Classificação dos solos Exploração do subsolo

Classificação dos solos

Exploração do subsolo

Departamento de Engenharia CivilCentro de TecnologiaUniversidade Federal da Paraíba

Curso: Engenharia CivilDisciplina: Mecânica dos Solos I Professor: Dr. Celso Augusto Guimarães Santos

Capítulo 13: Classificação dos solos

• Principais sistemas de classificação;

• Sistema Unificado de Classificação (S.U.C.);

• Sistema de classificação “Highway Research Board” (H.R.B.);

• Índice de Grupo.

Sistema Unificado de Classificação (S.U.C.)

Os solos são classificados em três grandes grupos:

a) Solos grossos: mais que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira # 200.

b) Solos finos: menos que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira # 200.

c) Turfas: solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis.

Cap 13 - Classificação dos solos

a) Solos grossos

• Pedregulhos: mais de 50% retidos #4 → G (“gravel”)

• Areias: menos de 50% retidos #4 → S (“sand”)


Cada grupo por sua vez é dividido em quatro subgrupos. São eles:

a) Material praticamente limpo de finos, bem graduado W (“well graded”): SW e GW;

b) Material praticamente limpo de finos, mal graduado P (“poor graded”): SP e GP;

c) Material com quantidades apreciáveis de finos não plásticos, M (palavra sueca “mo”): GM e SM;

d) Material com quantidades apreciáveis de finos plásticos C (“clay”): GC ou SC.

Ex: SM = Solo arenoso com certa quantidade de finos não plásticos.

Classificação dos solos

Classificação dos solos grossos pelo SUCS.

b) Solos finos

A classificação dos solos finos é realizada tomando-se como base apenas os Limites de Plasticidade e Liquidez do solo, plotados na forma da carta de plasticidade de Casagrande.

• Siltosos: baixa compressibilidade (LL < 50)

• Argilosos: alta compressibilidade (LL > 50)


A carta de plasticidade possui três divisores principais:

1) A linha A: IP = 0,73(LL - 20)• acima - solos argilosos• abaixo - solos siltosos

2) A linha B: LL = 50%• direita - solos compressíveis e muito plásticos• esquerda - solos de baixa compressibilidade e de baixa a média plasticidade

3) A linha U: IP = 0,9(LL - 8)

Carta de plasticidade de Casagrande

O de organic (orgânico)

L de low (baixa)

H de high (alta)

Ex: CL = Solo argiloso de baixa compressibilidade.

c) Turfa

São solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis.

Incorporam florestas soterradas em estágio avançado de decomposição. Estes solos formam um grupo independente de símbolo Pt (“peat”).


300% < LL < 500% → permanecendo a sua posição na carta de plasticidade notavelmente acima da linha A.

100 < IP < 200.

Sistema de Classificação do H.R.B (Highway Research Board) - Sistema Rodoviário de Classificação

Empregado na engenharia rodoviária em todo o mundo, proposto pelo Bureau of Public Roads e revisto pelo HRB(1945). Normatizado pela AASHTO M145 (1973).

Os solos são classificados em grupos e subgrupos, em função da sua granulometria e plasticidade.

• solos granulares (% passante #200 < 35%) → A-1, A-2 e A-3;

• solos finos (% passante #200 > 35%) → A-4, A-5, A-6 e A-7;

• solos altamente orgânicos → podem ser classificados como A-8.


Sistema de classificação do H.R.B.

Classificação da AASHTO. Solos grossos.



Classificação da AASHTO. Solos finos.



Índice de Grupo: Empregado no sistema da H.R.B., corresponde a um número inteiro que varia de 0 (solo ótimo quanto a capacidade de suporte) a 20 (solo péssimo quanto a capacidade de suporte).


IG = (F - 35)[0,20 + 0,005(LL - 40)]+ 0,01(F - 15)(IP -10)

Onde: F = porcentagem de material que passa na peneira #200.

Calcular o IG de um solo A-6 em que 65% de material passa na peneira 200, o LL = 40% e o IP = 12,5%.


IG = (F - 35)[0,20 + 0,005(LL - 40)]+ 0,01(F - 15)(IP -10)

IG = (65 - 35)[0,20 + 0,005(40 - 40)]+ 0,01(65 - 15)(12,5 -10)

IG =30 * (0,2) + 0,01(50)*(2,5)

IG = 6 + 0,01*125

IG = 6 + 1,25

IG = 7,25 = 7

Usualmente, indica-se o valor do IG entre parênteses. Assim, escreve-se A-6 (7).

Capítulo 14: Exploração do subsolo

• Métodos diretos de investigação do subsolo;

• Sondagem à percussão com circulação de água;

• Sondagem rotativa;

• Amostragem em solos e rocha.

Métodos diretos de investigação do subsolo

Cap 14 – Exploração do subsolo

Os principais métodos empregados para a exploração do subsolo podem ser classificados nos seguintes grupos:

a) Com retirada de amostra (deformadas e indeformadas):

b) Ensaios in loco

amostras deformadas → se destinam apenas à identificação e classificação do solo;

amostras indeformadas → aquelas que há conservação da textura, estrutura e umidade.





a.1) Abertura de poços de exploração;

a.2) Execução de sondagens.

