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Prof. Fernando Mihalik 
UNIDADE I
Mecânica dos Solos 
e Fundações
 A Mecânica dos Solos estuda a origem e natureza dos solos e aplicações em obras civis por 
meio de reconhecimento, investigação e caracterização do subsolo.
Com o conhecimento das propriedades dos solos, é possível:
 Dimensionar as fundações mais adequadas para a estrutura projetada;
 Fundação – Elemento da estrutura que transmite os esforços provenientes da superestrutura 
para o solo, ou seja, faz a interação entre a estrutura e o solo.
 Projetar obras de terra, como aterros, cortes, platôs, barragens etc.
O conhecimento das propriedades é obtido a partir de:
 Ensaios de caracterização em laboratório;
 Ensaios de campo;
 Dados obtidos da investigação “in situ”;
 Conhecimento teórico dos solos e dos elementos construtivos.
Apresentação – Mecânica dos Solos e Fundações
 Crosta terrestre: é considerada a camada sólida do planeta, que se manifesta 
externamente, e é composta por rochas e minerais.
 Todo solo tem sua origem imediata ou remota na ação do intemperismo sobre as rochas, 
estudados pela Geologia.
 Geologia: ciência que estuda a matéria que compõe a crosta terrestre, sua origem e 
alterações até a configuração da sua superfície atual.
Solos – Origem
 Conjunto de processos que ocasionam a desintegração e a decomposição das rochas, pela 
ação de agentes atmosféricos e biológicos. 
 Podem se distinguir dois tipos de intemperismo, o físico e o químico.
O intemperismo físico (desintegração) é ação de esforços mecânicos sobre a rocha, cujos 
agentes são:
 Variação da temperatura: expansões e contrações da rocha produzida por variações 
de temperatura.
 Congelamento: a água, ao se congelar, aumenta 10% 
em volume.
 Cristalizações de sais: a água que circula pelas fendas da 
rocha pode conter sais dissolvidos.
Intemperismo
 O intemperismo químico (decomposição) é ação química de substâncias presentes na 
água sobre a rocha.
 Como o intemperismo atuou em várias épocas e de várias 
formas na crosta terrestre, o substrato apresenta várias 
camadas com espessuras e características diferentes.
Intemperismo
Fonte: livro-texto.
 Em função da ação do intemperismo, os solos podem ser classificados como: 
 Solos Residuais – são os solos que permaneceram no próprio local de decomposição da 
rocha que lhe deu origem. 
 Solos Sedimentares (ou transportados) – são aqueles que foram levados de seu local de 
origem por algum agente de transporte e lá depositados.
Principais tipos de solos sedimentares: 
 Aluviões – agente transportador: água. 
 Coluviões – agente transportador: gravidade.
 Solos Eólicos – agente transportador: vento.
 Solos Orgânicos – com presença acentuada de matéria 
orgânica (húmus).
Classificação dos Solos
 Solos Eólicos – agente transportador: vento. 
 Devido ao atrito, os grãos dos solos transportados possuem forma arredondada.
 Exemplos: Dunas.
 Solos Aluvionares (Aluviões) – agente transportador: água (pluviais, fluviais ou deltaicos). 
Sua textura depende da velocidade de transporte da água.
 Grãos de diversos tamanhos;
 Mais grossos que os eólicos;
 Sem coesão.
 Solos Coluvionares (Coluviões) – agente 
transportador: gravidade.
 Solo formado pelo deslizamento de encostas (tálus).
 Solos Glaciais – formados pelas geleiras, análogos aos fluviais.
Tipos de Solos Sedimentares
 Solos Orgânicos – solos impregnados de sedimentos de matéria orgânica (húmus), em geral 
misturados com restos de vegetais e animais. 
 Possuem cor escura e cheiro forte e geralmente estão localizados nas beiras de rio e lagos.
 As turfas são solos em que havia florestas soterradas em estado avançado de 
decomposição. A eles não se aplicam as teorias gerais da mecânica dos solos.
 Solos Tropicais Vermelhos ou Lateríticos – solos superficiais, 
típicos das partes bem drenadas das regiões tropicais úmidas, 
resultantes de uma transformação da parte superior do 
subsolo pela atuação do intemperismo, apresentando grande 
quantidade de óxidos de ferro e de alumínio. 
