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Adensamento de solo
A Teoria do Adensamento de Terzaghi; a compressibilidade de argilas; o recalque; a deformação e o
deslocamento no tempo.
Profa. Mirella Dalvi dos Santos
1. Itens iniciais
Propósito
Compreender a origem, saber quantificar e mitigar os recalques por adensamento, responsáveis por grande
parte das patologias e problemas pós-construção que envolvem o solo de fundação, a partir da Teoria do
Adensamento de Terzaghi e da interpretação de ensaios de laboratório.
Preparação
Antes de iniciar este conteúdo, tenha em mãos uma calculadora científica.
Objetivos
Reconhecer o fenômeno do adensamento e estimar os recalques.
Calcular parâmetros do adensamento para estimar o tempo de ocorrência dos recalques.
Reconhecer os possíveis desvios do adensamento em campo com relação à Teoria do Adensamento de
Terzaghi.
Reconhecer os efeitos do adensamento e saber como mitigá-los em obras civis.
Adensamento do Solo
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1. O fenômeno do adensamento e estimar os recalques
O fenômeno do adensamento
Recalques por adensamento e compressibilidade de argilas
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Imagine que uma obra civil qualquer, como um edifício ou um aterro, será construída em um solo de fundação
que possui diversas camadas de solos de distintas origens e características.
Sabemos que o solo saturado é um material bifásico constituído por grãos (fase sólida) e água (fase líquida),
em que a tensão total nesse solo pode ser dividida em duas parcelas:
Poro-pressão ou pressão neutra (u)
Age na água em todas as direções.
Tensão efetiva ( )
Sentida pelos grãos sólidos.
A construção de um edifício nesse solo é traduzida por um acréscimo de carga ( ), que provoca o
aumento da tensão total em na argila.
Se o Princípio das Tensões Efetivas preconiza que só pode haver variação da tensão efetiva se houver
variação de volume ou distorção, e, se segundo a Lei de Darcy, não pode haver variação de volume
instantânea, só nos resta concluir que, no tempo (instantaneamente após a aplicação da carga),
deve ser suportado exclusivamente pela água.
Essa carga extra suportada pela água é chamada de excesso de poro-pressão :
Como a água não possui resistência ao cisalhamento, com o tempo, ela procurará se livrar do aumento de
tensão que sofreu, transferindo a carga aplicada para os grãos até que todo excesso seja suportado apenas
por eles. Em outras palavras, no tempo, o excesso de poro-pressão é transferido para um acréscimo de
tensão efetiva :
Essa transferência ocorrerá até que o acréscimo de tensão efetiva se iguale ao acréscimo de tensão aplicado
e não haja mais excesso de poro-pressão:
Atenção
Lembrando que a variação da tensão efetiva só ocorre com variação de volume, isto é, a expulsão da
água dos poros do solo. Afinal, ela sofreu um “estresse” que não consegue suportar, e na natureza os
elementos sempre procuram uma configuração mais estável.
A saída de água resulta, naturalmente, na diminuição da camada do solo. A essa diminuição dá-se o nome de
recalque por adensamento ( ). Ressalta-se que em fundações, devido às grandes dimensões em planta, o
recalque é tomado na vertical, assim como a tensão efetiva:
Recalque por adensamento em solo de fundação.
O que foi explicado até aqui nada mais é que o fenômeno do adensamento: a expulsão de água dos poros de
um solo saturado ao longo do tempo, devido a um acréscimo de tensão, que tem como consequência o
recalque por adensamento e o ganho de tensão efetiva.
Podemos representar o que discutimos até aqui, que compõe a Teoria do Adensamento de Terzaghi, por uma
“Analogia de Molas”: seja um cilindro preenchido por água em que submergimos uma mola. Sem cargas
externas, a mola estaria em condição indeformada.
Analogia de molas de Terzaghi para o processo de adensamento.
Sistema A
Nesse sistema, a mola representa os grãos de solo, e a água é a que preenche os vazios do solo de
fundação.
Sistema B
A construção de uma obra civil qualquer pode ser representada pela aplicação de uma carga (Δσ) a
esse sistema. Pela Lei de Darcy e pelo Princípio das Tensões Efetivas, quem suporta essa carga
instantaneamente é a água que preenche o cilindro, pois a mola não pode sofrer deformação
instantânea.
Sistema C
Com o tempo, a água “estressada” verte do cilindro, procurando a pressão atmosférica e dissipando a
poro-pressão. Nesse processo, sobra para a mola suportar a carga aliviada e, como consequência, ela
sofre deformação: é a manifestação do adensamento!
Sistema D
O processo termina quando a água não possui mais excesso de poro-pressão e a mola suporta
sozinha a carga aplicada. O ganho de tensão efetiva sofrido pela mola deve ter a mesma magnitude
da tensão inicialmente aplicada, e toda deformação sofrida pela mola representa o recalque por
adensamento.
Estimativa de recalques
A redução de volume no tempo e aumento de tensão efetiva que ocorre durante o adensamento pode ser
expresso por meio de um gráfico índice de vazios (e) versus tensão efetiva vertical em escala semilogarítmica,
chamada Curva de Compressão:
Curva de compressão.
Observando o formato dessa curva, dois comportamentos distintos podem ser enunciados:
Os coeficientes CC e CR são admitidos como constantes durante o adensamento. Logo:
Atenção
0 sinal negativo indica que está havendo diminuição de volume. A tensão que separa esses dois
comportamentos é chamada de tensấo de pré-adensamento .
Quando um solo apresenta esses dois trechos na curva de compressão, significa que anteriormente esse solo
chegou a sofrer uma tensão e foi descarregado até . Isso pode ter ocorrido por uma retirada de carga
ou uma erosão, por exemplo. Esse tipo de solo é chamado sobreadensado ou pré-adensado.
Coeficiente de recompressão (CR)
Na parte inicial da curva há significativa
variação de tensão vertical efetiva sem
grande variação de volume. Essa fase é
chamada de recompressão, e a inclinação do
trecho é chamada de coeficiente de
recompressão (CR);
Coeficiente de compressão (Cc)
Após essa fase inicial, o solo sofre
grande variação de volume. Essa fase é
chamada de compressão, e a inclinação
do trecho é chamada de coeficiente de
compressão (Cc).
A relação entre e é chamada de razão de sobreadensamento (RSA), mais conhecida como OCR, que
no inglês significa overconsolidation ratio. Quanto maior o OCR, mais sobreadensado é o solo.
Quando um solo não apresenta a parte inicial de recompressão, e sua tensão efetiva inicial coincide com a
tensão de préadensamento ( ), entende-se que o solo nunca passou por descarregamentos
passados, sendo chamado de normalmente adensado. O trecho de compressão do solo após é também
chamado de compressão virgem.
Podemos concluir que a tensão de pré-adensamento é a maior tensão vertical efetiva que o solo
já se submeteu em toda a sua história. Essa tensão pode ser obtida pelos gráficos que serão
apresentados no módulo 2.
A deformacão sofrida nor um solo por causa do adensamento - o recalque ( ) - pode ser obtida por:
Onde é a espessura de solo inicial e a final; é a espessura de vazios inicial e a final; e é
o volume de sólidos, que não varia, pois os grãos são incompressíveis.
Como a espessura h é o volume de um sólido dividido pela sua área da seção transversal , que, por sua
vez, é constante, pois a deformação é unicamente vertical, tem-se que:
Dividindo ambos os lados da equação acima por (sólidos mais vazios iniciais):
Atenção
Onde é a deformação especifica vertical, .
Dividindo o lado direito por , tem que:
Atenção
Para e o índice de vazios inicial e final, respectivamente.
Voltando à curva de compressão, sabemos que a variação do índice de vazios pode ser expressa em termos
dos coeficientes de recompressão e compressão, e , e da tensão vertical efetiva. Logo:
Essa é a equação para estimativa de recalques por adensamento. Onde é a tensão efetiva final, dada por
(acréscimo de tensão).para que ele comece.
Mão na Massa
Em relação às magnitudes dos recalques, o efeito do amolgamento do solo é de:
Quando um solo compressível apresenta lentes de areia, observa-se um desvio do adensamento estimado pela Teoria do Adensamento de Terzaghi em relação àquele que efetivamente ocorre em campo. Esses desvios são dados por:
Um engenheiro civil estimou que o recalque em uma argila mole devido à construção de um edifício seria de 2,0m. Após a realização do projeto, durante a fase de execução da obra, ele constatou que no meio da camada de argila havia uma lente de areia. Sobre a aderência entre o projeto e a prática, pode-se afirmar que:
Uma argila mole foi ensaiada em laboratório no aparelho edométrico em uma amostra amolgada e outra indeformada. Para a amolgada, o índice de recompressão foi de 0,12 e de compressão 1,2; e para a indeformada, o índice de recompressão foi de 0,15 e o de compressão 1,0. Sabendo que a tensão efetiva inicial é de 12kPa, a de sobreadensamento de 20kPa e a final de 40kPa, o recalque total da amostra amolgada deve ser:
Conteúdo interativo
Por meio do monitoramento de recalques em campo, um engenheiro civil traçou uma curva de formação específica versus tempo e obteve a variação de 1% após a ocorrência do adensamento primário, que se deu em 4 anos. Sabendo que a camada de argila possuía uma espessura de 8m antes do acréscimo de tensões, o recalque devido ao secundário após 40 anos é de:
6. Durante a amostragem de um solo argiloso mole para realização de ensaio edométrico, a amostra foi amolgada durante o transporte, de modo que o coeficiente de compressão era 15% menor que aquele efetivamente observado em campo. Sabendo que a argila era normalmente adensada, o recalque estimado no projeto com parâmetros amolgados foi:
Teoria na prática
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Verificando o aprendizado
Duas amostras de argila mole foram ensaiadas no aparelho edométrico, em que se obteve os coeficientes de recompressão de 0,14 e 0,10 para a condição amolgada e indeformada, respectivamente. Sobre o recalque estimado para essas duas amostras, pode-se afirmar que:
Questão 2
4. Os efeitos do adensamento e saber como mitigá-los em obras civis
Efeitos do adensamento
Efeitos e mitigação de recalques em obras civis
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Monitoramento do adensamento
Atenção
Submersão
Ou seja, com o adensamento, o acréscimo de carga diminui, uma vez que o peso específico considerado no cálculo diminui. E, da equação para estimativa de recalques vista no módulo 1, os recalques também serão menores.