Com relação à profundidade, locação e número de sondagens, não é possível definir regras gerais, devendo-se, em cada caso, atender à natureza do terreno e da obra.





a.1) Abertura de poços de exploração;

a.2) Execução de sondagens.

b) Ensaios in loco:

b.1) Auscultação;b.2) Ensaios de bombeamento e de “tubo aberto”;b.3) Ensaio de palheta;b.4) Medida de pressão neutra;b.5) Prova de carga;b.6) Medida de recalque;b.7) Ensaios geofísicos.

a.1) Abertura de poços de exploração


Técnica que melhor satisfaz aos fins de prospecção, pois não só permite uma observação in loco das diferentes camadas como, também, a extração de boas amostras.

Seu emprego está limitado ao custo, o qual o torna, às vezes, economicamente proibitivo, exigindo onerosos trabalhos de proteção a desmoronamentos e esgotamento d’água, quando a prospecção precisa descer abaixo do nível d’água.

Poço de exploração, escorado por cortinas que transmitem os empuxos do terreno a quadros horizontais.

a.2) Execução de sondagens


Técnica mais comumente empregada, consiste, na abertura de um furo no solo, furo este normalmente revestido por tubos metálicos.

A perfuração é feita por meio de ferramentas ou máquinas que vão provocando a degradação parcial, ou total, do terreno, permitindo, desse modo, a extração de amostras representativas das diferentes camadas atravessadas.

Tipos de sondagem:

Os tipos de sondagens distinguem-se pela retirada da amostra:

- Sondagens com retirada de amostras deformadas → Sondagens de reconhecimento;

- Sondagens com retirada de amostras indeformadas.


Sondagens de reconhecimento

Iniciam-se com a execução de um furo feito por um trado-cavadeira (Fig. 1), até que o material comece a desmoronar e, daí por diante elas progridem já com o furo revestido, seja por meio do trado-espiral (Fig. 2), da bomba de areia (Fig. 3) ou do chamado método de percussão com circulação de água, utilizando-se para isso o tipo de sonda indicado na figura 4.

Fig. 1 - Trado-cavadeira Fig. 2 - Trado-espiral Fig. 3 - Bomba de areia

Fig. 4 - Método de percussão com circulação de água.


Sondagens com retirada de amostras indeformadas

São executadas do mesmo modo que as sondagens de reconhecimento.

Toda diferença reside no maior cuidado com que devem ser feitas e nos tipos de amostradores empregados.

Tipos de amostradores:

- Amostradores para solos coesivos;- Amostradores para solos não-coesivos.

Amostragem de rochas

Havendo necessidade de reconhecer o material em profundidade, a obtenção de amostras é feita por meio de sondas rotativas, empregando-se geralmente, brocas de diamante.

Os diâmetros das amostras, em geral variam de 2 a 10 cm.


Apresentação dos resultados de um serviço de sondagem

Os resultados de um serviço de sondagem são sempre acompanhados de relatório, dando as seguintes indicações:

• Planta de situação dos furos;

• Perfil de cada sondagem com as cotas de onde foram retiradas as amostras;

• Classificação das diversas camadas e os ensaios que as permitiram classificar;

• Níveis do terreno e dos diversos lençóis d’água, com a indicação das respectivas pressões;

• Resistência a penetração do barrilete amostrador, indicando as condições em que a mesma foi tomada.

Perfil individual de uma sondagem

b.1) Ensaio de auscultação

Também conhecido como ensaio de penetração, consiste em cravar uma haste no solo e registrar a resistência dinâmica ou estática oferecida à sua penetração.


b.2) Ensaio de bombeamento e de “tubo aberto”

Permitem a determinação da permeabilidade do solo sem retirada de amostras.


b.3) Ensaio de palheta

Método utilizado para obter a resistência ao cisalhamento in loco.

Utiliza-se uma palheta de seção cruciforme, a qual é cravada no terreno e submetida ao torque necessário para cisalhar o solo por rotação.


b.4) Medida de pressão neutra

É realizada cravando-se um tubo, com extremidade inferior porosa, até a cota onde se deseja fazer a medida; a altura que a água atinge no tubo dá o valor da pressão procurada.

b.5) Prova de carga

As características de compressibilidade de um solo podem também ser obtidas através de provas de cargas diretas sobre o terreno.

Esses ensaios consistem em carregar progressivamente o terreno, utilizando-se placas metálicas de dimensões determinadas, e medir os recalques sucessivos. Os resultados obtidos são traduzidos em um gráfico pressão-recalque.

Por intermédio de provas de carga determina-se o coef. de recalque k de um solo, que é a razão entre a pressão p e o recalque y produzido:

K = p / y [kg/cm²/cm]


b.6) Medida de recalque

A determinação dos recalques de uma obra constitui um elemento de grande importância para o seu controle, seja na fase da execução ou para um eventual reforço.

Como se exige que tais medidas sejam rigorosas, é indispensavel que, preliminarmente, se adote um marco de referencia.

Para a medida dos recalques de fundações usa-se um nível ótico de precisão ou, então, o “nível de vasos comunicantes introduzidos por Terzaghi”.


Esse nível é capaz de uma precisão de 0,01mm.

Nível de vasos comunicantes de Terzaghi

Documents

Classificação dos solos Exploração do subsolo