrutura viária é de fundamental importância a caracterização do solo

e suas propriedades mecânicas para realizar a pavimentação. A classificação do

pavimento é feita a partir da constituição de seu revestimento (ou camada de

rolamento). De modo geral, os pavimentos são classificados em flexíveis, semi

rígidos e rígidos (DNIT, 2006a; RODRIGUES, 2006; FRANSOZI, 2014), onde cada

um pode ser definido como:

a) Flexível: seu revestimento é formado com material betuminoso (combinação

de agregados e ligantes asfálticos). Exemplo: pavimento constituído por uma

base britada (brita graduada ou macadame) ou por uma base de solo

pedregulhoso, revestida por uma camada asfáltica;

b) Semirrígido: possui uma base cimentada por algum aglutinante com

propriedades cimentícias, como por exemplo: uma camada de solo cimento

revestida por uma camada asfáltica; e,

c) Rígido: aquele em que o revestimento é formado por lajes de concreto de

cimento Portland.

São exemplos de patologias o recalque de uma fundação, percolação de

água em uma parede. As características do solo dependem da sua região de

localização já que a sua origem é principalmente do intemperismo de rochas mães

(Caputo, 1988). No Brasil se utiliza dos meios tradicionais de caracterização que são

os sistemas de classificação de solos com base nas tabelas americanas: Sistema

Unificado de Classificação de solos (SUCS) ou (Unified Classification System –

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U.S.C.) proposto por Arthur Casagrande e a Classificação do T.R.B. (Transportation

Research Board); ambos baseados na análise granulométrica, nos limites de

Atterberg (Limite de Liquidez – LL e Índice de Plasticidade – IP) (Caputo, 1977).

Os solos amazônicos possuem grande heterogeneidade resultado de eventos

geológicos ocorridos na região ao longo do tempo. O local apresenta clima

característico de regiões tropicais, sendo classificado como quente e úmido, possui

duas estações com índices pluviométricos diferentes, sendo uma estação

predominante de chuvas e cheia, e outra com predominância de seca e vazão dos

rios. A referida cidade possui uma precipitação anual média variando de 2100 a

2500 mm, e se distingue pelos seus rios e igarapés (LIMA, 1999).

BENTO & FROTA (1998) realizaram mapeamento geotécnico da cidade de

Manaus, entre 1977 e 1998, a partir de relatórios de sondagens e perfis de poços

tubulares profundos, além de 25 pontos de observação em campo. Deste trabalho

foram obtidas cartas temáticas, particularmente a relativa à textura, onde foi

observado que, em profundidades de 2m, 5m e 10m, tem-se a presença de 62%,

55% e 30% da fração argilosa, respectivamente. Considerando a variabilidade de

fatores que influenciam e caracterizam os solos na região, esse trabalho tem como

objetivo analisar e classificar o solo do bairro Cidade Nova no município de Manaus

AM.

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MATERIAIS E MÉTODOS. Solo

Se faz necessário estabelecer algumas definições a respeito do conceito de é

solo. Conforme relata Pinto (2006, p.14),

Os solos são constituídos por um conjunto de partículas com água (ou

outro líquido) e ar nos espaços intermediários. As partículas, de maneira

geral, encontram-se livres para deslocar-se entre si. Em alguns casos, uma

pequena cimentação pode ocorrer entre elas, mas num grau extremamente

mais baixo do que nos cristais de uma rocha ou de um metal, ou nos

agregados de um concreto. O comportamento dos solos depende do

movimento das partículas sólidas entre si e isso faz com que ele se afaste

do mecanismo dos sólidos idealizados na Mecânica dos Sólidos

Deformáveis, na qual se fundamenta a Mecânica das Estruturas, de uso

corrente na Engenharia Civil.

Acerca de solos, Pinto (2006) afirma que todos os solos são originados da

decomposição das rochas localizadas inicialmente na crosta terrestre. A

decomposição decorre da ação tanto agentes químicos como físicos. A água acaba

percolando entre as trincas dos minerais constituintes da rocha original uma vez

formadas devido a variações térmicas, atacando os quimicamente. Como também, a

água pode congelar dentro das trincas que entre outros fatores, exerce o aumento

das tensões e por fim uma maior fragmentação do maciço. O referido autor ainda

revela uma série de outros processos químicos como hidratação, hidrólise, oxidação,

lixiviação, troca de cátions, carbonatação todos oriundos da presença da fauna e

flora, esses processos são mais atuantes em regiões onde o clima é mais quente.

Ensaio de Análise Tátil Visual

A análise tátil visual dos materiais (agregados e solos) tem como objetivo

fazer a identificação com o contato direto com as amostras, por meio do tato e por

meio da visão. É um método barato e prático de identificação de agregados e solos e

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o procedimento, como apresentado, é realizado por meio visual e tátil, sem a

utilização de equipamentos. É um método de suma importância para a identificação

dos materiais recebidos. Tal análise agrupa agregados e solos (independentemente,

ou seja, cada um com seu tipo), com características semelhantes permitindo definir

quais serão e quantos ensaios são necessários para a caracterização correta dos

materiais ensaiados.

Estes testes são simples e rudimentares, entretanto, trazem informações

importantes e devem ser feitos com critério. Além da identificação dos agregados e

solos, devem- se apresentar informações como a presença de materiais não

pertencentes ao solo ou agregado, como raízes e outros materiais orgânicos. Para

Pinto (2006) apenas a distribuição granulométrica não é capaz de caracterizar bem o

comportamento dos solos para a análise sob aspectos de engenharia, pois a porção

fina dos solos é de grande importância nesse comportamento, “ [...] quanto menores

as partículas, maior a superfície (superfície das partículas dividida por seu peso ou

seu volume)” (Pinto, 2006, p. 24).

