ALAN DOS PASSOS BORGES
GATILHOS GEOTÉCNICOS PARA ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
Tubarão 2019
ALAN DOS PASSOS BORGES
GATILHOS GEOTÉCNICOS PARA ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Civil.
Orientador: Prof. Ismael Medeiros
Tubarão 2019
ALAN DOS PASSOS BORGES
GATILHOS GEOTÉCNICOS PARA ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado à obtenção do título de Engenheiro Civil e aprovado em sua forma final pelo Curso de Engenharia Civil da Universidade do Sul de Santa Catarina.
“Gostaria de dedicar esse trabalho a Deus por ser tão presente e essencial em minha vida, o autor do meu destino, meu guia que nunca me abandonou”.
AGRADECIMENTOS
A Deus, pelo dom da vida, força e coragem para prosseguir.
A toda a minha família, de modo especial a minha mãe Valciria Santina dos Passos, ao meu pai Alci Vandecy Borges, a minha avó Santina Monteiro dos Passos, meu avô Abilio Dorvalino dos Passos, minha irmã Vanessa dos Passos Borges aos meus tios Valcir e Valdemir, e minha tias Cleonice e Eliane, pelo carinho, incentivo e compressão para que eu não me desanimasse.
À Unisul pela estrutura e base de apoio em todos esses anos acadêmicos.
Ao meu orientador Ismael Medeiros, que com o seu jeito especial transmitiu o seu conhecimento de forma clara e objetiva e abriu o caminho para a área da geotécnica e sua aplicação
Aos meus amigos de modo especial, João Célio por esta sempre do meu lado quando eu precisei e por ter me ajudado, valeu.
A professora Luana pela atenção
Ao Engenho civil Jalex Teixeira pela confiança em mim.
Os meus muitíssimo obrigado A todos que me ajudaram!!!
“Cada sonho que você deixa para trás, é um pedaço do seu futuro que deixa de existir” (Steve Jobs).
RESUMO
A finalidade desse trabalho foi possibilitar aos possíveis observadores a observação comparativa quanto á composição do solo da cidade de tubarão de forma detalhada, a resistência do solo e a sua interação geomecânica entre tipos de solos e tipos de Fundações para analisar o comportamento do mesmo para descobrir a geração de gatilhos geotécnicos para escolha do mais adequado tipo de fundação, A metodologia utilizada fundamenta-se na aplicação de normas técnicas, referenciais bibliográficos e coleta de dados quantitativos referentes aos dados geotécnicos da cidade de Tubarão-SC. A partir dos dados brutos foram moldadas e geradas a carta geotécnica da região de estudo onde foi aplicada a pesquisa. A utilização e aplicação de modelos matemáticos para representar o comportamento dos tipos diferentes de solo existente na região para assim compreender o que está atuando e que sejamos capazes de gerar os gatilhos.
RESUMEN
The purpose of this work was to enable possible observers to observe comparative observation regarding the soil composition of the city of Tubarão in detail, soil resistance and its geomechanical interaction between soil types and types of foundations to analyze the behavior of the even to dicover the generation of geotechnical triggers to choose the most appropriate type of foundation. The methodology used is based on the aplication of technical standards, bibliographic references and quantitative data collection related to the geotechnical date of the city of Tubarão SC. From the raw data the geotechnical letter of the study region where the research was applied. The use and application of mathematical models to represent the behavior from different types of soil existing in the region, so as to understand what is acting and that we are able to generate the triggers.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Perfil de solo residual de decomposição de gnaisse... 23
Figura 2 – As fases no solo; (a) no estado natural, (b) separada cm volume, (c) em função do volume de sólidos ... 25
Figura 3 – Esquema para definição as tensões num meio particulado ... 26
Figura 4 – Tensões totais (a) ,neutras (b) e efetiva atuantes no subsolo (c) ... 24
Figura 5 – Módulo De Elasticidade. a) Carregamentos de compressão. b) Carregamentos de cisalhamento. c) Deformação axial ... 28
Figura 6 – Módulo De Ruptura- (a) Representação dos Critérios de ruptura de Coulomb; e (b) Mohr ... 28
Figura 7 – Elementos de fundações superficiais ... 31
Figura 8 – Fluxograma ... 47
Figura 9 – Carta Geotécnica de Tubarão elaborada pelo autor ... 48
Figura 10 – Taxa de Ocupação dos Solos de Tubarão ... 49
Figura 11 – Solos Argissolos ... 50
Figura 12 – Solos Cambissolos ... 52
Figura 13 – Solos Gleissolos ... 53
Figura 14 – Solos Organossolos ... 54
Figura 15 – Solos Terrenos de Escavações ... 55
Figura 16 –Solos Aluviais ... 56
Figura 17 – Laudos de Sondagens. a) laudo de solo sedimentar, b) laudo de solo residual .... 57
Figura 18 – Resumo estatístico dos ensaios de sondagem á percussão ... 58
Figura 19 – Spt Médio vs Profundidade do solo ... 59
Figura 20 – Rótulos de Linha Plotagem de resíduos ... 60
Figura 21 – Rótulos de Linha Plotagem de ajuste de linha ... 60
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Valores típicos do índice de vazio de areias ... 21 Tabela 2 – Classificação das argilas segunda a consistência ( TERZAGHI E PECK, 1948) .. 22 Tabela 3 – Tabela 5 da NBR 6122 ... 36
LISTA DE QUADROS
LISTA DE ABREVEATURAS E SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
Adsq – Solos Aluviais distróficos A moderado textura indiscriminada relevo plano, sedimentos quaternários.
Ca12d – Cambissolo álico Ta A moderado textura muito argilosa fase pedregosa e não pedregosa + Terra Roxa Estruturada distrófica A proeminente textura argilosa fase pedregosa e não pedregosa relevo forte ondulado, substrato diabásio.
Ca12d – Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa suave ondulado + podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado e proeminente textura/argilosa relevo ondulado e suave ondulado, substrato diabásio.
Ca20g – Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa suave ondulado + podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado e proeminente textura/argilosa relevo ondulado e suave ondulado, substrato granito.
Ca20sq – Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa suave ondulado + podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado e proeminente textura/argilosa relevo ondulado e suave ondulado, substrato sedimentos quaternários.
Ca7g – Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa e média relevo plano e suave, substrato granito.
Ca7sq – Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa e média relevo plano e suave, substrato sedimentos quaternários.
Ce1sq – Cambissolo eutrófico Ta A moderado textura siltosa e média relevo plano, substrato sedimentos quaternários.
GHdsq – Gleissolo Húmico distrófico Ta textura média e argilosa relevo plano, substrato sedimentos quaternários.
HOe1sq – Solos Orgânicos eutróficos textura argilosa e média relevo plano, substrato sedimentos quaternários.
HOe2sq – Solos Orgânicos eutróficos textura argilosa e média + Gleissolo eutrófico Tb chernozêmico textura argilosa e média relevo plano substrato sedimentos quaternários
NBR – Norma Brasileira
PVa11g – Podzólico Vermelho-Amarelo álico Ta A moderado textura média/argilosa cascalhenta fase pedregoso + Cambissolo álico Ta A moderado textura argilosa cascalhenta fase.
PVa16a – Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado textura média/argilosa relevo ondulado e suave ondulado + Cambissolo álico Tb A moderado textura média e argilosa relevo suave ondulado, substrato arenito.
PVa17g – Podzólico Vermelho-Amarelo álico de substrato granitoTb A moderado e proeminente textura média/argilosa pouco cascalhenta + Cambissolo de substrato granito álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa pouco cascalhento relevo forte ondulado. PVa18g – Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A pouco casc. mod. e proem. text. média/arg. e média fase não pedreg. e pedreg. + Cambissolo álico Tb A mod. e proem. text. arg. e média pouco casc. fase não pedreg. e pedreg., relevo forte ond. e montanhoso, granito.
PVa26g – Podzólico Vermelho-Amarelo álico Ta A moderado textura média/argilosa cascalhento relevo forte ondulado, substrato granito.
PVa2g – Podzólico Vermelho-Amarelo álico Ta A moderado textura média/argilosa cascalhento relevo forte ondulado e ondulado, substrato granito.
