2. O ESTUDO DO SUBSOLO

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O ESTUDO DO SUBSOLO 
 
 
 
 
 
e.c. JORGE HELIO FERREIRA DOS SANTOS 
 
 
 
 “À primeira vista, os terrenos podem se apresentar como rochosos, arenosos, 
pantanosos, argilosos, etc. Mas não podemos afirmar que o as características do subsolo 
serão as mesmas das camadas superficiais.” 
 
 É preciso examinar o local da 
construção para conhecer o 
terreno sobre o qual se vai 
construir. 
As condições para a construção 
de uma obra variam de acordo 
com o solo. 
É arenoso? 
É pantanoso? 
É argiloso? 
O ESTUDO DO SUBSOLO 
 Uma camada de areia pode encobrir a argila, ou uma camada deslizante 
inclinada. Uma camada de lodo sobre areia pode encobrir a rocha” (Robert ’Hermite) 
 
 O solo, contudo, pode ser visto sobre diferentes óticas. Para um engenheiro 
agrônomo, através da edafo/pedologia solo é a camada na qual pode-se desenvolver 
vida (vegetal e animal). Para um engenheiro civil, sob o ponto de vista da mecânica 
dos solos, solo é um corpo passível de ser escavado, sendo utilizado dessa forma 
como suporte para construções ou material de construção. Para um biólogo, através 
da ecologia e da pedologia , o solo infere sobre a ciclagem biogeoquímica dos 
nutrientes minerais e determina os diferentes ecossistemas 
e habitats dos seres vivos. 
As características de 
um solo não podem ser 
Descobertas pelo aspecto 
da camada superficial 
 
 AREIA 
 
ARGILA 
 
 LODO 
 
ARGILA 
E PEDRE- 
GULHO 
 
 ROCHA 
Uma camada de areia 
pode encobrir a argila 
Uma camada de lodo 
sobre areia pode encobrir a rocha 
ou uma camada deslizante 
inclinada. 
O ESTUDO DO 
SUBSOLO 
“Uma camada de areia pode encobrir a 
argila, ou uma camada deslizante 
inclinada. Uma camada de lodo sobre 
areia pode encobrir a rocha” (Robert 
L’Hermite). 
 A depender da sua composição, o solo pode 
ser composto de blocos rochosos, seixos, 
pedregulhos, areias, siltes ou argilas, o que vai 
determinar o seu comportamento. 
 O Sistema Unificado de classificação 
de solos foi criado pelo engenheiro Arthur 
Casagrande para aplicação em obras de 
aeroportos, contudo seu emprego foi 
generalizado sendo muito utilizado atualmente 
pelos engenheiros geotécnicos, principalmente 
em barragens de terra. 
Código Descrição 
G Pedregulho 
S Areia 
M Silte 
C Argila 
O Solo Orgânico 
W Bem Graduado 
P Mal Graduado 
H Alta Compressibilidade 
L Baixa Compressibilidade 
Pt Turfas 
A INFLUÊNCIA DA ÁGUA NO SOLO 
 
 A água desempenha um papel importante nas 
características do solo e sua resistência. Sabe-se que 
uma argila seca é friável, isto é, quebra-se com facilidade, 
e uma argila úmida é plástica e deformável. 
 Quando se encharca um solo com água a resistência do mesmo 
é diminuída, podendo provocar recalques. Essa é uma causa bastante 
frequente das fissurações nas construções. Este efeito é tanto maior 
quanto mais argiloso for o solo. A água pode ainda provocar deslizamentos 
e desmoronamentos em taludes como 
 decorrência da diminuição da 
resistência do solo. 
 Fluxo de água nos solos 
 
 Em geotecnia o fenômeno do deslocamento da água através 
do solo é chamado de percolação da água. Conhecer como se dá o 
fluxo da água no solo é muito importante pois ele é responsável por um 
grande número de problemas práticos de engenharia, os quais 
podem ser resumidos em três grupos: 
 
 - a vazão da água através de maciços terrosos, drenos ou filtros; 
 - o recalque nas fundações das obras; e 
 - a estabilidade geral das massas de solo principalmente de taludes. 
 
 Para o estudo da percolação, é fundamental que seja conhecido o 
coeficiente de permeabilidade do solo. Este parâmetro é obtido em laboratório 
 através do Ensaio de Permeabilidade com Carga 
 Constante (no caso de solos granulares como as areias 
 e pedregulhos), ou através do Ensaio de Permeabilidade 
 com Carga Variável (para o caso de solos finos como as 
 argilas). 
 
