Estabilização dos solos

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Estabilização de Solos –
Mecânica dos Solos 2 
Estabilização de Solos –
Parte 1
Profª Dra. Stela Fucale
Universidade de Pernambuco
Estabilização de Solos –
Parte 1Parte 1
Introdução, Tipos de Técnicas, Estabilização Mecânica, Estabilização Química, 
Outros Exemplos de Técnicas, Melhoramento e Reforço de Solos
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s Introdução
Conceituação
- Técnica utilizada para modificar e melhorar um solo que não
- Método que visa aumentar, de maneira durável, durante todas as
estações do ano, a resistência de um material aos esforços
desenvolvidos pelo tráfego e aos efeitos destruidores exercidos
pelas intempéries. VOGT (1971) 
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- Técnica utilizada para modificar e melhorar um solo que não
apresenta um desempenho aceitável.
� As propriedades de resistência,resistência, compressibilidadecompressibilidade ee permeabilidadepermeabilidade do solo original
são alteradas a partir de um processo físico ou químico, a fim de criar um novo
material que atenda de uma forma melhor aos requisitos do projeto de dado local.
- Processo de natureza física, físicoquímica ou mecânica, de maneira
a tornar um solo estável para os limites de sua utilização, fazendo
com que esta estabilidade permaneça sob ações de cargas exteriores
e ações climáticas variáveis.
Baptista (1976) 
Ingles & Metcalf (1972), Santana (1983)
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s Introdução
Objetivos
- Aumento da capacidade de carga
- Redução de recalques
- Controle da permeabilidade
- Aumento da resistência ao cisalhamento
- Reduzir a susceptibilidade aos efeitos ambientais
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- Reduzir a susceptibilidade aos efeitos ambientais
Ações a serem adotadas quando de um solo de má qualidade:
Evitar
Remover
Projetar, convivendo com o solo e suas
propiedades, condicionando-se à
suscetibilidade aos efeitos ambientais
(conviver)
Tratar o solo, melhorando suas
propriedades mecânicas (resolver o
problema)
Medina (1987)
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s Introdução
Fatores que têm contribuído para uso intensivo de
técnicas de melhoramento de solos
� carência cada vez mais acentuada de materiais naturais de boa qualidade
� necessidade de construir em áreas que antes podiam ser contornados
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Jorge Almeida e Sousa (2012)
Notas de Aula Melhoramento de Solos (Prof. Silvio Fereira)
� introdução de novos métodos e novos materiais
� melhoria dos processos e equipamentos de construção
� avanço do conhecimento dos fenômenos envolvidos na utilização de cada
técnica
� dados colhidos da observação do desempenho de estruturas com solo
estabilizado mostram a eficiência da técnica
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Areias – Solos Grossos
� comportamento controlado pelas
forças de gravidade, pelo tamanho das
partículas e pela forma com elas se
agrupam
� solos muito permeáveis
� índice de compacidade (ID)
Introdução
Solos a tratar
Terzaghi e Peck (1948)
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AreiasAreias soltassoltas aa muitomuito soltassoltas
� resistência baixa
� compressíveis
�alta permeabilidade
� potencial de liquefação
Argilas – Solos Finos
� comportamento controlado pelas forças
elétricas que se manifestam à superfície das
partículas de argila
� solos muito pouco permeáveis
� camada de água adsorvida (relação com a
plasticidade � determinação de wL , wP , IP, Ic)
ArgilasArgilas molesmoles aa muitomuito molesmoles
� resistência muito baixa
� muito compressíveis
�Deformações dependentes do tempo
(recalque por adensamento)
� grande variação do índice de vazios
(emax pode ser bem maior que 1)
Exemplos de solos a serem tratados:
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s Tipos de Técnicas
As técnicas de estabilização são divididas em dois grandes grupos: 
� Estabilização mecânica � Estabilização química
- promove a alteração da densificação
do solo por esforços de compactação ou
por meio de adequação da
granulometria com a mistura de outros
- engloba todos os processos onde as
interações químicas são predominantes,
independente do tipo de aditivo
incorporado.
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Winterkorn & Pamukcu (1991)
- procura-se melhorar as características do
solo através de correção da sua
composição granulométrica e plasticidade
por incorporar ou retirar determinadas
quantidades de frações do solo, até a
obtenção de parâmetros estabelecidos por
normas.
Guimarães (2002)
granulometria com a mistura de outros
solos, tornando o contato grão-grão
mais efetivo.
incorporado.
- modifica-se permanentemente as
propriedades físicas e mecânicas do
solo com a utilização de aditivos como
a cal, o cimento Portland, silicatos de
sódio, materiais betuminosos, resinas,
compostos de fósforo, em quantidade
que seja suficiente para que se possam
influenciar positivamente essas
propriedades melhorando-as
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s Estabilização Mecânica
Correção da Granulometria
- Mistura de dois ou mais solos visando obter um material com distribuição
granulométrica desejada tal que mantenha-se volumetricamente estável e
apresente ganho de resistência.
Estabilidade de um solo � função da distribuição granulométrica
Tipos de solos – relação entre as frações granulométricas
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Araújo (2009) 
Métodos de estabilização granulométrica
- Método algébrico ou analítico
- Método do triângulo
- Método gráfico de Rothfuchs
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s Estabilização Mecânica
Santos et al. (1995)
Densificação
- processo de tratamento de um solo com a finalidade de minimizar sua
porosidade pela aplicação de sucessivas cargas, pressupondo que a redução de
volume de vazios é relacionada ao ganho de resistência mecânica.