PVa4g – Podzólico Vermelho-Amarelo álico Ta e Tb A moderado textura média e média/argilosa relevo ondulado, substrato granito.
PVa5sq – Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado textura média/argilosa relevo suave ondulado, substrato sedimentos quaternários.
PVa7g – Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A pouco cascalhento moderado textura média/argilosa relevo ondulado, substrato granito.
Spt – Standard Pene
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO... 17 1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO ... 17 1.2 JUSTIFICATIVA ... 18 1.3 HIPÓTESES ... 18 1.4 OBJETIVO ... 19 1.4.1 Objetivo geral ... 19 1.4.2 Objetivos específicos ... 19 2 REVISÃO DE LITERATURA ... 20 2.1 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS ... 20
2.1.1.1 Sistemas de classificação dos solos ... 20
2.1.1.2 Solos granulares ... 20
2.1.1.3 Solos finos (argilas e siltes)... 21
2.1.1.4 Solos residuais e solos transportados ... 22
2.1.1.5 Aterros e solos compactados ... 24
2.1.2 Compressibilidade Dos Solos Permeáveis (Areias e Pedregulhos) ... 24
2.1.3 Compressibilidade Dos Solos Poucos Permeáveis (Argilas) ... 24
2.2 RELAÇÃO TENSÃO X DEFORMAÇÃO DOS SOLOS ... 25
2.2.1 Tensões No Solo. ... 25
2.2.1.1 Tensões de Próprio Peso do Solo ... 26
2.2.2 Deformações Solos ... 27
2.3 FUNDAÇÕES ... 29
2.3.1 Fundações Conceito... 29
2.4 TIPOS DE FUNDAÇÕES ... 29
2.4.1 Fundações Rasas e Superficiais ... 29
2.4.1.1 Bloco... 29 2.4.1.2 Sapata Isolada ... 29 2.4.1.3 Sapata Associadas ... 30 2.4.1.4 Viga de fundação ... 30 2.4.1.5 Grelha ... 30 2.4.1.6 Radie ... 30 2.4.2 Fundações Profundas ... 31
2.4.2.2 Estaca pré-moldadas de concreto ... 32
2.4.2.3 Estacas de Madeira... 33
2.4.2.4 Estaca hélice contínua ... 34
2.4.2.5 Estacas Metálicas ... 36
2.4.3 Tubulão a céu aberto... 37
2.4.4 Tubulão pneumático. ... 38
2.4.5 Tubulão Tipo Benoto ... 38
2.4.6 Tubulão Tipo Pneumático: (anel de concreto) ... 39
2.5 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS ENVOLVENDO FUNDAÇÕES ... 39
2.5.1 O Acidente Do Edifício Miguelângelo (Recife/Pe) ... 39
2.5.2 Recalque Provocado Por Cavação De Estacas ... 40
2.5.3 Recalques diferenciais em prédio devido a estacas mal executadas ... 41
2.6 CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA ... 42
2.6.1 Mapas Geotécnicos ... 43
3 MATERIAIS E MÉTODOS ... 45
3.1.1 Instrumentos utilizados para a coleta de dados ... 46
3.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE ESTUDO ... 46
4 RESULTADOS E DISCUSÕES ... 48
4.1 CARTA GEOTÉCNICA DE TUBARÃO ... 48
4.1.1.1 Solos Argissolos de Tubarão ... 49
4.1.1.2 Solos Cambissolos de Tubarão ... 51
4.1.1.3 Solos Gleissolos de Tubarão ... 52
4.1.1.4 Solos Organossolos de Tubarão ... 53
4.1.1.5 Solos Terrenos de Escavações de Tubarão ... 54
4.1.1.6 Solos Aluviais de Tubarão ... 55
4.2 ESTUDO DOS LAUDOS DE SONDAGEM... 56
4.2.1.1 Verificando os Spt Médio em relação a profundidade ... 56
4.2.1.2 Resistência média do solo em relação a sua profundidade ... 58
4.2.1.3 Geração dos modelos conceituais ... 59
4.3 ESCOLHA DO MELHOR TIPO DE FUNDAÇÃO COM RELAÇÃO AO SPT ... 61
5 CONCLUSÃO ... 63
REFERÊNCIAS ... 65
APÊNDICES ... 66
1 INTRODUÇÃO
O município de Tubarão, atualmente passa pelo processo de vários tipo de empreendimento e obras desde as mais simples como construções de casa e prédios e até as mais complexas como as de rodovias e saneamento básico, em qualquer um desses casos é de extrema importância compreender o funcionamento geomecânica do solo e como ele atua com certos tipos de cargas, ainda mais em um município como Tubarão com a média de solo mole, que é caracterizado por estar próximo ao rio.
A escolha do tipo de estrutura de fundação ideal para um edifício, está continuamente relacionado a Geotécnica, que é uma parcela da engenharia civil, tem como objeto de estudo o comportamento do solo e suas características, observando suas propriedades e analisando suas tensões e compressões, para procura a melhor forma de projeto ou executa uma fundação, seja ela do tipo profunda ou rasa.
O uso de modelos matemáticos, para que podemos relação compreender essa relação, e gerar e utilizar gatinhos geotécnicos para a escolha do tipo de fundação em diferentes universos geotécnicos, visando a segurança de edificações, tendo como base para este trabalho a metodologia quantitativa para uma obtenção de dados, Um dos métodos usados foi a relação média de resistência admissível do solo em relação a sua profundidade tendo como base os laudos de sondagem.
A proposta de usa a correlação entre tensão admissível do solo e a sua profundidade gerou um modelo matemático, que explica o comportamento do solo nessa relação na região de Tubarão -SC, que pode ser aplicada em outra região, possibilitando a escolha do tipo de fundação mais adequado para diferentes universos geotécnicos.
1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO
Há gatilhos geotécnicos para escolha do tipo de fundação tende a compreender a relação direta entre o solo e a fundação de uma estrutura, para que seja possível explorar novo método e novas tecnologias.
. .
1.2 JUSTIFICATIVA
A história das fundações deixará alguns marcos importante como as Pirâmides do Egito antigo, os Templos e Castelos medievais, Torre e Campanário, Torre de Pisa e Veneza até chegar os séculos 17 e 18 onde ocorreu um fato muito importante na engenharia e na geotécnica que foi a separação de engenheiros civis e arquitetos.
O Período clássico da mecânica dos solos por Skempton se iniciava com Coulomb em 1776, Charles Augustin Coulomb foi um notável engenheiro e físico, praticamente inaugurou o que viria a ser, século e meio mais tarde a ciência da mecânica dos solos. Na fase contemporânea da geotécnica começa necessariamente com Karl Terzaghi, o pai da mecânica dos solos.
No início surgiu um grande interesse pelo estudo geológicos no Brasil, principalmente em ralação a mineração, com o surgimento do concreto armado nas primeiras décadas do nosso século a situação começou a mudar porque a construção de grande edifício começou, e a tendência foi de construir edifícios cada vez maiores, com esse fato, para se atingir a melhor eficiência nas construções modernas, iniciou uma demanda de estudos para compreender como as forças de reação se comportam, e através desses estudos foi verificado que o solo é um meio muito importante, pois por causa dele saberemos o que se pode ou não construir.
Em novembro de 1994 foi incluída a sessão técnica de “Fundações e Interações Solo-Estrutura”, o primeiro passo para a compreensão da análise de solo e estrutura e suas fundações, de como um afeta o comportamento do outro,
Por isso, a questão central desta investigação fica estabelecida: Como utilizar gatilhos geotécnicos para escolha do tipo de fundação em diferentes universos geotécnicos? Em estudo realizado no ano de 2019 na cidade de Tubarão/SC.
1.3 HIPÓTESES
A escolha adequada do tipo de fundação visando custo, segurança, e execução da edificação em relação ao tipo de solo.
Facilitar a compressão da formação geológica de Tubarão -Sc.
1.4 OBJETIVO
1.4.1 Objetivo geral
Analisar a utilização de gatilhos geotécnicos para escolha do tipo de fundação em diferentes universos geotécnicos, visando a segurança de edificações de 8 (oito) pavimentos.
.