 
 A INFLUÊNCIA DA ÁGUA NO SOLO 
 
 A INFLUÊNCIA DA ÁGUA NO SOLO 
 A INFLUÊNCIA DA 
ÁGUA NO SOLO 
A resistência do terreno 
 
 A água também pode subir por capilaridade... Os solos são constituídos de partículas 
sólidas, água e vazios ou poros. Estes poros alinhados formam inúmeros canais capilares muito 
finos, que aspiram água como faz uma pessoa aspirando uma bebida através de um canudinho. 
 A força que provoca a subida capilar é uma força de sucção. Ela permite a água de um 
lençol freático subir vários metros até a raiz dos vegetais e até as fundações das obras. 
A água sobe tanto mais quanto mais finos forem os canais capilares; o que quer dizer quanto 
menor diâmetro tiverem os grãos do solo. 
 A subida por capilaridade é fraca nas areias grossas e limpas, podendo ser muito 
grande nas areias argilosas e praticamente nula nos pedregulhos e pedras britadas limpas. 
Uma camada de areia ou pedra pode impedir a subida capilar. 
 
 
A coesão do solo se deve à ligação dos grãos entre si por delgadas partículas de 
água que exercem forças elétricas, mantendo os grãos coesos, ou quando a água por 
capilaridade exerce tensão entre os grãos. Quando o solo é inundado, a coesão 
desaparece. 
 
O Estudo do Subsolo 
 
 Os terrenos apresentam uma resistência própria, constituindo o limite de 
carga que podem suportar, e este limite se chama Resistência do Terreno. 
As cargas dos edifícios provocam deformações no terreno tais como abatimento e 
empuxo lateral. 
 
 O abatimento ou recalque (deformação vertical) poderá ser previsto pelo 
estudo do subsolo, e deverá ficar dentro de certos limites para que se garanta a 
estabilidade das construções. 
 No empuxo lateral a ação se desvia da vertical por esforços provocados pela 
própria construção, podendo provocar rachaduras nas paredes e comprometer a 
estrutura. 
 O estudo do subsolo poderá ser feito por: 
 
1. ensaios diretos de resistência, 
 
2. poços de exploração, e 
 
3. sondagens. 
 
 
O Estudo do Subsolo 
 
 Segundo Goldenhorn, os terrenos podem ser classificados em 
incompressíveis ou compressíveis. 
 
Os incompressíveis podem ainda se dividir em não socáveis pelas águas e socáveis 
pelas águas. 
 
 Os incompressíveis e não socáveis pelas águas são excelentes para receber 
fundações; suportam grandes cargas estáticas sem sofrer abatimento. Nesta 
categoria incluem-se as rochas duras, constituídas de bancos de grande espessura e 
extensão. Excluem-se aí as rochas xistosas (sujeitas à erosão), e as constituídas de 
camadas finas (suscetíveis de romper pela compressão). 
 
 Os terrenos incompressíveis, mas socáveis pelas águas, se não comportarem 
obras de contenção, como drenagens contra a ação dinâmica das águas do subsolo, 
podem perder sua capacidade de resistência com o correr do tempo. São as areias, 
cascalhos, saibros, rochas xistosas, argila firme em camadas delgadas, etc. 
 
 Os terrenos compressíveis são inaptos para receberem fundações 
convencionais, e neles deverão ser lançadas fundações especiais. São eles: areias 
argilosas, areias de dunas, terra vegetal, terra argilosa, vasa, turfa, etc. Alguns 
destes podem resistir bem à ação das águas, mas não suportam cargas, mesmo 
regulares. 
 
O Estudo do Subsolo 
 
 Debauve, ao estudar este assunto, e levando em conta o fato de que todos 
os terrenos (com algumas exceções – como p. ex. os aterros recentes) podem ser 
considerados incompressíveis quando estiverem “encofrados” , i.é, imobilizados de 
modo a não poderem refluir ou escapar lateralmente, classificou os terrenos em: 
 
a. Terrenos firmes; 
 
b. Terrenos firmes cobertos de camadas móveis; e 
 
b. C. Terrenos móveis em profundidade limitada. 
 
 Das propriedades naturais que os terrenos devem apresentar,a primeira 
que nos interessa é o seu grau de compressibilidade. 
 
O Estudo do Subsolo 
 
1. Ensaios diretos de resistência 
 
 Para conhecermos a compressibilidade do terreno, 
podemos lançar mão de dois métodos: 
 
a. Método da mesa 
b. Método de percussão. 
 
 Estes métodos se aplicam à fundações de pouca profundidade, onde se pode 
medir a compressibilidade na profundidade da fundação. 
 