Tipos de Solos Sedimentares
Os solos sedimentares que resultam do transporte de matéria orgânica por meio de 
intempéries são denominados:
a) Solos Coluvionares.
b) Solos Eólicos.
c) Solos Glaciais.
d) Solos Orgânicos.
e) Solos Lateríticos.
Interatividade
Os solos sedimentares que resultam do transporte de matéria orgânica por meio de 
intempéries são denominados:
a) Solos Coluvionares.
b) Solos Eólicos.
c) Solos Glaciais.
d) Solos Orgânicos.
e) Solos Lateríticos.
Resposta
 O solo é um material constituído por um conjunto de partículas sólidas, deixando entre 
si vazios. 
 Esses vazios podem estar parcialmente ou totalmente preenchidos por água.
Elementos Constituintes do Solo
Fonte: CAPUTO, Homero Pinto; 
CAPUTO, Armando 
Negreiros. Mecânica dos solos: 
teoria e aplicações. 8. ed. São 
Paulo: Grupo GEN, 2022. 
Disponível em: Minha Biblioteca. 
Partícula sólida
Ar
Água
Água adesiva
Água capilar
Água livre
A água pode ser:
 de constituição (faz parte da estrutura molecular da partícula sólida)
 adesiva (ou adsorvida – película que envolve a partícula sólida)
 livre (a que se encontra nos terrenos e que preenche os vazios)
 higroscópica (a que se encontra em um solo seco, ao ar livre)
 capilar (que sobe pelos interstícios capilares deixados
pelas partículas sólidas)
Elementos Constituintes do Solo
Fonte: CAPUTO, Homero Pinto; 
CAPUTO, Armando 
Negreiros. Mecânica dos solos: 
teoria e aplicações. 8. ed. São 
Paulo: Grupo GEN, 2022. 
Disponível em: Minha Biblioteca. 
 Em função do tamanho das partículas que o compõem, os solos puros são classificados 
seguindo a denominação a seguir, segundo a NBR 6502/2022, norma estabelece o método 
para análise granulométrica de solos.
Tipos de Solo
Fonte: NBR 6502 adaptada.
Fração Limites definidos pela ABNT
Matacão de 25 cm a 1 m
Pedra de 7,6 cm a 25 cm
Pedregulho de 4,8 mm a 7,6 cm
Areia grossa de 2 mm a 4,8 mm
Areia média de 0,42 mm a 2 mm
Areia fina de 0,05 mm a 0,42 mm
Silte de 0,005 mm a 0,05 mm
Argila Inferior a 0,005 mm
 Para a determinação da distribuição granulométrica de um material, é realizado o ensaio de 
peneiramento, em que peneiras com aberturas crescentes são superpostas, marcando-se a 
porcentagem retida em cada peneira, ou uma combinação de sedimentação e peneiramento. 
Granulometria
Fonte: acervo próprio.
Fonte: PEURIFOY, Robert L.; SCHEXNAYDER, 
Clifford J.; SHAPIRA, Aviad; 
SCHIMITT, Robert L. et al. Planejamento, 
equipamentos e métodos para a construção civil. 8. 
ed. São Paulo: Grupo A, 2016, cap. 2, fl 96.
Disponível em: Minha Biblioteca.
Matacões
Pedregulho
Areia
Silte
Argila
 O resultado é apresentado em uma 
Curva Granulométrica.
Curva Granulométrica
Fonte: livro-texto.
Peneiras (ASTM) nº 200 100 50 40 30 16 10 4 9.5 19 25 38
100
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0,005 0,001 0,01 0,1 1 10 50
Argila Silte Areia fina Areia média A. grossa Pedregulho
Diâmetro dos grãos (mm)
Classificação
A.B.N.T
P
o
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P
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a
Como resultado é definida a classificação do solo: 
Classificação dos Solos
Fonte: BOTELHO, Manoel Henrique 
C. Princípios da mecânica dos solos 
e fundações para a construção civil. 
São Paulo: Editora Blucher, 2014, p. 
23. Disponível em: Minha Biblioteca. 
Curva granulométrica
0
10
20
30
40
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P
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0,001 0,002 0,005 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1 2
Argila Silte Areia Pedregulho
Diâmetro dos grãos (mm)
Gráfico demonstrativo dos tipos de solos: argiloso, siltoso e arenoso.