Para Pinto (2006) com o comportamento partículas com superfícies

específicas das mais variadas formas perante a água é muito diferenciado, por

exemplo, em partículas de minerais argila é possível encontrar diferenças nas suas

estruturas mineralógicas, como também em seus cátions adsorvidos, por isso para

a mesma porcentagem de argila, o solo pode acarretar em comportamento muito

diverso, pois irá depender das características dos minerais presentes. Como muitos

fatores interferem na análise do comportamento do solo, o seu estudo acaba sendo

de grande complexidade, em resposta a essa complexidade a Engenharia buscou

métodos de análise indireta sendo baseada no comportamento do solo em

presença de água, que acabaram conhecidos como os limites de Atterberg (Índices

de consistência).

De acordo com Pinto (2006), os limites são baseados na verificação de que

um solo argiloso ocorre com diferentes aspectos conforme seu teor de umidade, ou

seja, quanto mais úmido, mais ele terá um comportamento de um líquido, da

mesma forma, que a medida que ele vai perdendo água, vai tornando-se plástico e

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quando estiver seco será quebradiço. Como demonstra a Figura 7, a mudança de

estado do solo está relacionada com o teor de umidade presente nele, sendo

denominados como Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP), e assim

existe o Índice de Plasticidade (IP), que é definido como a diferença entre os limites

e é a faixa onde o solo é considerado plástico. Para efeito de apresentação de

resultados apenas os valores do LL e do IP são apresentados como índices de

consistência dos solos, o LP apenas é utilizado para a determinação do IP.

Agregados

De acordo com a norma ABNT NBR 9935 (ABNT, 2005), o agregado é

definido como material sem forma ou volume definido, geralmente inerte, de

dimensões e propriedades adequadas para produção de argamassas e de concreto.

Os agregados são passíveis de utilização em toda a composição do pavimento,

incluindo o subleito, a sub-base, a base e o revestimento. Contudo, cada utilização,

requer agregados com características específicas.

De acordo com Fransozi (2014), na pavimentação, estes materiais devem

possuir propriedades como durabilidade, resistência, adesividade ao ligante, entre

outras, que influenciarão no desempenho da estrutura. A determinação dos

agregados a serem utilizados no pavimento depende da disponibilidade, custo e

qualidade do material, além do tipo de aplicação (BERNUCCI et al., 2010).

Segundo a norma de Especificação de Serviço (ES) do Departamento

Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), DNIT 031/2006-ES (DNIT, 2006b),

os agregados para uso em misturas asfálticas são classificados quanto ao tamanho

em: graúdos, miúdos e material de enchimento ou filler.

a) Agregado graúdo: é constituído por britas, cascalhos seixos e outros, que

possuem dimensões maiores que 2,0 mm, retidos na peneira n.º 10;

b) Agregado miúdo: areias e pó de pedras retidos na peneira n.º 200 e que

passam

na n.º 10, com dimensões entre 0,075 mm e 2,0 mm; c) Material de enchimento ou filler: é aquele em que pelo menos 65% das

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partículas são menores que 0,075 mm. Podem ser: cal hidratada, cimento

Portland, etc. A relação entre os agregados de tamanhos diferentes deve ser estudada, pois

o tamanho dos agregados pode influenciar a eficiência das misturas asfálticas. Altas

quantidades de material de enchimento, por exemplo, podem prejudicar a

trabalhabilidade e diminuir o contato entre as partículas grossas, alterando a

capacidade de compactação (FRANSOZI, 2014). No entanto, a quantidade

adequada deste material reduz os vazios do esqueleto mineral e melhoram a

trabalhabilidade da mistura (BERNUCCI et al., 2010).

A distribuição granulométrica interfere nas características dos revestimentos

asfálticos como: rigidez, estabilidade, durabilidade, permeabilidade, trabalhabilidade,

resistência à fadiga e à deformação permanente. Os resultados do ensaio de

peneiramento são expressos por gráficos que relacionam a porcentagem de material

granular retida em cada tipo de peneira, apresentando assim a distribuição

granulométrica do material analisado.

Ensaio de Granulometria

De acordo com Pinto (2006) o tamanho das partículas é a primeira

característica que diferencia os solos no momento de caracterizar, pois alguns solos

como areia marinha ou pedregulhos são perceptíveis ao olho nu e outros são tão

finos que se molhados acabam aglutinados como uma pasta ou barro não sendo

possível a visualização das partículas separadamente. Segundo o autor, é enorme a

variedade do tamanho dos grãos, não se percebe no primeiro momento pelo fato dos

materiais serem tão pequenos com os que estamos acostumados a manusear.

“Existem grãos de areia com dimensões de 1 a 2 mm, e existem partículas de argila

com a espessura da ordem de 10 Angstrons (0,000001).” (PINTO, 2006, p.15).

A realização do ensaio dá-se conforme a norma NBR 9775 (ABNT, 2011) e

NBR 6457 (ABNT, 2016). O material é pesado (Figura 1) em três amostras para

obtenção do seu peso úmido e colocado em estufa por um período de 24±4 horas e,

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posteriormente, pesado para a obtenção do seu peso seco.

Massa Unitária

O ensaio de massa unitária (solta e compactada) é realizado, em duplicata,

para agregados miúdos e foi desenvolvido de acordo com a norma ABNT NBR NM

45, como apresentado na Figura 2.

Massa Específica

O ensaio de massa específica para materiais miúdos é realizado de acordo

com Norma NBR NM 52 (ABNT, 2009). O ensaio para agregado miúdo (areia), foi

realizado em duplicata conforme a norma utiliza o frasco de Chapman para a

obtenção do resultado da massa específica do material.

