Aula Estabilização de Solos

(1)

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Prof

(2)

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Entende se por estabilização de solos o processo pelo qual se confere uma maior resistência, por meio de uma compactação, correção de sua granulometria e da sua plasticidade ou de adição de substâncias que lhe confiram uma coesão proveniente da cimentação ou aglutinação dos seus grãos.

seus grãos.

(3)

%

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• Aumento da capacidade de carga;

• Redução de recalques;

• Controle da permeabilidade;

• Aumento da resistência ao cisalhamento;

(4)

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Evitar; Remover;

Projetar convivendo com o solo e suas propriedades mecânicas e suas propriedades mecânicas e suscetibilidade aos efeitos ambientais (conviver);

(5)

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a. Carência cada vez mais acentuada de materiais naturais de boa qualidade.

b. Necessidade de construir as áreas que antes podiam ser contornados.

c. Desenvolvimento de novos métodos de estabilização. d. Melhoria dos processos e equipamentos de construção. d. Melhoria dos processos e equipamentos de construção.

e. Dados colhidos da observação do desempenho de estruturas com solo estabilizado mostram que estas podem ter suas dimensões reduzidas.

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

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Solos Granulares

Estabilização granulométrica, solo asfalto, solo cal e cinzas volantes, solo cimento.

Solos Granulares Finos

Estabilização granulométrica,

estabilização com cimento portland, solo cal e cinzas volantes, solo asfalto, cloretos.

Argilas de Plasticidade baixa

Compactação, estabilização com cimento portland, impermabilizante químico, modificação pelo cal.

(13)

Melhoramento de Solos com

(14)

Introdução

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(15)

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Estacas de areia e brita

(20)

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Estacas de areia e brita

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Estacas de areia e brita

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Estacas de areia e brita

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Pó de Pedra

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(26)

Estacas de areia e brita

(27)

Estacas de areia e brita

(28)

Estacas de areia e brita

(29)

Estacas de areia e brita

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(34)

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Estacas de argamassa

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(37)

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4

(42)

100.00 150.00 200.00 A Ç Ã O ( x 1 0 0 0 R E A IS )

TIPO DE FUNDAÇÃO

ARGAMASSA (L = 5 m)

PRÉ MOLDADA (L = 6 m)

0.00 4.00 8.00 12.00 16.00 20.00 24.00

(43)

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(47)

Controles de Execução

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(48)

Caso de Obra

(49)

(50)

(51)

Caso de Obra

(52)

(53)

(54)

(55)

(56)

Conclusões

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(57)

PESQUISAS DESENVOLVIDAS SOBRE USO DE

RCC EM ESTACA DE COMPACTAÇÃO

PEC

(58)

40 50 60 70 80 90 100 AMOSTRA

PÓ DE BRITA

AREIA NATURAL

RECICLADO

0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 0

10 20 30

(59)

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RCC

◦

Coleta de amostras de RCC;

◦

Determinação da composição gravimétrica;

◦

Beneficiamento (

φ

≤ 4,8mm).

(60)

Pó de Pedra

◦

Coleta da amostra;

◦

Pesagem da amostra;

◦

Secagem ao ar.

!"!#

◦

Secagem ao ar.

Coleta da Amostra de Pó=de=Pedra. Pesagem da Amostra de Pó=de=Pedra.

(61)

Programa Experimental

Ensaio de Peneiramento. Ensaio de Sedimentação. Ensaio de Densidade Real.

Ensaio de Limite de Liquidez. Ensaio de Limite de Plasticidade.

(62)

Programa Experimental

Ensaio de Resistência ao Cisalhamento Direto.

(63)

Composição Gravimétrica

8% 26% 42% 6% 16% 2% 43% 26% 4% 7% 17% 3%

Tijolo Argamassa Concreto Misto Material Miúdo Outros

26%

Tijolo Argamassa Concreto Misto Material Miúdo Outros

7% 27% 3% 6% 53% 2% 2%

Tijolo Argamassa Concreto Misto

(64)

Granulometria

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60 70 80 90 100 0 10 20 30 40 50 60

0,001 0,010 0,100 1,000 10,000 100,000

Pó de pedra Estrutura Alvenaria Acabamento

(65)

Compactação

- :6 1,500 1,550 1,600 1,650 1,700 1,750 1,800 1,850 1,900 1,950 2,000 2,050 2,100 2,150 2,200 ' -C -C .! M J 4 1,400 1,450 1,500

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Pó de pedra Estrutura Alvenaria Acabamento

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A (RCC Estrutura) 13,8 1,751

B (RCC Alvenaria) 21,6 1,647

C (RCC Acabamento) 14,4 1,638

Pó de pedra 9,8 2,031

(66)

Resistência ao Cisalhamento Direto

100 150 200 250 6 " .L 4 RCC (Estrutura) RCC (Alvenaria) RCC (Acabamento) Pó=de=Pedra

Obs: O ângulo de atrito varia de 38° a 44° para o agregado reciclado e é de 22,5° para o agregado natural.

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0 50

0 50 100 150 200 250

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(67)

Aplicação em Campo – Piloto

Obra Escolhida

02 Blocos de edifícios com 28

lajes cada

32 pilares na l

â

minas e 56 pilares

32 pilares na l

â

minas e 56 pilares

na periferia

Fundação

superficial

do

tipo

sapatas,

associadas

a

um

melhoramento com estacas de pó=

de=pedra

e

brita

Nº

50,

em

quantidade

prevista

de

1294

unidades, com dosagem de 3 para 1

(68)

Aplicação em Campo – Piloto

Ensaios SPT

Locação dos furos

de

sondagem

SPT

executados antes e

após o melhoramento

do solo

(69)

Aplicação em Campo – Piloto

Malha Experimental

Equipamento do tipo tripé, com o auxílio de um pilão de 18,5 kN e altura de queda de 3 m.