Curva de
solo argiloso
Curva de
solo siltoso
Curva de
solo arenoso
 Os solos encontrados na prática, na maioria das vezes,não são completamente puros. 
Em função da porcentagem em peso de cada tipo de solo encontrado, dá-se uma denominação 
própria, usando no segundo termo da classificação o tipo de solo que surge em segundo lugar:
Classificação dos Solos
Fonte: REBELLO, Y. C. P. 
Fundações – Guia Prático de 
Projeto, Execução e 
Dimensionamento. São Paulo: 
Zigurate, 2008, cap. 3. 
(Adaptado) 
Areia
(%)
Silte
(%)
Argila
(%)
Denominação
80-100 0-20 0-10 Areia
0-20 80-100 0-20 Silte
0-50 0-50 50-100 Argila
50-80 0-50 0-20 Areia siltosa
40-80 0-40 20-30 Areia argilosa
0-40 40-70 0-20 Silte arenoso
0-30 40-80 20-30 Silte argiloso
30-70 0-40 30-50 Argila arenosa
0-30 20-70 30-50 Argila siltosa
 De uma forma simplificada, é comum se fazer uma avaliação das características dos solos 
separando-os em dois grandes grupos: os solos argilosos e os solos arenosos.
 Os solos siltosos acabam integrando ao grupo dos argilosos ou dos arenosos.
 Características típicas das argilas puras: solos finos, que apresentam muita coesão, 
moldáveis, com pouca permeabilidade (solos impermeáveis).
 Características típicas das areias puras: solos granulares, 
permeáveis, não moldáveis, sem coesão.
Características Típicas dos Solos Puros
 Para a sua análise, os solos são divididos em 3 fases: sólida (material), líquida (água), e 
gasosa (ar).
Vt – Volume Total PT – Peso Total
Var – Volume de Ar Pa – Peso Água 
Va – Volume de Água PS – Peso de Sólidos
Vs – Volume de Sólidos VV – Volume de Vazios
As três fases do solo
Fonte: CAPUTO, Homero Pinto; CAPUTO, 
Armando Negreiros. Mecânica dos solos: 
teoria e aplicações. 8. ed. São Paulo: 
Grupo GEN, 2022. Disponível em: Minha 
Biblioteca. 
(Adaptado)
Volumes Pesos
Ar
Água
Sólida
V
t
V
s
V
v
V
a
V
a
r
P
s
P
a
P
t
Os tipos de solos podem ser classificados em função da dimensão das partículas que os 
compõem, apresentando diferentes denominações. O tipo de solo que apresenta a menor 
dimensão de grão é denominado:
a) Areia.
b) Silte.
c) Argila.
d) Matacão.
e) Pedregulho.
Interatividade
Os tipos de solos podem ser classificados em função da dimensão das partículas que os 
compõem, apresentando diferentes denominações. O tipo de solo que apresenta a menor 
dimensão de grão é denominado:
a) Areia.
b) Silte.
c) Argila.
d) Matacão.
e) Pedregulho.
Resposta
 Os índices físicos do solo possuem importante papel na definição de certas propriedades e 
são utilizados para a análise e cálculos relativos ao comportamento dos solos.
 Esses cálculos visam à quantificação por meio de formulações baseadas na prática, que 
permitem determinar, por exemplo, a capacidade de suporte, a compressibilidade, a 
permeabilidade e a estabilidade, entre outras.
 São ferramentas que o engenheiro geotécnico usa para o estudo das fundações, estudo das 
estabilidades de maciços, de recalques, entre outros.
Índices do Solo 
Sobre os conceitos de peso e de massa de um corpo:
 O peso é uma força igual à massa do corpo multiplicada pela aceleração da gravidade. Sua 
unidade no Sistema Internacional (SI) é o Newton com seus múltiplos e submúltiplos. A 
massa de um corpo é uma propriedade constante daquele corpo. Sua unidade é o grama 
com seus múltiplos e submúltiplos. 
 A aceleração da gravidade é considerada constante na prática.
 A tonelada (t) é muito usada no Brasil como unidade 
de massa.
 Nos comentários e exemplos, muitas vezes iremos usar o 
termo consagrado na prática no país.
