UNIDADE 5 - CLASSIFICACÃO E IDENTIFICACÃO DOS SOLOS

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UNIDADE 5 - CLASSIFICACÃO E IDENTIFICACÃO DOS SOLOS

5.1 Introdução

Dada a infinidade de solos que existem na natureza é necessário um sistema de classificação que indique características geotécnicas comuns de um determinado grupo de solos a partir de ensaios simples de identificação.

Portanto, a elaboração de um sistema de classificação deve partir dos conhecimentos qualitativos e quantitativos existentes, ao longo do tempo ir acumulando informações e corrigindo distorções, até que em um mesmo grupo possam estar colocados solos com características semelhantes. No desenvolvimento de um sistema, se deve ter o cuidado para que o volume de informações requeridas ao usuário seja de fácil memorização, para que se torne prático. Estas informações poderão ser obtidas, tanto através da identificação visual e táctil como através de ensaios simples de laboratório. A identificação fornecerá dados para um conhecimento qualitativo, enquanto os ensaios de laboratório resultarão dados quantitativos sobre o solo.

Conclui-se que a classificação dos solos permite resolver alguns problemas simples e serve de apoio na seleção de um dado solo quando se podem escolher vários materiais a serem utilizados.

Apesar das inúmeras limitações a que estão sujeitas as diferentes classificações, estas constituem um meio prático para a caracterização e identificação dos solos. Existem diversos sistemas de classificação, podendo ser estes específicos ou não. Assim, tem-se um sistema com base na origem dos solos (solos residuais, solos transportados/sedimentares, solos orgânicos), um sistema de classificação pedológica (solos zonais, intrazonais e azonais), um sistema com base na textura (tamanho das partículas), um sistema de classificação visual e táctil, e sistemas que levam em consideração parâmetros do solo (Geotécnicos - SUCS, HRB/AASHO, MCT).

A seguir, serão descritos o Sistema de Classificação Textural, o Sistema Unificado de Classificação dos Solos, o Sistema H.R.B., o Sistema de Classificação dos Solos Tropicais (MCT) e Classificação Táctil e Visual.

5.2 Classificação textural

O sistema de classificação dos solos, quanto à textura, utiliza-se da curva granulométrica do solo e uma escala de classificação proposta por uma associação. A curva granulométrica obtida como mostrado na Unidade 3, define a função distribuição do tamanho das partículas do solo enquanto a escala define a posição dos quatro grupos: pedregulhos, areias, siltes e argilas. Não há uma escala única, em face das divergências existentes, mas as diferenças entre elas não alteram, sensivelmente, o nome dado ao solo.

Para a classificação do solo, segundo a textura, a partir da sua curva granulométrica, obtida em laboratório, serão determinadas as porcentagens de cada fração do solo, que será adjetivado pela fração imediatamente abaixo, em termos percentuais.

Exemplo: Dado o solo residual das Minas de calcáreo – Caçapava do Sul, apresentado como

exemplo na Unidade 3, o qual apresentou as seguintes percentagens correspondentes a cada fração, segundo a escala da ABNT.

Fração Porcentagem (%) Pedregulho 3,0 Grossa 3,0 Média 6,0 Areia Fina 55,0 46,0 Silte 40,0 Argila 2,0

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A fração predominante é a areia, vindo a seguir a fração silte. Da observação dos valores, nota-se que o solo possui ainda pequena quantidades de argila, e pedregulhos. A subdivisão da fração arenosa mostrou uma predominância da parte fina sobre as demais. Em face dos valores obtidos e da escala adotada o solo será classificado como: areia fina siltosa.

Se duas frações, não predominantes, se equivalerem em termos percentuais, o nome do solo continua ser o da fração predominante adjetivado pelas duas outras, conforme exemplo. Se as frações silte e argila, do exemplo anterior, se equivalessem, com leve predominância da fração silte, o solo passaria a receber o seguinte nome: areia fina silto-argilosa.

A cor do solo quando seco (Munsell Soil Color Charts), e a compacidade das areias ou a consistência das argilas, são duas informações que normalmente acompanham a classificação textural.

5.3 Classificação H.R.B (Highway Research Board) ou A.A.S.H.O. (American Association State Highway Officials)

Esta classificação fundamenta-se na granulometria, limite de liquidez e índice de plasticidade dos solos, sendo proposta para ser utilizada na área de estradas. A Tabela 5.1 apresenta esta classificação, onde os solos estão reunidos por grupos e subgrupos.

Um parâmetro adicionado nesta classificação é o índice de grupo (IG), que é um número inteiro variando de 0 a 20. O índice de grupo define a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento. Os valores extremos do “IG” representam solos ótimos para IG = 0 e solos péssimos para IG = 20. Portanto, este índice estabelece uma ordenação dos solos dentro de um grupo, conforme suas aptidões, sendo pior o solo que apresentar maior “IG”.

A determinação do índice de grupo baseia-se nos limites de Atterberg (LL e IP) do solo e na porcentagem de material fino que passa na peneira número 200 (0,075mm). Seu valor é obtido utilizando a seguinte expressão:

IG = 0,2 . a + 0,005 . a . c + 0,01 . b . d onde:

a = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 35%. Se o valor de “a” for negativo adota-se zero, e se for superior 40, adota-se este valor como limite máximo.

a = Pp,200 - 35% (0 - 40).

b = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 15%. %. Se o valor de “b” for negativo adota-se zero, e se for superior 40, adota-se este valor como limite máximo.

b = Pp,200 - 15% (0 - 40)

c = valor do limite de liquidez menos 40%. Se o valor de “c” for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como limite máximo.

c = LL - 40% (0 - 20)

d = valor do índice de plasticidade menos 10%. Se o valor de “d” for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como limite máximo.

d = IP - 10% (0 - 20)

Os solos são classificados em sete grupos, de acordo com a granulometria (peneiras de nº 10, 40, 200) e de conformidade com os intervalos de variação dos limites de consistência e índice de grupo.

