Estudo de Uma Solução Para Projeto de Fundações Em Solos

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Estudo de uma Solução para Projeto de Fundações em Solos

Expansivos

Ilço Ribeiro Júnior Ilço Ribeiro Júnior

Aluno de Eng.ª Civil da UFMT, Cuiabá, Brasil –

Aluno de Eng.ª Civil da UFMT, Cuiabá, Brasil – ribeirum@ig.com.br ribeirum@ig.com.br

Marcos Massao Futai Marcos Massao Futai

Escola Politécnica da USP, São Paulo, Brasil

-Escola Politécnica da USP, São Paulo, Brasil - futai@usp.br futai@usp.br

Wilson Conciani Wilson Conciani

Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso, Cuiabá, Brasil

-Centro Federal de Educação Tecnológica de Mato Grosso, Cuiabá, Brasil - conciani@cefetmt.br conciani@cefetmt.br

RESUMO: A pesquisa a

RESUMO: A pesquisa apresenta uma alternpresenta uma alternativa de fundação para oativa de fundação para obras de pequebras de pequeno e médiono e médio porte,porte, assentes em solos expansivos. Os solos expansivos da Baixada Cuiabana são formados a partir do assentes em solos expansivos. Os solos expansivos da Baixada Cuiabana são formados a partir do intemperismo do filito. Os principais argilo-minerais presentes neste solo são a ilita, caulinita, intemperismo do filito. Os principais argilo-minerais presentes neste solo são a ilita, caulinita, vermiculita e traços de m

vermiculita e traços de montmorilonita. Baseado ontmorilonita. Baseado nas nas características do solo expcaracterísticas do solo expansivo foi propostoansivo foi proposto que se criasse um espaço diferenciado para que o solo possa se expandir. Este espaço é constituído que se criasse um espaço diferenciado para que o solo possa se expandir. Este espaço é constituído por

por uma uma camada camada de de pedregulho pedregulho entre entre o o solo solo e e fundação fundação incluindoincluindo contra-pisos. contra-pisos. Os Os vazios vazios destadesta camada pode acomodar o solo que se expande. A camada de pedregulho transmite ao solo maiores camada pode acomodar o solo que se expande. A camada de pedregulho transmite ao solo maiores tensões pontuais, causando menores deslocamentos na estrutura. Assim, a estrutura tem maior tensões pontuais, causando menores deslocamentos na estrutura. Assim, a estrutura tem maior capacidade

capacidade de reaçãode reação. Esta so. Esta solução foi testada lução foi testada emem laboratório atravélaboratório através de ensas de ensaios edométricosios edométricos modificados e seus resultados iniciais apontam que esta solução pode ser usada com sucesso.

modificados e seus resultados iniciais apontam que esta solução pode ser usada com sucesso. PALAVRAS CHAV

PALAVRAS CHAVE:E: Solo não SaturadSolo não Saturado; Solo Expansivo; Funo; Solo Expansivo; Fundaçõesdações.. 11 IINNTTRROODDUUÇÇÃÃOO

O comportamento dos solos tropicais para fins O comportamento dos solos tropicais para fins de engenharia ainda é pouco conhecido, de engenharia ainda é pouco conhecido, necessitando estudos mais específicos e necessitando estudos mais específicos e

detalhados. Em alguns casos esse

comportamento particular comanda o comportamento particular comanda o comportamento do solo e pode gerar problemas comportamento do solo e pode gerar problemas de engenharia.

de engenharia. Na

Na Baixada Baixada Cuiabana, Cuiabana, apesar apesar de de ser ser umum clima tropical, os problemas mais comuns são clima tropical, os problemas mais comuns são devido à

devido à expansão expansão dos solosdos solos. A expans. A expansãoão ocorreocorre sob obras residenciais térreas, sobrados e sob obras residenciais térreas, sobrados e rodoviárias. A pesquisa realizada estudou uma rodoviárias. A pesquisa realizada estudou uma alternativa de fundação para obras de pequeno e alternativa de fundação para obras de pequeno e médio porte, assentes em solos expansivos. Os médio porte, assentes em solos expansivos. Os problemas

problemas habitacionais habitacionais estão estão nas nas fundaçõesfundações,, onde p

onde por instaor instabilidabilidade físide física do solca do soloo ocorre aocorre a expansão, gerando patologias e comprometendo expansão, gerando patologias e comprometendo estruturalmente a edificação, ou parte dela.

estruturalmente a edificação, ou parte dela.