1.4.2 Objetivos específicos
a) Elaborar carta geotécnica da região em estudo;
b) Elaborar base de dados geotécnica a partir de laudos de sondagens;
c) Elaborar modelos geotécnicos e criar uma base de dados a partir das relações Tensões x Deformações;
d) Elencar diferentes modelos conceituais para tipos de fundações; e) Desenvolver o modelo proposto.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS
2.1.1.1 Sistemas de classificação dos solos
Os sistemas de classificação baseados na composição dos solos mais empregados são chamados de sistema unificado de classificação desenvolvido a partir de uma proposta de Casagrande (1948).
Segundo Terzaghi (1936), um sistema de classificação sem índices numéricos para identificar os grupos são totalmente inúteis. Se, por exemplo, a expressão areia bem graduada compacta for empregada para descrever um solo, é importante que o significado de cada termo desta expressão possa ser entendido da mesma maneira por todos e, se possível, ter limites bem definidos. (TERZAGHI,1936)
Os sistemas de classificação baseado nas características, de cada grão que faz parte da composição do solo, têm como objetivo a definição, de grupos que apresentem comportamentos semelhantes, que é análise granulométrica que pode ser dividida em dois partes peneiramento e sedimentação. (TERZAGHI,1936).
2.1.1.2 Solos granulares
Os solos granularem são definidos pela relação de fração granular, ou seja, quando a fração granular é superior à fração argila, tais como os pedregulhos e areias. O estudo em relação à distribuição quanto ao tamanho dos grãos se faz necessário em função da melhor aplicabilidade do material. (TERZAGHI E PECLI, 1936)
As areias apresentam em sua composição um conjunto de grãos e espaços vazios, que pode ser classificado pelo seu tamanho dos grãos, esse tipo de classificação é chamado de análise granulométrica. Com os espaços vazios das para determinar o índice de vazios mínimos e máximos como podemos ver na tabela 1. (TERZAGHI E PECLI, 1936)
Tabela 1 – Valores típicos do índice de vazio de areias Característica da areia
℮
min℮
máx. Bem graduada, grãos angulares 0.40 0.75Bem graduada, grãos arredondados
0.35 0.65
Mal graduada, grãos angulares 0.70 1.05
Mal graduada, grãos arredondados
0.45 0.75
Fonte: (FUNDAÇÕES: TEORIA E PRÁTICA. 2000. p.60).
Os índices de vazios máximos e mínimos, é uma característica da areia, no estado em que se encontra uma areia pode ser expresso pelo seu índice de vazios. Este dado isoladamente, entretanto, pouca informação fornece sobre o comportamento da areia. É necessário analisar o índice de vazios naturais com os índices de vazios máximos e mínimos em que a areia pode se encontrar, para poder fazer sua classificação melhor. (TERZAGHE, 1948).
2.1.1.3 Solos finos (argilas e siltes)
São classificados como solos finos o solo que sua porcentagem de material passante na peneira #200 é superior a 50%, esses solos são chamados de siltes ou argilas, o solo argiloso apresenta bastante plástico em presença de água, formando torrões duros ao secar, e também poder ser classificados como vistos na tabela 2 Os solos classificados como siltosos quando mais frágil ao manuseio, na presença de água, (TERZAGHI;PECK,1948)
e quando então secos eles se esfarelam. (TERZAGHI;PECK,1948). No estado dos solos siltoso é determinado pela sua compacidade, valendo o critério de e da sua resistência. O estado das argilas é indicado pela sua consistência, definida por Terzaghi e Peck (1948) como a resistência à compressão simples, que é mostarda na tabela 2.
Tabela 2 – Classificação das argilas segunda a consistência ( TERZAGHI E PECK, 1948) Consistência Resistência à compressão
simples, kPa Muito Mole < 25 Mole 25 - 50 Consistência Média 50 - 100 Rija 100 - 200 Muito Rija 200 - 400 Dura > 400
Fonte: (FUNDAÇÕES: TEORIA E PRÁTICA. 2000. p.61).
As argilas têm uma variação muito expressiva na sua característica a resistência a compreensão simples, visto que uma diferença entre alguns tipos de argila, como podemos ver na tabela 2,
2.1.1.4 Solos residuais e solos transportados
Os solos residuais são todos os solos de decomposição das rochas que se encontram no próprio do local em que se formaram, isso acontece porque a velocidade de decomporão da rocha é maior que a velocidade de remoção por agentes extremos. Essa decomposição depende de alguns fatores, entre esses fatores estão a temperatura, a vegetação, e o regime de chuvas. (APUDVARGAS)
Nas regiões tropicais como o Brasil são muito mais favoráveis a essas degradações da rocha mais rápido, pois, tem uma temperatura mais elevada e o regime de chuva mais rígido do que as demais regiões. Logo nas regiões tropicais tem mais solos residuais que as outras.
Os solos residuais se apresentam em horizontes com grau de desgaste decrescente. (VARGAS) identifica na figura 1 que mostra camada, cujo apresenta um desgaste decrescente. (APUDVARGAS)
Figura 1- Perfil de solo residual de decomposição de gnaisse (Apud Vargas, 1981)
Fonte: (FUNDAÇÕES: TEORIA E PRÁTICA. 2000. p.63).
Os solos transportados basicamente são todos os solos que foram transportados ou levados de seu lugar de origem por algum agente de transporte que poder ser o vento a gravidade, a chuva, etc. Esses solos poder ser classificados dependente do seu agente de transporte. (AUTORES, Vários, 1998)
Solos coluvianaressão formados originalmente pela ação do agente de transporte, gravidade, entre eles estão os escorregamentos das encontras da Serra do Mar formando os tatus nos pés do talude, essa massa de solo é muito variável e pode está sujeito a movimentações de rastejo. (AUTORES, Vários, 1998)
Solos aluvuiôes ou aliviouarrssão formados originalmente pela ação do agente de transporte, água, um ponto importante para a sua constituição é a velocidade da água no momento de deposição, muito comum a ocorrência de camadas de granulometrias distintas, devidas a diversas épocas de deposição nesse processo. (AUTORES, Vários, 1998)
Solos eólicos são formados originalmente pela ação do agente de transporte, vento, os grãos desse solo são bastante arredondados poisa um atrito constante entre si, um exemplo desse tipo de transporte é as dunas de areias formas em desertor e perto do mar. Também tem outros tipos de agentes de transporte, como o que é feito galerias subterrarias ou a céu aberto que dão origem aos grades canyons. (AUTORES, Vários, 1998)
2.1.1.5 Aterros e solos compactados
O aterro pode ser descrito como um depósito de solo não natural, esse depósito tem que ser construído com um planejamento e um controle de exclusão dentro das normas respectivamente para ser chamado de aterro. (PINTO, 1988)
O solo compactado é reduzir o número de vazios dos solos, a compactação do solo pode ser feita com o auxílio de máquinas como o rolo compressor e moto niveladora, normalmente a compactação do solo é executada em camadas com uma altura pré-planejada no projeto para uma melhor compactação, o resultado final para o solo e a diminuição do seu volume, o aumento de sua densidade e resistência, e a maior estabilidade do solo. (PINTO, 1988)
.
2.1.2 Compressibilidade Dos Solos Permeáveis (Areias e Pedregulhos)
Compressibilidade é como o solo se comporta com a aplicação de um carregamento extremo ou interno, no caso dos solos permeáveis como as areias e pedregulhos a deformação é imediata, pois as areias e pedregulhos têm um coeficiente elástico muito pequeno por isso que essa deformação acontece. (PINTO, 1988)
A compressibilidade dos solos pode ser descrita como a diminuição do volume de solo sobre a ação de uma carga aplicada. Quando há compressibilidade numa determinada camada do solo essa situação pode ser chamada de recalque por adensamento? (HOMERO PINTO CAPUTO).
2.1.3 Compressibilidade Dos Solos Poucos Permeáveis (Argilas)
Nas argilas quanto aplicamos um carregamento, a deformação leva mais tempo para ocorrer, porque o coeficiente elástico das argilas é muito maior do que o da areia, logo leva mais tempo para perceber essas deformações, pois, pode dura um intervalo de até 50 anos. (HOMERO PINTO CAPUTO).