Mitigação de recalques em campo
Remoção do solo
Atenção
Melhoramento do solo
O mais comum é a utilização de calda de cimento para injeção (jet grouting) ou incorporar cal ao solo. Ressalta-se que técnicas de melhoramento do solo podem ser muito custosas e, portanto, rotineiramente são descartadas em obras civis.
Pré-carregamento
Quando a deformação tiver terminado, o aterro pode ser removido total ou parcialmente para impor o sobreadensamento do solo. Daí, a obra originalmente prevista para aquele terreno pode ser construída. Como sabemos que solos sobreadensados sofrem recompressão com variação pequena no índice de vazios, as deformações esperadas serão muito pequenas.
Atenção
Fundações profundas
Drenos verticais
Essa técnica é muito efetiva e utilizada em aterros rodoviários; ela é rotineiramente associada à construção de um aterro de sobrecarga (pré-carregamento), podendo ser potencializada com o uso de vácuo nos drenos, que sugam a água da argila e acelera ainda mais o adensamento. Ressalta-se que, dependendo da vultosidade da obra, essa técnica pode ser muito custosa, chegando a ser inviável.
Mão na Massa
Os recalques por adensamento podem ser monitorados em campo por meio de instrumentação específica de vários tipos, entre elas por:
A submersão de aterros construídos diretamente sobre solos moles tem o efeito de:
O recalque em uma argila compressível foi estimado em 1,20m para um tempo de adensamento de 5 anos. Sabendo que no terreno foram instaladas placas de recalque para monitoramento dos deslocamentos que identificaram o deslocamento de 80cm após 3 anos de construção, o grau de adensamento dessa argila para esse tempo era de:
Uma camada de argila compressível receberá um aterro de 2,5m de altura e peso específico de 19kN/m³. Sabendo que a argila se encontra normalmente adensada e que foi estimado que o aterro estaria com 30% de sua altura submerso após o adensamento, o recalque dessa argila é de:
O recalque por adensamento foi estimado para uma argila mole que receberá um aterro de grandes dimensões e 1,5m de altura em sua superfície. Sabendo que o peso específico do material do aterro é de 20kN/m³ e que após o adensamento a argila sofrerá um recalque de 30cm, o acréscimo de carga que esse aterro efetivamente aplica na argila é, em kPa:
Um piezômetro teve sua cota de base instalado em uma argila mole para monitorar o adensamento consequência da construção de um aterro de grandes dimensões que implicou em um acréscimo de tensões de 18kPa nessa camada. Sabendo que o projeto estava correto e previu recalque de 20cm, e que depois de 2 anos o recalque desenvolvido em campo foi de 15cm, nessa ocasião o piezômetro indicava uma medida de:
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Teoria na prática
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Verificando o aprendizado
Uma argila normalmente adensada de 3,5m de espessura, 7kPa de tensão efetiva inicial, 1,8 de índice de vazios inicial, e coeficiente de compressão de 1,3 receberá um aterro de grandes dimensões, altura de 3,5m, construído com material que apresenta 17kN/m³ de peso específico. O recalque esperado para essa argila, considerando o efeito de submersão do aterro, é de aproximadamente:
Um medidor de recalque identificou após 3 anos que o deslocamento sofrido em um terreno foi de 1,5m devido ao adensamento. Sabendo que para esse tempo o grau de adensamento esperado era de 85%, o recalque total que esse solo sofrerá será de:
5. Conclusão
Considerações finais
Podcast
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ReferênciasNote que, caso o solo seja normalmente adensado, inexiste a parcela de
recompressão e .
Compressibilidade
Seja uma camada de argila mole de espessura em contato com camadas de areia por cima e por baixo.
Como sabemos, a permeabilidade da argila é muito menor que a da areia. Logo, quando uma carga é aplicada,
as areias e a argila se comportam de formas distintas.
Enquanto a areia vai conseguir expulsar a água muito rapidamente, sofrendo um recalque
imediato, a argila demorará um tempo considerável para que passe pelo processo de
adensamento. Por esse motivo, diz-se que solos argilosos, que sofrem recalque por adensamento,
são solos compressíveis.
A compressibilidade de uma argila pode ser estimada por meio de coeficientes que aprenderemos no módulo
2.
Os fatores associados à compressibilidade são relacionados principalmente à sua formação e mineralogia:
solos marinhos e com presença de matéria orgânica são mais compressíveis, assim como argilas compostas
por montmorillonitas apresentam maior compressibilidade que as compostas por caulinitas, por exemplo. O
que está por trás desse comportamento são ligações químicas e processos de energia que não cabem ser
explorados aqui.
Atenção
Enquanto o recalque imediato pode ser calculado pela Teoria da Elasticidade, o recalque por
adensamento pode ser calculado pela Teoria do Adensamento de Terzaghi, pois depende do tempo.
Quanto mais próximo das camadas de areia, menor o caminho que a água “estressada” deve percorrer para
ser expulsa dos vazios do solo. Dessa maneira, no meio da camada de argila, a distância até as camadas de
areia – chamadas também de camadas drenantes – é máxima.
A figura a seguir expressa a poro-pressão (u) em termos da profundidade (z), onde nota-se que u é máximo
sempre no meio da camada de argila, e que, ao fim do adensamento, a poro-pressão volta à condição
hidrostática. Como no meio da camada de argila o processo do adensamento demorará mais tempo para ser
concluído, esse é o ponto de referência para o cálculo das tensões da equação do recalque.
Poro-pressão versus profundidade durante o adensamento.
Mão na Massa
Questão 1
O processo de expulsão de água, no tempo, dos poros de um solo devido à imposição de um
acréscimo de carga é chamado na Mecânica dos Solos de:
A
adensamento.
B
recalque.
C
cisalhamento.
D
desaguamento.
E
liquefação.
A alternativa A está correta.
O processo a que o enunciado se refere é o adensamento, o qual pode ser explicado pela Teoria do
Adensamento de Terzaghi. O recalque é o deslocamento que ocorre em consequência do efeito do
adensamento, pois a saída de água provoca uma diminuição de volume no solo.
Questão 2
Com a imposição de uma carga a um solo arenoso, o recalque é sofrido rapidamente,
enquanto em argilas esse recalque pode demorar muito tempo para ocorrer. Esse fato ocorre
devido à (ao):
A
coeficiente de permeabilidade da argila ser muito maior que o da areia.
B
coeficiente de permeabilidade da argila ser muito menor que o da areia.
C
índice de vazios da areia ser muito maior que o da argila.
D
índice de vazios da argila ser muito maior que o da areia.
E
espessura da camada de argila ser sempre maior que a da areia.
A alternativa B está correta.
O coeficiente de permeabilidade das areias é da ordem de 10-5cm/s enquanto o da argila é da ordem de
10-7. Com menor permeabilidade, a expulsão da água dos poros do solo devido ao acréscimo de carga é
muito lenta, caracterizando o adensamento.
Questão 3
Um engenheiro civil, desejando conhecer o comportamento de uma argila diante da aplicação
de cargas, realizou ensaios nesse material e encontrou uma tensão efetiva inicial de 26kPa e
um OCR de 2,3. Sobre esse solo, pode-se dizer que:
A
ele é normalmente adensado, e a sua tensão de pré-adensamento é de 11,30kPa.
B
ele é normalmente adensado, e a sua tensão de pré-adensamento é de 59,80kPa.
C
ele é sobreadensado, e a sua tensão de pré-adensamento é de 59,80kPa.
D
ele é sobreadensado, e a sua tensão de pré-adensamento é de 11,30kPa.
E
ele é sobreadensado, e a sua tensão de pré-adensamento é de 26kPa.
A alternativa C está correta.
O OCR é a divisão da tensão de pré-adensamento pela tensão efetiva inicial. Logo, a tensão de pré-
adensamento pode ser calculada por:
Solos normalmente adensados apresentam OCR = 1,0, enquanto em solos sobreadensados o OCR é maior
que 1,0, como no caso enunciado.
Questão 4
Uma camada de argila de 4m de espessura, coeficiente de compressão de 1,2, índice de
vazios inicial de 2,0 e tensão efetiva inicial no meio da camada de argila de 14kPa, receberá
um acréscimo de tensão de 12kPa. Seu recalque será de:
A
0,54m.
B
0,98m.
C
0,11m.
D
0,21m.
E
0,43m.
A alternativa E está correta.
O recalque pode ser calculado por:
,43m
Questão 5
Uma camada de argila de 3m de espessura apresenta em campo uma tensão efetiva no meio
da camada de argila de 22kPa e OCR de 1,8. Sabendo que se deseja construir um aterro de
grandes dimensões que aplicará uma carga de 10kPa diretamente nessa argila, pode-se dizer
que:
A
a argila apresentará um recalque devido à recompressão, apenas.
B
a argila apresentará um recalque devido à compressão, apenas.
C
a argila apresentará um recalque devido à recompressão e à compressão.
D
a argila apresentará um recalque devido a um descarregamento.
E
a argila não sofrerá recalques.
A alternativa A está correta.
A argila em questão apresenta uma tensão de pré-adensamento de:
E a tensão efetiva final, considerando a construção do aterro é de:
Como a tensão efetiva final é inferior à tensão de pré-adensamento, o recalque sofrido será dado apenas
pelo trecho de recompressão.