22 CCAARRAACCTTEERRÍÍSSTTIICCAAS S DDO O SSOOLLOO EXPANSIVO

EXPANSIVO

A expansão de um solo é a variação de volume A expansão de um solo é a variação de volume resultante da mudança de umidade ou sucção. resultante da mudança de umidade ou sucção. Os solos expansivos ainda são pouco estudados. Os solos expansivos ainda são pouco estudados. Ferreira (1994) nos alerta que é difícil Ferreira (1994) nos alerta que é difícil iden

identificar um soltificar um soloo expaexpansivonsivo, pois a , pois a expaexpansãnsãoo não depende unicamente das propriedades não depende unicamente das propriedades intrínsecas do solo, mas também das condições intrínsecas do solo, mas também das condições em

em que sque se ence encontrontramam e dae das qus que sãe são impo impostostas.as. Sivapullaiah & Sridharan [198-] afirmam que Sivapullaiah & Sridharan [198-] afirmam que o comportamento do sistema solo-água é o comportamento do sistema solo-água é primeiramente controlado p

primeiramente controlado pelo tipo e quantidadeelo tipo e quantidade do argilo-mineral, seguido pela natureza do do argilo-mineral, seguido pela natureza do fluído no poro, cátions e ânions associados e fluído no poro, cátions e ânions associados e matéria-orgânica.

matéria-orgânica.

A expansão também depende da pressão A expansão também depende da pressão aplicada à amostra, sendo tanto menor quanto aplicada à amostra, sendo tanto menor quanto maior for a pressão. Existe uma pressão na qual maior for a pressão. Existe uma pressão na qual não há expansão, pressão esta denominada não há expansão, pressão esta denominada pressão de ex

pressão de expansão.pansão. 2.

2.11 Os Os SoSollos os ExExpapansnsivivos os da da BaBaixixadadaa Cuiabana

(2)

A Baixada Cuiabana é formada geologicamente A Baixada Cuiabana é formada geologicamente pelo

pelo grupo grupo Cuiabá, Cuiabá, sendo sendo a a rocha rocha matrizmatriz predominante

predominante o o filito. filito. Segundo Segundo MiglioriniMigliorini (1999), a região de Cuiabá e Várzea Grande é (1999), a região de Cuiabá e Várzea Grande é constituída por duas principais formações constituída por duas principais formações geológicas: a formação Miguel Sutil, com geológicas: a formação Miguel Sutil, com predominânc

predominância ia argilo-siltosa, argilo-siltosa, estratificaçõesestratificações plano-paralelas

plano-paralelas e e clivagem clivagem ardosiana; ardosiana; e e aa formação Coxipó, mais arenosa, formada formação Coxipó, mais arenosa, formada principalmente por meta

principalmente por meta-conglomerado-conglomerados.s.

Devido às condições ambientais os solos Devido às condições ambientais os solos possuem

possuem espessura espessura variando variando entre entre 0,1 0,1 e e 1,5 1,5 m,m, diminuindo seu grau de intemperismo de acordo diminuindo seu grau de intemperismo de acordo com

com o aumeno aumento da profunto da profundidaddidade. Os matere. Os materiaisiais saprolíticos com baixo grau de intemperismo saprolíticos com baixo grau de intemperismo podem

podem atingir até 10 m de profundatingir até 10 m de profundidade.idade.

O solo estudado pertence à formação Miguel O solo estudado pertence à formação Miguel Sutil, cuja granulometria é predominantemente Sutil, cuja granulometria é predominantemente silto-argilosa. Pode-se observar na Figura 1 que silto-argilosa. Pode-se observar na Figura 1 que a g

a granuranulometrilometria deste a deste solsolo é fo é formada ormada por por 1010 %% de arei

de areia finaa fina, 58, 58 % de sil% de silte e 32te e 32 % de ar% de argilagila..

Figura 1.

Figura 1. AnáliAnálise granulse granulométrométrica do solo saprolíica do solo saprolítico detico de filito e do Pedrisco.

filito e do Pedrisco.

O limite

O limite de liqde liquideuidez do solz do soloo (W(WLL) é de 44%,) é de 44%, limite de plasticidade (W

limite de plasticidade (WPP) de 22% e seu índice) de 22% e seu índice de pl

de plasticiasticidade dade (IP) d(IP) de 22%e 22%. Seg. Segundoundo PintoPinto (2002), os Índices de Atterberg indicam a (2002), os Índices de Atterberg indicam a influência dos finos argilosos no influência dos finos argilosos no comportamento

comportamento do soldo solo. Oo. O índice de índice de atividade éatividade é de 1,7, sendo classificado como ativo, uma vez de 1,7, sendo classificado como ativo, uma vez que o limite do índice de atividade para os solos que o limite do índice de atividade para os solos classificados normais é de 1,25.

classificados normais é de 1,25.

Incluindo esses dados na Carta de Incluindo esses dados na Carta de plasticidade

plasticidade (Figura (Figura 2), 2), classifica-se classifica-se o o solosolo

como sendo uma argila de baixa

compress

compressibilidade, ibilidade, CL.CL.

Figura 2.

Figura 2. Carta de plasCarta de plasticidade de Casaticidade de Casagrande.grande.