Granulometria

O ensaio de Granulometria por Peneiramento é realizado, em duplicata,

através de dois tipos diferentes de ensaios: tipo agregado e tipo solo. O segundo

ensaio é realizado por meio da norma NBR 7181 (ABNT, 2016), tanto para o solo,

quanto para os agregados miúdos (areia). Há, primeiramente, a preparação do

material. Logo após a secagem, espera-se o material esfriar por um período de 1 a 3

horas, e então o mesmo é peneirado.

As peneiras utilizadas seguem a ordem decrescente de: 25,40 mm, 19,10

mm, 12,50 mm, 9,50 mm, 4,75 (4,8) mm, 2,00 mm, 1,18 (1,2) mm, 0,6 mm, 0,42 mm,

0,18mm, 0,15 mm e 0,075 mm, de acordo com a Figura 4. As peneiras são

justapostas e ocorre o agitamento da amostra (que pode ser manual ou mecânico).

Materiais Pulverulentos

O ensaio é realizado para os materiais miúdos (areia) com base na norma

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NBR NM 46 (ABNT, 2003), em duplicata, onde as amostras são lavadas até que

apresentem uma coloração mais clara que a da primeira lavagem e,

consequentemente, até que o material mais fino tenha passado por meio da peneira

de 0,075 mm (por lavagem) (Figura 5). As amostras são levadas para estufa por 24

± 4 horas, e após a retirada são pesadas.

Torrões de Argila

O ensaio de Torrões de Argila é realizado para os materiais miúdos (areia),

conforme determina a norma NBR 7218 (ABNT, 2010), que determina a separação

de 200,00 ± 0,5 g de amostra retida na peneira 1,18 mm para destorroamento dos

torrões de argila e materiais friáveis que serão novamente passados na peneira

1,18mm e, então, pesados (Figura 6).

Impurezas Orgânicas

O ensaio de Impurezas Orgânicas é realizado para os agregados miúdos

(areia) em duplicata. O desenvolvimento do ensaio segue a norma NBR NM 49

(ABNT, 2001) e baseia-se no ensaio de comparação colorimétrico (Figura 7) entre as

amostras misturadas a uma solução de hidróxido de sódio a 3% e uma solução

padrão (ácido tânico mais hidróxido de sódio), após um período de 24 horas.

Limite de Liquidez

O Limite de Liquidez conforme Ortigão (2007) informa é descrito como teor de

umidade do solo para que uma ranhura aberta no solo, seja fechada em 25 golpes,

após a realização de várias tentativas, com o solo em diferentes umidades vai sendo

anotado o número de golpes para fechar a ranhura e por interpolação chega-se ao

resultado.

A determinação do limite de liquidez (LL) é feita pelo aparelho de Casagrande

(Figura 8), conforme a norma DNER/ME 122 e a NBR 6459 (ABNT, 2016).

O ensaio é realizado através da obtenção de cinco pontos, conforme, que obedecem

cinco intervalos de números de golpes do aparelho Casagrande: de 5 a 15 (ponto 1),

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de 15 a 25 (ponto 2), de 25 a 35 (ponto 3), de 35 a 45 (ponto 4) e de 45 a 55 golpes

(ponto 5). A umidificação do solo permite a variação do número de golpes.

As cinco amostras são, então, colocadas em estufa por um período de 24±4

horas, sendo pesadas após. Com os valores obtidos, traça-se a linha de escoamento

do material, a qual tem o intervalo compreendido entre 05 e 55 golpes. Por definição,

o limite de liquidez (LL) do solo é o teor de umidade para o qual o se fecha com 25

golpes (CAPUTO, 1988).

Limite de Plasticidade

O limite de plasticidade (LP) é determinado pelo cálculo da porcentagem de

umidade para a qual o solo começa a se fraturar quando se tenta moldar (CAPUTO,

1988). O ensaio é realizado conforme a NBR 7180 (ABNT, 2016d) e para o seu

desenvolvimento há a moldagem de cinco cilindros (Figura 10), baseada em um

gabarito (de 3 mm de diâmetro e cerca de 100 mm de comprimento), até que haja o

aparecimento de fraturas neles.

O Limite de Plasticidade é caracterizado como o menor teor de umidade onde

é possível moldar um cilindro com 3 mm de diâmetro, sendo utilizada a palma da

mão para rolar o solo. As amostras são, então, colocadas em estufa por um período

de 24±4 horas, sendo pesadas após para a obtenção das umidades e,

consequentemente, do valor do limite de plasticidade. A determinação do limite de

plasticidade do solo é realizada seguindo-se o seguinte procedimento: 1) prepara-se

uma pasta com o solo que passa na #40, fazendo-a rolar com a palma da mão sobre

uma placa de vidro esmerilhado, formando um pequeno cilindro. 2) quando o cilindro

de solo atingir o diâmetro de 3mm e apresentar fissuras, mede-se a umidade do

solo. 3) esta operação é repetida pelo menos 5 vezes, definido assim como limite de

plasticidade o valor médio dos teores de N w (%) 53 70,11 35 75,20 28 75,91 22

81,07 18 83,26 12 86,32 25 78,7 32 onde w é a porcentagem de umidade

determinados

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Compactação

Compactação é o processo que pode ser manual ou mecânico que visa

reduzir o volume de vazios do solo, melhorando as suas características de

resistência, deformabilidade e permeabilidade. Sua aplicação prática se dá na

engenharia geotécnica no caso de uma investigação de um solo para futuras obras ,

onde são avaliadas os requisitos estabelecidos em projetos para aquele

determinado solo e determinar sua viabilidade tanto técnica como financeira a

respeito das características presentes no solo relativas a resistência.