Questão 6
Seja a estratigrafia abaixo do solo de fundação que receberá um aterro de 1,5m de altura e
peso específico de 18kN/m³. Considere que o peso específico da areia saturada seja de 19kN/
m³ e o da argila de 15kN/m³; que o coeficiente de recompressão da argila seja de 0,13, o de
compressão 1,3; que o OCR seja de 1,5; e que o índice de vazios inicial da argila seja de 2,3.
O recalque sofrido devido à construção do aterro será de:
A
0,88m.
B
0,39m.
C
0,61m.
D
0,76m.
E
0,47m.
A alternativa B está correta.
Veja a solução no vídeo abaixo:
Estimativa de recalques em solos sobreadensados.
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Teoria na prática
Em regiões de baixada, os solos depositados apresentam altos índices de vazios, que inferem grande
compressibilidade. Na região da Barra da Tijuca – Rio de Janeiro, os índices de vazios podem chegar a 10, o
que significa que grandes recalques por adensamento são esperados quando se deseja construir acima
desses solos.
Suponha que você seja o engenheiro responsável pelo projeto de um aterro de grandes dimensões com 3m de
altura e 18kN/m³ em um solo dessa região. Sabendo que esse solo se encontra em condição sobreadensada
com OCR de 1,6, para coeficiente de compressão de 2,0 e de recompressão de 0,20, que possui uma
espessura de 8,6m e peso específico de 14kN/m³, responda:
a) Qual o recalque esperado no trecho sobreadensado?
b) Qual o recalque esperado no trecho normalmente adensado?
c) Qual o recalque total esperado para a camada de argila?
Chave de resposta
Veja a resolução no vídeo:
Estimativa de recalques em solos compressíveis
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Uma camada de argila mole de 4m de espessura foi ensaiada em laboratório, onde se
encontrou o coeficiente de compressão de 1,4 e índice de vazios de 3,0. Sabendo que a
tensão efetiva no meio dessa camada é de 72kPa e que será construído um edifício de 12
andares nesse solo, em que cada andar contribui com 10kPa no acréscimo de cargas, o
recalque total será, em centímetros:
A
60
B
0,60
C
9
D
30
E
36
A alternativa A está correta.
O recalque pode ser calculado por:
Questão 2
Um engenheiro civil estimou que o acréscimo de carga a ser aplicado em uma argila seriade
40kPa. Sabendo que a tensão efetiva inicial é de 64kPa e a de pré-adensamento, 73,6kPa, a
razão de sobreadensamento (OCR) desse solo é igual a:
A
0,87
B
1,41
C
0,71
D
1,84
E
1,15
A alternativa E está correta.
A razão de sobreadensamento é dada por:
2. Parâmetros do adensamento para estimar o tempo de ocorrência dos recalques
As hipóteses da teoria do adensamento de Terzaghi
Os parâmetros do adensamento
Neste vídeo, conheça mais sobre adensamento de solo.
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Como a expulsão de água dos poros do solo argiloso, devido ao adensamento, ocorre muito lentamente, faz-
se importante estimar quanto tempo levará até que o adensamento acabe, além de estimar a magnitude dos
recalques.
Para tal, continuamos trabalhando com a Teoria do Adensamento de Terzaghi, cujas hipóteses são:
1 O solo é homogêneo;
2 O solo é saturado;
3
A compressibilidade da água nos poros do solo e da água são desprezíveis em relação
ao conjunto solo-água;
4
O adensamento ocorre de forma homogênea em um solo, seja a camada de pequena
espessura, seja ela de grande espessura;
5 A compressão é unidimensional, na vertical;
6 O fluxo de água é unidimensional, na vertical;
7 Vale a Lei de Darcy;
8
Parâmetros físicos que variam durante o processo são admitidos como constantes,
como a permeabilidade do material;
9
O índice de vazios (e) varia linearmente com o aumento da tensão efetiva vertical
durante o adensamento; e
10 As deformações e os deslocamentos são admitidos infinitesimais.
Saiba mais
A Teoria do Adensamento de Terzaghi é a melhor ferramenta que se tem para estimar o tempo de
ocorrência para os recalques. Não cabe aqui demonstrar toda a formulação da Teoria do Adensamento.
Para tal, você pode consultar qualquer livro de Mecânica dos Solos.
Parâmetros do adensamento
Quando o processo de adensamento já se encontra em desenvolvimento, é muito útil saber quanto ainda de
recalque a camada sofrerá. Para tal, define-se o grau de adensamento , que representa a relação entre o
adensamento já desenvolvido e o adensamento total:
Atenção
Para e a deformação especifica, o recalque, o índice de vazios e a tensão vertical efetiva para um tempo
qualquer.
Podemos dizer que o grau de adensamento equivale ao ganho de tensão efetiva durante o adensamento
até o tempo . Se esse ganho é função da dissipação da poro-pressão, em módulo:
O grau de adensamento também pode ser escrito como o grau de dissipação da poro-pressão:
O coeficiente de compressibilidade ( ) é a relação entre a variação linear do índice de vazios e das
tensões verticais efetivas (lembre-se de que essa é uma hipótese da teoria). Logo:
Atenção
Observação: não confunda coeficiente de compressibilidade ( ) com de compressão ( )
O coeficiente de variação volumétrica ( ) é a relação entre a variação de deformação específica e de
tensão vertical:
Note que:
A velocidade no qual ocorre o adensamento é chamado de coeficiente de adensamento , admitida como
constante durante o processo de adensamento. Como ao longo do tempo se dissipa o excesso de poro-
pressão, tem-se que:
Para k o coeficiente de permeabilidade do solo, o coeficiente de compressibilidade e o peso
específico da água ( , rotineiramente admitido como ).
Outro parâmetro definido no adensamento é o fator tempo ( T ), adimensional, dado por:
Sendo a distância de drenagem da água. Caso uma camada de argila de espessura esteja
"sanduichada" por duas de areia, essa distância de drenagem é . Caso só exista uma camada drenante
na fronteira e a outra seja, por exemplo, uma rocha sã, :
Distâncias de drenagem para drenagem dupla e única.
Equação e curva do adensamento
Os parâmetros do adensamento se combinam para formar a Equação do Adensamento, cuja solução é dada
definindo condições de contorno, de forma a chegarmos à sua solução:
Uma condição de contorno é que o adensamento não se dá por igual para toda profundidade, pois a
dissipação da poro-pressão ocorre muito mais rapidamente próximo às fronteiras drenantes e mais
lentamente no meio da camada compressível.
Assim, para diversos tempos após o carregamento, a solução gráfica é dada por:
Grau de adensamento em função da profundidade e do fator tempo.
As curvas dessa figura são isócronas, o que significa “mesmo tempo”, e indicam como se
desenvolve o adensamento em profundidade para cada fator tempo. Ressalta-se que essas curvas
podem ser utilizadas seja qual for o solo, mas fique atento porque, caso a camada compressível
tenha apenas uma fronteira drenante, será válida apenas a metade da figura anterior.
O grau de adensamento médio (U) pode ser simplificado por:
Cuja solução gráfica é dada pela figura seguinte, a Curva de Adensamento:
Curva de adensamento
Atenção
Nota-se que essa curva pode ser dividida em dois trechos: • uma para U menor que 60%, em que a
relação com o fator tempo T é parabólica; • outra para U superior a 60%, quando a relação é mais
“aberta”.
Podemos usar as equações simplificadoras a seguir, úteis quando não se dispõe da curva U x T em mãos:
Os valores indicados na tabela a seguir são pares de valores U (%) x T retirados da curva de adensamento.
U
(%) T U
(%) T U
(%) T
1 0,0001 35 0,0962 70 0,197
5 0,0020 40 0,126 75 0,477
U
(%) T U
(%) T U
(%) T
10 0,0078 45 0,159 80 0,567
15 0,0177 50 0,197 85 0,684
20 0,0314 55 0,239 90 0,848
25 0,0491 60 0,287 100
30 0,0707 65 0,340
Pares U x T da Curva de adensamento. Adaptado de Pinto (2006, p. 215).
Ensaio edométrico
O ensaio edométrico é o mais empregado para simular o adensamento em laboratório. Nesse ensaio, confina-
se uma amostra de solo indeformado em um anel rígido de aço, de modo que as laterais da amostra não
sofram deformação.
São colocadas pedras porosas no topo e na base da amostra, de modo que o fluxo seja vertical por duas
fronteiras drenantes. Um esquema da montagem da amostra encontra-se ilustrado na figura a seguir.
Montagem esquemática do ensaio edométrico.
Então, aplica-se a esse sistema uma carga por meio de prensas ou de cargas mortas, com anilhas,
conforme ilustrado na figura seguinte. Do que entendemos por adensamento, a amostra deverá sofrer
deslocamentos à custa da saída de água sob pressão nos poros do solo, que buscarão as pedras porosas.
Quando a deformação cessa, dobra-se o carregamento. Geralmente, o tempo para o incremento da carga é de
24h.
Aparelhos edométricos com carregamento mecânico e automático.
Por meio de extensômetros ou medidores de deslocamento automatizados (LVDT – Linear Variable Differential
Transformer), são realizadas leituras no tempo do deslocamento vertical que a amostra sofre.
Assim, do ensaio, obtém-se diretamente os deslocamentos verticais. As cargas aplicadas em cada
estágio do ensaio devem ser conhecidas e o tempo deve ser cronometrado. É possível, então,
traçar um gráfico deslocamento x tempo para se avaliar como o recalque se desenvolve com o
tempo. Também é possível obter a velocidade – o coeficiente de adensamento – pelo Método de
Casagrande ou Método de Taylor, apresentados mais à frente.