Lew (1995) realizou ensaios de difração de Lew (1995) realizou ensaios de difração de raio X, através do qual definiu os raio X, através do qual definiu os argilo-miner

minerais presais presenteentes no solos no solo sapsaprolírolítico de filito:tico de filito: Esmectita, Vermiculita, Ilita, Caulinita e Esmectita, Vermiculita, Ilita, Caulinita e Go

Goetetiitata. A I. A Ililita fta foioi o aro argigillo-mo-mininereralal predominante,

predominante, havendo havendo também também traços traços dede montmorilonita. Ribeiro Júnior & Conciani montmorilonita. Ribeiro Júnior & Conciani (2005), também realizaram ensaios de difração (2005), também realizaram ensaios de difração de r

de raio X aio X nestnesta rea região, gião, ondeonde foramforam enconencontradostrados ilita e m

ilita e muscovita, uscovita, sendo sendo aa iliilita a governanta a governante date da expansão, seguido da muscovita que é um pouco expansão, seguido da muscovita que é um pouco mais estável que a ilita porque se encontra mais mais estável que a ilita porque se encontra mais cristalizada. É importante frisar

cristalizada. É importante frisar a predominânciaa predominância da ilita, pois sob influência do meio ambiente, da ilita, pois sob influência do meio ambiente, dá origem a esmectita e a vermiculita, minerais dá origem a esmectita e a vermiculita, minerais mais ex

mais expanspansivosivos, pois, pois adsorvadsorvemem mais ágmais água.ua. Ribei

Ribeiro Júro Júniornior & Con& Concianciani (200i (2005), e5), estudastudarara aa expansibilidade

expansibilidade deste sdeste soloolo e chegaram e chegaram a valoresa valores em

em totornrnoo 2727%, c%, cononfoformrme exe exememplplifificicadado nao na Figura 3. Figura 3. 0 0 5 5 10 10 15 15 20 20 25 25 30 30 0 0 221166000 0 443322000 0 664488000 0 8866440000 Tempo (s) Tempo (s) E E x x p p a a n n s s ã ã o o ( ( % % ) ) ’’ Figura 3.

Figura 3. Expansão do soExpansão do solo saprolítico de filito (Ribelo saprolítico de filito (Ribeiro Jriro Jr & Conciani, 2005).

& Conciani, 2005).

Silva

Silva et al et al . (2005) encontraram pressões de. (2005) encontraram pressões de

expansão da ordem de 25 kPa para o solo de expansão da ordem de 25 kPa para o solo de

00 10 10 20 20 30 30 40 40 50 50 00 2200 4400 6600 8800 110000 w w_L_L(%)(%) I I P P ( ( % % ) ) CH CH CL CL ML ou ML ou OL OL MH MH ou ou OH OH 0% 0% 20% 20% 40% 40% 60% 60% 80% 80% 100% 100% 00,,000011 00,,0011 00,,11 11 1100 110000

Diâmetros dos Grãos Diâmetros dos Grãos

% % P P a a s s s s a a n n d d o o A A c c u u m m u u l l a a d d a a

Curva granulométrica do solo Curva granulométrica do solo Curva Granulometrica do Pedrisco Curva Granulometrica do Pedrisco

(3)

Cuiabá. A Figura 4 apresenta o potencial e Cuiabá. A Figura 4 apresenta o potencial e pressão

pressão de de expansão deste expansão deste solo. solo. O O potencial potencial dede expansão chega a 15%. Segundo Futai

expansão chega a 15%. Segundo Futai et al et al ..

(1998) o potencial de expansão e a pressão de (1998) o potencial de expansão e a pressão de expansão são máximos na profundidade de 1 m. expansão são máximos na profundidade de 1 m.

0 0 2 2 4 4 6 6 8 8 10 10 12 12 14 14 16 16 0 0 55 1100 1155 2200 2255

Tensão de expansão (kPa) Tensão de expansão (kPa)

P P o o t t e e n n c c i i a a l l d d e e e e x x p p a a n n s s ã ã o o ( ( % % ) ) Umidade 12% Umidade 12% Umidade 16 % Umidade 16 % Figura 4.

Figura 4. Curva CaracteCurva Característica do solo srística do solo saprolítico de filitoaprolítico de filito (Silva et al, 2005).

(Silva et al, 2005).

33 AAS S FFUUNNDDAAÇÇÕÕEES PS PAARRA OA OBBRRAASS RESIDENCIAIS

RESIDENCIAIS

Quando pequenas construções são feitas sobre Quando pequenas construções são feitas sobre solos expansivos, o efeito da impermeabilização solos expansivos, o efeito da impermeabilização do terreno pela própria construção pode do terreno pela própria construção pode provocar

provocar uma uma elevação elevação do do teor teor de de umidade,umidade, pois, antes da construção, ocorria evaporação da pois, antes da construção, ocorria evaporação da água que ascendia por capilaridade. Este água que ascendia por capilaridade. Este aumento de umidade pode provocar expansão aumento de umidade pode provocar expansão que danifica as construções, provocando trincas que danifica as construções, provocando trincas ou ruínas.