Os fundamentos da compactação de solos são recentes foram desenvolvidos

por Ralph Proctor, que, na década de 20, postulou ser a compactação uma função

de quatro variáveis: a) Peso específico seco, b) Umidade, c) Energia de

compactação e d) Tipo de solo (solos grossos, solos finos, etc.). A compactação dos

solos tem uma grande importância para as obras geotécnicas, já que através do

processo de compactação consegue-se promover no solo um aumento de sua

resistência estável e uma diminuição da sua compressibilidade e permeabilidade.

Em 1933, o Eng. Norte americano Ralph Proctor postulou os procedimentos básicos

para a execução do ensaio de compactação. A energia de compactação utilizada na

realização destes ensaios é hoje conhecida como energia de compactação "Proctor

Normal".

A seguir são listadas, de modo resumido, as principais fases de execução de

um ensaio de compactação. Ao se receber uma amostra de solo (no caso,

deformada) para a realização de um ensaio de compactação, o primeiro passo é

colocá-la em bandejas de modo que a mesma adquira a umidade higroscópica

(secagem ao ar). O solo então é destorroado e passado na peneira #4, após o que

adiciona-se água na amostra para a obtenção do primeiro ponto da curva de

compactação do solo. Para que haja uma perfeita homogeneização de umidade em

toda a massa de solo, é recomendável que ela fique em repouso por um período de

aproximadamente 24 horas. Após preparada a amostra de solo, a mesma é

colocada em um recipiente cilíndrico com volume igual a 1000ml e compactada com

um soquete de 2500g, caindo de uma altura de aproximadamente 30cm, em três

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camadas com 25 golpes do soquete por camada.

O ensaio de Compactação Proctor é realizado para a obtenção do teor de

Umidade Ótima e da Densidade (massa específica) Aparente Seca de solos

compactados. A realização do ensaio dá-se de acordo com as normas DNIT ME 164

(DNIT, 2013) e NBR 7182 (ABNT, 2016), que determina parâmetros específicos de

acordo com o projeto de pavimentação requerido.

É feita a moldagem de cinco corpos-de-prova com teores crescentes de

umidade para caracterizar a curva de compactação. Foto da realização do ensaio

apresentada na figura 11.

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RESULTADOS E DISCUSSÃO. AREIA Ensaio Teor de Umidade

O ensaio de teor de umidade é feito tanto quando o material chega (umidade

natural), quanto quando o material seca após secagem natural no caso do solo

(umidade higroscópica). O ensaio realizado apresenta um baixo teor de umidade,

pois foi obtido após a secagem natural deste agregado, com média de 0,11%.

Massa Unitária O ensaio de massa unitária (solta e compactada) ocorreu no dia 24 de

fevereiro de 2019, sendo feito também em duplicata para cada tipo: solta e

compactada, como apresentado na Tabela 2.

O ensaio de massa unitária é relativo ao volume ocupado tanto por agregados

quanto por vazios (METHA & MONTEIRO, 1994). No caso, a massa unitária solta

inclui o volume de agregados mais vazios, e a massa unitária compactada inclui

apenas o volume ocupado pelos agregados. Além disso, o ensaio de massa unitária

é utilizado, principalmente, para classificar o agregado, utilizando a nomenclatura:

leve, normal e pesado.

Segundo Metha & Monteiro (1994), essa classificação dos agregados

considera os seguintes valores: leves – valores menores que 1,00 g/cm³, normais –

de 1,00 a 2,00 g/cm³, e, pesados – maior que 2,00 g/cm³. Por fim, obtiveram-se

valores médios iguais a 1,295 g/cm³ (γsolta) e 1,332 g/cm³ (γcompactada). Ou seja,

pode ser classificada como um agregado normal.

Massa Específica

O ensaio de massa específica da Areia da Cidade Nova Manaus Am foi

realizado no dia 25 de fevereiro de 2019. Os dados do ensaio, bem como os

resultados obtidos, estão apresentados na Tabela 3.

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Obtém-se que a massa específica é igual a 2,526 g/cm³. E, de acordo com

Petrucci (1970), a massa específica real do agregado miúdo está em torno de 2,65

g/cm³. Portanto, o valor obtido está próximo do parâmetro de referência.

Ensaio de Granulometria

O ensaio de granulometria de agregado miúdo, de acordo com a NBR NM

248 (ABNT, 2013), foi desenvolvido, no dia 25 de Fevereiro de 2018 (Figura 12).A

amostra, em análise na Figura 12, apresenta-se pela curva de distribuição

granulométrica pelo método do peneiramento, como uma areia. De acordo com a

NBR 6502 (ABNT, 1995), considera-se areia, os agregados com os diâmetros de

partículas entre 0,06 mm e 2,0 mm.

Utilizou-se nesta análise somente o método do peneiramento, decorrente às

porcentagens retidas das partículas possuírem os diâmetros equivalentes superiores

a 0,074mm.Por fim, classifica-se a amostra ensaiada através do método supracitado

(TRB): Solo A – 3 – B (material constituinte: fragmento de pedras, pedregulho fino e

areia. Comportamento como subleito: Excelente a bom).

Materiais Pulverulentos

A porcentagem média obtida para o ensaio de Teor de Materiais

Pulverulentos da Amostra, igual a 4,70% (Tabela 4). Portanto, de acordo com a NBR

7211 (ABNT, 2009), é um valor reprovável para agregados de concreto submetidos a

desgaste superficial (para o qual a quantidade máxima é de 3,0%).

Torrões de argila A porcentagem média de Torrões de Argila (e materiais friáveis) para a

amostra é de 6,75% (Tabela 5), estando acima do máximo estipulado por norma

(ABNT, 2009) em 3,75%.

Impurezas Orgânicas

Para a amostra, após o período de repouso, verificou-se que a coloração é

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mais escura que a cor amarelada da solução padrão, e, portanto, o agregado possui

um alto teor de impurezas orgânicas (NEVILLE, 2016). Dessa maneira, a areia, pode

ser considerada comprometida, por possuir matéria orgânica.