Observação 
Umidade
 É a relação entre o peso da água e o peso dos sólidos.
 Teor de Umidade (h)
Peso específico do solo
 O peso específico dos solos é a relação entre o peso das partículas sólidas e o volume 
ocupado por elas. 
Índices físicos
Os pesos específicos aparentes são obtidos pelas formulações a seguir:
Peso Específico Aparente
 Para solos não secos (h # 0)
 Para solos secos (h = 0)
Peso Específico da Água
 O peso específico da água é considerado 1 tf/m³, ou 10 kN/m³.
Índices físicos
Índice de Vazios 
 O peso específico dos solos é a relação entre o peso das partículas
(relação entre o volume de vazios e o volume das partículas sólidas)
em que é o peso específico das partículas do solo.
Índices físicos
Porosidade
 É a relação entre o volume de vazios e o volume total
Grau de Saturação – solos saturados
 É a porcentagem de água presente nos vazios
 Quando essa porcentagem é 100%, todos os vazios estão 
preenchidos por água, portanto S = 100%. Nessas condições o 
solo é denominado “solo saturado”.
Índices físicos
Peso específico saturado
 É o peso específico de um solo saturado, ou seja, quando todos os vazios estiverem 
ocupados por água:
Peso específico submerso
 Se o solo, além de saturado, estiver submerso, deve ser descontado o peso específico da 
água. (Os solos submersos são os que estão abaixo do nível do lençol freático, assunto que 
será visto adiante):
 Grau de Compacidade (Válido apenas para areias e siltes)
 (Compacidade Relativa)
Índices físicos
Sob o ponto de vista de permeabilidade, o tipo de solo que apresenta a menor permeabilidade, 
e portanto tem grande utilidade quando se pretende usar como material para evitar a 
passagem da água pelo seu interior, é:
a) Argila.
b) Silte.
c) Matacão.
d) Areia.
e) Pedregulho.
Interatividade
Sob o ponto de vista de permeabilidade, o tipo de solo que apresenta a menor permeabilidade, 
e portanto tem grande utilidade quando se pretende usar como material para evitar a 
passagem da água pelo seu interior, é:
a) Argila.
b) Silte.
c) Matacão.
d) Areia.
e) Pedregulho.
 Comentário: os materiais argilosos são ideais para se 
construir núcleos de barragens de terra por dificultarem a 
passagem de água, e portanto conseguirem represar água. 
 Na verdade, a técnica de se fazer maciços de terra é bastante 
complexa, mas como conceito geral, vale essa dica. 
Resposta
As argilas são classificadas em função de sua resistência, a partir de sua consistência:
 Argila muito mole.
 Argila mole.
 Argila média.
 Argila rija.
 Argila muito rija.
 A determinação de sua consistência a partir das investigações será vista adiante.
Classificação dos Tipos de Argila
As areias são classificadas a partir de seu grau de compacidade, que indicam sua resistência:
 Areia fofa 0 < GC < 1/3
 Areia mediana 1/3 < GC < 2/3
 Areia compacta 2/3 < GC < 1
 Portanto, deve-se notar que os termos que definem se uma argila é mais ou menos 
resistente são diferentes dos termos que definem se uma areia é mais ou menos resistente.
Classificação dos Tipos de Areia
 Os solos finos têm propriedades bastante distintas dos solos grossos e muitas dessas 
diferenças são provocadas pela interação da água com as partículas. 
 Para os solos finos não basta a granulometria para caracterizá-los, pois suas propriedades 
plásticas dependem do teor de umidade, além da forma das partículas e da sua composição 
química e mineralógica.
 Nas areias e pedregulhos, a água tem pouca influência no seu comportamento. As 
propriedades desses solos, quando secos, pouco se alteram em presença da água.
Limites de Atterberg
 Para embasar os estudos e cálculos considerando as características das argilas, foram 
desenvolvidos ensaios simples, para criar parâmetros numéricos de avaliação.
Os limites de Atterberg ou limites de consistência são métodos de avaliação da natureza de 
solos por meio de uma série desses ensaios:
 Limites de Liquidez (LL), Limites de Plasticidade (LP) e Limites de Contração de um solo.
 Por meio destes, foram criados os Índices de Plasticidade e de Consistência.