De acordo com a Tabela 5.1 os solos se dividem em dois grupos: solos grossos (quando a % passante na peneira nº 200 é inferior a 35%) e solos finos (quando a % passante na peneira nº 200 é superior a 35%). A classificação é feita da esquerda para a direita do quadro apresentado.

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A7 - 6 _{36 mín} . 41 mín . (LL 30) mín. Contêm _mat eria is

com alto _{valor d}

e IP em r ela ção ao L L ,

estando _{sujeitos a} grandes

variações d e volume. A7 A7 - 5 _{36 mín} . 41 mín . (LL 30) máx. 20 máx . Os solos deste gr upo contêm mat eria l se melh an te ao descrito no grup o A6, tendo, porém alto L L , q ue é característico do grupo A5, sendo plástico e sofrendo grande mudan ça de vo lume.

Contêm todos _mat

eria is com IP _moderado em r ela ção ao L L ,

podendo ser alt

amen te elás ti cos e sofrem _grandes variações d e volume. A6 36 mín . 40 máx . 11 mín . 16 máx . O solo típico dest e grupo é a argil a, tendo 75% ou ma is

que passa na pen

eir a 200. Contêm tamb ém mistura de

solo argi- _{loso e 61%} de ar

ei a e pedregulho Tem al ta variação de volume entre o

estado _{úmido e} seco.

A5 36 mín . 41 mín . 10 máx . 12 máx . SO LOS S ILTE - ARGILA

% QUE PASSAM NA PENEIRA Nº 200

> 35 % A4 36 mín . 40 máx . 10 máx . 8 máx . Os solos do grupo A4 têm co mo mat eria l t ípi co si lte não plástico ou m od er ada m ent e plástico , tendo em geral 75 % que passam na pen eira 200; podem conter tamb ém u m a mistura de silt e e 64% de a rei a e pedregulho . Os solos do grupo A5 cont êm ma te ri ais semelh antes ao do

grupo A4, sendo _{porém d}

iato m ác eos ou mi các eos, te m elev ado LL, sen do portanto , altamente elás ti cos . Fraco a pobre A2 - 7 _{35 máx} . 41 mín . 11 mín . 4 máx . A2 - 6 _{35 máx} . 40 máx . 11 mín . 4 máx . Sã o se melha nte s a os solos do grupo A2 - 4 e A2 5, a parte que passa na peneira 40 contêm arg ila plástica, tendo as mesmas cara ct erís ti cas d os solos do grupo A6 no caso do A2 - 6 o u A7 no caso d e A2 - 7. A2 - 5 _{35 máx} . 41 mín . 10 máx . A2 A2 - 4 _{35 máx} . 40 máx . 10 máx . 0

São solos que co

ntém grande var iedade de materiais granu lares, os quais estão no limite entre os solos do grupo A1 e A3 e mater iais silte-argilosos d

o grupo A4, A5,

A6 e A7. Contêm ma teri ai s granular es co m 35% ou m en os , q ue pa ssa m na # 200 e com uma parte mínima qu e p assa na # 40, que têm as mesmas cara terís ti ca s do s materiais do gru po A4 e A5. Contêm ta mbém pedregulho co m porcent agem de silte ou IP > que dos solos

do grupo A1, e areia fina

com s ilt e n ão plás tico co m % aci ma do solo do g rupo A3. A3 51 mín . 10 máx . NP 0 Areia f ina de praia ou então de

deserto sem ligant

e (argila ou silte) ou então _pequena quantid ade de silte s em plas tic idad e A1b 50 máx . 25 máx . Predomina arei a m édi a com ou s em ligant e, be m graduado. A1 A1a 50 máx . 30 máx . 15 máx . 6 máx . 0 Solo constitu ído de um a

mistura bem graduada d

e pedra, pedr egulh o, ar eia grossa, méd ia e f ina e u m material ligan te não plástico ou de p equen a p lasticid ade.

Predomina pedra e pedregulho com ligan

te se m ar ei a fina. Exce lent e a bo m SOL O S GRA N U L A RE S

% QUE PASSAM NA PENEIRA Nº 200

< 35% GRUPO % QUE PASSA M NAS PENEIRA S Nº 10 Nº 40 _{Nº 200} A FRAÇÃO QU E PAS SA NA PE NEIRA Nº 40 DEVE TER: LL IP IG CO M POS IÇÃO DO SOLO

Funcionamento como sub-base

Tabela 5.1 - Sistema de Classifica

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Verifica-se nesta tabela que:

a) Os solos grossos foram divididos em três grupos, A1, A2 e A3.

Grupo A1 - Solos granulares sem finos (pedregulho e areia grossa bem graduada, com pouca ou nenhuma plasticidade).

Grupo A2 - Solos granulares com finos (pedregulho e areia grossa bem graduados, com material cimentante de natureza friável ou plástico).

A-2-4 - finos siltosos de baixa compressibilidade A-2-5 - finos siltosos de alta compressibilidade A-2-6 - finos argilosos de média plasticidade A-2-7 - finos argilosos de alta plasticidade Grupo A3 - Areias finas

b) Os solos finos foram divididos em quatro grupos, A4, A5, A6 e A7

Grupo A4 - Solos siltosos com pequena quantidade de material grosso e de argila (baixa compressibilidade LL < 40%)

Grupo A5 - Solos siltosos com pequena quantidade de material grosso e argila, rico em mica e diatomita (alta compressibilidade LL > 40%)

Grupo A6 - Argilas siltosas medianamente plásticas com pouco ou nenhum material grosso (baixa compressibilidade)

Grupo A7 - Argilas plásticas com presença de matéria orgânica (alta compressibilidade). A7-5, IP ≤ LL - 30%

A7-6, IP > LL - 30%

Em geral os solos granulares tem índice de grupo compreendidos entre 0 e 4, os siltosos entre 1 e 12 e os argilosos entre 1 e 20.