SOLO Teor de Umidade Higroscópica

A Umidade higroscópica é uma umidade residual, obtida após a secagem

natural (ao ar) do material, no caso o solo. O teor de umidade higroscópica tende a

ser maior à medida que o solo for mais argiloso. Nos solos de granulação grossa

(areias e pedregulhos) ela é praticamente desprezível (KORMANN, 1997).

O solo possui uma granulação acima de 0,075mm, portanto considerado um

solo arenoso. O ensaio de teor de umidade obteve a média de 0,31% de umidade

(Tabela 7).

Ensaio de granulometria

Verifica-se que o solo é predominantemente arenoso, uma vez que possui

porcentagem acumuladas maiores de areia média e areia fina (2 mm a 0,05 mm)

(Classificação M.I.T – MARLON et. al, 2015), sendo de 96,00%.

Pode-se ainda transformar o gráfico para a escala logarítmica (Figura 25),

para que então sejam utilizadas outras duas maneiras de classificação, conforme

item 2.3 deste relatório, a Classificação TRB e o Sistema Unificado de Classificação

de Solos (SUCS).

Limite de Liquidez

A determinação do limite de liquidez (LL) é feita pelo aparelho de

Casagrande, conforme a norma DNER/ME 122 (DNER, 1994) e a NBR 6459 (ABNT,

2016c).

O ensaio é realizado através da obtenção de cinco pontos, conforme, que

obedecem cinco intervalos de números de golpes do aparelho Casagrande: de 5 a

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15 (ponto 1), de 15 a 25 (ponto 2), de 25 a 35 (ponto 3), de 35 a 45 (ponto 4) e de 45

a 55 golpes (ponto 5). A umidificação do solo permite a variação do número de

golpes. As cinco amostras são, então, colocadas em estufa por um período de 24±4

horas, sendo pesadas após. Com os valores obtidos, traça-se a linha de escoamento

do material, a qual tem o intervalo compreendido entre 05 e 55 golpes. Por definição,

LL do solo é o teor de umidade para o qual o se fecha com 25 golpes (CAPUTO,

1988). O valor do ensaio de Limite de Liquidez encontrado para o solo é de 29,00%

(Figura 14).

Limite de Plasticidade

Aproximando o resultado para o inteiro mais próximo, o valor de LP é 18%. Portanto, o Índice de Plasticidade (IP = LL – LP) é igual a 11%. Para esse valor de Limite de Plasticidade, o solo recebe a classificação de material medianamente plástico (onde o IP varia de 5 a 15%), de acordo com Marlon et al. (2015).

Compactação O ensaio de Compactação Proctor é realizado para a obtenção do teor de

Umidade Ótima e da Densidade (massa específica) Aparente Seca de solos

compactados. A realização do ensaio dá-se de acordo com as normas DNIT ME 164

(DNIT, 2013) e NBR 7182 (ABNT, 2016), que determina parâmetros específicos de

acordo com o projeto de pavimentação requerido. É feita a moldagem de cinco

corpos- de-prova com teores crescentes de umidade para caracterizar a curva de

compactação.Onde, observa-se que o valor de Umidade Ótima para o Solo da

Cidade Nova Manaus AM é igual a 14%, com uma densidade máxima de 1,866

g/cm3 (Figura 15).

CLASSIFICAÇÕES E ANÁLISES

O agregado areia analisado para o bairro da Cidade Nova, município de

Manaus, apresentou comportamento de agregados normais em relação aos

parâmetros de caracterização. As análises do ensaio de matérias orgânicas húmicas

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das amostras de areia indicou uma coloração mais escura que a solução padrão.

Sendo assim consideradas suspeitas e possivelmente comprometidas para a

utilização dos mesmos.

Para compreender os comportamentos dos agregados e ligantes aplicados na

pavimentação, os materiais são caracterizados (ensaios laboratoriais), classificados

e analisados.

As características tecnológicas dos agregados servem para assegurar uma

fácil distinção de materiais, de modo a poder comprovar sua homogeneidade, bem

como selecionar um material que resista, de maneira adequada, às cargas e à ação

ambiental, as quais o pavimento irá sofrer (DNIT, 2006a). As classificações geradas

neste relatório foram baseadas no seguinte item:

● TRB (antigo HRB): os solos são reunidos em grupos e subgrupos,

em função de sua granulometria, limites de consistência e do índice

de grupo, conforme pode ser observado no Quadro 1.

Sistema Unificado de Classificação de Solos (SUCS): a classificação

baseia-se na identificação dos solos de acordo com as suas qualidades de textura e

plasticidade. Seu quadro pode ser observado no Quadro 2.

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CONSIDERAÇÕES FINAIS.

Além das classificações citadas acima, foram utilizados ainda para a análise

dos agregados, o gráfico de plasticidade, o método auxiliar de identificação de

plasticidade, terminologias usadas no SUCS.

Após a classificação dos agregados por meio dos ensaios de caracterização

foram realizados ensaios mecânicos de compactação e CBR, no intuito de verificar o

teor de umidade ótima e resistência mecânica do solo à penetração.