ou ruínas. Nas

Nas obras obras de de pequeno pequeno porte porte como como obrasobras residenciais de um ou dois pavimentos, as residenciais de um ou dois pavimentos, as fundações são projetadas e executadas, de uma fundações são projetadas e executadas, de uma form

forma gerala geral por: radiepor: radier, blor, blocos, ou sapcos, ou sapatas. Noatas. No caso da Baixada Cuiabana, onde o solo pode ser caso da Baixada Cuiabana, onde o solo pode ser expansivo, isso se torna grave. Ribeiro Júnior & expansivo, isso se torna grave. Ribeiro Júnior & Conciani (2005), afirmam que o radier é Conciani (2005), afirmam que o radier é aplicado em grande escala para construção de aplicado em grande escala para construção de casa populares na Baixada Cuiabana. O radier casa populares na Baixada Cuiabana. O radier por

por possuir possuir grande grande área área de de contato, contato, transmitirátransmitirá ao solo baixa tensão, causando graves ao solo baixa tensão, causando graves patologias

patologias estruturais. estruturais. Segundo Segundo Lew Lew (1995) (1995) aa tensão de expansão do solo saprolítico de filito tensão de expansão do solo saprolítico de filito aa 0,5m

0,5m de profundidade pde profundidade pode ser de 26 ode ser de 26 kPa, isto ékPa, isto é mais que a tensão transmitida ao solo.

mais que a tensão transmitida ao solo. Futai

Futai (1995), a(1995), afirmfirmou que há exou que há expanspansão emão em construções com fundações em sapatas e blocos construções com fundações em sapatas e blocos

eemm CCuuiiaabbáá ppoorrqquue e hhá á uum m ssuuppeerr dimensionamento dos elementos de fundações. dimensionamento dos elementos de fundações. Estes super dimensionamentos também ocorrem Estes super dimensionamentos também ocorrem no número de pilares, que, sobretudo aliviam as no número de pilares, que, sobretudo aliviam as tensões transmitidas ao solo.

tensões transmitidas ao solo.

Tradicionalmente recomenda-se o uso de Tradicionalmente recomenda-se o uso de fundações profundas Entretanto, conforme fundações profundas Entretanto, conforme descrito, a rocha branda ocorre em baixas descrito, a rocha branda ocorre em baixas profundidades. Outra

profundidades. Outra opção é opção é deixar um deixar um espaçoespaço entre o so

entre o solo e o plo e o piso da obiso da obra para qra para que oue o solosolo possa exp

possa expandir.andir.

44 A A PPRROOPPOOSSTTAA Com

Com base base nas nas caraccaracterísterísticas ticas do sdo soloolo expaexpansinsivovo e no seu modo evolutivo, foi proposto que se e no seu modo evolutivo, foi proposto que se criasse um espaço diferenciado entre o elemento criasse um espaço diferenciado entre o elemento de fundação e o solo, para que o solo possa se de fundação e o solo, para que o solo possa se expandir,

expandir, não não causando causando patologias. patologias. EsteEste

espaço é constituído por uma camada de espaço é constituído por uma camada de pedregulho

pedregulho entre entre o o solo solo e e fundação fundação incluindoincluindo contra-pisos. Este pedregulho possui contra-pisos. Este pedregulho possui gr

grananululomeometrtria cia conontrtrololadada coma comoo popodede-s-see verificar na Figura 1, com 100% dos grãos verificar na Figura 1, com 100% dos grãos retid

retidos na peos na peneira cneira comom abertabertura de 2,ura de 2,0 mm e0 mm e 100% do material passante na peneira com 100% do material passante na peneira com abertura de 4,8 mm.

abertura de 4,8 mm.

Para efeitos experimentais, a altura da Para efeitos experimentais, a altura da camada de pedrisco foi fixada em torno de 4,8 camada de pedrisco foi fixada em torno de 4,8 mm. Esta altura corresponde aproximadamente mm. Esta altura corresponde aproximadamente à dimensão do pedrisco. Para melhor à dimensão do pedrisco. Para melhor caracterizar

caracterizar o comportameo comportamentonto da expda expansão e ansão e dodo adensamento deste solo expansivo acrescido da adensamento deste solo expansivo acrescido da cam

camada de peada de pedridrisco, fosco, foramram tomadtomados anéos anéis deis de aço rígido com 2,5 cm de altura e 7,5 cm de aço rígido com 2,5 cm de altura e 7,5 cm de diâm

diâmetro. A etro. A alaltura de tura de solsolo foio foi emem torno dtorno de 2 cme 2 cm e a altura da camada de pedrisco em torno de e a altura da camada de pedrisco em torno de 0,5 cm, (Fig. 5)

0,5 cm, (Fig. 5) A

A camacamada de peda de pedriscdrisco se posio se posiciona sobciona sobre are a camada de solo expansiva, como pode ser camada de solo expansiva, como pode ser observad

observada na Fa na Figura 5.igura 5. No detalhe dNo detalhe desta mesmaesta mesma figura, mostra uma região onde o pedrisco figura, mostra uma região onde o pedrisco acomodou

acomodou o solo o solo queque se exse expandiu, isto pandiu, isto ocorreráocorrerá des

desdede que o que o solsolo impo imponha onha uma fuma forçaorça de rede reação.ação. Dev

Devido ido ao gao granrande íde índindice dce de vae vaziozioss dodo pedrisco,

pedrisco, a a área área de de contato contato do do solo solo com com aa estrutura passa a ser menor. Sendo menor a área estrutura passa a ser menor. Sendo menor a área de contato, a tensão pontual, transmitida ao solo de contato, a tensão pontual, transmitida ao solo será maior. Assim, a estrutura tem maior será maior. Assim, a estrutura tem maior capacidade de reação reduzindo-se os capacidade de reação reduzindo-se os

(4)

deslocamentos da estrutura causados pela deslocamentos da estrutura causados pela expansão do solo.

expansão do solo.