5.4 Sistema Unificado de Classificação dos Solos (S.U.C.S.)

Este sistema é oriundo do Airfield Classification System idealizado por Arthur Casagrande, e inicialmente utilizado para classificação de solos para construção de aeroportos, e depois expandido para outras aplicações, e normalizado pela American Society for Testing and Materials (ASTM).

Os solos neste sistema são classificados em solos grossos, solos finos e altamente orgânicos. Para a fração grossa, foram mantidas as características granulométricas como parâmetros mais representativos para a sua classificação, enquanto que para fração fina, Casagrande optou por usar os limites de consistência, por serem parâmetros mais importantes do que o tamanho das partículas.

Cada tipo de solo terá um símbolo e um nome. Os nomes dos grupos serão simbolizados por um par de letras. Onde o prefixo é uma das subdivisões ligada ao tipo de solo, e o sufixo, às características granulométricas e à plasticidade.

Na Tabela 5.2, nas duas últimas colunas, estão indicados os símbolos de cada grupo e seus respectivos nomes, bem como uma série de observações necessárias a classificação do solo.

Solos grossos

Os solos grossos ou granulares são os que possuem partículas menores que 75mm e que tenham mais do que 50% de partículas com tamanhos maiores do que 0,075mm (# 200). Uma subdivisão separa os solos grossos em pedregulhos, quando mais do que 50% da fração grossa tem partículas com tamanho maior do que 4,8mm (retido na # 4), e areias, quando uma porcentagem maior ou igual, destas partículas, tem tamanho menor que 4,8mm (passa na # 4). Sempre que as porcentagens de finos estiver entre 5 e 12%, o solo deverá ser representado por um símbolo duplo, sendo o primeiro o do solo grosso (GW, GP, SW, SP), enquanto que o segundo símbolo dependerá da região onde se localizar o ponto representativo dos finos desse solo.

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Para porcentagens de finos, maior do que 12%, e classificados como CL-ML resultará em um símbolo duplo para o solo grosso, GC-GM se for pedregulho ou SC-SM se for areia.

As Tabelas 5.3 e 5.4, mostram os fluxogramas necessários à classificação dos solos grossos.

Solos finos

Nesta divisão, foram colocados os solos que tem uma porcentagem maior ou igual a 50%, de partículas com tamanho menor do que 0,075mm (passando na # 200). Estes solos, siltes e argilas, foram inicialmente separados em função do limite de liquidez: menor que 50% e maior ou igual a 50%. Cada uma destas subdivisões leva em conta a origem inorgânica ou orgânica do solo. Para a definição de origem orgânica deverão ser realizados dois ensaios de limite de liquidez: um com o solo secado em estufa, (LL)s, e o outro nas condições naturais, (LL)n. Se a relação (LL)s/(LL)n < 0,75 o solo deverá ser considerado orgânico.

Quando da proposição inicial do sistema de classificação por Casagrande, foi introduzido o gráfico de plasticidade, montado a partir dos limites de consistência dos solos finos. Com a revisão do sistema foram introduzidas algumas modificações, resultando o gráfico mostrado na Figura 5.1.

Nele, os grupos estão distribuídos em cinco regiões, sendo a linha “A” separadora dos solos argilosos inorgânicos (CL, CH) dos siltosos inorgânicos (ML, MH). A linha vertical LL = 50% separa os solos de alta plasticidade (MH, CH) dos de baixa plasticidade (ML, CL). Os solos orgânicos podem se situar, tanto acima quanto abaixo da linha “A”; as argilas orgânicas serão representadas por pontos situados sobre ou acima dessa linha, enquanto, os siltes orgânicos estarão abaixo. A quinta região é a hachurada, onde o solo deverá ter o símbolo duplo, CL-ML, representando solos LL < 50% e 4 ≤ IP ≤ 7. O gráfico de plasticidade deverá ser usado na classificação, tanto dos solos finos quanto da fração fina dos solos grossos.

Na última revisão do SUCS foi introduzida, a linha “U” para ajudar na avaliação dos resultados dos ensaios de limites de consistência, visto que ela deve representar um limite superior empírico para os solos naturais. Qualquer ponto que venha se situar acima dessa linha deve ter os resultados dos ensaios verificados. A linha “U”, tanto quanto a linha “A”, é quebrada, iniciando-se na vertical para LL = 16% até IP = 7% e a partir desse ponto tem a equação: IP = 0,9 . (LL - 8).

0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 LIMITE DE LIQUIDEZ - LL % ÍNDICE DE PLASTICIDADE IP % LINHA “A” HORIZONTAL PARA IP = 4 ATÉ LL = 25,5 IP = 0,73 (LL – 20) PARA CLASSIFICAR O SOLOS FINOS E A FRAÇÃO FINA DOS

SOLOS GROSSOS CL CL - ML LL = 50 LINHA “U” VERTICAL PARA LL = 16 ATÉ IP = 7 IP = 0,9 (LL – 8) ou OL ML ou OL MH ou OH CH ou OH

Figura 5.1 - Gráfico de plasticidade

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CRITÉRIOS DO SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS (ASTM, 1983)

CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS CRITÉRIOS PARA DETERMINAÇÃO DOS SUBGRUPOS E

NOMES DOS GRUPOS

USANDO ENSAIOS DE LABORATÓRIO SÍMBOLO GRUPO NOME DO GRUPO Cu ≥ 4 e 1 ≤ Cc ≤ 3 GW Pedregulho bem graduado 5 Pedregulhos

limpos

Pp,200 < 5% Cu < 4 e/ou 1 > Cc > 3 GP Pedregulho mal graduado 5 ML MH GM Pedregulho siltoso 5, 6, 7 Pedregulhos mais que 50% da fração grossa retida na peneira 4,8mm (# 4) Pedregulhos com finos Pp,200 > 12% Finos classificados como CL CH GC Pedregulho argiloso 5, 6, 7 Cu ≥ 6 e 1 ≤ Cc ≤ 3 SW Areia bem graduada 8 Areias limpas