Os tubos empregados

possuíam diâmetro de 320 mm e comprimento de 4 m.

25 estacas na malha, das quais 19 eram convencionais (pó=de=pedra e brita), e 6 eram de material reciclado (RCC e brita).

Obs (Estaca Raiz): diâmetro de 300 mm;

comprimento médio de 18 m;

traço 1 : 6 : 2.5 (cimento : areia: água).

(70)

Aplicação em Campo – Piloto

Ensaio de Prova de Carga em

Placa

Tipos de placas: 300, 620 e 800 mm

02 macacos hidráulicos, com

capacidades de carga de, respectivamente 600 e 1000 kN

04 deflectômetros, com leituras

realizadas em 0; 2 e 5 minutos.

(71)

Perfil Geotécnico e

Perfil Geotécnico e Nspt

Nspt

Perfil do terreno Resistência à penetração (N_profundidade golpes)) x

(72)

Provas de Carga em Placa

(73)

Melhoramento de Solos com

(74)

(75)

(76)

• Reações Solo Cal

8 :6 Y : ação rápida, onde a adição de cal vita a

penetração da água nos vazios dos argilosminerais neutralizando suas cargas negativas e favorecendo a floculação e a troca catiônica.

diminuição da plasticidade e expansão.

D :6 5 resulta em perda de reatividade, pois a cal na forma de

carbonato torna se inerte, limitando o processo de estabilização. É

indispensável a compactação, para reduzir a porosidade do material, diminuindo a circulação de ar.

, $ :6 - 9 O 5 ação lenta, responsável por ganho de resistência da mistura solo cal com o tempo. Produção de compostos hidratados estáveis

(77)

(78)

• Aplicação no Solo

Estacas de cal: consiste em furos de pequeno diâmetro

preenchidos com cal usados para melhorar a estabilização

de taludes;

Estacas de cal reforçadas: contém uma barra de aço no

centro (protegidas pela cal quanto à corrosão) que

contribui para a estabilização do talude;

(79)

• Alterações nos Solos Estabilizados com Cal

Alterações nas propriedades físicas do solo, havendo

melhoria na

-

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"

e

:6

CC

(80)

• Alterações Físicas

+

Resulta na floculação e aglomeração das partículas argilosas Solo mais grosso

Diminuição do índice de plasticidade, reduzindo os problemas às construções advindos de solos argilosos.

Solos com argilomineral ilita e montmorilonita apresentam melhores resultados em relação à plasticidade.

- :6

Menor peso específico e maior umidade ótima para mesma energia de compactação, comparado ao solo natural.

Efeito do teor de cal peso específico aparente seco máximo

(81)

• Alterações Mecânicas

E- 6

A expansão e contração de um solo são normalmente reduzidas quando o solo é tratado com cal, devido à floculação das partículas.

(82)

• Alterações Mecânicas

$ F

Análise por meio de ensaios de compressão simples, compressão triaxial e Índice de Suporte Califórnia (ISC);

O aumento dependerá do tipo de solo e cal, tempo e temperatura de cura.

(83)

• Alterações Mecânicas

(84)

Estudo de Caso

Barbosa (2013)

-.

(85)

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Afrânio Cabo Cabrobó Gravatá Olinda Paulista Pesqueira Petrolândia

54"!1 6 4 . #7 46 . .

89 2 . #

Petrolândia Petrolina Recife Suape

Locais de ocorrência de solos expansivo no Brasil,(FERREIRA,2007).

Carta de Suscetibilidade à Expansão dos solos no Estado de Pernambuco, (AMORIM, 2004).

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(86)

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Fissuras ou fendas características, nas estações secas;

Fissuras diagonais

embaixo e

acima das

janelas e portas da edificações

(FERREIRA, 2007)

Ondulações e Ruptura nos pavimentos e imóveis;

(AMORIM, 2004)

$ @0

Em países, como EUA, os prejuízos financeiros atingem o dobro dos custos com os

danos causados com

enchentes, furacões e

(87)

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(89)

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Solo é apto para

estabilização quando:

•As partículas que

passam na peneira nº200 ≥25%;

•IP ≥ 10%.

(90)

(91)

D# 2!, 5D 2!

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•Anidrido Carbônico ≤ 5%

•Peneira 30 – 0,600 mm ≤ 0,5%

•Peneira 200 – 0,075 mm ≤ 10%

(92)

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0 LM

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•Adição de cal produz

um solo de textura

(93)

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(95)

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• 4: 3# 2 9 +NI% = 8%

≈ 7 vezes

• 4: 3# 2 9 +NI% = 8%

(96)

o solo estudado é uma argila de baixa compressibilidade;

apresenta um comportamento altamente plástico e média atividade, de acordo com o índice de atividade de Skempton (1953);

tem resistência de 37,30 kPa;

expansão “livre” de 7,45% (média expansividade pelo critério de Vijayvergiya Ghazzaly (1973)). E tensão de expansão de 87 kPa.

+, 0 LM

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Ghazzaly (1973)). E tensão de expansão de 87 kPa.

%, 0

a expansão “livre”do solo é estabilizada com 3% de cal

o teor de 5% de cal reduziu a tensão de expansão a valores inferiores a 5 kPa

G, LS

a adição de cal elevou a proporção das frações areia e silte, tornando=o um solo de textura mais grossa e diminuiu o índice de plasticidade;