Figura 5.

Figura 5. EsqueEsquema de funcionma de funcionalidaalidade solo expansde solo expansivo eivo e pedrisco.

pedrisco.

55 AALLGGUUMMAAS S AANNÁÁLLIISSEESS Esta so

Esta soluçãlução foi testada emo foi testada em laborlaboratório atraatório atravésvés de ensaios edométricos modificados. de ensaios edométricos modificados. PPrriimmeeiirraammeennttee,, ffoorraamm ffeeiittoos s eennssaaiiooss edom

edométricoétricos com ams com amostra indostra indeformeformada comada com ee sem inundação, posteriormente ensaios sem inundação, posteriormente ensaios edo

edommétriétricos cos comcom amamostra ostra comcompacpactadtada a comcom ee sseemm ininuunnddaaççããoo, e , e ppoor úr úlltitimmoo ffororaamm ffeeiitotoss ensaios edométricos utilizando amostra ensaios edométricos utilizando amostra compactada e uma camada com altura de 5 mm. compactada e uma camada com altura de 5 mm. Na Figura 6, têm-se o resultado de um ensaio Na Figura 6, têm-se o resultado de um ensaio de expansão com o uso da camada de pedrisco. de expansão com o uso da camada de pedrisco. A umidade de compactação no primeiro estágio A umidade de compactação no primeiro estágio de inundação é de 17 %.

de inundação é de 17 %.

A amostra foi compactada na umidade ótima A amostra foi compactada na umidade ótima e sofreu três ciclos de inundação e 2 ciclos de e sofreu três ciclos de inundação e 2 ciclos de secagem com carregamento fixo de 6 kPa. Este secagem com carregamento fixo de 6 kPa. Este com

comportaportamemento fnto foioi avaavalialiado edo em cicm ciclos los dede inundação e secagem com duração de 24 h. O inundação e secagem com duração de 24 h. O ensaio mostra que resta ainda uma expansão da ensaio mostra que resta ainda uma expansão da orde

ordemm de 1de 1,9 %. ,9 %. O resO resídíduo duo de exe expanpansãosão apresentado deve-se a ação das forças de apresentado deve-se a ação das forças de expansão sobre os grãos de pedregulhos. Outro expansão sobre os grãos de pedregulhos. Outro aspecto interessante é que ao final do ensaio o aspecto interessante é que ao final do ensaio o solo p

solo passa a soassa a sofrer umfrer um pequeno recapequeno recalque. Isto é,lque. Isto é, o solo já mudou todo o seu comportamento e o solo já mudou todo o seu comportamento e passa a se co

passa a se comportar como um somportar como um sololo qualquer dequalquer de suporte intermediário.

suporte intermediário.

Também se pode observar na Figura 6 a Também se pode observar na Figura 6 a existência de expansões negativas, isto é: existência de expansões negativas, isto é: recalques. Estes valores foram negativos porque recalques. Estes valores foram negativos porque o so

o solo flo foioi subsubmetmetido ido aa umum cicciclo lo de sde secaecagem gem atéaté valores de umidade abaixo da inicial.

valores de umidade abaixo da inicial.

Fig

Figura 6ura 6.. CurCurvas devas de comcomprepressissibilbilidaidade do sode do sololo ao lonao longogo do tempo em cicl

do tempo em ciclos de inundaçãoos de inundação e secagem.e secagem.

O resultado apresentado nas Figuras 7, 8 e 9 O resultado apresentado nas Figuras 7, 8 e 9 são de ensaios de adensamento com solo são de ensaios de adensamento com solo com

compactapactado codo comm o acréso acréscimcimo da co da camadamada dea de pedrisco.

pedrisco. A A sucção sucção foi foi medida medida pelo pelo método método dodo papel filtro, como propõe H

papel filtro, como propõe Houston (1994).ouston (1994). Na

Na Figura Figura 7, 7, apresentam-se apresentam-se os os ensaios ensaios dede adens

adensamento amento do solo do solo comcompactapactadodo e pedrie pedriscosco emem sua umidade de compactação e no seu estado sua umidade de compactação e no seu estado saturado. A amostra de solo saturada teve a saturado. A amostra de solo saturada teve a inundação no ponto da tensão de acomodação inundação no ponto da tensão de acomodação das

das partícpartículasulas, ou , ou seja, seja, 2 kPa2 kPa.. Para o Para o solsoloo compactado e mantido na sua umidade natural, compactado e mantido na sua umidade natural, observa-se um comportamento típico da curva observa-se um comportamento típico da curva de adensamento. Já para o solo saturado à uma de adensamento. Já para o solo saturado à uma tensão de 2 kPa, observa-se um crescimento tensão de 2 kPa, observa-se um crescimento significativo dos índices de vazios devido à significativo dos índices de vazios devido à expansão do solo, e a cada incremento de carga expansão do solo, e a cada incremento de carga o solo volta a adensar, expulsando água e o solo volta a adensar, expulsando água e diminuindo vazios. diminuindo vazios. -2,5 -2,5 -2,0 -2,0 -1,5 -1,5 -1,0 -1,0 -0,5 -0,5 0,0 0,0 0,5 0,5 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 2,5 2,5 00 110000000000 220000000000 330000000000 440000000000 Tempo (s) Tempo (s) E E x x p p a a n n s s ã ã o o o o u u R R e e t t r r a a ç ç ã ã o o ( ( % % ) ) 1º Inundação 1º Inundação 1º Secagem 1º Secagem 2º Inundação 2º Inundação ºº