Pp,200 < 5% Cu < 6 e/ou 1 > Cc > 3 SP Areia mal graduada 8 ML MH SM Areia siltosa 6, 7, 8 Solos Grossos Pr,200 > 50% Areias mais que 50% da fração grossa passa na peneira 4,8mm (#4) Areias com finos Pp,200 > 12% Finos classificados como CL CH SC Areia argilosa 6, 7, 8 IP > 7, pontos sobre ou

acima da linha A CL Argila pouco plástica 10, 11, 12 Inorgânicos IP < 4, pontos abaixo da linha A ML Silte 10, 11, 12 Siltes e argilas LL < 50%

Orgânicos LLseco < 0,75 LLnatural OL Argila orgânica 10, 11, 12, 13 _{Silte orgânico 10, 11, 12, 14} Pontos sobre ou acima da

linha A CH Argila muito plástica 10, 11, 12 Inorgânicos

Pontos abaixo da linha A MH Silte elástico 10, 11, 12 Solos

Finos

Pp,200 ≥ 50% Siltes e _argilas LL ≥ 50%

Orgânicos LLseco < 0,75 LLnatural OH Argila orgânica 10, 11, 12, 15 _{Silte orgânico 10, 11, 12, 16} Solos altamente orgânicos Principalmente matéria orgânica, cor _{escura e cheiro} PT Turfa

1: Válido para material passando na peneira de 75mm abertura

2: Se a amostra contém seixos e matacões acrescentar “com seixos e matacões”, ao nome do grupo para Pp,200 entre 5 -12% exigem símbolo duplo.

3: Pedregulhos

GW – CH: Pedregulho bem graduado com silte GW – GC: Pedregulho bem graduado com argila GP – GH: Pedregulho mal graduado com silte GP – GC: Pedregulho mal graduado com argila 4: Areias

SW – SH: Areia bem graduada com silte SW – SC: Areia bem graduada com argila SP – SH: Areia mal graduada com silte SP – SC: Areia mal graduada com argila 5: Se % Areia ≥ 15, acrescentar “com areia”

6: Se finos: CL – ML, usar símbolo duplo: GC – GH; SC – SH 7: Se finos são orgânicos, acrescentar, “com finos orgânicos” 8: Se % Pedregulho ≥ 15%, acrescentar “com pedregulhos” 9: Se pontos estão na área hachurada, é CL – ML (argila-siltosa) 10: Se Pr,200: 15-29%, por “com areia” ou “com pedregulho”, Se Pr,200 ≥ 30%: 11: % pedregulho < 15%, acrescentar arenoso

12: % areia < 15%, acrescentar pedregulho 13: Para IP > 4%, e pontos sobre ou acima da linha A

14: Para IP < 4% ou pontos abaixo da linha A 15: Para pontos sobre ou acima da linha A 16: Para pontos abaixo da linha A

Tabela 5.2 - Sistema de Classificação Unificada dos Solos (S.U.C.S)

Observação Cu = D60 / D10

( )

10 60 2 30 D D D Cc × =

G gravel Cascalho (pedregulho)

S sand areia

C clay argila

W well graded bem graduado P poor graded mal graduado F fines finos (pás. # 200) M mo mó ou limo (areia fina) O organic matéria orgânica L low liquid limit LL baixo

H high liquid limit LL alto Pt peat turfa 3 3 4 4 9 9

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% Areia < 15% → Pedregulho b em gr aduado % Areia ≥ 15% → Pedregulho b em gr aduado co m ar eia % Areia < 15% → Pedregulho mal graduado % Areia ≥ 15% → Pedregulho mal graduad a co m ar eia % Areia < 15% → Pedregulho b em gr aduado co m silte % Areia ≥ 15% → Pedregulho b em gr aduado co m silte e areia % Areia < 15% → Pedregulho b em gr aduado co m arg ila (ou argila siltosa) % Areia ≥ 15% → Pedregulho b em gr aduado co m arg ila e ar eia ( ou argi la siltosa) % Areia < 15% → Pedregulho mal graduado co m silte % Areia ≥ 15% → Pedregulho mal graduado co m silte e areia % Areia < 15% → Pedregulho mal graduado co m arg ila (ou argila siltosa) % Areia ≥ 15% → Pedregulho mal graduado co m arg ila e ar eia ( ou argi la siltosa) e are ia % Areia < 15% → Pedregulho siltoso % Areia ≥ 15% → Pedregulho siltoso co m areia % Areia < 15% → Pedregulho argiloso % Areia ≥ 15% → P edregulho a rgilos o co m arei a % Areia < 15% → Pedregulho a rgilo-siltoso % Areia ≥ 15% → Pedregulho a rgilo-siltoso com are ia GW GP GW – GH GW – GC GP – GH GP – GC GH GC GC – GH Finos ML ou MH _{Finos CL, CH} ou (CL – ML) Finos ML ou MH _{Finos CL, CH} _{ou (CL –} ML) Finos ML ou MH Finos CL ou CH Finos CL – ML Cu ≥ 4 ; 1 ≤ Cc ≤ 3 Cu < 4 , e/ou 1 > Cc > 3 Cu ≥ 4 ; 1 ≤ Cc ≤ 3 Cu < 4 , e/ou 1 > Cc > 3 Pp, 200 < 5 5 < Pp, 200 < 12 Pp, 200 > 12