Para as análises do revestimento asfáltico, são avaliadas as concordâncias

dos resultados obtidos da mistura usinada em contraste com os valores de projeto e

verificar se o valor obtido em laboratório está de acordo com a Faixa estabelecida

pelo Manual do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT,

2006a). A partir dos ensaios com solos do bairro Cidade Nova no município de

Manaus foram obtidos os seguintes resultados para os ensaios de Teor de Umidade,

Granulometria, Limites de Consistência e Compactação: a umidade do solo

apresentou um resultado de 0,31%; para a análise granulométrica, o solo foi

classificado como um solo arenoso apresentando 96,00% de areia média e fina; para

os ensaios de Limites de Consistência – Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade

– foi calculado o Índice Plasticidade, aproximadamente, igual a 11%; Com a

realização do ensaio de compactação foi calculada a umidade ótima, cerca de 14%;

Utilizando os parâmetros obtidos e a tabela T.R.B., o solo foi classificado como um

solo A-2-6 (constituído por materiais como Pedregulho ou areias siltosos ou

argilosos a apresenta um comportamento como subleito de excelente a bom).

O pavimento, segundo Balbo (2007), é uma estrutura constituída de camadas

com espessuras pré-dimensionadas, formadas por materiais distintos compactados

a partir de uma fundação ou terreno de fundação, o subleito (DNIT, 2006a). Essas

camadas têm por função: receber e transmitir os esforços verticais provenientes do

tráfego de veículos, proporcionar condições de rolamento adequadas ao usuário,

oferecendo conforto e segurança, e, ainda, resistir aos desgastes decorrentes dos

esforços horizontais (SENÇO, 2007).

De uma forma funcional, o pavimento tem a tarefa de suportar o tráfego e

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fornecer aos usuários segurança, conforto e economia. No entanto, para Oda (2000)

esta função está intimamente relacionada ao estado da pavimentação.

Portanto, a função estrutural do pavimento é resistir à ação das cargas das

rodas que atuam na superfície, transferir e distribuir a carga ao subleito sem

exceder, tanto a resistência do subleito como a resistência interna do próprio

pavimento (MANUAL DO ASFALTO, 1989 apud RODRIGUES, 2006).

Como dito anteriormente, o subleito é a camada de fundação do pavimento, e

é a que, em última análise suporta todas as cargas de tráfego (RODRIGUES, 2006).

Apresenta uma superfície não regular e infinita, constituída de material natural

consolidado e compactado (solo), ou, quando há aterros na área de implantação da

rodovia, superfície regular de material transportado e compactado (BALBO, 2007).

Nota-se que, como apresenta Balbo (2007), a regularização do subleito é feita

de modo a deixar a superfície do material natural (consolidado e compactado)

regular, para que haja a aplicação das demais camadas.

Ainda segundo Balbo (2007), quando as características do subleito são

inadequadas para a construção do pavimento (verificado através de ensaios

laboratoriais), aplica-se uma camada de reforço do subleito, que irá receber e aliviar

os esforços transmitidos ao subleito. Para Fransozi (2014), a camada de reforço do

subleito é constituída de solo de melhor qualidade, que possui melhores

propriedades elásticas e de resistência.

A sub-base é a camada corretiva do subleito, ou complementar à base, que é

a camada mais próxima à superfície, do ponto de vista estrutural é a mais

importante, pois aumenta a capacidade de suporte dos solos locais. Segundo Balbo

(2007), as camadas de sub-base e base são destinadas a aliviar as pressões sobre

as camadas subjacentes, sendo, também, responsáveis pela drenagem

subsuperficial dos pavimentos.

O material constituinte da sub-base deve possuir melhores características que

o material que compõe o subleito (SENÇO, 2007). A base pode ser constituída por

solo estabilizado naturalmente, misturas de solos e agregados (solo-brita), brita

graduada, brita graduada tratada com cimento, solo estabilizado quimicamente com

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ligante hidráulico ou asfáltico, concreto, entre outros. Para as camadas de sub-base

podem ser utilizados os mesmos materiais (BALBO, 2007).

Portanto se faz necessário a caracterização e análise do solo em laboratório

de acordo com resultados obtidos o solo do bairro cidade nova em Manaus,

Amazonas possui propriedades que podem ser utilizados na pavimentação como

leito, sub leito, base , sub base, também recomendado para construção civil e

drenagem servindo como camadas para envolver o sistema de drenagem.

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REFERÊNCIAS

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. NBR 6459: Determinação do limite de liquidez. Rio de Janeiro, 2016.

. NBR 6502: Rochas e solos - Terminologia. Rio de Janeiro, 1995.

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. NBR 7181: Solo – Análise granulométrica. Rio de Janeiro, 2018. . NBR 7182: Solo – Compactação - Procedimento. Rio de Janeiro, 2016.

. NBR 7211: Agregados para Concreto – Especificação. Rio de Janeiro, 2009.

. NBR 7218: Agregados – Determinação de teor de argila em torrões e matérias friáveis. Rio de Janeiro, 2010.

. NBR 7809: Agregado Graúdo – Determinação do índice de forma pelo método do paquímetro – Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2008.

. NBR 9895: Solo – Índice de Suporte Califórnia. Rio de Janeiro, 2016.

. NBR 9935: Agregados – Terminologia. Rio de Janeiro, 2011.

. NBR NM 27: Agregados – Redução da amostra de campo para ensaios de laboratório. Rio de Janeiro, 2001.

. NBR NM 45: Agregados – Determinação da massa unitária e do volume de vazios. Rio de Janeiro, 2006.

. NBR NM 46: Agregados – Determinação do material fino que passa através da peneira 75 µm, por lavagem. Rio de Janeiro, 2003.

. NBR NM 49: Agregado miúdo – Determinação de impurezas orgânicas. Rio de Janeiro, 2001.

. NBR NM 52: Agregado miúdo – Determinação da massa específica e massa específica aparente. Rio de Janeiro, 2009.

. NBR NM 53: Agregado graúdo – Determinação de massa específica, massa específica aparente e absorção de água. Rio de Janeiro, 2003.

. NBR NM 248: Agregados – Determinação da composição granulométrica. Rio de Janeiro, 2003.