Logo podemos ver na figura 2 as fases do solo no seu estado natural, é possível visualizar que o volume do solo é dividido em três partes ar, líquido e sólidos. (HOMERO PINTO CAPUTO).
Figura 2 – As fases no solo; (a) no estado natural, (b) separada cm volume, (c) em função do volume de sólidos.
Fonte: (FUNDAÇÕES: TEORIA E PRÁTICA. 2000. p.55).
As frases no solo natural poder ser divididas em três partes, sólidas que são os próprios grãos que formar o solo, líquido que é a água que está dentro dos grãos do solo e o ar que está presente nos vazios do solo.
2.2 RELAÇÃO TENSÃO X DEFORMAÇÃO DOS SOLOS
2.2.1 Tensões No Solo.
O solo naturalmente é formado de partículas, cargas ou forças aplicadas ou solo são transmitidas pelas partículas, partícula por partícula, já a água encontrada nos vazios do solo também se encontra sob pressão de uma maneira distinta do resto. (TERZAGHI, 1948,).
No caso das tensões na areia mostrada na figura 3, vimos que a transmissão de forças se faz através do contato direto de mineral a mineral. E no caso da argila a transmissão de tensões se faz através do contato do mineral com a água quimicamente, a transmissão se faz nos contados, portanto, em áreas muito reduzidas em relação à área total. (TERZAGHI, 1948,).
Figura 3 – Esquema para definição as tensões num meio particulado.
Fonte: (FUNDAÇÕES: TEORIA E PRÁTICA. 2000. p.70).
.
Os grãos que estão em contato com a placa são carregados pelos que se situam acima e transmitem forças à placa. Essa força pode ser decomposta numa força normal e tangencial a superfície. Não sendo possível desenvolver um (modelo) matemático que representassem isoladamente as forças transmitidas, e sua ação, é definido conceitualmente como tensão. A somatória das componentes normais, dividida pela área da placa, é definida como tensão normal. (TERZAGHI, 1948,).
2.2.1.1 Tensões de Próprio Peso do Solo
As tensões que naturalmente o solo resiste, pois, são geradas pelo próprio solo, essa tensão ocorre devido ao seu peso próprio, a tensão horizontal é o peso do solo sobre o plano horizontal, a tensão normal é o resultado do somatório dos efeitos da canada, e a tensão neutra depende do nível a água, A tensão efetiva resulta da diferença das duas. (TERZAGHI, 1948,).
Figura 4 – Tensões totais, neutras e efetiva atuantes no subsolo
Fonte: (FUNDAÇÕES: TEORIA E PRÁTICA. 2000. p.73).
Na Figura 4 mostra os diferentes comportamentos do solo em ralação as tensões aplicadas sobre ele, isso gera uma deformação no solo visto que o solo tende a ser deforma quando ser aplica uma força.
2.2.2 Deformações Solos
Os problemas geotécnicos são classificados em dois grupos distintos: a análise dos recalques (deformações) e a análise da estabilidade (ruptura). No primeiro grupo o solo tem características em relação tensão vs formação, em razão a isso é usada a teoria da elasticidade, para verificar o equilíbrio limite, desconsiderando a deformabilidade do solo, pois, as rupturas que ocorre as grandes deformações. (CAMCLAY POR ROSCOE E EQUIPE (SCHOFIELD E WROTH,1968).
Figura 5 – Módulo De Elasticidade. a) Carregamentos de compressão. b) Carregamentos de cisalhamento. c) Deformação axial
Fonte: (FUNDAÇÕES: TEORIA E PRÁTICA. 2000. p.78,79).
Nas devidas condições normais os esforços nos solos provocam deformações, que se estabilizam num arranjo entre as partículas, em algumas solicitações, as forças transmitidas pelas partículas são superiores a que elas podem suporta, essas partículas se deslocam de maneira a descaracterizar o formato original do solo, nessa situação e definida como ruptura do solo.
Figura 6– Módulo De Ruptura- (a) Representação dos Critérios de ruptura de Coulomb; e (b) Mohr
Fonte: (FUNDAÇÕES: TEORIA E PRÁTICA. 2000. p.81).
A ruptura no solo é o limite de tensão que o solo suporta, se a tensão aplicada no solo passa o estado de ruptura, isso quer disser que o solo vai ter deformações acima do seu limite
a)
b) c)
2.3 FUNDAÇÕES
2.3.1 Fundações Conceito
O projeto e execução de fundações, é normatizado no Brasil a partir da norma técnica NBR 6122 (ABNT, 2010) onde, apesar de não apresentar o conceito único de fundação, somente dos seus tipos, é possível defini-la como o conjunto de elementos estruturais responsáveis por transferir as cargas provenientes da (superestrutura) para o solo.
2.4 TIPOS DE FUNDAÇÕES
2.4.1 Fundações Rasas e Superficiais
As fundações rasas ou superficiais as tensões e cargas são transferidas diretamente para o solo, sem interferência de nenhum meio, por isso também são conhecidas com fundações diretas, exemplo o bloco, sapata, viga de fundação, grelha, sapata associada, e radier.
2.4.1.1 Bloco
São elementos de fundação de concreto simples, dimensionado de maneira que as tensões de tração nele produzido possam ser resistidas pelo concreto, com ou sem armadura, usados normalmente de murro.
2.4.1.2 Sapata Isolada
São elementos de fundação de concreto armado de alta resistência, tem armadura para resistir a grandes esforços como a tração. As sapatas caracterizadas como “elemento de fundação de concreto armado, de altura menor que o bloco.” (id ibid., p.212).
2.4.1.3 Sapata Associadas
São elementos de fundação de concreto armado de alta resistência, “que recebe partes dos pilares da obra, o que a difere do radier, sendo que estes pilares não são alinhados, o que a difere da viga de fundação.” (id ibid., p.212).
2.4.1.4 Viga de fundação
São elementos de fundação de concreto armado de alta resistência, “que recebe pilares alinhados, geralmente de concreto armado; pode ter seção transversa, tipo bloco (sem armadura transversal). As vigas de fundação descritas como “elemento de fundação que recebe pilares alinhados [...] frequentemente chamadas de baldrames.” (id ibid., p.212).
2.4.1.5 Grelha
As grelhas conceituadas como “elemento de fundação constituído por um conjunto de vigas que se cruzam nos pilares.” (id ibid., p.212).
2.4.1.6 Radie
O radier que é um “elemento de fundação que recebe todos os pilares da
Figura 7 – Elementos de fundações superficiais.
Fonte: Velloso e Lopes (2010, p.12).
No Brasil é mais usado as fundações superficiais, por ter muita mão-de-obra, e na maioria do caso ela atende o projeto pequeno e se tomar mais viável do que uma fundação profunda, e as fundações superficiais transferirem diretamente a carga para o solo
2.4.2 Fundações Profundas
São fundação profunda aquelas cujo o mecanismo de ruptura de base não atinge a superfície do terreno, segundo a norma NBR6122 (ABNT, 2010) estabeleceu que fundações profundas são aquelas cujas bases estão implantadas a mais de 2 vezes a sua menor dimensão, com pelo menos 3 m de profundidade.
2.4.2.1 Principais tipos de estacas
As estacas são elementos de fundação profunda executado com auxílio de ferramentas ou equipamentos especiais para a execução, que pode ser por meio de cravação a
percussão, prensagem, vibração ou por meio de escavação ou ainda por forma mista envolvendo mais de um processo.
No Brasil segundo Luciano Décourt as estacas mais usadas no Brasil podem ser classificas em duas:
• Estacas de deslocamento • Estacas escavadas
ESTACAS DE DESLOCAMENTO são aquelas introduzidas no terreno através de algum Processo que não provoca a retirada do solo.
• Estaca pré-moldadas de concreto; • Estaca metálica;
• Estaca de madeira; • Estaca tipo Franki.
ESTACAS ESCAVADAS são aquelas executadas “in situ” através de perfuração do terreno por um processo qualquer, com remoção de material, com ou sem revestimento, com ou sem a utilização de fluido estabilizante.
• Estaca tipo Strauss; • Estaca trado rotativo; • Estaca hélice contínua; • Estacas-Raiz
2.4.2.2 Estaca pré-moldadas de concreto
A Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 6122 (ABNT, 2010) define como estaca pré-moldadas.