Pedregulho % Ped. > % Areia _{Tabela 5.3 - Fluxograma para cl}

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% Pedregulho < 15% → Areia b em gradu ada % Pedregulho ≥ 15% → Areia b em gradu

ada com Pedregulho

% Pedregulho < 15% → Areia mal gr aduad a % Pedregulho ≥ 15% → Areia mal gr aduad a com Pedregulho % Pedregulho < 15% → Are ia b em gradu ada com Silte % Pedregulho ≥ 15% → Are ia b em gradu ada com Silte e Pedregu lho % Pedregulho < 15% → Are ia b em gradu ada com argi la (ou argilo -siltosa) % Pedregulho ≥ 15% → Are ia b em gradu ada com argi la e P ed regu lho (ou argi lo-s iltos a) % Pedregulho < 15% → Are ia m al gr aduad a com Silte % Pedregulho ≥ 15% → Are ia m al gr aduad a com Silte e Pedregu lho % Pedregulho < 15% → Are ia m al gr aduad a com argi la (ou argil a siltosa) % Pedregulho ≥ 15% → Are ia m al gr aduad a com argi la e Ped regu lho (ou argilo-siltosa) % Pedregulho < 15% → Are ia s ilt os a % Pedregulho ≥ 15% → Areia siltosa co m Pedr eg ulho % Pedregulho < 15% → Are ia ar gilos a % Pedregulho ≥ 15% → Are ia ar gilos a com Pe dr egulho % Pedregulho < 15% → Are ia ar gilo-siltosa % Pedregulho ≥ 15% → Are ia ar gilo-siltosa co m Pedregulho SW SP SW – SH SW – SC SP – SH SP – SC SH SC SC – SH Finos ML ou MH _{Finos CL, CH} ou (CL – ML) Finos ML ou MH _{Finos CL, CH} _{ou (CL –} ML) Finos ML ou MH Finos CL ou CH Finos CL – ML Cu ≥ 6 ; 1 ≤ Cc ≤ 3 Cu < 6 , e/ou 1 > Cc > 3 Cu ≥ 6 ; 1 ≤ Cc ≤ 3 Cu < 6 , e/ou 1 > Cc > 3 Pp, 200 < 5 5 < Pp, 200 < 12 Pp, 200 > 12 Areia % Areia >

% Ped Tabela 5.4 - Fluxograma para

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→ Argila pouco plástica → Argila pouco plástica com ar eia → Argila pouco plástica com ped regulho → Argila pouco plástica arenosa → Argila pouco plástica ar enosa com pe dregulho → Argila pouco plástica p edregu lhosa → Argila pouco plástica p edregu lhosa com ar eia → Argila siltosa → Argila siltosa com ar eia → Argila siltosa com pedr egulho → Argila silto-arenosa → Argila silto-arenosa co m p edr egulho → Argila silto-p edregulhosa → Argila silto-p edregulhosa co m are ia → Silte → Silte co m arei a → Silte co m p ed regulho → Silte ar enoso → Silte ar enoso com p edregul ho → Silte pedr egu lhoso → Silte pedr egu lhoso com ar eia → Argila orgân ica → Argila orgân ica com ar eia → Argila orgân ica com pedr egulho → Argila orgân ica arenosa → Argila orgân ica arenosa co m pedregulho → Argila orgân ica p edregu lhosa → Argila orgân ica p edregu lhos a com arei a → Silte orgân ic o → Silte orgân ic o com ar eia → Silte orgân ic o com pedr egulh o → Silte orgân ic o arenoso → Silte orgân ic o arenoso com p edregulho → Silte orgân ic o pedregu lhoso → Silte orgân ic o pedregu lhoso com arei a

% Areia > % Ped. % Areia < % Ped. % Ped. < 15

% % Ped. ≥ 15 % % Areia < 15 % % Areia ≥ 15 %

% % Ped. ≥ 15 % % Areia < 15 % % Areia ≥ 15 % Pr, 200 < 15 15 ≤ P r, 200 ≤ 29

% Areia > % Ped % Areia < % Ped.

Pr, 200 < 15 15 ≤ P r, 200 ≤ 29

Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 CL CL – ML ML IP ≥ 4 aci ma ou

sobre a linha A IP < 4 _abaixo

da linha A IP > 7 _{sobre ou} _acima d a linha A _{4 < IP} < 7 sobre ou aci ma d a linha A IP < 4 _abaixo da

linha A CL _{Tabela 5.5 - Fluxo}

grama

para class

ifica

ção dos solos finos de baixa

plastic idade. Inorgânicos O rg ân icos (LL) S /(LL) N < 0 ,75 LL ≥ 50

(10)

→ Argila mui to plástic a → Argila mui to plás tic a com ar ei a → Argila muito plástica com ped regulho → Argila mui to plástic a arenosa → Argila mui to plástic a arenosa com pe dregulho → Argila muito plástica p edregu lhosa → Argila mui to plás tic a p edregu lhos a com ar eia → Silte e lásti co → Silte e lásti co com arei a → Silte e lásti co com p edregul ho → Silte e lásti co arenoso → Silte e lásti co arenoso co m p ed regulho → Silte e lásti co pedregulhoso → Silte e lásti co pedregulhoso co m ar eia → Argila orgân ica → Argila orgân ica com ar eia → Argila orgân ica com pedr egulho → Argila orgân ica arenosa → Argila orgân ica arenosa co m pedregulho → Argila orgân ica p edregu lhosa → Argila orgân ica p edregu lhos a com arei a → Silte orgân ic o → Silte orgân ic o com ar eia → Silte orgân ic o com pedr egulh o → Silte orgân ic o arenoso → Silte orgân ic o arenoso com p edregulho → Silte orgân ic o pedregu lhoso → Silte orgân ic o pedregu lhoso com arei a

% % Ped. ≥ 15 % % Areia < 15 % % Areia ≥ 15 %

% % Ped. ≥ 15 % % Areia < 15 % % Areia ≥ 15 % Pr, 200 < 15 15 ≤ P r, 200 ≤ 29

Pr, 200 < 15 15 ≤ P r, 200 ≤ 29

Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 Pr, 200 < 30 Pr, 200 ≥ 30 CH MH Acima ou

sobre a linha A _{Abaixo da} linha A

Acima

da

linha A _{Abaixo da} linha A OH

Inorgânicos Orgânicos (LL) S /(LL) N < 0 ,75 LL ≥ 50

Tabela 5.6 - Fluxograma para classificação

dos so

los fino

s de alta p

lasticid

(11)

Solos altamente orgânicos

São solos que apresentam características muito diferentes dos solos inorgânicos; são compostos de matéria vegetal em vários estágios de decomposição, geralmente com odor orgânico, cor marrom escura a preta, textura variando de fibrosa a amorfa, aparência esponjosa e saturada. São solos com alto índice de vazios, muito compressíveis e baixa resistência ao cisalhamento. Em condições normais, não são utilizados como fundação nem como material de empréstimo.