Sabendo o peso específico do solo, o peso específico da água, as dimensões do corpo de prova e a variação
da altura durante o ensaio, é possível determinar a tensão total, a poro-pressão e a tensão efetiva em
qualquer instante do ensaio. Conhecendo a densidade real dos grãos desse solo, é possível obter o índice de
vazios e a sua variação com o desenvolvimento do adensamento. Sendo assim, é possível traçar a curva de
compressão para esse solo.
Também podem ser realizadas fases de descarregamento para determinação do coeficiente de recompressão
do solo ensaiado. Para a garantir a qualidade dos resultados encontrados, é de suma importância que a
amostra seja indeformada e que seja mantida saturada até o fim do ensaio.
Saiba mais
A norma técnica brasileira que padroniza os procedimentos para o ensaio de adensamento edométrico é
a ABNT NBR 12007. Também se toma a norma americana ASTM D2435/ D2435M como referência para a
realização desse tipo de ensaio.
Métodos para determinação da tensão de pré-
adensamento
Para determinar a razão de sobreadensamento de um solo e saber se ele possuirá comportamento
sobreadensado ou normalmente adensado em campo após a aplicação de um carregamento, é preciso
conhecer qual a sua tensão de pré-adensamento .
O Método de Casagrande é um procedimento gráfico para determinar , cujos procedimentos a serem
seguidos são:
Marcar o ponto A na curva de compressão, onde a curvatura é máxima.
Traçar uma reta horizontal a partir de A.
Traçar uma reta tangente a partir de A.
Traçar a bissetriz do ângulo ( ) formado pelas retas e .
Traçar uma reta de prolongamento do trecho de compressão virgem .
1.
2.
3.
4.
5.
Determinar pela abscissa correspondente à interseção da reta .
Determinação de σ’p pelo Método de Casagrande.
No Método de Pacheco e Silva, os procedimentos são:
Traçar uma reta horizontal de ordenada igual ao índice de vazios inicial da amostra .
Prolongar o trecho virgem até que toque a reta no ponto A.
Traçar uma reta vertical a partir de A até encontrar a curva de compressão no ponto B.
Traçar uma reta horizontal a partir de B até encontrar o prolongamento no ponto C.
Determinar pela abscissa pela abscissa correspondente ao ponto C .
Determinação de \(\sigma_p^{\prime}\) pelo Método de Pacheco e Silva.
Métodos para determinação do coeficiente de
adensamento
O Método de Casagrande para determinação do coeficiente de adensamento é baseado no formato da
curva de porcentagem de recalque UxT em escala semilogarítmica. Para determinar o coeficiente de
adensamento, os passos desse método são:
1. Determinar a altura do corpo de prova no início do ensaio .
6.
1.
2.
3.
4.
5.
2. Da curva , tomar a ordenada para um tempo qualquer (t) no trecho inicial, onde a relação é
parabólica.
3. Da curva , tomar a ordenada para um tempo 4 t.
4. Somar a diferença à ordenada do tempo t, de forma a obter a ordenada correspondente ao início
do adensamento (elimina-se, assim, qualquer compressão inicial imediata).
Recomenta-se repetir o procedimento para outros dois valores de t, por exemplo, para verificar a acurácia
obtida para a compressão inicial.
5. Estimar a altura final do corpo de prova para o final do adensamento primário ( ), tomando a ordenada
da interseção da tangente ao ponto de inflexão da curva com a assíntota ao trecho final da curva.
6. Determinar a altura do corpo de prova quando 50% do adensamento tiver ocorrido (U = 0,50), o que
representa a média dos dois valores obtidos nas etapas anteriores.
7. Verificar o tempo em que U = 0,50 por meio da curva U x log T.
8. Calcular o coeficiente de adensamento por meio da fórmula:
Ressalta-se que 0,197 é o fator tempo correspondente a , da tabela apresentada no
módulo é a espessura disponível de drenagem quando ocorreu do recalque, e é o
tempo em que ocorreu 50\% do recalque.
Determinação do coeficiente de adensamento pelo Método de Casagrande.
O Método de Taylor baseia-se no formato da curva de UxT, para o eixo das abscissas igual à raiz quadrada de
T, segundo os passos:
1. Tomar a diferença entre o ponto que corresponde à altura do corpo de prova no início do adensamento e a
altura do corpo de prova antes do carregamento ( .
2. Traçar uma reta com as abscissas iguais a 1,15 vezes as abscissas correspondentes da reta inicial, a partir
do início do adensamento (após a compressão inicial).
A interseção da reta com a curva do ensaio indica o ponto em que teriam ocorrido 90% do adensamento.
Como pela equação parabólica da parte inicial da curva de adensamento para U = 0,90 e T = 0,64, a raiz
quadrada é 0,80, e pela solução da teoria do adensamento para U = 0,90 T = 0,848, cuja raiz quadrada é 0,92:
3. Definir o ponto onde ocorreu do recalque o tempo necessário .
4. Calcular o coeficiente de adensamento por meio da fórmula:
Determinação do coeficiente de adensamento pelo Método de Taylor.
Mão na Massa
Questão 1
A taxa de ocorrência dos recalques no tempo, ou seja, a velocidade de deformação segundo a
Teoria do Adensamento de Terzaghi, é chamada de:
A
fator tempo.
B
coeficiente de compressão.
C
coeficiente de adensamento.
D
grau de adensamento.
E
coeficiente de deformabilidade.
A alternativa C está correta.
Segundo a Teoria do Adensamento de Terzaghi, a velocidade de ocorrência do adensamento é chamada de
coeficiente de adensamento.
Questão 2
Uma argila mole foi ensaiada em laboratório no aparelho edométrico, em que para dado nível
de tensões, verificou-se que, para 50% do tempo de adensamento, a altura do corpo de prova
era de 3,6cm, ocorridos após 3 horas de aplicação do carregamento. O coeficiente de
adensamento estimado pelo Método de Casagrande é, em m²/s,
A
2,36 . 10-8.
B
2,13 . 10-5.
C
5,91 . 10-5.
D
2,36 . 10-4.
E
5,91 . 10-9.
A alternativa C está correta.
Como no ensaio edométrico são colocadas duas pedras porosas nas extremidades verticais da amostra:
Logo, o coeficiente de adensamento pode ser estimado pelo Método de Casagrande:
Questão 3
Uma argila mole de 3m de espessura, duas fronteiras drenantes e coeficiente de
adensamento de 0,50 m²/ano, precisará, para atingir grau de adensamento de 92%, do tempo
de:
A
4,22 anos.
B
2,99 anos.
C
16,88 anos.
D
11,95 anos.
E
4,98 anos.
A alternativa A está correta.
Veja a solução no vídeo abaixo:
Cálculo do tempo para adensamento
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Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
Questão 4
Uma argila mole de 8m de espessura, uma fronteira drenante e coeficiente de adensamento
de 0,70m2/ano, precisará, para atingir grau de adensamento de 95%, do tempo de:
A
100,00 anos.
B
200,00 anos.
C
168,88 anos.
D
103,22 anos.
E
202,22 anos.
A alternativa D está correta.
Para um grau de adensamento médio , o fator tempo é:
O tempo, então, pode ser estimado:
Questão 5
Seja uma argila mole de 5m de espessura, que possui coeficiente de adensamento de 2,2 x
10-8 m²/s. Sabendo que essa camada possui duas fronteiras drenantes, o tempo para que
ocorra 60% dos recalques será de:
A
1 ano.
B
2,6 anos.
C
1,3 anos.
D
8,1 anos.
E
3,3 anos.
A alternativa B está correta.
Para o grau de adensamento de 60%, o fator tempo pode ser retirado da tabela como equivalente a 0,287 .
Que também poderia ser calculado pela fórmula:
A partir da fórmula do fator tempo, o tempo para que ocorra o adensamento pode ser calculado por:
Questão 6
Para uma argila que possui um coeficiente de adensamento de 1,8 x 10-8m²/s, índice de
vazios de 1,0 e coeficiente de permeabilidade de 1,12 x 10-7cm/s, o coeficiente de
compressibilidade é, em kPa-1,
A
3,214.
B
0,012.
C
1,244.
D
0,062.
E
0,622.
A alternativa B está correta.
A partir da fórmula do coeficiente de adensamento, o coeficiente de compressibilidade pode ser calculado
por:
Teoria na prática
Suponha que você seja o engenheiro responsável pelo projeto de um aterro de grandes dimensões com 3m de
altura e 18kN/m³ em um solo que tenha índice de vazios inicial de 10. Sabendo que esse solo se encontra em
condição normalmente adensada, que possui uma espessura de 8,6m, peso específico de 14kN/m³, dupla
drenagem, que seu coeficiente de compressão é de 2,0 e de adensamento 0,7m²/ano, responda:
a) Qual o recalque esperado?
b) Em quanto tempo deverá ocorrer 50% do recalque esperado?
c) Qual o grau de adensamento depois de 6 anos de construção?
Chave de resposta
Veja a solução no vídeo:
Estimativa de recalques em solos compressíveis.
Conteúdo interativo
Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
Verificando o aprendizado
Questão 1
O tempo necessário para ocorrência de metade do adensamento em um solo argiloso
compressível de 4m de espessura, dupla fronteira drenante e coeficiente de adensamento de
0,30m²/ano é de:
A
2,63 anos.
B
10,50 anos.
C
1 ano.
D
6,09 anos.
E
12 anos.
A alternativa A está correta.Para metade do adensamento, . Da tabela, o fator tempo T correspondente é de 0,197 . E como o
solo tem duas fronteiras drenantes:
Logo, o tempo necessário nesse caso é de:
Questão 2
Um engenheiro civil estimou que uma argila mole de 5m de espessura e dupla drenagem
recalcaria 25cm por conta da construção de um aterro. Sabendo que após 2 anos esse solo
havia recalcado 10cm, o coeficiente de adensamento desse solo vale:
A
0,04m²/ano.
B
0,64m²/ano.
C
1,57m²/ano.
D
2,54m²/ano.
E
0,39m²/ano.