Compactação (métodos convencionais)
Tipos de densificação
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Compactação (métodos convencionais)
Prof. Marco Túlio Pereira de Campos - Notas de Aula de Geotecnia I
Hussin (2006)
Vibro compactação
Vibro deslocamento
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s Estabilização Química
Solo-Cimento
- Definido como "produto endurecido resultante da cura de uma mistura
compactada de solo, cimento e água, em proporções estabelecidas através
de dosagem". NBR 12253 (1992)
- Mecanismos:
• o cimento fixa através dos pontos de contato entre os grãos.
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� aumento da resistência da mistrura
� melhora da trabalhabilidade
� redução da variação volumétrica (expansibilidade e compressibilidade)
- Aplicação: qualquer solo, exceto com alto teor de MO; mais eficiente em solos granulares
� bases para pavimentos, revestimentos de canais
� proteção/contenção de encostas
� base para fundações sobre solos moles
� prevenção de liquefação em areias
Consoli et al. (2011)
• o cimento fixa através dos pontos de contato entre os grãos.
� A cimentação é mais efetiva quanto maior o nº de contatos (solos bem graduados e densos)
• o endurecimento do solo-cimento envolve:
� reações primárias (hidratação do cimento) e reações secundárias (reações entre os argilos-
minerais)
-Alterações :
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s Estabilização Química
Previsão da quantidade de cimento em função do tipo de solo
Solo-Cimento
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� Solos com altas concentrações de argila necessitam de teores de cimento elevados devido
à grande área superficial dos grãos.
� A contribuição da cimentação na resistência é tanto mais significativa quanto maior a
densidade do solo.
� Para um consumo mínimo de cimento, o solo deve apresentar teores de 35% de argila e
65% de silte e areia, além de limite de liquidez, limite de plasticidade e índice de plasticidade
inferior a 45%, 18% e 10%, respectivamente.
Freire (1976)ABCP (1989) 
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s Estabilização Química
Solo-Cal
Reações de formação de cal virgem e cal hidratada
Cristelo (2001)
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- Quando a cal é adicionada ao solo, dá-se início a reações químicas:
� trocas catiônicas, floculação e aglomeração, reações pozolânicas, carbonatação
Trocas catiônicas
�Prusinski & Bhattacharja (1999)
Floculação e aglomeração
*formação de material cimentante 
numa mistura solo-cal
Ação pozolânica*
Cristelo (2001)
Cristelo (2001)
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s Estabilização Química
Solo-Cal
� altera a granulometria
� redução da plasticidade
� redução da variação volumétrica (expansibilidade e compressibilidade)
� aumento da resistência
- Alterações :
� As reações de floculação e aglomeração das partículas de argila tendem a produzir um
material de textura mais grossa.
� Solos com argilomineral ilita e montmorilonita apresentam melhores resultados em relação
à plasticidade.
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Barbosa (2018)
à plasticidade.
� A redução da expansão é atribuída à redução da afinidade por água das argilas saturadas
pelo íon cálcio e pela formação de uma matriz cimentante.
Efeito da cal na granulometria
Goosen et al. (2006)
Efeito da cal e tempo de 
cura na expansão
Thomé (1994)
Efeito da cal nos limites e índices 
de consistência
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s Estabilização Química
Solo-Cal
� altera a textura ( tende a gerar material mais grosso)
� redução da plasticidade
� redução da variação volumétrica (expansibilidade e compressibilidade)
�aumento da resistência da mistrura
- Alterações :
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Klinsky et al. (2014)
- Obs: O ganho de resistência é dependente do tipo de solo, tipo e
quantidade de cal, período e condições de cura, temperatura.
Resistência à compressão simples 
versus teor de cal
Resistência à compressão simples (kPa)
Locato (2004)
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Guia do tipo de estabilização química mais efetiva
Estabilização Química
Solo-Cimento ou Solo-Cal ?
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Araújo (2009) 
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s Outros Exemplos de Técnicas
Exemplos de métodos e processos de estabilização de solos:
• estacas de cal
• estacas de cal reforçadas
(barra de aço)
• micro estacas*
• vibrosubstituição*
• compaction grounting*
• solos reforçados com
Em taludes
• colunas solo-cal
• colunas solo-brita
• aterro de sobrecarga
temporária com drenos
verticais
Em argilas moles Como reforço
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Guimarães (2002)
Silva (2012)
A opção por um ou outro método de estabilização é influenciada por
uma série de fatores, entre os quais se destacam:
• solos reforçados com
geossintéticos
• solo pregado
- econômicos
- finalidade da obra
- características dos materiais e as
propriedades do solo que devem ser
corrigidas
temporária com drenos
verticais
• Jet grounting
• colunas de areia
encamisadas com geotêxtil * tecnologias de injeção com argamassa
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s Melhoramento e Reforço de Solos 
Melhoramento
Técnicas que por efeito físico, químico ou mecânico alteram
alguma ou algumas das propriedades intrísecas dos solos.
Qual diferença?
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Reforço
Técnicas que introduz determinados elementos resistentes
que tornam possível que o maciço suporte determinadas
solicitações às quais por si só não está habilitado a resistir.
Algumas destas técnicas serão apresentadas e discutidas para melhor compreensão!!!
Estabilização de Solos –
Mecânica dos Solos 2 
Obrigada pela atenção!
Estabilização de Solos –
Parte 1
Prof.ª Dra. Stela Fucale
Universidade de Pernambuco