Os solos altamente orgânicos são, normalmente, designados por turfosos e simbolizados por Pt.

A Tabela 5.7 apresenta algumas características dos solos a partir do Sistema de Classificação relativa às fundações de pavimentos.

5.5 Classificação Geotécnica M.C.T. para solos Tropicais

O Sistema Unificado de Classificação dos Solos não se tem mostrado satisfatório, quando usado em projeto de pavimentos para solos tropicais, em face do seu comportamento diferenciado, conforme tem mostrado diversos autores.

Uma classificação mais apropriada aos solos tropicais, com ênfase em projetos de estradas, foi proposta por Nogami e Villilbor (1981), separando-se os solos em dois grupos, um de comportamento laterítico e outro não laterítico. O resultado desse trabalho foi reunido no gráfico, mostrado na Figura 5.2, subdividido em sete regiões, onde os solos de comportamento não laterítico ocupam a parte superior e os de comportamento laterítico estão situados na parte inferior do gráfico. A cada uma das regiões foi associado um símbolo, duas letras, onde a primeira letra “N” ou “L” indica o comportamento não laterítico ou laterítico do solo e a segunda A, A’, G’, S’ completam a classificação conforme mostrado na figura. Há também referência ao tipo de mineral encontrado no solo. Neste gráfico os solos coesivos estão localizados à direita e os não coesivos à esquerda.

O gráfico foi montado utilizando-se de variáveis extraídas dos resultados do ensaio de Mini-MCV (Mini - Moisture Condition Value) de forma que todas as regiões tivessem a mesma área. A primeira variável usada como abscissa e simbolizada por C’ representa a inclinação do trecho reto da curva Mini - MCV para 10 golpes e em ordenadas estão colocadas os valores e’, calculados pela equação:

e’= (20/d’ + Pi/100) 1/3

onde d’ é a inclinação do ramo seco da curva de compactação para uma energia correspondente a 12

golpes (aproximadamente igual à do Proctor Normal - 6 kg/cm3 ) e Pi é a porcentagem de perda de

material por imersão. A equação anterior é empírica, tendo-se chegado a ela através da imposição de áreas iguais para as diversas regiões do gráfico.

O procedimento utilizado, com a descrição dos ensaios necessários a classificação dos solos tropicais está descrito em Nogami e Villibor (1985).

5.6 Classificação Táctil-Visual (A.S.T.M. - D2488-69)

Esta classificação é feita de tal forma que a maioria dos solos possam se enquadrar em três grupos (granulação grossa, granulação fina e altamente orgânica), através de um exame visual e alguns ensaios simples de campo.

Para a fração grossa, pedregulhos e areias, informações quanto à composição granulométrica, forma das partículas, existência ou não de finos são sempre necessárias; estas partículas são ásperas ao tato, visíveis ao olho nú e se separam quando secas.

(12)

MÓDU LO DO SUB -LEI TO (13) 500 ou m ais 300 ou m ais 300 ou m ais 300 ou m ais 200 300 200 300 200 300 200 200 200 300 200 300 100 200 100 200 100 200 100 200 50 100 50 100 - CBR DE CAM-P O (12) _{60 -} 80 _{35 -} 60 _{25 -} 50 80 _{40 -} _{20 -} 40 _{20 -} 40 _{15 -} 25 _{10 -} 20 _{20 -} 40 _{10 -} 20 _{5 -} 15 _{5 -} 15 4 - 8 4 - 8 3 - 5 3 - 5 - PESO ESPEC Í-FICO SECO (γ s ) (11) 125 140 120 130 115 125 130 -145 120 140 110 130 105 -120 100 115 120 135 105 130 100 125 100 125 90 105 80 100 90 110 80 105 - EQUI PAM E N T O DE CO MPAC TA ÇÃO (10) T rator de esteira, equipam ento de r oda de borracha, rolo co m roda de aço - T rator de esteira, equipam ento de r oda de borracha E quipam ento com r oda de bor racha E quipam ento de r oda de bor racha, r olo de pé de car neir o T rator de esteira, equipam ento de r oda de borracha - - E quipam ento com r oda de bor racha, rolo pé de car neir o, contr ole r ígido da um idade E quipam ento de r oda de bor racha, r olo de pé de car neir o E quipam ento de r oda de bor racha, r olo pé de car neir o, contr ole r ígido da um idade E quipam ento de r oda de bor racha, r olo de pé de car neir o - E quipam ento com r oda de bor racha, rolo pé de car neir o - - Compactação não é prática CARACTE- RÍSTIC AS DE DRENA G E M Excelente - - M oder ado a insatisfatório _Insatisfató rio a praticamente imper m eável Excelente - - M oder ado a insatisfatório _Insatisfató rio a praticamente imper m eável M oder ado a insatisfatório Pratica m ente imper m eável In satisfató rio M oder ado a insatisfatório Pratica m ente imper m eável - M oder ado a insatisfatório COMPRES -SIBIL IDA DE E E X PANS ÃO (8 ) Quase inexistente - - Muito escassa

Escassa Quase _inexistente

- -

Muito escassa Escassa a

méd ia Escassa a méd ia Méd ia Média a alta

Alta Alta Alta

Muito alta AÇÃO POTE NCIA L DO G ELO (7 ) Nenhum a a muito escassa - - Escassa a méd ia Escassa a méd ia Nenhum a a muito escassa - - Escassa a alta - Média a muito alta Média a alta - Média a muito alta _Méd ia - Escassa VALOR COM O