Estaca pré-moldadas de concreto ou pré-fabricadas, o dimensionamento estrutural deve ser feito utilizando-se as ABNT NBR 6118 e ABNT NBR 9062, limitando o fck a 40,0 MPa.
A Estaca pré-moldadas de concreto pode ser feita de concreto armado ou protendido, vibrado ou centrifugado com uma resistência mínima de 40 MPa, pode ser executada na vertical ou na horizontal. Na cravação da estaca pode ser feita por prensagem, percussão, ou vibração, para a escolha do equipamento deve considerar alguns detalhes, como
a dimensão da estaca, as características do solo, as características do projeto de fundações, as condições de vizinhança, o terreno. (Medeiros, 2018)
VANTAGENS:
1. Permite uma boa fiscalização durante a concretagem;
2. Permite a moldagem de corpos de prova para verificação da resistência à compressão;
3. Permite a moldagem das estacas no local da obra; 4. Permite a emenda de uma peça na outra;
5. etc. DESVANTAGENS:
1. Tempo de cura normal do concreto de 21 dias;
2. A estaca não ultrapassa camada de solo resistente (N/30 > 15); 3. O transporte dentro da obra;
4. Durante a cravação se o contato do martelo com o concreto não for feito com um material elástico, quebra a cabeça da estaca;
5. Grande vibração durante a cravação.
6. Capacidade de carga do concreto de aproximadamente 60 kg/cm2. (Medeiros, 2018, p. 1)
2.4.2.3 Estacas de Madeira
A Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 6122 (ABNT,2010) define como estaca de madeira
Estaca de madeira tem sua carga estrutural admissível calculada, sempre em função da seção transversal mínima, adotando-se tensão admissível compatível com o tipo e a qualidade da madeira conforme estabelecido na ABNT NBR 7190.
As estacas de madeira estão sujeitas às decomposições e ao ataque por microrganismos quando usada a cima do lençol freático, quando é usada abaixo do nível do lençol freático (debaixo água), totalmente isolada do meio agressivo, à estaca tem um grande tempo de vida útil. (Medeiros, 2018)
VANTAGENS:
1. Duração ilimitada quando mantida permanentemente abaixo da água; 2. Custo relativamente pequeno em áreas de reflorestamento de eucalipto;
DESVANTAGENS:
1. Duração muito pequena quando fica exposta a flutuação do nível da água, surge a ação dos cogumelos, cupim e brocas marinhas quando cravadas no mar;
2. Comprimento limitado a 12m;
3. Obrigação da colocação de um anel metálico na parte do contato com o martelo (pilão);
4. Obrigação da licença dos órgãos responsáveis pela conservação do meio ambiente;
5. Grande vibração durante a cravação. (Medeiros, 2018, p. 2)
2.4.2.4 Estaca hélice contínua
A Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 6122 (ABNT,2010) define como estaca hélice contínua:
Estaca de concreto moldada in loco, executada mediante a introdução, por rotação de um trado helicoidal contínuo no terreno e injeção de concreto pela própria haste central do trado simultaneamente com sua retira, sendo que a armadura é introduzida após a concretagem da estaca.
A (estaca) tipo hélice contínua é executada mediante a introdução no terreno de uma haste tubular dotada externamente de uma hélice continua a qual é descida no terreno por aplicação de um torque. Durante a penetração e dependendo do diâmetro da haste, não ocorre a retirada do solo escavado, resultando uma estaca do tipo implantado sem deslocamento do solo. Todavia, pode ocorrer além de uma certa profundidade, que o solo fique totalmente aderido às pás da hélice quando então, na continuação da penetração, à estaca passa a ser por deslocamento de solo. (Medeiros, 2018)
Na parte inferior da haste tubular existe um tampão, a ser perdido, que impede a penetração do solo no seu interior. Alcançada a cota de assentamento inicia-se a corretagem da estaca por bombeamento de concreto pela haste tubular sob pressão constante de 1kgf/cm², retirando-se a composição de perfuração sob velocidade constante. Durante a remoção da haste um limpador mecânico retira o solo que está aderente entre as pás da hélice continua. Imediatamente após o término da concretizem é inserido dentro do concreto, por gravidade ou com o auxílio de um vibrador, a armação. (Medeiros, 2018)
Características: Concreto:
Areia, brita nº 1 e cimento
Teor de cimento 400kgf/m3 de concreto Slump 20 a 24 cm
Resistência característica à compressão 180 kgf/cm2 Armação:
Comprimento aproximadamente 8 m;
Ferro longitudinal de 6 a 8 barras de aço CA – 50A com diâmetro de 16mm ou 20mm; Estribo helicoidal de barra de aço CA-25 de diâmetro de 10mm a cada 20cm
VANTAGENS:
1. Os equipamentos permitem atravessar camada de solo com SPT = 50; 2. Os equipamentos permitem executar estaca inclinada de 140 até
profundidade de 15m;
3. Os equipamentos permitem executar estaca inclinada de 110 até profundidade entre 16m e 25m;
4. Os equipamentos são dotados de instrumentos que monitoram continuamente toda execução das estacas;
5. Não há de confinamento lateral do solo;
6. Como o concreto é bombeado sob pressão ele preenche continuamente o volume escavado, fornecendo uma maior resistência por atrito lateral da estaca;
7. Devido o monitoramento eletrônico é permitido um controle contínuo da qualidade de execução da estaca;
8. Permite a execução de cerca de 200m a 300m de estaca por dia em condições normais de terreno.
1. Custo relativamente elevado;
2. Número de equipamentos limitados no Brasil; (Medeiros, 2018, p. 5)
2.4.2.5 Estacas Metálicas
A Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 6122 (ABNT,2010) define como estaca metálicas
Estaca metálicas devem ser dimensionadas de acordo com a ABNT NBR 6122/2010, considerando-se a seção reduzida da estaca. As estacas de aço que estiverem total e permanentemente enterradas, independentemente da situação do lençol d’água, dispensam tratamento especial, desde que seja descontada a espessura indicada na Tabela 5.
As estacas de metálica de acordo com a NBR 6122/2010 pode ser perfis laminados ou soldado, tubos de chapas, trilhos, e devem resistir a corrosão quando for usada em obra especiais como uma marina ou porto.
Tabela 3 – Tabela 5 da NBR 6122
Classe Espessura mínima de
sacrifício (mm) Solos em estado natural e aterro
controlados
1,0
Argila orgânica; solos porosos não saturados
1,5
Turfas 3,0
Aterros não controlados 2,0
Solos contaminados 3,2
ª Casos de solos agressivos devem ser estudados especificamente
Podem ser cravadas com o bate estacas com um martelo de queda livre, desde que a relação do peso do pilão e da estaca não seja menor do que 0,5 e o martelo tenha um peso inferior a 10 KN.
VANTAGENS:
1. Atingem grandes profundidades;
2. Podem atravessar camadas resistentes de solo; 3. Pequena vibração durante a cravação;
4. Não apresenta atrito negativo;
5. Uma estaca pode ser feita com vários perfis soldados um ao outro; 6. Emenda fácil de executar;
7. Podem ser cravadas formando um ângulo de inclinação com a vertical. DESVANTAGENS:
1. Custo relativamente elevado;
2. Fácil oxidação quando da flutuação do nível da água (Medeiros, 2018, p. 2)
2.4.3 Tubulão a céu aberto
O Tubulão a céu aberto poder ser executado de dois modo: Sem escoramento e com escoramento. Os tubulões a céu aberto são considerados o tipo de fundação mais barata, dentro das fundações profunda. (Constancio, 2004)
Características gerais: do tubulão sem escoramento: Escavado manualmente;
φ mínimo do fuste para escavação manual = 0,70 m;
Ângulo de 60º é suficiente para que não tenha necessidade de colocação de armadura na base;
Só para receber esforços verticais;
Executado somente acima do lençol freático (N.A.); Executado em solos coesivos;
Concreto utilizado pode ser o ciclópico. (Constancio, 2004, p. 3)
Características gerais: do tubulão com escoramento:
Escoramento das paredes do fuste é feito com madeira preso por anéis metálicos;
Elementos de escoramento podem ou não ser recuperados durante a concretagem;
Elementos de escoramento, são utilizados em trechos onde o solo é de baixa consistência;
Só para receber esforços verticais;
Executado somente acima do lençol freático (N.A.); Concreto utilizado pode ser o ciclópico.