CAPUTO H.P. Mecânica de solos e suas aplicações – Fundamentos, v. 1, 6 edição. Rio

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de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos editora, 1996. DNER – DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. NR PRO 003:

Coleta de amostras deformadas de solos. Brasília, 1994.

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. NR ME 122: Solos – Determinação do limite de liquidez – método de referência e método expedito. Brasília, 1994.

DNIT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. NR

ME 164: Solos – Compactação utilizando amostras não trabalhadas. Rio de Janeiro, 2013. MARLON, Kavungo; GOMES, Manuel Leal; PINTO, Amândio Teixeira. Fundamentos da

Mecânica dos Solos. Lisboa: Escolar Editora, 2015. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM (DNER). DNER-ME 083/98: Agregados - análise granulométrica - Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 1998. . DNER-ME 122/94: Solos – Determinação do Limite de Liquidez – Método de

Referência e Método de Expedito. Rio de Janeiro, 1994.

. DNER-PRO 120/97: Coleta de amostras de agregados. Rio de Janeiro, 1997. PINTO C. de S. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006.

ORTIGÃO, J.A.R. Mecânica dos Solos dos Estados Críticos. 3. ed. 2007.

METHA, P. K.; MONTEIRO, J. M. Concreto: Microestrutura, propriedades e materiais. São Paulo: Pini, 1994. PETRUCCI, E. G. R. Concreto de cimento Portland. São Paulo, 1970. BENTO, A. H.; FROTA, C. A. (1998). Mapeamento Geotécnico da Área Urbana de Manaus - AM. In: III Simpósio Brasileiro de Cartografia Geotécnica, 1998. III Simpósio Brasileiro de

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PICANÇO, H. M.; CARTAXO, E. F.; FROTA, C. A.; PEREIRA, P. H. S. (2011).

LIMA, M.C. (1999). Contribuição ao Estudo do Processo Evolutivo de Boçorocas na Área Urbana de Manaus. Dissertação de Mestrado, Publicação G.DM – 057A/99, Departamento de Engenharia Civil, Universidade de Brasília, Brasília, DF, 150p. FRANSOZI, Carolina Becker Pôrto. "Previsão da vida útil de pavimento da BR-386/RS

através de método mecanístico empírico". 2014. Monografia (Graduação em Engenharia Civil) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, jun. 2014. Disponível em:

<http://hdl.handle.net/10737/1051>.

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BALBO, José Tadeu Pavimentação Asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de janeiro: PETROBRAS/ ABEDA,2006.

SENÇO, W. de. Manual de Técnicas de Projetos Rodoviários. 1. ed. São Paulo: Pini, 2007

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Figura 1 Pesagem da amostra. Fonte : O Autor.

Figura 2 Amostra ensaio de massa unitária. Fonte: O Autor.

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Figura 3 Frasco de Chapman para o ensaio de Massa Específica da Areia. Fonte: O Autor.

Figura 4 Peneiramento do Ensaio de Granulometria do Solo. Fonte:O Autor.

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Figura 5 Ensaio de Materiais Pulverulentos Fonte :O Autor.

Figura 6 Pesagem dos torrões de Argila. Fonte:O Autor.

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Figura 7 Comparação colorimétrica do ensaio de Impurezas Orgânicas. Fonte:O Autor.

Figura 8 Aparelho de Casagrande com o material para ensaio Fonte: O Autor.

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Figura 9 Amostras de Limite de Liquidez do Solo Fonte:O Autor.

Figura 10 – Ensaio de Limite de plasticidade do Solo. Fonte:O Autor.

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Figura 11 Ensaio de compactação Proctor Fonte: O Autor.

Figura 12 Gráfico da média da Curva Granulométrica em escala logarítmica de cidade Nova Manaus AM

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Tabela 1 Planilha de resultados do Teor de Umidade da Areia da Cidade Nova Manaus Am

ENSAIO DE TEOR DE UMIDADE - NBR 9775 Local do ensaio Lab. Materiais - EST/UEA Município Manaus Data do ensaio 25/02/2019 Responsável pela execução Renan de Oliveira Silveira Amostra

Massa do Recipiente (g)

Massa Inicial (g)

Massa Seca + Massa

Recipiente (g)

Massa Final (g)

% Umidade

I 34,36 51,29 85,57 51,21 0,16 II 33,35 50,28 83,58 50,23 0,10 III 33,67 52,1 85,73 52,06 0,08

Média 0,11

Tabela 2 Planilha de resultados da Massa Unitária e solta da Areia da Cidade Nova Manaus- Am

Massa Unitária Solta Amostra 1 Amostra 2

Massa do Recipiente (g)

Massa do Recipiente + amostra (g)

Volume do recipiente (cm³)

Massa do Recipiente (g)

Massa do Recipiente + amostra (g)

Volume do recipiente (cm³)

373,33 2422,25 1593,25 373,33 2449,46 1593,25 γsolta1 (g/cm³) γsolta2 (g/cm³)

1,286 1,303 |γsolta1 - γsolta2| (g/cm³) -0,02

γsolta-média (g/cm³) 1,295 Massa Unitária Compactada

Amostra 1 Amostra 2

Massa do Recipiente (g)

Massa do Recipiente + amostra (g)

Volume do recipiente (cm³)

Massa do Recipiente (g)

Massa do Recipiente + amostra (g)

Volume do recipiente (cm³)

373,33 2481,42 1593,25 373,33 2511,25 1593,25 γcompactada1 (g/cm³) γcompactada2 (g/cm³)

1,323 1,342 |γcompactada1 - γcompactada2| (g/cm³) 0,02

γcompactada-média (g/cm³) 1,332

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Tabela 3 Planilha de resultados da Massa Específica da Areia da Cidade Nova Manaus AM