BASE DIRETA- MEN

TE SOB A SUPERF ÍCIE EM USO (6 ) Bom In satisfató rio a m oder ado In satisfató rio M oder ado a bom In satisfató rio In satisfató rio In satisfató rio a

inadequado Inadequado _Insatisfató

rio In adequado In adequado - - In adequado In adequado - In adequado VALOR COM O FUNDAÇ ÃO QUAND O NÃO S U JEI T O A AÇÃO DO GELO (5 ) Excelente Bom a excel ente Bom Bom a excel ente Bom Bom M oder ado a bom M oder ado a bom Bom M oder ado a bom M oder ado a insatisfatório - In satisfató rio In satisfató rio In satisfató rio a muito insatisfatório - In adequado NOM E (4 ) Pedr egulho ou ped regulho ar enoso bem gr aduado Pedr egulho ou ped regulho ar enoso m al gr adu ado Pedr egulho ou ped regulho ar e-noso, unif or m em ente gr aduado Pedregulho siltoso ou pedregulho arenos o siltoso Pedr egulho ar gilos o ou pedr egulho ar enos o ar giloso Ar eia ou ar eia ped regulhosa, bem gr aduada Ar eia ou ar eia ped regulhosa, m al gr aduada Ar eia ou ar eia ped regulhosa unif or m emente gr aduada Areia siltosa ou a reia

pedregulhosa siltosa _Areia

argilosa ou a reia pedr egulhosa ar gilosa Siltes, siltes arenosos e pedre-gulhos os ou sol os diatomáceos Argilas magras, argilas ar enosas ou pedr egulhosas

Siltes orgânicos ou argilas

or gânicas m agr as Argilas micâceas ou solos

diatomáceos _Argilas gor

das Ar gilas or gânicas gor das T ur fa , húm us e outr os L E T R A (3) _GW GP GU GM GC SW SP SU SM SC ML CL OL MH CH OH Pt (2 ) Pedr egu-lhos e solos pedr

egu-lhosos _{Areias e} solos _arenosos Baixa

compressibilidade LL < 5 0 Alta compressibilidade LL > 5 0 DIVI SÕES PRINCIP A IS (1 )

SOLOS DE _{GRANU- LAÇÃO} _GROSSA SOLOS DE _{GRANU- LAÇÃO} FINA _Turfa

e outros solos

or

gânicos f

ibr

osos

Tabela 5.7 - Características relati

(13)

1,15 0,70 1,40 1,75 0,45 0,27 1,70 0,5 1,0 1,5 2,0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 COEFICIENTE C' ÍNDI CE e ' A = AREIA A' = ARENOSO G' = ARGILOSO S' = SILTOSO NS' NG' LG' LA' LA NA NA' GRANULOMETRIAS TÍPICAS DESIGNAÇÕES DO MISSISSIPI RIVER COMISSION, USA

q = QUARTZOSO m = MICÁCEO

s = SERSÍTICO k = CAULINÍTICO AREIAS SILTES

(q, s) ARE IAS SIL T O SAS SI LTES (k, m) SI LTES AREN OS OS

ARGILAS ARGILAS ARENOSA

S ARGIL A S SIL T O SAS SI LTES ARGIL O SO S ARE IAS SIL T O SAS AREIAS ARGI LOSAS

ARGILAS ARGILAS ARENOSA

S ARGIL A S SIL T O SAS SI LTES ARGIL O SO S

COMPORTAMENTO N = NÃO LATERÍTICO L = LATERÍTICO

GRUPO MCT N A N A’ N S’ N G’ L A L A’ L G’

MINI CBR ( % )

SEM IMERSÃO

PERDA POR IMERSÃO M , E B , M E B M , E E E E E B E , EE B E B

EXPANSÃO B B E M , E B B B CONTRAÇÃO B B , M M M , E B B , M M , E COEF. PERMEABILIDADE (K) M , E B B , M B , M B , M B B COEF. SORÇÃO (S) E B , M E M , E B B B PROPRIE D A D E S

CORPOS DE PROVA COMPACTADOS NA MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA MÁXIMA DA ENERGIA NORMAL

EE = MUITO ELEVADO E = ELEVADO

M = MÉDIO (A) B = BAIXO (A)

VIDE QUADRO ABAIXO PARA EQUIVALÊNCIANUMÉRICA MINI-CBR (%) EE – Muito elevado > 30 E – Elevado 12 a 30 M – Médio 4 a 12 B – Baixo < 4 PERDA DE SUPORTE MINI-CBR – POR IMERSÃO (%) E – Elevada > 70 M – Média 40 a 70 B – Baixa < 40

EXPANSÃO (%) E – Elevada > 3 M – Média 0,5 a 3

B – Baixa < 0,5

CONTRAÇÃO (%) E – Elevada > 3 M – Média 0,5 a 3

B – Baixa < 0,5 COEFICIENTE DE SORÇÃO – S log (cm/Vmín) E – Elevada > (- 1) M – Média ( -1) a ( -2) B – Baixa < ( -2) COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE K log (cm/s) E – Elevada > ( - 3) M – Média ( - 3) a ( - 6) B – Baixa < ( - 6) CORRESPONDÊNCIA APROXIMADA COM U S C E SP SM SM SC ML SM, CL ML, MH MH CH SP SC SC MH ML CH Figura 5.2 - Gráfico de classificação MCT e principais propriedades dos grupos dessa classificação.

(14)

Para os solos finos, siltes e argilas, os principais ensaios de identificação no campo são: a) ensaio de dilatância;

b) ensaio de plasticidade;

c) determinação da resistência seca do solo;

d) observações quanto à cor e cheiro (solos orgânicos).

Os itens a, b e c são feitos com material que passa na peneira nº 40 (0,42mm). No campo, muitas vezes, separa-se o material retido na peneira nº 40 fazendo-se o possível para retirar o material entre a peneira nº 10 e nº 40.