A alternativa E está correta.
Após 2 anos, o recalque desenvolvido em relação ao total estimado é 10/25 = 0,4. Ou seja, U = 40%. Da
tabela, para esse valor de U, o fator tempo é de 0,126.
Considerando duas camadas de drenagem, a distância de drenagem . A partir da
fórmula do fator tempo:
3. Os possíveis desvios do adensamento em campo com relação à Teoria do Adensamento de Terzaghi
Ajuste no coeficiente de adensamento
Desenvolvimento do adensamento em campo
Neste vídeo, conheça mais sobre adensamento de solo.
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Acesse a versão digital para assistir ao vídeo.
Observa-se que em casos reais de adensamento em campo os tempos para o desenvolvimento dos recalques
são menores em relação àqueles indicados pela Teoria do Adensamento de Terzaghi. Tal fato pode ser
atribuído aos seguintes fatores:
Existência de certa drenagem horizontal no solo de fundação
Deve-se lembrar de que o fluxo vertical é uma hipótese da teoria, mas em campo não é possível impedir que
ocorra drenagem também na horizontal. Quando isso ocorre, tem-se um fluxo lateral, e outras abordagens
para o cálculo do adensamento podem ser aplicadas ao problema a fim se chegar mais próximo da realidade.
Existência de lentes de areia
A existência de lentes de areia é comum em sedimentos marinhos da costa brasileira e nas várzeas dos rios. O
efeito de conter um material de alta permeabilidade na camada compressível é a de diminuir a distância de
drenagem durante o adensamento e, como consequência, fazer com que o tempo de dissipação da
poro-pressão (do adensamento) seja menor:
Estrato de solo com a presença de lente de areia.
Passagem do estado de ligeiramente sobreadensado para
normalmente adensado
Lembre-se de que quando o solo se encontra sobreadensado a recompressão é dada com baixa diminuição
do índice de vazios, enquanto para o trecho normalmente adensado a compressão é grande. Logo, próximo à
fronteira que separa esses dois comportamentos (próximo da tensão de pré-adensamento) o cv sofre uma
brusca variação, conforme ilustrado a seguir. Assim, o engenheiro civil que está projetando uma estrutura
deve ter isso em mente para escolher um cv adequado para a sua situação de trabalho.
Variação do coeficiente de adensamento.
O método mais acurado para se estimar é por meio da retroanálise de carregamentos reais no solo em
estudo. Para tal, deve-se medir os recalques em campo e determinar os valores de a partir dos métodos
de Taylor ou de Casagrande (referente ao ).
Taylor
Referente a .
Saiba mais
Segundo Pinto (2006), retroanálises de recalques observados em aterros construídos na Baixada
Santista indicam valores de coeficiente de adensamento de 0,1 a 0,5m²/dia, valores de 30 a 100 vezes
maiores do que aqueles obtidos de ensaios de laboratório. Justifica-se, assim, a importância da
calibração desse parâmetro durante a execução de obras civis.
Amolgamento do solo
O amolgamento consiste em perturbação e desarranjo da estrutura de um solo por meio da distorção das
partículas devido à execução de um furo de sondagem, do processo de coleta e transporte de uma amostra,
ou do preparo do corpo de prova para a realização de um ensaio.
Os efeitos da perturbação de uma amostra amolgada, em relação a uma amostra indeformada, são:
Amolgamento
Do verbo amoldar que tem por um de seus significados tornar amolecido.
1 O índice de vazios inicial ( ) e para qualquer instante no ensaio (e) é menor.
2 O coeficiente de recompressão ( ) é maior.
3
A "quebra" entre o comportamento sobreadensado e normalmente adensado é menos
acentuada, o que dificulta a obtenção da tensão de pré-adensamento .
4 A tensão de pré-adensamento é menor.
5 O coeficiente de compressão ( ) é menor.
Esses efeitos encontram-se ilustrados na figura a seguir.
Curvas de compressão de amostras amolgadas e indeformadas.
Deve-se ter em mente que as perturbações que provocam o amolgamento dos solos para retirada de amostra
não ocorrem em campo, quando um carregamento é simplesmente aplicado na superfície. Assim, quanto
menos perturbada estiver a amostra, melhor a qualidade do ensaio e mais o resultado obtido deve se
aproximar do adensamento que ocorreria em campo.
Saiba mais
Existe um caso em que há a perturbação e amolgamento do solo de fundação que não da retirada de
amostras: a implantação de drenos verticais para aceleração de recalques, que veremos no módulo 4.
É importante que o engenheiro civil envolvido
na avaliação de resultados de ensaios
edométricos, cálculo do adensamento e
monitoramento de recalques saiba avaliar a
qualidade de resultados obtidos e a sua
aderência ao caso real em estudo, pois a
aplicação do menor, por exemplo, levaria a
subestimar os recalques a serem
desenvolvidos.
Por outro lado, caso o trecho de recompressão
seja mais expressivo que o de compressão para
o nível de tensões a ser imposto em campo,
como o é maior em amostras amolgadas, o recalque pode ser superestimado. Caso o engenheiro civil
tenha optado por uma solução de redução dos efeitos do adensamento, pode ser que a obra seja
superdimensionada e até desnecessária.
Saiba mais
A norma técnica brasileira ABNT NBR 9820 preconiza os procedimentos para retirada de amostras
indeformadas de solos de baixa consistência a serem utilizadas em ensaios de laboratório. Ressalta-se,
no entanto, que ainda que essa norma seja seguida à risca, a amostragem nunca é perfeita: sempre
haverá uma perturbação relacionada ao processo de retirada do solo, transporte e preparação de corpos
de prova, ainda que mínima.
Adensamento secundário
No módulo anterior, vimos na relação teórica entre UxT que após o desenvolvimento do adensamento a curva
se aproxima a uma assíntota horizontal. No entanto, nota-se em curvas obtidas em laboratório que após o
adensamento previsto pela Teoria do Adensamento de Terzaghi há uma mudança na inclinação da curva e a
continuação da deformação no tempo.
No fim do primário, todo carregamento imposto já foi transferido para a tensão vertical efetiva, e não deve
haver mais ganho de tensão efetiva no tempo ( constante).
Ora, se dissemos anteriormente que baseado no Princípio das Tensões Efetivas o solo só pode variar
de volume se houver variação de tensão efetiva, à custa de que estaria ocorrendo essa compressão
secundária?
A Mecânica dos Solos Clássica, que estudamos no curso de Engenharia Civil, não possui ainda uma resposta
para essa pergunta. Nas últimas décadas, muitas pesquisas foram desenvolvidas para tentar explicar o
fenômeno do adensamento secundário, sendo que a maioria delas envolve a aplicação de conceitos de
mecânica dos fluidos, reologia ou de ligações químicas entre partículas dos solos.
O fato é que mesmo que ainda não saibamos por que o fenômeno ocorre, é importante que se tenha em
mente que ele deve ser considerado em projetos. Como o adensamento secundário ocorre muito lentamente,
a deformação acumulada devido a esse fenômeno pode ser expressiva mesmo décadas, centenas e milhares
de anos após a construção.
Adensamento primário
A deformação que ocorre no solo até o ponto
onde há mudança na inclinação é aquele
previsto na Teoria de Adensamento de
Terzaghi, relacionado ao processo de
adensamento primário.
Adensamento secundário
Toda deformação que ocorre após esse
ponto é chamada de adensamento
secundário, que ocorre ainda mais
lentamente que o primário e não é
justificado por essa teoria.
Exemplo
Considerando uma camada de argila de 10m de espessura e coeficiente de adensamento secundário de
1%, enquantoo adensamento primário deve ser terminado em cerca de 2 anos, o adensamento
secundário após 20 anos seria de 10cm, de 20cm para 200 anos, e assim por diante. Ou seja: esse
fenômeno não pode ser ignorado em um projeto de fundações!
Enquanto não sabemos o que está por trás do adensamento secundário, a forma mais rotineira para se
calcular o recalque secundário é por meio do coeficiente de adensamento secundário ( ), dado pela
inclinação do trecho final da curva deformação x tempo em termos da deformação específica :
Recalque por adensamento secundário.
Esse coeficiente também pode ser expresso em função do índice de vazios:
Em que a relação entre esses dois coeficientes é:
Saiba mais
Segundo Pinto (2006), varia de 0,5% a para argilas normalmente adensadas, e pode atingir valores ainda
maiores a depender da plasticidade da argila e da presença de matéria orgânica.
Embora pareça ser simples a estimativa do adensamento secundário por meio de , existem severas
limitações por trás dessa abordagem. Uma delas é que o solo não pode se deformar infinitamente até que o
índice de vazios chegue a zero. Ou seja, esse coeficiente deve diminuir com o passar o tempo, de modo que a
curva deformação x tempo chegue a uma assíntota horizontal.
Outra crítica que pode ser feita é que a separação entre adensamento primário e secundário é
meramente didática. Na prática, ainda que não esteja claro qual o mecanismo que motive o
adensamento secundário, não existe razão para que ele “espere” o primário terminar para que ele
comece.
O adensamento secundário e o amolgamento do solo são efeitos que fazem com que o recalque estimado
pela Teoria de Terzaghi e aquele observado em campo sejam divergentes, enquanto a presença de lentes de
areia e a existência de fluxo lateral fazem com que o tempo estimado pela teoria seja diferente daquele
ocorrido em campo.
Mão na Massa
Questão 1
Em relação às magnitudes dos recalques, o efeito do amolgamento do solo é de:
A
estimar um recalque menor para o trecho de compressão.
B
estimar um recalque menor para o trecho de recompressão.
C
estimar um recalque menor para o trecho de compressão e recompressão.
D
estimar um recalque maior para o trecho de compressão e recompressão.
E
estimar um recalque igual ao de uma amostra indeformada.
A alternativa A está correta.