(Constancio, 2004, p. 4)
2.4.4 Tubulão pneumático.
Características gerais:
Rebaixamento do N.A. é feito sob pressão, com auxílio de ar comprimido.
As cotas de apoio das bases dos tubulões, são executadas abaixo do lençol freático. (N.A.);
As condições de trabalho normais para elemento humano e de 3 atm. (Constancio, 2004, p. 5)
2.4.5 Tubulão Tipo Benoto
Características gerais:
Executado com cravação mecânica de tubo metálico de espessura ¼”; Diâmetro do tubo é igual ao diâmetro do fuste; concreto utilizado pode ser o ciclópico e o utilizado para a concretagem do fuste pode ter um fck = 9,5 MPa (95 kgf / cm2), pois o tubo metálico de aço é considerado como um reforço para os esforços de compressão.
Escavação após a cravação do tubo é feita manualmente. (Constancio, 2004, p. 6)
2.4.6 Tubulão Tipo Pneumático: (anel de concreto)
Características gerais:
Revestimento das paredes laterais do fuste é feito com anéis de concreto com diâmetro externo igual ao diâmetro do fuste.
Os anéis de concreto, movem-se verticalmente pelo peso próprio; Escavação é feita manualmente;
As escavações feitas abaixo do N.A. são feitas manualmente com o auxílio de uma campânula;
O diâmetro interno ≥ 0,70 m (diâmetro do fuste) (Constancio, 2004, p. 8)
.. .
2.5 MANIFESTAÇÕES PATOLÓGICAS ENVOLVENDO FUNDAÇÕES
2.5.1 O Acidente Do Edifício Miguelângelo (Recife/Pe)
Um edifício de alto padrão localizado na Praia de Boa Viagem, em Recife. Com 15 pavimentos, mais na fase de entrega das unidades a seus adquirentes, surgiu um problema, o recalque diferencial, o edifício como um todo, sem surgimento de trincas aparentes, o que atestava a boa qualidade de superestrutura executada. A fundação para esse tipo de prédio era em sapata, que davam suporte a toda estrutura superficial. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996) Para resolver esse recalque não esperado, foram abertos, a trado, furos de pequeno diâmetro em tomo das sapatas, nos quais foram inseridos tubos de PVC para guia de injeções
com resina epóxi sob pressão, como o uso da resina sobre pressão , já que esse tipo de material tem um módulo de deformabilidade elevado, mudando o solo de fundação num material com alta resistência. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996)
2.5.2 Recalque Provocado Por Cavação De Estacas
Nos dias atuais é de estrema importância o cuidado com as fases inicie da obra, principalmente em grandes centos urbanos, com alta densidade populacional e predial. Os danos aos edifícios vizinhos ocorrer geralmente nas fases iniciais da obra, normalmente na execução das fundações, são do caso mais comum de dano aos prédios vizinhos. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996)
O setor da Administração municipal da cidade do Rio de Janeiro, é responsável da segurança predial tem a missa de avaliar perícias e coordenas as atividades de recuperação, de um edifício que apresenta um desaprumo. No caso do prédio em questão ele é composto por, 24 apartamentos divididos em 12 andares, o terreno tem 7 m de frente por 27 m de fundo.
• Inclinação progressiva da edificação, atingindo, nos dois primeiros dias, 5 cm de afastamento no seu topo, em relação ao prédio vizinho;
• Processo de fissuração no nível do pavimento de acesso, de paredes de alvenaria e da cisterna. Paralelamente a esse estágio de observações e providências preliminares, o então Secretário de Obras e Serviços Públicos do Município do Rio de Janeiro, Eng. Luiz Paulo Corrêa da Rocha, já integrado na busca das causas e soluções para a questão, determinava a contratação de empresa de engenharia com pública e notória especialização em assuntos geotécnicos, com a finalidade de:
• Implantar controle de recalques através de leitura ótica de pinos fixados aos pilares;
• Análise dos pontos críticos e apresentação de projeto com as soluções recomendadas;
• Execução das obras de estabilização. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996, p. 43)
A adversidade deu-se, pois, o edifício em construção resolveu usar nas fundações uma técnica de lançamento por gravidade (bate estaca), para cravação das estacas, gerando uma
vibração no solo profundo, entretanto, na cravação das estacas, que fazia parte da parede de estacas para proteger as fundações vizinhas, quando fosse executado o subsolo posteriormente.
Quando a estaca ultrapassou as primeiras camadas de areia do terreno, causou a compactação das mesmas, nos arredores da estaca conveniente das vibrações resultantes dos golpes do martelo do bate estaca. O complemento da fundação foi concebido e executado por meio, de micro estacas, escavadas com uma perfuratriz, e inserido o concreto posteriormente. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996)
2.5.3 Recalques diferenciais em prédio devido a estacas mal executadas
O recalque ocorreu devido a uma fundação mal executada, que prejudicou uma estrutura, e gero prejuízos que poderiam ser evitados por meio de uma análise criteriosa dos perfis de sondagem do terreno e pros métodos persistentes nos acompanhamentos da obra. A construção um prédio residencial de quatro andares com estrutura de concreto armado tradicional laje-viga-pilar, com uma área total construída em forma retangular de 15mpor 37m, localizado na Ilha do Governador na cidade do Rio de Janeiro, solo natural localizava-se ao pé de um morro. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996)
A obra se encontrava com a estrutura totalmente executa, e com as paredes de alvenaria em execução, quando começarão a aparecer os primeiros sinais de recalque, as fissuras nas cintas do pavimento térreo, instantaneamente a obra foi paralisada para evitar a adição de mais carga, e foram inseridos pinos para o controle do recalque da estrutura. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996)
Verificando os perfis de sondagem e os boletins de cravação das estacas pode motas que todas as estacas haviam sido cravadas com um comprimento insuficiente para atender a fundação, logo foram projetados reforços para a fundação. Nos pilares frontais o reforço foi feito por meio de estacas tipo preso-ancoragem, como isso recalque se estabilizou. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996)
Umas das causas desse acidente foi que a empresa contratada para execução das estacas não utilizou critérios técnicos corretos para faz a cravação das estacas no terreno, e também o comprimento das estacas que era de 6 m, assim não permitindo que as estacas chegassem na camada mais resistente. (Joaquim, Araújo, & Custódio, 1996)
2.6 CARTOGRAFIA GEOTÉCNICA
De modo geral surgiu os termos de mapas e cartas, com a necessidade da utilização dos dois surgiu o conceito de documentos cartográficos, esses por sua vez possuem várias finalidades, desde marcação territorial e ambiental até mesmo nas obras civis e planejamento urbano, também considerando avaliação de áreas de riscos associada (ZUQUETTE E GANDOLFI, 2004)
No quesito de elaboração o de mapas, deve ser organizar de forma logica os dados, esse agrupamento de dados vai referir a qual tipo de registro que será feito, ele é classificado de acordo com seu objetivo (ZUQUETTE E GANDOLFI, 2004):
Quadro- tipos de registros de informações
Nominal Quando se adota um
número, nome ou código para o objeto em análise
Tipos de materiais inconsolados, litologia, minerais
Ordinal Grandeza numérica, que
pode ser discreta ou contínua
Condutividade hidráulica
Intervalo Quando se adotam valores limites para um atributo
Temperatura em ºF ou ºC, classes de declividade
Razão Determinada igualdade das
razões entre massa, comprimentos, velocidade e tamanhos
Índice de vazios, porosidade
Fonte: cartográfica geotécnica, 2004 p.19
Os registros do tipo nominal e de razão são mais utilizados na área da construção civil, sei tipo de carta é conhecida cartografia geotécnica.