O ensaio de dilatância consiste em adicionar água no material, tornando-o pegajoso. A massa

formada deve ter um volume de 8 cm3 e é colocada na palma de uma das mãos em posição

horizontal. Bate-se vigorosamente uma mão de encontro com a outra, várias vezes e espreme-se a massa entre os dedos. Segundo as reações ocorridas durante o ensaio de dilatância, os solos podem classificar-se em:

- solos não plásticos (siltes e areias) apresentam uma reação rápida (presença de água livre quando sacudido);

- solos altamente plásticos resultam em reação nula.

Portanto, dependendo da velocidade que a massa muda de consistência, definimos que a reação do teste é rápida, lenta ou nula.

Ensaio de plasticidade consiste em obter um cilindro de 3mm de diâmetro sobre uma superfície lisa ou entre as palmas da mão. À medida que o processo vai se desenvolvendo, o solo vem se tornando mais duro (perda de umidade). Os solos situados abaixo da linha “A” do gráfico de plasticidade formam cilindros frágeis e com exceção dos solos orgânicos. Estes solos resultam em cilindros muito moles e pegajosos quando estão próximos do limite de plasticidade. Quanto mais alta a posição do solo em relação à linha “A”, mais resistentes são os cilindros ao se aproximarem ao limite de plasticidade.

O ensaio de resistência seca consiste em moldar uma amostra de solo úmido e deixar secar em estufa ou no ar livre. Após a secagem tenta-se desagregar a amostra com pressão dos dedos. De acordo com o esforço aplicado na amostra podemos definir como:

- os solos de pouca resistência seca (desagregam-se imediatamente com pequeno esforço - solos siltosos);

- os solos de resistência seca razoável (desagregam-se com certo esforço - solos argilosos e orgânicos).

A cor serve para separar os horizontes de um perfil de solo e pode indicar a existência do nível do lençol freático. Utiliza-se em amostras de solos úmidos porque pode haver uma mudança razoável com a secagem. Adota-se a carta de cores de MUNSEEL preparado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos.

Os solos de cor vermelha indicam a presença de óxidos de ferro e ausência do lençol freático próximo. Os solos de cor cinza ou manchados indicam que a variação do nível d’água.

Quanto ao cheiro, os solos orgânicos apresentam, em geral, odores característico, que pode ajudar na identificação.

Os métodos para estimar a porcentagem passante na peneira nº 200 são muitos e a escolha depende do tempo, habilidade do técnico e equipamento disponível. Entre eles podemos citar:

- decantação - consiste em misturar solo com água num recipiente e derramar a mistura turva de água e solo. Repete-se a operação várias vezes, até conseguir remover praticamente todos os finos. Por comparação do resíduo com o material primitivo tem-se idéia da quantidade de finos.

- sedimentação - consiste em misturar água com o solo em uma proveta e agitar bastante. As partículas maiores irão depositar logo (areia deposita em 20 ou 30 segundos).

(15)

5.7 Exercícios

1) Com os dados obtidos no laboratório em ensaios de granulometria e plasticidade para três amostras de solo (solo A, B e C), apresentados abaixo, determine:

a) diâmetro efetivo, b) coeficiente de curvatura, c) coeficiente de uniformidade, d) índice de plasticidade, e) atividade coloidal, f) classifique estas amostras de acordo com os sistemas textural, HRB/AASHO e SUCS.

Solo A Solo B Solo C

LL (%) 15 35 65

LP (%) - 20 35

Curva Granulométrica - ABNT - NBR 6502

C

B

A

Silte Areia Fina Areia Média Areia Grossa Pedregulho

Argila 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0,001 0,01 0,1 1 10 100

Diâmetro dos Grãos (mm)

Po rc en ta ge m R eti da 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Po rc en ta ge m Pa ssa nt e

2) Os dados obtidos no laboratório para determinação de umidade natural, do limite de liquidez e do limite de plasticidade de uma amostra de argila foram os seguintes:

Umidade natural W (g): 7,782 5,041 Ws (g): 6,682 4,312 w (%): Limite de liquidez W (g): 2,803 2,215 2,296 2,663 Ws (g): 2,210 1,752 1,825 2,123 w (%): Nº Golp: 13 20 29 36 Limite de Plasticidade W (g): 0,647 0,645 0,388 Ws (g): 0,557 0,566 0,337 w (%):

(16)

Pede-se: a) qual a consistência dessa argila

3) O solo de uma jazida para uso de uma obra de terra tem as seguintes características: LL = 60% e LP = 27%. O teor de umidade natural do solo é de 32%. Determine: a) o índice de plasticidade, b) o índice de consistência, c) classifique o solo em função do valor obtido em (b).

4) As seguintes indicações são fornecidas para os solos A e B:

LL (%) LP (%) W (%) G S Solo A 30 12 15 2,70 100 Solo B 9 6 6 2,68 100

Pede-se: a) qual o solo de maior teor de argila? b) qual o solo de maior índice de vazios? 5) Um solo argiloso apresenta as seguintes características: LL = 59%, LP = 23,1% e IC =

0,44. Pede-se, calcular a quantidade de água necessária a adicionar a 2Kg deste solo para reduzir o IC a 0,20. Respostas: 1) a) D10 A = 0,07; D10 B = 0,007 e D10 C = 0,0 (zero) b) D60 A = 0,38; D60 B = 0,10 e D60 C = 0,011 Cu A = 5,5; Cu B = 14,3 e Cu C = ∞ c) D30 A = 0,18; D30 B = 0,044 e D30 C = 0,0 (zero) Cc A = 1,2; Cc B = 2,8 e Cc C = 0 d) IP A = NP; IP B =15 e IP C = 30

e) Ac A = não possui finos; Ac B = 3,75 (Ac alta >1,25) e Ac C = 0,63 (Ac baixa < 0,75) f)