O amolgamento dos solos tem como efeito aumentar o coeficiente de recompressão e diminuir o
coeficiente de compressão em relação às amostras indeformadas. Logo, os recalques estimados em
amostras amolgadas são maiores para o trecho de recompressão (superestimados) e menores para o
trecho de compressão (subestimados).
Questão 2
Quando um solo compressível apresenta lentes de areia, observa-se um desvio do
adensamento estimado pela Teoria do Adensamento de Terzaghi em relação àquele que
efetivamente ocorre em campo. Esses desvios são dados por:
A
recalques menores em solos com lente de areia.
B
maior distância de drenagem em solos com lente de areia.
C
menor tempo de adensamento em solos com lente de areia.
D
menor coeficiente de adensamento em solos com lente de areia.
E
menores trechos de compressão.
A alternativa C está correta.
A presença de lentes de areia em solos compressíveis faz com que haja um material de alta
permeabilidade, diminuindo a distância de drenagem e o tempo para ocorrência do adensamento. O
recalque estimado é de mesma magnitude, assim como o coeficiente de adensamento, pois essas
grandezas dependem dos parâmetros de compressibilidade da argila, principalmente.
Questão 3
Um engenheiro civil estimou que o recalque em uma argila mole devido à construção de um
edifício seria de 2,0m. Após a realização do projeto, durante a fase de execução da obra, ele
constatou que no meio da camada de argila havia uma lente de areia. Sobre a aderência entre
o projeto e a prática, pode-se afirmar que:
A
o tempo para desenvolvimento do recalque será quatro vezes menor em campo.
B
o tempo para desenvolvimento do recalque será duas vezes menor em campo.
C
o tempo para desenvolvimento do recalque em campo será igual ao estimado.
D
o recalque em campo será duas vezes maior que o estimado.
E
o recalque em campo será duas vezes menor que o estimado.
A alternativa A está correta.
O tempo estimado pelo engenheiro no projeto é:
A presença da lente de areia tende a diminuir a distância de drenagem. Como a lente de areia foi
identificada na metade da camada de argila, .
Assim:
O tempo estimado em projeto é quatro vezes maior que o de campo.
Questão 4
Uma argila mole foi ensaiada em laboratório no aparelho edométrico em uma amostra
amolgada e outra indeformada. Para a amolgada, o índice de recompressão foi de 0,12 e de
compressão 1,2; e para a indeformada, o índice de recompressão foi de 0,15 e o de
compressão 1,0. Sabendo que a tensão efetiva inicial é de 12kPa, a de sobreadensamento de
20kPa e a final de 40kPa, o recalque total da amostra amolgada deve ser:
A
16% maior que da amostra indeformada.
B
84% maior que da amostra indeformada.
C
16% menor que da amostra indeformada.
D
84% menor que da amostra indeformada.
E
igual ao da amostra indeformada.
A alternativa A está correta.
Veja a solução no vídeo abaixo:
Qualidade de amostras na estimativa de recalques
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Questão 5
Por meio do monitoramento de recalques em campo, um engenheiro civil traçou uma curva de
formação específica versus tempo e obteve a variação de 1% após a ocorrência do
adensamento primário, que se deu em 4 anos. Sabendo que a camada de argila possuía uma
espessura de 8m antes do acréscimo de tensões, o recalque devido ao secundário após 40
anos é de:
A
8 cm
B
4 cm
C
40 cm
D
80 cm
E
100 cm
A alternativa A está correta.
O recalque devido ao adensamento primário se deu em 4 anos. Com a taxa de 1% para o secundário, após
40 anos:
Questão 6
6. Durante a amostragem de um solo argiloso mole para realização de ensaio edométrico, a
amostra foi amolgada durante o transporte, de modo que o coeficiente de compressão era
15% menor que aquele efetivamente observado em campo. Sabendo que a argila era
normalmente adensada, o recalque estimado no projeto com parâmetros amolgados foi:
A
igual ao observado em campo.
B
15% do recalque observado em campo.
C
85% do recalque observado em campo.
D
66% do recalque observado em campo.
E
11% do recalque observado em campo.
A alternativa C está correta.
O recalque em uma argila normalmente adensada pode ser calculada por:
Ou seja, o recalque é diretamente proporcional ao coeficiente de compressão. Sendo as demais grandezas
iguais para a situação de campo e amolgada. Tem-se que:
O recalque estimado ( ) é 85% do de campo ( ).
Teoria na prática
Para a elaboração de projetos de fundações, é comum a realização de ensaios de simples reconhecimento
(SPT) para reconhecimento da estratigrafia do solo. Devido à natureza desse ensaio, muitas vezes camadas
pouco espessas não são identificadas. Um engenheiro durante a elaboração do projeto de um edifício de 20
andares, estudou como se daria o adensamento da camada compressível identificada no ensaio SPT. O
recalque estimado foi de 50cm, e o tempo para ocorrência dessa deformação de 6 anos. Sabendo que havia
uma lente de areia simetricamente posicionada nessa camada de argila que não foi identificada para o projeto,
responda:
a) Quanto tempo foi necessário para o adensamento ocorrer em campo?
b) Que recalque efetivamente ocorreu em campo?
Chave de resposta
Veja a solução no vídeo:
Presença de lentes de areia em solos compressíveis
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Duas amostras de argila mole foram ensaiadas no aparelho edométrico, em que se obteve os
coeficientes de recompressão de 0,14 e 0,10 para a condição amolgada e indeformada,
respectivamente. Sobre o recalque estimado para essas duas amostras, pode-se afirmar que:
A
o da amolgada é 40% maiorque o da indeformada.
B
o da amolgada é 40% menor que o da indeformada.
C
o da amolgada é 70% maior que o da indeformada.
D
o da amolgada é 70% menor que o da indeformada.
E
os recalques são iguais para a amolgada e a indeformada.
A alternativa A está correta.
Vimos no módulo 1 que o recalque pode ser estimado por:
Ou seja, o recalque é diretamente proporcional ao coeficiente de recompressão. Sendo as demais
grandezas iguais para as duas situações estudadas, tem-se que:
Logo, o recalque é 40% maior na condição amolgada.
Questão 2
Estimou-se um tempo de 2 anos para a ocorrência do adensamento em uma camada argilosa. Após a
finalização do projeto, foi identificada uma lente de areia no meio da camada. O tempo que efetivamente
levará para a ocorrência do adensamento será de:
A
12 meses
B
6 meses
C
24 meses
D
3 meses
E
18 meses
A alternativa B está correta.
A presença da lente de areia no meio da camada de argila diminui pela metade a distância de drenagem.
Considerando dupla drenagem, nessa situação. Para o tempo sem a lente de
areia, e o tempo com a lente de areia, tem-se que:
Como foi estimado em 4 anos:
4. Os efeitos do adensamento e saber como mitigá-los em obras civis
Efeitos do adensamento
Efeitos e mitigação de recalques em obras civis
Neste vídeo, conheça mais sobre adensamento de solo.
Conteúdo interativo
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Os efeitos desfavoráveis do adensamento são diretamente ligados às deformações. As patologias mais
comuns observadas que advém do recalque do solo de fundação são:
trincas a 45°;
ruptura de tubulações;
impossibilidade de abertura e fechamento de portas;
desaprumos.
Veja a seguir a definição de dois tipos de recalque:
•
•
•
•
Recalques diferenciais
Quando se tem uma estratigrafia no solo de
fundação que não é homogênea ou as
camadas não horizontais, temos pontos com
recalques desiguais, chamados de recalques
diferenciais.
Recalque uniforme
Caso a camada compressível seja
horizontal, de modo a sofrer um
deslocamento vertical como um todo,
temos um recalque uniforme.
Recalque uniforme e diferencial em solos.
Monitoramento do adensamento
Para saber se o que foi previsto em projeto é o que efetivamente ocorre em campo, deve-se implantar
instrumentos geotécnicos de monitoramento que meçam grandezas de controle para comparação ao que era
esperado em projeto.
Para monitoramento das deformações, os instrumentos mais comuns são os marcos superficiais ou placas de
recalque. Esses instrumentos medem cotas que, quando comparadas a um ponto fixo indeslocável, dão
medidas de deslocamento:
Placa de recalque para monitoramento de recalque.
Caso o que se deseje avaliar seja o coeficiente ou o grau de adensamento em campo, pode-se instalar
piezômetros na camada compressível, que medem qual a poro-pressão na cota de instalação:
Piezômetro para monitoramento de poro-pressão.
O monitoramento do adensamento é necessário para avaliar a aderência entre a expectativa (o projeto) e a
realidade (a obra). Isso porque, caso as duas situações sejam muito divergentes, o engenheiro projetista e o
engenheiro de obra devem decidir como adequar o projeto para que os efeitos associados ao adensamento
não prejudiquem a obra.
Atenção
Ressalta-se que, mais importante que a instalação desses instrumentos, é a correta calibração, leitura
periódica e correta interpretação dos resultados. Essas atividades devem ser realizadas por engenheiro
geotécnico competente e com experiência na área.
Submersão
No módulo 1, vimos que a estimativa de recalques depende dos parâmetros do solo e das tensões efetivas
inicial, final e de pré-adensamento. Considere o caso no qual o acréscimo de tensões é dado pela construção
de um aterro em grandes dimensões de peso específico e altura , diretamente apoiado em um depósito
de argila mole, cujo nível d'água coincide com o nível do terreno.
Vimos que nesse caso pode ser dado por . No entanto, à rigor, com o desenvolvimento dos
recalques por adensamento no tempo, parte do aterro vai ficando submerso, de modo que o peso específico
dessa região abaixo do nível d'água fique saturado, conforme ilustrado na figura seguinte.
Aterro com submersão.
Assim, devemos calcular o acréscimo de tensões considerando esse efeito de submersão, visto que o
acréscimo de tensões deverá ser dado por:
Para o peso específico submerso :
Ou seja, com o adensamento, o acréscimo de carga diminui, uma vez que o peso específico
considerado no cálculo diminui. E, da equação para estimativa de recalques vista no módulo 1, os
recalques também serão menores.