O Objetivo e atributos da cartografia geotécnicos é encontrar as respostas adequadas para a análise dos resultados que são expressos na carta, o profissional que for utilizar as informações que são obtidas carta geotécnica precisa ser mesclada com os seus conhecimentos para a tomada de decisão, se pode ou não ser executada tal projeto naquele local (ZUQUETTE E GANDOLFI, 2004)
Então em outras palavras podemos dizer que o mapeamento geotécnico é um processo que procura descrever as características do meio, no caso dos solos, os diferentes tipos de solo e sua resistência (ZUQUETTE E GANDOLFI, 2004).
Para se iniciar um processo de montagem de uma carta geotécnica tem o grande desafio que é mostrar a grande variabilidade do solo, então a melhor forma de se elaborar um é através do meio de amostragem, estas podendo ser enquadrada em dois grupos probabilísticos. (ZUQUETTE E GANDOLFI, 2004).
A amostragem aleatórias, que são aquelas que tem a mesma chance de ser recolhida na parcela do território que se pretende retirar ela, seus resultados precisam ser generalizados, as amostras aleatórias podem ser classificada em simples, são as amostras sem direcionamento algum, a sistemática que coloca uma condição fixa para extração da amostra, a estratificada que inicialmente são divididas em partes mais homogêneas, e a pôr conglomerados que é feito em três estágios sequenciais, e no campo de amostras não aleatórias (ZUQUETTE E GANDOLFI, 2004).
Essas que é obtida de maneira mais objetiva sendo dirigida, são classificada em pôr cota, que é um número pré definido das unidades a ser investigada, as de conveniência que é obtida através de um subconjunto específico, que no caso da caracterização geotécnica são as camadas ou o material especifico, a acidental que leva o critério prático como por exemplo um solo próximo a uma rodovia que precisa ser analisado, o racional que é a amostragem escolhida de forma deliberada para melhor representar o objeto estudado, como por exemplo um determinado tipo de solo que aflora uma superfície, e por último a de forma especifica que é um único elemento pois a poucos indivíduos para serem estudado.(ZUQUETTE E GANDOLFI, 2004)
2.6.1 Mapas Geotécnicos
Segundo Coelho (1980) a primeira forma de fazer uma representação cartográfica das condições geotécnicas teve início em 1913, na maneira desenvolvida por Leipzig. Gwinner em 1954 e 1956, teve seu maior desenvolvimento nos anos 50, principalmente nos países da Europa oriental. Com o pensamento que o meio físico era de muita importância, para a melhor utilização e ocupação do solo, principalmente nos meios urbanos onde havia uma maior taxa de crescimento das cidades, tiveram que ser mapiadas para que houvesse um controle. (Leite & Filho, 1997)
As pesquisar nas áreas dos geológicos e Geotécnicos estabeleceram formas de análise do meio físicos, os resultados dessas pesquisas são apresentados de formas
cartográficas, é ainda o mais adequado para a representação dessas informações pesquisadas. (Leite & Filho, 1997)
Os mapeamentos geotécnicos tem sido usado ao longo do tempo em vários países como um instrumento que ajuda a definir e fiscalizar as áreas de ocupação, de maneira a poder ser ajustada tecnicamente e respeitadas as áreas de interesse ambiental, social, e as condições necessária para que a população desfrute-as sem alterar as suas condições básicas de vida.(ZUQUETTE e GANDOLFI, 1987)
3 MATERIAIS E MÉTODOS
A utilização de gatilhos geotécnicos em edifícios de mais de oito pavimentos foi uma investigação que se caracterizou pela abordagem qualitativa, nível exploratório e sob o método de procedimento bibliográfico. O nível, exploratório ocorre quando os pesquisadores necessitam aprofundar-se na temática posta. “As pesquisas exploratórias têm como principal finalidade desenvolver, esclarecer e modificar conceitos e ideias, tendo em vista, a formulação de problemas mais precisos ou hipóteses pesquisáveis para estudos posteriores.” (GIL, 1999, p.43). Além desses quesitos, é utilizada também quando não existe farta literatura abordando o assunto buscado.
Sobre a abordagem, qualitativa Araújo e Oliveira (1997, p. 11) afirma que é um tipo de investigação que:
[...] se desenvolve numa situação natural, é rico em dados descritivos, obtidos no contato direto do pesquisador com a situação estudada, enfatiza mais o processo do que o produto, se preocupa em retratar a perspectiva dos participantes, tem um plano aberto e flexível e focaliza a realidade de forma complexa e contextualizada.
Simultaneamente, este tipo de abordagem quer identificar as razões que levaram à ocorrência de um fenômeno, neste caso, a utilização de gatilhos geotécnicos. É um estudo que ousa apresentar uma nova dimensão da percepção do mundo, resgatando socialmente a investigação científica, fugindo das estruturas positivistas tradicionais e permitindo a incorporação do trabalho conceitual e analítico desenvolvido no estudo.
As pesquisas bibliográficas não ensejam, imediatamente, um estudo qualitativo, entretanto, considerando-se que, todos os materiais elaborados e disponibilizados para análise, foram criados pelo homem e sua subjetividade, em momentos históricos distinto.
Observa-se que a própria flexibilização deste tipo de procedimento investigativo, permite a busca, a criatividade e imaginação do investigador, propiciando o afloramento deste enfoque. Evidentemente que, não obstante essa característica metodológica, também serão utilizados dados, percentuais e números que fazem parte da estrutura quantitativa de pesquisa.
A pesquisa bibliográfica é meio de formação por excelência. Como trabalho científico original, constitui a pesquisa propriamente dita na área das Ciências Humanas. Como resumo de assunto, constitui geralmente o primeiro passo de qualquer pesquisa científica. (CERVO E BERVIAN, 1996, p. 48).
Os artigos científicos são, pois, objetos de produção humana, consequentemente histórica e, esse fato os torna de grande relevância para as pesquisas científicas. Os dados obtidos através da pesquisa bibliográfica podem fazer "reviver" momentos históricos,
confrontar posições antagônicas, revelar "segredos" não percebidos pela dinamicidade do fluxo social.
3.1.1 Instrumentos utilizados para a coleta de dados
Os dados foram obtidos de:
a) Artigos científicos, todos resgatados de bases de dados livres ou fornecidas pela universidade
b) Livros, físicos e e-books, clássicos e contemporâneos que permitiram uma adequada fundamentação dos resultados obtidos;
c) Observação do pesquisador, relevante porquanto as pesquisas de abordagem qualitativa o permitem e em função das atividades do pesquisador,
relacionadas com a área de estudo.
São, pois dados primários, que propiciaram o exame de um tema sob novo enfoque ou abordagem, possibilitando conclusões inovadoras, por meio da análise de seu conteúdo e a validação do alcance dos objetivos específicos previamente determinados.
3.2 DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE ESTUDO
A tabulação dos dados fora realizada com auxílio de ambiente computacional a partir do uso de técnicas de geoprocessamento. Para tal, foi utilizado o software de Sistema de Informações Geográficas – S.I.G., Quantum GIS, versão 3.8.2. A escolha desta ferramenta se justifica pelo fato de ser uma plataforma open source e de fácil operalização.
Com o auxílio do QGISl, foi elaborada a carta geotécnica da região de Tubarão, definindo as macros classes de, de forma a ser possível a realização da classificação das propriedades dos solos. Com isso podemos elaborar modelos geotécnicos a partir das relações Tensões vs Deformações para a base de dados gerada, e elencar diferentes modelos conceituais para os diferentes tipos de fundações.
O processo de estudo e a análise abordado neste trabalho pode ser melhor explicado pelo fluxograma da figura 8.
Figura 8 – Fluxograma
Fonte: (Dos autores, 2019)
Na figura 8 monta o passo a passos do tratamento dos dados geotécnicos da base de Tubarão.