Tensão aplicada = 6 kPa Tensão aplicada = 6 kPa

Solo Expansivo Solo Expansivo 0,5 cm 0,5 cm 2,0 cm 2,0 cm Pedregulho Pedregulho

(5)

0,6 0,6 0,65 0,65 0,7 0,7 0,75 0,75 0,8 0,8 0,85 0,85 0,9 0,9

00 11 TensãTensãoo (k1100(kPa)Pa) 110000 11000000

Í Í n n d d . . d d e e V V a a z z i i o o s s

Sol

Soloo CComompactado e pactado e pedripedrisco sco -- W=W= 1515,8,88%8%,, Sucção

-Sucção - 18185 kP5 kPaa Solo

Solo ComCompacpactadtado - W=15%, So - W=15%, Sucção = 37ucção = 373 kP3 kPaa 00,6,6 00,7,7 00,8,8 00,9,9 11 11,1,1

00 11 Tensão (kPa)Tensão (kPa)1100 110000 11000000

e e

Solo

Solo ComCompac.pac. e pede pedrisco - Wrisco - W= 16 %= 16 %, Sucção = 185 kP, Sucção = 185 kPaa Sol

Solo como compac.pac. SaturadoSaturado e pee pedrisco - Wdrisco - Wi = 16 %i = 16 %

0, 0,66 0, 0,77 0, 0,88 0, 0,99 1 1 1, 1,11 0 0 1 1 110 0 11000 0 10100000 Tensão (kPa) Tensão (kPa) Í Í d d n n i i c c e e d d e e V V a a z z i i o o s s

- e e

Solo C

Solo Compactado e pompactado e p edrisco - edrisco - Saturado - Wi = Saturado - Wi = 16%16% Solo com

Solo compactpactado Saturado - Wi = 17%ado Saturado - Wi = 17%

Figura 7.

Figura 7. Curva de adensCurva de adensamento do solo amento do solo compactado comcompactado com a camada de pedrisco na sua umidade de compactação e a camada de pedrisco na sua umidade de compactação e em seu estado saturado.

em seu estado saturado.

A Figura 8 mostra a curva de adensamento A Figura 8 mostra a curva de adensamento do solo compactado e mantido na sua umidade do solo compactado e mantido na sua umidade de compactação, sendo os valores de sucção de compactação, sendo os valores de sucção matricial igual a 373 kPa para o solo sem a matricial igual a 373 kPa para o solo sem a camada de pedrisco, numa umidade de camada de pedrisco, numa umidade de compactação

compactação de 15%. Para o solde 15%. Para o solo como com a camadaa camada de pedrisco, a sucção é de 185 kPa para uma de pedrisco, a sucção é de 185 kPa para uma umidade de 16%.

umidade de 16%.

A difença de recalque entre as curvas é A difença de recalque entre as curvas é explicada pela diferença de sucção. A amostra explicada pela diferença de sucção. A amostra se

se solosolo com com aa camadcamada de a de pedrispedrisco sco sofreu ofreu maiomaiorr recalque por possuir menor sucção que a recalque por possuir menor sucção que a amostra compactada sem a camada de pedrisco. amostra compactada sem a camada de pedrisco.

Figura 8.

Figura 8. Curva de adensCurva de adensamento do solo amento do solo compactado comcompactado com e sem

e sem a cama camada dada de pede pedriscrisco na o na suasua umidumidade dade dee compactação.

compactação.

Na

Na Figura Figura 9 9 apresenta-se apresenta-se à à curva curva dede adensamento do solo compactado saturado com adensamento do solo compactado saturado com e sem a camada de pedrisco. Observa-se nas e sem a camada de pedrisco. Observa-se nas curvas que não há uma redução da expansão curvas que não há uma redução da expansão com

com o acréscimo o acréscimo da camada da camada de pedrisco de pedrisco para opara o solo sendo inundado à tensão de acomodação solo sendo inundado à tensão de acomodação das partículas. Isto se dá ao fato da força das partículas. Isto se dá ao fato da força expansão do solo não encontrar reação expansão do solo não encontrar reação suficiente para que os vazios da camada de suficiente para que os vazios da camada de pedrisco sejam o

pedrisco sejam ocupadas pelo solo excupadas pelo solo expandido. Apandido. A cada incremento de carga que se dá ao solo cada incremento de carga que se dá ao solo expandido a camada de pedrisco é incorporada à expandido a camada de pedrisco é incorporada à camada de solo, mantendo o mesmo camada de solo, mantendo o mesmo comportamento do solo sem a camada de comportamento do solo sem a camada de pedrisco.

pedrisco.