Assim, para se considerar o efeito da submersão do aterro, seguimos os seguintes passos:
Calcular o recalque considerando todo o aterro em condição seca (conforme construído). Essa
estimativa é a que fizemos no módulo 1.
Calcular um novo acréscimo de tensões considerando que a espessura submersa, ,
equivale a .
Calcular o recalque considerando que o aterro está com submerso.
Calcular um novo acréscimo de tensões considerando que a espessura submersa equivale a
.
Calcular o recalque considerando que o aterro está com submerso.
Repetir os passos até que o recalque convirja para um só valor.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Esse será o recalque mais próximo da realidade, uma vez que foi considerada a submersão do aterro.
Geralmente, duas ou três tentativas são suficientes para que os resultados sejam convergentes.
Mitigação de recalques em campo
Digamos que após a estimativa do adensamento por meio das ferramentas que aprendemos nos módulos
anteriores, o projetista chegue à conclusão de que a deformação que ocorra no tempo inviabilize a construção
porque, por exemplo, após alguns anos haveria um degrau entre o nível do terreno e a obra.
Para contornar esse problema, o engenheiro não precisa desistir do projeto, encontrar um local mais favorável
para construção ou aceitar o recalque excessivo. Diversas são as soluções para mitigação dos problemas
associados ao adensamento. Veremos aqui as soluções mais comuns utilizadas na Engenharia Civil.
Remoção do solo
A primeira solução listada é a remoção do solo, que consiste em escavar o solo compressível e reaterrar a
área com um solo que apresente propriedades de deformação e resistência melhores. Dessa maneira, o
recalque calculado pode ser eliminado.
Atenção
Segundo Almeida e Marques (2014), essa técnica só deve ser vantajosa para camadas de até 4,0m.
Cabe ressaltar que o solo argiloso compressível
nem sempre ocorre na superfície do terreno.
Portanto, ainda que a camada de argila seja
pouco espessa, se ela estiver em profundidade,
após várias estratigrafias distintas, o processo
de remoção será inviável.
Outro ponto importante é que solos argilosos
são pouco aproveitáveis em outras atividades
da construção civil (construção de aterros e
fabricação de outros materiais), como a areia
pode ser utilizada no concreto.
A argila pode ser utilizada na confecção blocos cerâmicos, por exemplo, mas é importante ter em mente que o
material escavado deve ser destinado a um local ambientalmente certificado. Caso esse local seja distante do
local de escavação, o transporte custoso pode inviabilizar essa atividade.
Melhoramento do solo
A segunda técnica é o melhoramento do solo, que consiste em se injetar ou misturar algum material na argila
mole, de modo que as características de compressibilidade sejam diminuídas, assim como os efeitos do
adensamento.
O mais comum é a utilização de calda de cimento para injeção (jet grouting) ou incorporar cal ao
solo. Ressalta-se que técnicas de melhoramento do solo podem ser muito custosas e, portanto,
rotineiramente são descartadas em obras civis.
Pré-carregamento
Outra técnica utilizada para mitigação dos recalques é o pré-carregamento, que consiste em se construir um
aterro para implicar em um acréscimo de carga no terreno, de modo que os recalques sejam desenvolvidos
conforme previsto na Teoria do Adensamento.
Quando a deformaçãotiver terminado, o aterro pode ser removido total ou parcialmente para
impor o sobreadensamento do solo. Daí, a obra originalmente prevista para aquele terreno pode
ser construída. Como sabemos que solos sobreadensados sofrem recompressão com variação
pequena no índice de vazios, as deformações esperadas serão muito pequenas.
Ressalta-se que, para que se garanta que o solo no novo carregamento fique na região de recompressão do
solo, o pré-carregamento aplicado deve ser de magnitude similar à obra final prevista para aquele terreno.
Atenção
Essa técnica é simples, barata e largamente utilizada na Engenharia Civil. No entanto, sua viabilidade
depende do tempo disponível para a entrega final do empreendimento, pois vimos que pode demorar
anos até que um grau de adensamento superior de 90% seja atingido.
Fundações profundas
Outra técnica amplamente utilizada para contornar o problema dos recalques é a utilização de fundações
profundas, as estacas, que atravessam a camada compressível e aplicam o acréscimo de carga em solos mais
competentes, conforme ilustrado na figura seguinte.
Como esse tipo de fundação transfere as cargas para o solo pela sua ponta e pelo atrito lateral, a carga que
chega no solo argiloso é menor, diminuindo os recalques associados.
Estaca ultrapassando argila mole.
Drenos verticais
A técnica da aceleração dos recalques por meio de drenos verticais consiste em implantar, da superfície do
terreno até a argila mole, colunas com material de coeficiente de permeabilidade superior ao da argila, como
areia ou geossintéticos:
Drenos verticais para aceleração de recalques.
O efeito dos drenos verticais é de diminuir o caminho de drenagem e fazer com que o fluxo seja radial, de
modo que o tempo para que ocorra o recalque seja menor, conforme vimos no módulo 3.
Essa técnica é muito efetiva e utilizada em aterros rodoviários; ela é rotineiramente associada à
construção de um aterro de sobrecarga (pré-carregamento), podendo ser potencializada com o
uso de vácuo nos drenos, que sugam a água da argila e acelera ainda mais o adensamento.
Ressalta-se que, dependendo da vultosidade da obra, essa técnica pode ser muito custosa,
chegando a ser inviável.
Mão na Massa
Questão 1
Os recalques por adensamento podem ser monitorados em campo por meio de
instrumentação específica de vários tipos, entre elas por:
A
medidor de nível d’água.
B
piezômetros.
C
marcos superficiais.
D
medidor de vazão.
E
inclinômetros.
A alternativa C está correta.
Dentre as alternativas, o único instrumento capaz de monitorar recalques por adensamento (deslocamento
vertical) é o marco superficial. Como o nome sugere, o medidor de nível d’água e o de vazão monitoram a
posição da superfície freática e a vazão, respectivamente. Os piezômetros medem poro-pressão, enquanto
os inclinômetros medem ângulos.
Questão 2
A submersão de aterros construídos diretamente sobre solos moles tem o efeito de:
A
aumentar os recalques por adensamento.
B
diminuir os recalques por adensamento.
C
aumentar o tempo para ocorrência do adensamento.
D
diminuir o tempo para ocorrência do adensamento.
E
evitar qualquer ocorrência do adensamento.
A alternativa B está correta.
A submersão de aterros diminui progressivamente o acréscimo de tensões na camada compressível,
reduzindo o recalque por adensamento.
Questão 3
O recalque em uma argila compressível foi estimado em 1,20m para um tempo de
adensamento de 5 anos. Sabendo que no terreno foram instaladas placas de recalque para
monitoramento dos deslocamentos que identificaram o deslocamento de 80cm após 3 anos
de construção, o grau de adensamento dessa argila para esse tempo era de:
A
66%
B
33%
C
50%
D
60%
E
25%
A alternativa A está correta.
Após 3 anos, a relação entre o recalque estimado e o observado, o grau de adensamento, é de:
Questão 4
Uma camada de argila compressível receberá um aterro de 2,5m de altura e peso específico
de 19kN/m³. Sabendo que a argila se encontra normalmente adensada e que foi estimado que
o aterro estaria com 30% de sua altura submerso após o adensamento, o recalque dessa
argila é de:
A
75 cm
B
57 cm
C
47,5 cm
D
62 cm
E
30 cm
A alternativa A está correta.
O recalque sofrido pela argila deve ser de mesma magnitude que a submersão do aterro. Logo:
Questão 5
O recalque por adensamento foi estimado para uma argila mole que receberá um aterro de
grandes dimensões e 1,5m de altura em sua superfície. Sabendo que o peso específico do
material do aterro é de 20kN/m³ e que após o adensamento a argila sofrerá um recalque de
30cm, o acréscimo de carga que esse aterro efetivamente aplica na argila é, em kPa:
A
24
B
30
C
21
D
29,7
E
27
A alternativa E está correta.
O acréscimo de carga para aterros de grandes dimensões que possui parte de sua altura submersa pode
ser calculado por:
Questão 6
Um piezômetro teve sua cota de base instalado em uma argila mole para monitorar o
adensamento consequência da construção de um aterro de grandes dimensões que implicou
em um acréscimo de tensões de 18kPa nessa camada. Sabendo que o projeto estava correto
e previu recalque de 20cm, e que depois de 2 anos o recalque desenvolvido em campo foi de
15cm, nessa ocasião o piezômetro indicava uma medida de:
A
13,5 kPa
B
10 kPa
C
6 kPa
D
4,5 kPa
E
1,5 kPa
A alternativa D está correta.
Veja a solução no vídeo abaixo:
Monitoramento do adensamento
Conteúdo interativo
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Teoria na prática
Seja uma camada de argila mole de 4m de espessura que receberá um aterro de grandes dimensões, 20kN/m³
de peso específico e 2m de altura. Sabendo que nos ensaios realizados em amostras desse solo foram
encontrados: um coeficiente de recompressão igual a 0,12; de compressão igual a 1,4; OCR de 1,8; um índice
de vazios inicial de 3,50 e um peso específico de 14kN/m³, calcule o recalque esperado para essa camada
considerando a submersão do aterro.
Chave de resposta
Veja a solução no vídeo abaixo:
O efeito da submersão de aterros nos recalques
Conteúdo interativo
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Verificando o aprendizado
Questão 1
Uma argila normalmente adensada de 3,5m de espessura, 7kPa de tensão efetiva inicial, 1,8
de índice de vazios inicial, e coeficiente de compressão de 1,3 receberá um aterro de grandes
dimensões, altura de 3,5m, construído com material que apresenta 17kN/m³ de peso
específico. O recalque esperado para essa argila, considerando o efeito de submersão do
aterro, é de aproximadamente:
A
1,30m
B
1,40m
C
1,50m
D
1,60m
E
1,70m
A alternativa B está correta.