ENSAIO DE MASSA ESPECÍFICA - NBR NM 52 Local do ensaio Lab. Materiais - EsT/UEA Município Manaus Data do ensaio 25/02/2019 Responsável pela execução Renan de Oliveira Silveira

Amostra 1 Amostra 2

Massa seca (g) Leitura Final (cm³)

Massa seca (g) Leitura Final (cm³)

500 397 500,13 399 µ1 (g/cm³) µ2 (g/cm³) 2,538 2,513

|µ1 - µ2| (g/cm³) -0,02 µmédia (g/cm³) 2,526

Tabela 4 Planilha de resultados Materiais Pulverulentos

ENSAIO DE TEOR DE MATERIAIS PULVERULENTOS - NBR NM 46

Local do ensaio Lab. Materiais - EST/UEA Município Manaus

Data do ensaio 25/02/2019 Responsável pela execução Renan de Oliveira Silveira

Amostra 1 Amostra 2 Massa inicial (g) Massa final (g) Massa inicial

(g) Massa final (g)

100,16 95,72 100,06 95,08 Mat. Pulv. 1 (%) Mat. Pulv. 2 (%)

4,433 4,977 |Mat. Pulv.1 - Mat. Pulv.2| 0,54

Mat. Pulv. média (%) 4,705

Tabela 5 Planilha de resultados de teor de torrões de argila

ENSAIO DE TEOR DE TORRÕES DE ARGILA - NBR 7218 Local do ensaio Lab. Materiais - EST/UEA Município Manaus Data do ensaio 25/02/2019 Responsável pela execução Renan de Oliveira Silveira

Amostra 1 Amostra 2

Massa inicial (g) Massa final (g) Massa inicial (g)

Massa final (g)

200,04 187,36 200,01 187,40 Teor de Torrões 1 (%) Teor de Torrões 2 (%)

6,768 6,729 |Teor de torrões 1 - Teor de torrões 2| -0,04

Teor de Torrões média (%) 6,748

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Tabela 6 Planilha de resultados de matérias Orgânicas húmicas

ENSAIO DE MATÉRIAS ORGÂNICAS HÚMICAS - NBR NM 49 Local do ensaio Lab. Materiais - EST/UEA Município Manaus Data do ensaio 08, 09/02/2019 Responsável pela execução Renan de Oliveira Silveira

Características das amostras Amostra 1 - Observações

Primeiramente as soluções (Solução de hidróxido de sódio a 3%, Solução de ácido tânico a 2% e Solução padrão) foram preparadas conforme prescreve a ABNT NBR utilizada para este ensaio. Posteriormente, a amostra 1, de 200g de agregado miúdo, foi colocado em um frasco de Erlenmeyer juntamente com 100mlda solução de hidróxido de sódio, sendo agitada e posta em repouso por 24h. RESULTADO: A cor da solução obtida é mais escura que a cor da solução padrão. Por tanto, a areia é considera suspeita e reprovada.

Amostra 2 - Observações Primeiramente as soluções (Solução de hidróxido de sódio a 3%, Solução de ácido tânico a 2% e Solução padrão) foram preparadas conforme prescreve a ABNT NBR utilizada para este ensaio. Posteriormente, a amostra 1, de 200g de agregado miúdo, foi colocado em um frasco de Erlenmeyer juntamente com 100mlda solução de hidróxido de sódio, sendo agitada e posta em repouso por 24h. RESULTADO: A cor da solução obtida é mais escura que a cor da solução padrão. Por tanto, a areia é considera suspeita e reprovada.

Tabela 7 Planilha de resultados ensaio de teor higroscópica do solo

Local do ensaio Lab. de Materiais UEA/EST Município

Manaus Data do ensaio 27/02/2019

Responsável pela execução Renan de Oliveira Silveira

ENSAIO TEOR DE UMIDADE - NBR 9775

N.º Cápsulas

Peso da Cápsula

Solo Úmido + Cápsula

Solo Seco +

Cápsula

Peso da Água

Peso do Solo Seco

% Umidade

Média

I 146,37 196,37 196,3 0,07 49,93 0,14 0,31 II 148,82 198,82 198,62 0,2 49,8 0,4

III 175,11 225,11 224,92 0,19 49,81 0,38

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Figura 13 gráfico do ensaio de granulometria. Fonte : O Autor.

Figura 14 Gráfico do limite de Liquidez

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Tabela 8 Planilha de resultados de limite de plasticidade. Fonte: O Autor.

Local do ensaio Laboratório de Materiais UEA Município Manaus

Data do ensaio 27/02/2019 Responsável pela execução Renan de Oliveira Silveira

ENSAIO DE LIMITE DE PLASTICIDADE - NBR 7180 N.º Cápsulas Peso da

Cápsula Solo Úmido

+ Cápsula

Solo Seco + Cápsula

Peso da Água

Peso do Solo Seco

% Umidade

LP-11 19,98 21,84 21,53 0,31 1,55 20,00% LP-12 18,44 20,21 19,94 0,27 1,50 18,00% LP-13 18,40 20,27 19,99 0,28 1,59 17,61% LP-14 17,94 19,56 19,31 0,25 1,37 18,25% LP-15 17,44 19,13 18,88 0,25 1,44 17,36%

Mais 5% 19,15% Lim . Plasticidade

Média 18,24% 18,00% 17,61% 18,25% 17,36% 17,80% Menos 5% 17,32%

Informações Extras Índice de Plasticidade

Limite de Liquidez 29,00%

Limite de Plasticidade 17,80%

Índice de Plasticidade 11,20%

Figura 15 Gráfico da curva de compactação

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Quadro 1 - Classificação dos solos (Transportation Research Board)

Fonte: DNIT (2006a)

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Quadro 2 - Sistema Unificado de Classificação dos Solos.

Fonte: DNIT (2006a).