LICEU DE ARTES E OFÍCIOS DE SÃO PAULO CURSO DE EDIFICAÇÕES

2º EDI B

Jaime Gonçalves Lopes – Nº13

MECÂNICA DOS SOLOS Pré Adensamento do solo

São Paulo – SP 01 de Junho de 2011

LICEU DE ARTES E OFÍCIOS DE SÃO PAULO CURSO DE EDIFICAÇÕES

2º EDI B

Jaime Gonçalves Lopes – Nº13

MECÂNICA DOS SOLOS Pré Adensamento do solo

Trabalho apresentado para ser avaliado na primeira avaliação (P1) do 2º Trimestre na disciplina de Mecânica dos Solos do Liceu de Artes e Ofícios de São Paulo.

Professor: Carlos Lellis

Data: ____ /____ /____ Resultado: __________ Professor: Assinatura do professor: ________________________

São Paulo – SP 01 de Junho de 2011

INTRODUÇÃO O solo é um material único, pois pode possuir forma, volume, cor, tamanho, índices físicos como o índice e vazios, limites de elasticidade e plasticidade, etc. dos mais variados possíveis, diferenciando-o de qualquer outro elemento, seja ele estrutural, como o Aço ou a Madeira, ou apenas um elemento de vedação, como o vidro. A função do solo, na área das construções em geral, é receber as cargas da mesma e dissipá-las. Porém, devido a todos esses atributos acima citados e mais alguns outros, nem sempre o solo possui características adequadas à construção, podendo trazer conseqüências graves aos usuários da edificação, quando não tem sua resistência, por exemplo, testada. Nesse tipo de caso, o que pode ocorrer é um rebaixamento do solo, devido à união de suas partículas, que é conseqüência da expulsão de água do solo. A esse rebaixamento damos o nome de Adensamento, um processo importante e que deve ser estudado antes do início da construção para evitar danos futuros.

ADENSAMENTO O adensamento é o rearranjo das partículas de um solo, causadas pela expulsão de água do mesmo através de tensões superiores às quais o solo suporta. Essa alteração na estrutura interna do solo tem por base um único objetivo: A diminuição do volume sob a ação de cargas aplicadas. Isso pode ocorrer tanto por compactação, como por adensamento (que é o que mais nos interessa). Ambas as práticas reduzem o volume do solo através da adição de água, que preenche o lugar dos vazios no solo, seguido da aplicação de cargas que causam a variação esperada. Isso se explica por dois motivos: A água altera algumas propriedades físicas do solo e pode causar distorções ou rupturas nas partículas do mesmo, facilitando o deslocamento dessas partículas menores para locais antes preenchidos por vazios. Comumente, os dois conceitos citados anteriormente são confundidos, pois, basicamente, envolvem o mesmo princípio. A diferença está no modo como as partículas são rearranjadas, e, além disso, no tempo que isso demora em ocorrer. Essas diferenças se dão a partir do momento em que, a compactação ocorre de forma artificial, ou seja, é realizada em laboratórios e apresenta resultados rápidos em solos com permeabilidade alta, como a areia. Já o adensamento, ocorre de forma natural, quando o solo está sujeito a tensões elevadas, e apresenta resultados lentos em solos com baixa permeabilidade, devido à dificuldade de escoamento do fluído. Uma importante relação que se pode estabelecer entre o adensamento nos diferentes tipos de solo é o índice de vazios (e = Vv/Vs); Quanto maior este for, maior será a capacidade de adensamento do solo. Portanto, pode-se dizer que toda a variação de volume do solo é apenas uma conseqüência da variação do índice de vazios.

Pré-adensamento Como já vimos, o adensamento do solo influencia diretamente na resistência e no volume do solo. Porém, o solo pode ser classificado como pré-adensado, normalmente adensado ou em adensamento. Essa classificação se baseia na relação entre o índice de vazios do solo e a tensão efetiva sobre o mesmo, de onde é retirada por meios gráficos como o de Casagrande e o de Pacheco Silva a pressão de pré-adensamento, que define a tensão efetiva máxima que uma amostra sofreu no passado. Após encontrar a pressão de adensamento, é possível definir o índice de pré-adensamento ou Over Consolidation Ratio (OCR):

Com o OCR é possível distinguir os três tipos de adensamento já citados: Solos pré-adensados: Possuem essa denominação quando a tensão efetiva atual é menor do que a tensão de adensamento, mostrando que o solo não está em sua capacidade máxima em questão de resistência, logo, com um OCR menor do que um. Solos normalmente adensados: Possuem essa denominação quando a tensão efetiva atual é praticamente a mesma que a tensão de adensamento, gerando um OCR próximo de um. Solos em adensamento: Possuem essa denominação quando a tensão efetiva atual é maior do que a de pré-adensamento (consequentemente, maior do que qualquer pressão que já atuou sobre tal solo), gerando um OCR maior do que um.

Solo pré-adensado Solo normalmente adensado Solo em adensamento Com essas classificações, podemos conceituar Pré-adensamento como uma característica do solo em que este sofreu tensões ( ) maiores do que sofre atualmente, e essas tensões causaram uma considerável alteração no índice de vazios (e) do solo. O pré-adensamento do solo é altamente importante para se estudar a possibilidade e a magnitude de recalques no solo. Quando a tensão de pré-adensamento for maior do que a tensão efetiva atual do solo somada com o acréscimo de carga, o solo sofrerá apenas um tipo de compressão, por já ter suportado cargas maiores anteriormente. Se , o cálculo do recalque se baseará na seguinte equação:

Onde é o recalque por adensamento, H é espessura compressível do solo, e0 é o índice de vazios inicial e é a variação no índice de vazios. Se , o cálculo do recalque se baseará em outra equação, visto que o solo sofrerá uma tensão a qual nunca foi submetido anteriormente.

Onde é a segunda variação do índice de vazios, provocada pela tensão elevada a qual o solo está submetido. As equações acima comprovam o quão importante é o pré-adensamento do solo, pois mostram que quanto mais este estiver pré-adensado, menor será a variação do índice de vazios (que já variou antes do acréscimo de carga) e consequentemente, menor será o recalque que a edificação poderá ser submetida. Além disso, a diminuição na chance de ocorrer o recalque devido ao pré-adensamento trás diversos benefícios à fundação, pois esta pode possuir um tamanho menor (economizando materiais e mão de obra), possuirá uma vida útil maior e também necessitará de menos cuidados quanto à manutenção e vistorias, para checar se ela ainda realiza sua função de transmitir as cargas da edificação para o solo.