TRATAMENTOS DOS DADOS GEOTÉCNICOS DA BASE DE TUBARÃO USANDO O PROGRAMA
QGIS. ELABORAÇÃO DA CARTA GEOTÉCNICA DE TUBARÃO DEFINIÇÃO DOS TIPOS DE SOLO DE TUBARÃO ESTUDO DA PROPRIEDADE DOS SOLOS ANALISAR AS RELAÇÕES ENTRE OS TIPOS DE SOLO E OS TIPOS DE FUNDAÇÃO ELABORAÇÃO GATILHOS
GEOTÉCNICOS PARA ESCOLHA DO TIPO DE FUNDAÇÃO UTILIZANDO ALGUNS
ESCOLHER TIPO DE FUNDAÇÃO MAIS ADEQUADO
4 RESULTADOS E DISCUSÕES
Neste capítulo serão apresentados os tratamentos dos dados geotécnicos e bibliográficos os assuntos abortados neste trabalho de conclusão de curso, a carta geotécnica da região de Tubarão, os tipos de solos predominante na região de estudo, e a análise entre o tipo de solos e os tipos de fundação e relacionar gatilhos para melhor escolha.
4.1 CARTA GEOTÉCNICA DE TUBARÃO
Na carta geotécnica de tubarão elaborada no presente trabalho tende a definir visivelmente o tipo de solo da região de estudada, da maneira que nos expomos as análises empreendidas sobre o mapa geotécnico de tubarão., conforme sintetizado através da figura 11.
Figura 09 – Carta Geotécnica de Tubarão elaborada pelo autor.
Fonte: (Dos autores, 2019)
]asdasda
A carta geotécnica do município de Tubarão, conta com uma variedade de tipos solos que pode ser delimitado por seis diferentes de solos que são designados como. Argissolos, Cambissolos, Gleissolos, Organossolos, Terrenos de Escavações e Aluviais.
Conforme a figura 12 podemos observar a porcentagem da taxa de ocupação dos solos de Tubarão.
Figura 10 – Taxa de Ocupação dos Solos de Tubarão.
Fonte: (Dos autores, 2019)
4.1.1.1 Solos Argissolos de Tubarão
Estes tipos de solo têm sua porcentagem de 52,69% na composição do solo da cidade de tubarão, que é classificado em Argissolos Vermelho-Amarelos e aparece na figura 13
Sendo 7,73% PVa2g (Podzólico Vermelho-Amarelo álico Ta A moderado textura média/argilosa cascalhenta relevo forte ondulado e ondulado, substrato granito), 1,43% de PVa4g (Podzólico Vermelho-Amarelo álico Ta e Tb A moderado textura média e média/argilosa relevo ondulado, substrato granito), 3,26% de PVa5sq (Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado textura média/argilosa relevo suave ondulado, substrato sedimentos quaternários), 1,76% de PVa7g (Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A pouco cascalhento moderado textura média/argilosa relevo ondulado, substrato granito), 7,09% de PVa11g (Podzólico Vermelho-Amarelo álico Ta A moderado textura média/argilosa
52,69% 5,74% 12,96% 27,03% 0,44% 1,15%
Tipos de solos
Solos Argissolos Solos Cambissolos Solos Gleissolos Solos OrganossolosSolos Terrenos de Escavações
cascalhenta fase pedregoso + Cambissolo álico Ta A moderado textura argilosa cascalhenta fase), 0,56% de PVa16a (Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado textura média/argilosa relevo ondulado e suave ondulado + Cambissolo álico Tb A moderado textura média e argilosa relevo suave ondulado, substrato arenito), 2,01% de PVa17g (Podzólico Vermelho-Amarelo álico de substrato granito Tb A moderado e proeminente textura média/argilosa pouco cascalhenta + Cambissolo de substrato granito álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa pouco cascalhenta relevo forte ondulado), 27,89% de PVa18g (Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A pouco casca. mod. e proem. text. média/arg. e média fase não pedra. e pedregulho + Cambissolo álico Tb A mod. e proem. text. arg. e média pouco casca. fase não pedra. e pedregulho., relevo forte onda e montanhoso, granito),0,97% de PVa26g (Podzólico Vermelho-Amarelo álico Ta A moderado textura média/argilosa cascalhento relevo forte ondulado, substrato granito).
Figura 11 – Solos Argissolos.
4.1.1.2 Solos Cambissolos de Tubarão
Estes tipos de solo tem sua porcentagem de 5,74% na composição do solo da cidade de Tubarão, que é classificado em Cambissolo e aparece na figura 14
Sendo 0,32% de Ca7g (Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa e média relevo plano e suave, substrato granito), 4,45% de Ca7sq (Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa e média relevo plano e suave, substrato sedimentos quaternários), 0,29% de Ca12d ( Cambissolo álico Ta A moderado textura muito argilosa fase pedregosa e não pedregosa + Terra Roxa Estruturada distrófica A proeminente textura argilosa fase pedregosa e não pedregosa relevo forte ondulado, substrato diabásio), 0,21% de Ca12d (Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa suave ondulado + Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado e proeminente textura/argilosa relevo ondulado e suave ondulado, substrato diabásio), 0,03% de Ca20g (Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa suave ondulado + Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado e proeminente textura/argilosa relevo ondulado e suave ondulado, substrato granito), 0,29% de Ca20sq (Cambissolo álico Tb A moderado e proeminente textura argilosa suave ondulado + Podzólico Vermelho-Amarelo álico Tb A moderado e proeminente textura/argilosa relevo ondulado e suave ondulado, substrato sedimentos quaternários), 0,15% de Ce1sq (Cambissolo eutrófico Ta A moderado textura siltosa e média relevo plano, substrato sedimentos quaternários)
Figura 12 – Solos Cambissolos.
Fonte: (Dos autores, 2019)
4.1.1.3 Solos Gleissolos de Tubarão
Este tipo de solo tende sua porcentagem de 12,96% na composição do solo da cidade de Tubarão, que é classificado em Cambissolo e aparece na figura 15.
Sendo completamente formado por GHdsq (Gleissolo Húmico distrófico Ta textura média e argilosa relevo plano, substrato sedimentos quaternários)
Figura 13 – Solos Gleissolos
Fonte: (Dos autores, 2019)
4.1.1.4 Solos Organossolos de Tubarão
Estes tipos de solo têm sua porcentagem de 27,03% na composição do solo da cidade de Tubarão, que é classificado em Organossolos Tiomórficos aparece na figura 16.
Sendo 25,97% de HOe1sq (Solos Orgânicos eutróficos textura argilosa e média relevo plano, substrato sedimentos quaternários), 1,06% de HOe2sq (Solos Orgânicos eutróficos textura argilosa e média + Gleissolo eutrófico Tb chernozêmico textura argilosa e média relevo plano substrato sedimentos quaternários).
Figura 14 – Solos Organossolos.
Fonte: (Dos autores, 2019)
4.1.1.5 Solos Terrenos de Escavações de Tubarão
Este tipo de solo tem sua porcentagem de 0,44% na composição do solo da cidade de Tubarão, são solos que podem ser escavados, aparece na figura 17
Sendo formado totalmente por TEsq (Terrenos de Escavações, substrato sedimentos quaternários).
Figura 15 – Solos Terrenos de Escavações.
Fonte: (Dos autores, 2019)
4.1.1.6 Solos Aluviais de Tubarão
Este tipo de solo tem sua porcentagem de 1,15% na composição do solo da cidade de Tubarão, que é classificado como corpos d’água, aparece na figura 18
Sendo 0,27% de Adsq (Solos Aluviais distróficos A moderado textura indiscriminada relevo plano, sedimentos quaternários), 0,83% de água, 0,05% de ilha.
Figura 16 – Solos Aluviais .
Fonte: (Dos autores, 2019)
4.2 ESTUDO DOS LAUDOS DE SONDAGEM
4.2.1.1 Verificando os Spt Médio em relação a profundidade
Para a realização desta etapa, a partir da composição de base de dados geotécnica provenientes de 143 Laudos de Sondagens, oriundos de banco de dados pessoal do orientador, A figura 19, apresenta dois laudos de5 geotécnicos característicos do município. Uma de um solo sedimentar (a) e um de solo residual (b)
Figura 17 – Laudos de Sondagens. a) laudo de solo sedimentar, b) laudo de solo residual a) b)
Fonte: (Dos autores, 2019)
Vendo os ensaios de sondagem a percussão da cidade de Tubarão-SC, e tratando os dados de forma estatisticamente para que podemos compreender os intervalos de confiança, pode-se observar algumas características importantes, para que podemos definir parâmetros para a analisas de suas propriedades em relação a resistência média do solo, sua formação e mais características que conseguimos ver com mais clareza na figura 20.