 No método da mesa, usa-se uma mesa de quatro pés de seção quadrada, de área 
conhecida (4x 50cm²) e calçados de chapa metálica na parte inferior, com tampo de 
1,00m X 1,40m e 60 cm de altura. Abre-se uma cava de 2,00m x 1,80m até a 
profundidade do alicerce da obra. O fundo da cava deve estar nivelado, não devendo 
ser comprimido ou socado para não alterar o resultado. Coloca-se a mesa nivelada, 
com uma régua de madeira na vertical para medir os níveis do tampo sob a ação de 
cargas. Coloca-se com cuidado sobre a mesa cargas conhecidas (sacos de cimento ou 
areia, lingotes de ferro, etc.) à cada 30 minutos, marcando-se na régua, e continuando 
a operação até que haja um abatimento de 2 a 3cm. Depois é só dividir a carga total 
pela área dos pés da mesa. 
 
O Estudo do Subsolo 
 
Então: R = P 
 S, onde: R= resistência específica do terreno 
 P= carga aplicada; 
 S= área dos pés da mesa. 
 
 Para coeficiente de segurança, usa-se 1/4ou 1/5. Daí: r = R ou R. 
 4 5 
 R = resistência específica do terreno, e r= resistência (admissível) do terreno. 
 
 No método de percussão, usa-se uma cava como no método anterior com 
profundidade igual a dos alicerces. Usa-se um maço que cai de uma certa altura 
repetidas vezes sobre um mesmo ponto. A penetração total do maço no solo, após 
um número conhecido de quedas, dará o valor da resistência no terreno. 
 Por este método, a resistência do terreno se encontra pela seguinte 
fórmula: 
 
R = nP ( h + 1) ; onde: R = resistência específica do terreno; 
 S e P = peso do maço; 
 n =número de quedas; 
 h = altura de queda; 
 e = depressão produzida 
 
 
O Estudo do Subsolo 
Sondagem pelo som 
 
 O conhecimento sísmico utiliza a velocidade de propagação do som nos diversos 
materiais. 
 Esta velocidade é diferente para cada material. A propagação do som num meio 
sólido é, em geral, mais rápida do que num líquido, 
e neste, mais rápida do que num gás. Ex.: 
 
 
 
 
 Em relação ao solo, 
 alguns exemplos: 
 
 - 100 a 200 m/s num solo muito solto; 
 - 200 a 400 m/s na areia; 
 -400 a 800 m/s na argila; 
 - 500 a 1000 m/s para as alterações de rochas; 
 -2.000 a 6.000 m/s para os calcários; e 
 - até 7.000m/s para os granitos e rochas simples. 
 
O Estudo do Subsolo 
 
2. poços de exploração 
 
 Trata-se de uma técnica prospectiva que dá 
 excelentes resultados, pois permite observar no 
 local, a natureza das diversas camadas e a extração de boas amostras até 
encontrar um ‘bom solo’. 
 É um dos processos mais simples, e empregado em grandes obras, sendo 
descartado quando se encontra lençol freático ou terreno não coesivo, com possibilidade de 
desmoronamento. 
 Devem ser retiradas amostras das diversas camadas, utilizando-se caixas cúbicas 
de 20 a 30 cm de lado. Coloca-se a caixa sem fundos sobre a superfície lateral do poço e, 
através de pressão, crava-se as quatro faces da caixa no solo. Tampa-se a caixa e solta-se 
as quatro faces do amostrador, fazendo a extração com o auxílio da picareta. A caixa deve 
 ser fechada com tampa e fundo, e lacrada com fita gomada, com 
 indicação na face superior do número do poço e a cota de 
 profundidade. 
 
O Estudo do Subsolo 
 
2. poços de exploração 
Colocação da caixa sem fundo A caixa é cravada no solo 
Soltar as quatro faces da amostra Extração da amostra com auxílio de picareta 
3. Sondagens 
 
 Quando for necessário atingir profundidades maiores ou 
surgirem dificuldades como a presença de água ou a possibilidade de 
desmoronamentos, o reconhecimento do subsolo poderá ser feito por 
meio de sondagens. Para o reconhecimento do solo em grandes 
profundidades, utiliza-se uma sonda, que é uma longa haste, e é enfiada 
no interior de um furo feito no solo. 
Na extremidade da haste se localiza um amostrador constituído por 
uma caixa cilíndrica, por 
meio do qual se extrai a 
amostra. 
 