Fig

Figuraura 9.9. CurCurva de adva de adensensamamentento do solo do solo Como Compacpactadtadoo saturado com e sem a camada de pedrisco.

saturado com e sem a camada de pedrisco.

A Figura 10 mostra o resultado dos ensaios A Figura 10 mostra o resultado dos ensaios edométricos

edométricos do soldo solo como com a proposta a proposta da camadda camadaa de pedrisco numa tensão de 6 kPa em de pedrisco numa tensão de 6 kPa em comparação a amostras convencionais comparação a amostras convencionais compactadas em diversos teores de umidade e compactadas em diversos teores de umidade e carregamentos.

carregamentos. É

É importante lembrar que os valores deimportante lembrar que os valores de expansão são dependentes da umidade inicial do expansão são dependentes da umidade inicial do solo e do carregamento externo. Como pode ser solo e do carregamento externo. Como pode ser visto ainda na Figura 10, quanto maior o visto ainda na Figura 10, quanto maior o carregamento menor a expansão. Também carregamento menor a expansão. Também nestanesta figura pode ser observado que a menor umidade figura pode ser observado que a menor umidade inicial da amostra junto ao menor carregamento inicial da amostra junto ao menor carregamento externo, gerou um maior valor de expansão. externo, gerou um maior valor de expansão.

Para o sol

Para o solo compao compactado semctado sem o acrésco acréscimo daimo da camada de pedrisco, a uma umidade de 16% e camada de pedrisco, a uma umidade de 16% e não tendo nenhuma força que reaja a força de não tendo nenhuma força que reaja a força de expansão, ocasi

expansão, ocasionará uma expansão em onará uma expansão em torno detorno de 15%. Para o solo nas mesmas condições 15%. Para o solo nas mesmas condições

(6)

descritas acima, submetido a uma tensão de 10 descritas acima, submetido a uma tensão de 10 kPa, a expansão será em torno de 8%. Já para o kPa, a expansão será em torno de 8%. Já para o solo compactado que recebeu a camada de solo compactado que recebeu a camada de pedrisco,

pedrisco, tendo tendo sua sua umidade umidade em em 17%, 17%, sendosendo esta muito próxima da condição descrita acima e esta muito próxima da condição descrita acima e sub

submetida metida a uma a uma tenstensão dão de 6 ke 6 kPa,Pa, ou sejou seja,a, pouco

pouco mais mais da da metade metade da da tensão tensão citada citada acimaacima sem

sem a caa camada mada de pde pedriscedrisco, oco, ocasionasionará uará umama expansão em torno de 2%.

expansão em torno de 2%.

Figura 10 Comparação entre a expansão em amostras Figura 10 Comparação entre a expansão em amostras convencionais e na amostra tratada com a camada de convencionais e na amostra tratada com a camada de pedrisco.

pedrisco.

Este resultado aponta para uma grande Este resultado aponta para uma grande redução na expansão final do solo. Isto é, solo redução na expansão final do solo. Isto é, solo se expande para dentro do espaço criado pelos se expande para dentro do espaço criado pelos vazios do pedregulho e não levanta a estrutura vazios do pedregulho e não levanta a estrutura sobre ele assente.

sobre ele assente. 66 CCOONNCCLLUUSSÃÃOO

Os resultados iniciais apontam que esta solução Os resultados iniciais apontam que esta solução pode ser usad

pode ser usada com sucessa com sucesso.o.

Verificou-se que nos ensaios realizados com Verificou-se que nos ensaios realizados com a inclusão da camada de pedregulho e baixa a inclusão da camada de pedregulho e baixa carga (2kPa) a expansibilidade foi praticamente carga (2kPa) a expansibilidade foi praticamente a mesma do solo simplesmente compactado. Os a mesma do solo simplesmente compactado. Os ensaios realizados com sobrecarga de 6 kPa ensaios realizados com sobrecarga de 6 kPa reduziram as expansões para 2%, bem abaixo reduziram as expansões para 2%, bem abaixo dos solo sem a inclusão do pedregulho. Isto dos solo sem a inclusão do pedregulho. Isto demonstrou que a associação da camada de demonstrou que a associação da camada de pedregulho

pedregulho e e sobrecarga sobrecarga é é possível possível reduzir reduzir aa expansibilida

expansibilidade do de do sistema.sistema.

Estes resultados deverão ser levados para um Estes resultados deverão ser levados para um experimento de campo em que se possa avaliar, experimento de campo em que se possa avaliar, em

em ververdaddadeireira gra grandandezeza, o a, o impimpacacto dto destestaa solução. Espera-se que a redução de expansão solução. Espera-se que a redução de expansão obtida em laboratório seja conseguida no campo obtida em laboratório seja conseguida no campo com

com um increum incremento na espmento na espessuessura da camadra da camada ea e na dimensão do pedrisco utilizada.

na dimensão do pedrisco utilizada. AGRADECIMENTOS

AGRADECIMENTOS

Os autores deste projeto agradecem à Finep que Os autores deste projeto agradecem à Finep que financiou esta pesquisa através do programa financiou esta pesquisa através do programa habitare.

habitare.