 Esses índices são usados para avaliar o comportamento dos 
solos e na especificação de condições para a execução de 
obras de terra, como, por exemplo, a umidade ideal para a 
compactação de aterros (“umidade ótima”).
Limites de Atterberg
 Os depósitos de água (aquíferos) podemestar livres ou sob pressão. 
 Se, na figura abaixo, a quarta camada do solo for impermeável, o aquífero localizado abaixo 
dela estará sob pressão. Nesse caso, teremos a água sob pressão e esse novo lençol 
é artesiano.
A água no subsolo
Fonte: acervo próprio.
Nível piezométrico
(Aquífero livre)
Nível piezométrico
(Aquífero confinado)
Aquífero livre
Aquitardo
Aquífero semiconfinado
Impermeável
Aquífero confinado
Impermeável
 Os níveis do lençol freático em um determinado local variam sazonalmente, em função da 
ocorrência de chuvas devido à percolação da água. 
 Percolação: movimentação da água pelos vazios do solo devido à diferença de pressão – é 
maior em solos “permeáveis” (areias) e menor em solos “impermeáveis” (argilas).
 Nos solos mais permeáveis, essa alteração é maior que nos solos menos permeáveis.
 O nível do lençol freático tende a ficar mais profundo nos meses de seca, e menos profundo 
nos meses de chuva. Mas essa variação depende também da permeabilidade do solo.
 Nas proximidades de aquíferos, o nível do lençol se aproxima do nível do terreno.
A água no subsolo
Fonte: acervo próprio.
rio / lago
aquífero
solo natural
(não saturado)topo do lençol
freático
 O conhecimento do nível do lençol freático é essencial em uma construção, pois ele interfere 
na resistência do conjunto e impõe condições especiais de projeto e de obra.
Por exemplo, se a intenção é executar uma edificação com subsolo e o nível do subsolo se 
situar abaixo do nível d’água, pelo menos existem duas condições a serem consideradas:
1) há necessidade de se retirar a água da praça de escavação, para permitir o trabalho de 
escavação e também da execução da estrutura. 
 Isso pode ser conseguido por meio do “rebaixamento do lençol”, em que são instalados 
equipamentos que retiram a água, por captação (poços) ou por sucção (ponteiras).
2) após a escavação, a obra definitiva terá que ter condições de 
evitar a entrada de água, e resistir aos empuxos decorrentes 
(esforços e equilíbrio global). 
A água no subsolo
Situação inicial
 Escavação irá atingir o nível do lençol freático. 
A água no subsolo
Fonte: autoria própria.
NÍVEL DO TERRENO
LOCAL DA ESCAVAÇÃO
NÍVEL DO LENÇOL (NA)
 Rebaixamento do lençol durante a construção.
A água no subsolo
Fonte: autoria própria.
ESCAVAÇÃO EM 
SOLO SECO
FUNDO DA 
ESCAVAÇÃO
LINHA DO LENÇOL
FREÁTICO REBAIXADO
Situação final:
 Estrutura pronta.
 Desligamento do 
rebaixamento do lençol.
 Estrutura estanque e 
projetada para resistir aos
empuxos hidrostáticos.
A água no subsolo
Fonte: autoria própria.
LAJE DE SUBPRESSÃO
LAJE DE SUBPRESSÃO
EMPUXO EMPUXO
NÍVEL DO LENÇOL (NA)
NÍVEL DO TERRENO
Ao se estudar as propriedades e o comportamento dos solos argilosos, observa-se que:
a) Suas propriedades dependem do grau de umidade, além da forma das partículas e da sua 
composição química e mineralógica.
b) Suas propriedades dependem apenas do grau de umidade.
c) Suas propriedades dependem apenas da forma das partículas e da sua composição 
química e mineralógica.
d) Suas propriedades são constantes.
e) Suas propriedades independem do grau de umidade.
Interatividade
Ao se estudar as propriedades e o comportamento dos solos argilosos, observa-se que:
a) Suas propriedades dependem do grau de umidade, além da forma das partículas e da sua 
composição química e mineralógica.
b) Suas propriedades dependem apenas do grau de umidade.
c) Suas propriedades dependem apenas da forma das partículas e da sua composição 
química e mineralógica.
d) Suas propriedades são constantes.
e) Suas propriedades independem do grau de umidade.
Resposta
ATÉ A PRÓXIMA!