O Estudo do Subsolo 
A amostra deve ser conservada intacta, parafinada, 
e ao abrigo da evaporação, para ser transportada ao laboratório. 
O Estudo do Subsolo 
3. Sondagens 
 
Existem vários métodos de sondagem, de 
acordo com a necessidade de informação 
desejada. Eles se classificam em: sondagem 
de penetração, onde se avalia com precisão 
a resistência do terreno, sem recolhimento 
de amostras do subsolo; sondagem de 
reconhecimento com amostras deformadas, 
e sondagem de reconhecimento com 
amostras indeformadas. Para esta última se 
utilizam vários tipos de amostradores, em 
função das características de cada terreno. 
Ex.: O tipo Casagrande – é o que menos 
deforma as amostras, mas só pode ser 
usado em solos coesivos. O tipo M.T.I. 
serva para retirar amostras de argila mole, 
e tem o inconveniente de exigir a retirada 
da amostra da camisa para ser levada ao 
laboratório. O tipo Ivanoff posui chapas 
móveis de aço na borda inferior que 
seguram a amostra, permitindo a 
amostragem de siltes, areias e pedregulhos, 
mesmo sob o lençol freático. 
 
O Estudo do Subsolo 
 
3. Sondagens 
Equipamentos de sondagem 
O Estudo do Subsolo 3. Sondagens 
Medida das características do solo em laboratório 
 
a. Granulometria – são medidos os diâmetros dos grãos e a proporção em que 
ocorrem. 
 
b. Teor de umidade – a medida se faz por secagem. A amostra é pesada e em 
seguida é colocada em estufa a 150ºC até que nãohaja variação de peso da 
amostra, ou melhor, que o peso da amostra se mantenha constante. A diferença 
entre o primeiro e o último peso é igual à quantidade de água. 
 
c. Peso específico: é o peso por unidade de volume dos grãos sólidos. O peso é dado 
por uma balança de precisão, e o volume é medido por um aparelho chamado 
picnômetro. 
 
d. Limites de Alteberg - Limite de liquidez(LL) e plasticidade(LP) e limite de 
retração (LR); 
 
e. Permeabilidade e Capilaridade - mede-se a quantidade de água que passa por 
uma amostra em um determinado tempo para saber a permeabilidade, e os vazios 
entre os grãos através dos ensaios que detectam as pressões de sucção da 
capilaridade. 
 
Laboratório de mecânica de solos - 
Equipamentos 
O Estudo do Subsolo 
-Ensaio de determinação do 
Limite de Plasticidade (LP). 
-Ensaio de determinação 
do Limite de Liquidez(LL), 
observando-se o aparelho de 
Casagrande, com acessórios. 
O Estudo do Subsolo 
O Estudo do Subsolo 
Equipamentos de um Laboratório 
de mecânica de solos 
Número de sondagens O Estudo do Subsolo 
 
 Sempre se pergunta qual o número de furos de sondagem que devem ser feitos 
para a execução de uma obra. A quantidade de sondagens necessária a um terreno varia em 
função da carga do edifício, das dimensões da obra e da uniformidade das camadas do 
subsolo. 
De acordo com a ABNT, se a menor dimensão da obra for maior que 25m, o mínimo será dois 
furos para cada 200m² de área e três furos para áreas entre 200 e 400 m². 
A profundidade das sondagens sofrerá variações de acordo com as características do 
edifício a ser construído e a natureza do terreno. 
 
Resultado das sondagens 
 
Os resultados dassondagens são apresentados da seguinte forma: 
 
- Relatório; 
-Planta indicando a posição dos furos; 
-Perfil de cada sondagem 
-Perfil do conjunto de sondagens 
-Indicação dos perfis, através de cotas, das profundidades em que foram obtidas as 
amostras e a resistência à penetração doamostrador; 
-O resultado dos ensaios, classificando cada camada e os diversos lençóis d’água com as 
respectivas pressões (a granulometria, o teor de umidade, o peso específico, os limites de 
liquidez e plasticidade, a permeabilidade e capilaridade, a coesão) 
 
 
O Estudo do Subsolo 
Locação dos furos 
O Estudo do Subsolo Os resultados de uma análise de solo: 
Laudo de sondagem 
 
O Estudo do Subsolo 
Laudo de sondagem 
Perfil longitudinal do subsolo 
Laudo de sondagem O Estudo do Subsolo 
 - Exemplo do aspecto do lençol freático(profundidade encontrada) em terreno 
 reconstituído no subsolo a partir do desenho do perfil longitudinal, obtido a 
 partir de três furos de sondagens distintos. 
Fim do capítulo