REFERÊNCIAS REFERÊNCIAS

Ferreira, S.R.M. (1994). Técnicas de ensaios e fatores Ferreira, S.R.M. (1994). Técnicas de ensaios e fatores influentes nas medidas de deformação de solos influentes nas medidas de deformação de solos colapsíveis e expansivos.

colapsíveis e expansivos. Simpósio sobre solos nãoSimpósio sobre solos não saturados, 2

saturados, 2. Recife. AMSF/ABMS-NE.. Recife. AMSF/ABMS-NE. Futai, M.M. (1995).

Futai, M.M. (1995). Comportamento de fundações emComportamento de fundações em solos

solos tropicais tropicais de de CuiabáCuiabá. TCC (Engenharia Civil) – . TCC (Engenharia Civil) – Departamento de Engenharia Civil, UFMT.

Departamento de Engenharia Civil, UFMT.

Futai, M.M.; Soares, M.M.; Conciani, W. (1998). Futai, M.M.; Soares, M.M.; Conciani, W. (1998). Propriedades geotécnicas do solo saprolítico da Propriedades geotécnicas do solo saprolítico da Baixada Cuiabana.

Baixada Cuiabana.Congresso Brasileiro de MecânicaCongresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica, 11

dos Solos e Engenharia Geotécnica, 11., Brasília. P.., Brasília. P. 221-228.

221-228.

Houston, S.L.; Houston, W.N.; Wagner, A.M.

Houston, S.L.; Houston, W.N.; Wagner, A.M. (1994).(1994). Laboratory

Laboratory filter paper filter paper suction measursuction measurements.ements. Geotechnical Testing Journal

Geotechnical Testing Journal , GTJODJ, Vol. 17, Nº 2,, GTJODJ, Vol. 17, Nº 2, p 185-194.

p 185-194. Lew, B. (1995).

Lew, B. (1995). Caso típico de trincas em residências.Caso típico de trincas em residências. Cuiabá

Cuiabá. TCC (E. TCC (Engengenhanhariaria CivCivil) –il) – DepDepartartameamento dento de Engenharia Civil, UFMT.

Engenharia Civil, UFMT. Migliorini, R.B. (1999).

Migliorini, R.B. (1999). Hidrogeologia em meio urbano: Hidrogeologia em meio urbano: regiã

região de o de Cuiabá Cuiabá e Váe Várzea rzea GranGrande –de – MT.MT. TeseTese (Doutorado

(Doutorado em Geem Geologia) –ologia) – Instituto de Instituto de geociências,geociências, USP, São Paulo.

USP, São Paulo. Pinto, C.S. (2002).

Pinto, C.S. (2002).Curso básico de mecânica dos solosCurso básico de mecânica dos solos.. 2.ª Edição. São Paulo: Oficina de

2.ª Edição. São Paulo: Oficina de textos.textos. Ribeiro Jr., I.; Conciani, W. Controle da

Ribeiro Jr., I.; Conciani, W. Controle da Expansão do soloExpansão do solo saprolítico de filito com cal hidratada cálcica para saprolítico de filito com cal hidratada cálcica para construções populares.

construções populares. Seminário mato-grossense deSeminário mato-grossense de habitação de interesse social, I.

habitação de interesse social, I. Cuiabá, 10p., CD-Cuiabá, 10p., CD-ROM.

ROM.

Silva, L.C.; Moura, D.R.; Conciani, W. (2005). Silva, L.C.; Moura, D.R.; Conciani, W. (2005). Caracterização do solo saprolítico de filito através de Caracterização do solo saprolítico de filito através de ensaios de compactação e expansão livre.

ensaios de compactação e expansão livre.Simpósio deSimpósio de Solos T

Solos Tropicais e ropicais e Controle de Controle de Erosão, Erosão, 2,2, Goiânia.Goiânia. CD-ROM.

CD-ROM.

Sivapullaiah, P.V.; Sridharan, A. [198-]. Efeito de água Sivapullaiah, P.V.; Sridharan, A. [198-]. Efeito de água

poluída

poluída nas nas propriedades propriedades físico-químicafísico-químicas s de de solossolos argilosos. Singapura. argilosos. Singapura. 0,00 0,00 5,00 5,00 10,00 10,00 15,00 15,00 20,00 20,00 00 2200000000 4400000000 6600000000 8800000000 110000000000 Tem Tempo po (s)(s) P P o o t t . . d d e e e e x x p p a a n n s s ã ã o o ( ( % % ) )

Solo Compactado e pedrisco - 6 kPa - W = 17% Solo Compactado e pedrisco - 6 kPa - W = 17% Solo C

Solo Compactado - Exompactado - Exp.p. Livre - W = 12%Livre - W = 12% Solo C

Solo Compactado - Exompactado - Exp.p. Livre - w = 16%Livre - w = 16% Solo compactado - 10 kPa - W = 16% Solo compactado - 10 kPa - W = 16% Solo c