O recalque pode ser calculado por:
Considerando a submersão do aterro:
Questão 2
Um medidor de recalque identificou após 3 anos que o deslocamento sofrido em um terreno
foi de 1,5m devido ao adensamento. Sabendo que para esse tempo o grau de adensamento
esperado era de 85%, o recalque total que esse solo sofrerá será de:
A
1,76m
B
2,07m
C
4,55m
D
3,10m
E
1,30m
A alternativa A está correta.
Após 2 anos, a relação entre o recalque estimado e o observado, o grau de adensamento, é de:
5. Conclusão
Considerações finais
Neste conteúdo, você aprendeu sobre o adensamento: por que ele ocorre, como ele ocorre, como quantificá-
lo, por quanto tempo ele ocorre, em que tipo de solo ele ocorre e como lidar com seus efeitos.
Esse conhecimento é indispensável a um engenheiro civil que trabalhe com projeto, execução ou com o
desempenho pós-obra. Você agora tem as ferramentas necessárias para estimar os recalques e evitar que os
diversos problemas associados apareçam em sua obra.
Podcast
Agora, a especialista Mirella Dalvi dos Santos encerra este conteúdo falando sobre os principais tópicos
abordados.
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Explore+
Pesquise e leia o artigo O que vem a ser recalque nas fundações?, do blog GeoSensori, que exemplifica
o recalque uniforme e diferencial.
Pesquise e leia o artigo Prédios tortos de Santos:como eles estão hoje?, do blog Massa Cinzenta, que
explica como foram recuperados os prédios recalcados da orla de Santos-SP.
Referências
ALMEIDA, M. S. S.; MARQUES, M. E. S. Aterros sobre solos moles – projeto e desempenho. 2. ed. São Paulo:
Oficina de Textos, 2014. 245p.
ASTM INTERNATIONAL. ASTM D2435 / D2435M-11(2020): Standard Test Methods for One-Dimensional
Consolidation Properties of Soils Using Incremental Loading. West Conshohocken, PA, 2020.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9820: Coleta de amostras indeformadas de solos de
baixa consistência em furos de sondagem – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT, 1997, p.5.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12007: Solo – Ensaio de adensamento unidimensional
– Método de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 1990, 15p.
PINTO, C. S. Curso Básico de Mecânica dos Solos. 3. ed. São Paulo: Oficina de Textos, 2006, 367p.
•
•
PIRES, L. G. S. Comportamento de aterro experimental sobre solo mole tratado com colunas de brita.
Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro,
2017.
Adensamento de solo
1. Itens iniciais
Propósito
Preparação
Objetivos
Adensamento do Solo
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1. O fenômeno do adensamento e estimar os recalques
O fenômeno do adensamento
Recalques por adensamento e compressibilidade de argilas
Conteúdo interativo
Poro-pressão ou pressão neutra (u)
Tensão efetiva ( )
Atenção
Sistema A
Sistema B
Sistema C
Sistema D
Estimativa de recalques
Atenção
Podemos concluir que a tensão de pré-adensamento é a maior tensão vertical efetiva que o solo já se submeteu em toda a sua história. Essa tensão pode ser obtida pelos gráficos que serão apresentados no módulo 2.
Atenção
Atenção
Compressibilidade
Enquanto a areia vai conseguir expulsar a água muito rapidamente, sofrendo um recalque imediato, a argila demorará um tempo considerável para que passe pelo processo de adensamento. Por esse motivo, diz-se que solos argilosos, que sofrem recalque por adensamento, são solos compressíveis.
Atenção
Mão na Massa
O processo de expulsão de água, no tempo, dos poros de um solo devido à imposição de um acréscimo de carga é chamado na Mecânica dos Solos de:
Com a imposição de uma carga a um solo arenoso, o recalque é sofrido rapidamente, enquanto em argilas esse recalque pode demorar muito tempo para ocorrer. Esse fato ocorre devido à (ao):
Um engenheiro civil, desejando conhecer o comportamento de uma argila diante da aplicação de cargas, realizou ensaios nesse material e encontrou uma tensão efetiva inicial de 26kPa e um OCR de 2,3. Sobre esse solo, pode-se dizer que:
Uma camada de argila de 4m de espessura, coeficiente de compressão de 1,2, índice de vazios inicial de 2,0 e tensão efetiva inicial no meio da camada de argila de 14kPa, receberá um acréscimo de tensão de 12kPa. Seu recalque será de:
Uma camada de argila de 3m de espessura apresenta em campo uma tensão efetiva no meio da camada de argila de 22kPa e OCR de 1,8. Sabendo que se deseja construir um aterro de grandes dimensões que aplicará uma carga de 10kPa diretamente nessa argila, pode-se dizer que:
Questão 6
Seja a estratigrafia abaixo do solo de fundação que receberá um aterro de 1,5m de altura e peso específico de 18kN/m³. Considere que o peso específico da areia saturada seja de 19kN/m³ e o da argila de 15kN/m³; que o coeficiente de recompressão da argila seja de 0,13, o de compressão 1,3; que o OCR seja de 1,5; e que o índice de vazios inicial da argila seja de 2,3.
O recalque sofrido devido à construção do aterro será de:
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Teoria na prática
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Verificando o aprendizado
Uma camada de argila mole de 4m de espessura foi ensaiada em laboratório, onde se encontrou o coeficiente de compressão de 1,4 e índice de vazios de 3,0. Sabendo que a tensão efetiva no meio dessa camada é de 72kPa e que será construído um edifício de 12 andares nesse solo, em que cada andar contribui com 10kPa no acréscimo de cargas, o recalque total será, em centímetros:
Um engenheiro civil estimou que o acréscimo de carga a ser aplicado em uma argila seria de 40kPa. Sabendo que a tensão efetiva inicial é de 64kPa e a de pré-adensamento, 73,6kPa, a razão de sobreadensamento (OCR) desse solo é igual a:
2. Parâmetros do adensamento para estimar o tempo de ocorrência dos recalques
As hipóteses da teoria do adensamento de Terzaghi
Os parâmetros do adensamento
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Saiba mais
Parâmetros do adensamento
Atenção
Atenção
Equação e curva do adensamento
As curvas dessa figura são isócronas, o que significa “mesmo tempo”, e indicam como se desenvolve o adensamento em profundidade para cada fator tempo. Ressalta-se que essas curvas podem ser utilizadas seja qual for o solo, mas fique atento porque, caso a camada compressível tenha apenas uma fronteira drenante, será válida apenas a metade da figura anterior.
Atenção
Ensaio edométrico
Assim, do ensaio, obtém-se diretamente os deslocamentos verticais. As cargas aplicadas em cada estágio do ensaio devem ser conhecidas e o tempo deve ser cronometrado. É possível, então, traçar um gráfico deslocamento x tempo para se avaliar como o recalque se desenvolve com o tempo. Também é possível obter a velocidade – o coeficiente de adensamento – pelo Método de Casagrande ou Método de Taylor, apresentados mais à frente.
Saiba mais
Métodos para determinação da tensão de pré-adensamento
Métodos para determinação do coeficiente de adensamento
Mão na Massa
A taxa de ocorrência dos recalques no tempo, ou seja, a velocidade de deformação segundo a Teoria do Adensamento de Terzaghi, é chamada de:
Uma argila mole foi ensaiada em laboratório no aparelho edométrico, em que para dado nível de tensões, verificou-se que, para 50% do tempo de adensamento, a altura do corpo de prova era de 3,6cm, ocorridos após 3 horas de aplicação do carregamento. O coeficiente de adensamento estimado pelo Método de Casagrande é, em m²/s,
Uma argila mole de 3m de espessura, duas fronteiras drenantes e coeficiente de adensamento de 0,50 m²/ano, precisará, para atingir grau de adensamento de 92%, do tempo de:
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Uma argila mole de 8m de espessura, uma fronteira drenante e coeficiente de adensamento de 0,70m2/ano, precisará, para atingir grau de adensamento de 95%, do tempo de:
Seja uma argila mole de 5m de espessura, que possui coeficiente de adensamento de 2,2 x 10-8 m²/s. Sabendo que essa camada possui duas fronteiras drenantes, o tempo para que ocorra 60% dos recalques será de:
Para uma argila que possui um coeficiente de adensamento de 1,8 x 10-8m²/s, índice de vazios de 1,0 e coeficiente de permeabilidade de 1,12 x 10-7cm/s, o coeficiente de compressibilidade é, em kPa-1,
Teoria na prática
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Verificando o aprendizado
O tempo necessário para ocorrência de metade do adensamento em um solo argiloso compressível de 4m de espessura, dupla fronteira drenante e coeficiente de adensamento de 0,30m²/ano é de:
Um engenheiro civil estimou que uma argila mole de 5m de espessura e dupla drenagem recalcaria 25cm por conta da construção de um aterro. Sabendo que após 2 anos esse solo havia recalcado 10cm, o coeficiente de adensamento desse solo vale:
3. Os possíveis desvios do adensamento em campo com relação à Teoria do Adensamento de Terzaghi
Ajuste no coeficiente de adensamento
Desenvolvimento do adensamento em campo
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Existência de certa drenagem horizontal no solo de fundação
Existência de lentes de areia
Passagem do estado de ligeiramente sobreadensado para normalmente adensado
Saiba mais
Amolgamento do solo
Saiba mais
Saiba mais
Adensamento secundário
Exemplo
Saiba mais
Outra crítica que pode ser feita é que a separação entre adensamento primário e secundário é meramente didática. Na prática, ainda que não esteja claro qual o mecanismo que motive o adensamento secundário, não existe razão para que ele “espere” o primário terminar