Prova Fundações

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
COECI - COORDENAÇÃO DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
LEONARDO HENRIQUE DALZOTTO 
MARCELO HENRIQUE SISTI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO TEÓRICO SOBRE SOLOS COLAPSÍVEIS 
 
 
 
 
 
TRABALHO REFERENTE A DISCIPLINA DE FUNDAÇÕES ESPECIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
TOLEDO - PR 
2018 
LEONARDO HENRIQUE DALZOTTO 
MARCELO HENRIQUE SISTI 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO TEÓRICO SOBRE SOLOS COLAPSÍVEIS 
 
 
 
 
Trabalho apresentado como requisito parcial à 
obtenção da aprovação na disciplina de Funda-
ções Especiais do curso de Engenharia Civil, da 
Universidade Tecnológica Federal do Paraná. 
 
Docente: M.ª Renathielly Fernanda da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
TOLEDO - PR 
2018 
SUMÁRIO 
 
1 Introdução ............................................................................................................. 3 
2 Solos Colapsíveis ................................................................................................. 4 
3 Fundações em Solos Colapsíveis ......................................................................... 8 
4 Conclusão ........................................................................................................... 11 
Referências ............................................................................................................... 12 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
 
 
A colapsibilidade do solo é favorecida em climas com alternância de estação 
seca e chuvosa bem como em climas secos, sendo ambas encontradas nas caracte-
rísticas climáticas do Brasil. Os solos colapsíveis caracterizam-se por ser uma estru-
tura instável, os quais são definidos por sofrer uma redução significativa do volume 
devido há um acréscimo considerável da umidade que ultrapasse o limite crítico com 
ou sem a aplicação de uma carga adicional, reduzindo a sua resistência ao cisalha-
mento. 
Para a construção civil, na etapa de execução das fundações deve-se ter aten-
ção com esse tipo de solo principalmente nas áreas superficiais do terreno, por apre-
sentarem um efeito maior de colapso. As edificações construídas em solos colapsíveis 
estão sujeitas a ocorrência de recalques diferenciais, culminando em patologias e re-
duzindo a sua vida útil, isto posto, verifica-se a necessidade do estudo a respeito das 
características desses solos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2 SOLOS COLAPSÍVEIS 
 
 
Os solos colapsíveis são caracterizados por apresentarem uma estrutura ma-
croporosa, com baixo grau de saturação e partículas maiores que se mantém por uma 
pressão de sucção ou por cimentação. 
Os solos em gerais são representados por uma função continua de tensão por 
deformação, entretanto os solos considerados colapsíveis somente se comportam as-
sim se o teor de umidade presente for considerado baixo, caso alcance a uma umi-
dade crítica, sofre uma súbita redução do seu volume, ocasionando uma mudança em 
suas propriedades e perdendo a sua resistência ao cisalhamento, devido a isso origi-
nou-se o nome de solos colapsíveis. 
A presença de solos colapsíveis pode ser identificado por baixos valores do 
SPT (≤ 4 golpes) e CPT (qc ≤ 1,0 Mpa), granulometria aberta (ausência de fração silte), 
baixo grau de saturação (≤ 60%) e grande porosidade (≥ 40%) (FERREIRA, 1989, 
apud CINTRA, 2009). 
Sobre a granulometria dos solos colapsíveis é normal considerar que devido 
aos variados tipos de origem desses solos suas texturas também apresentem tais 
variações, LOLLA (2008). 
Essas texturas, no entanto, costumam ser atreladas a com o conjunto de pro-
cessos que são responsáveis por sua origem. Portanto solos colapsíveis originados 
de sedimentos transportado por meio eólico e fluvial apresentam textura predominan-
temente arenosa, já os perfis residuais têm sua textura controlada pela rocha matriz e 
pela intensidade dos processos intempéricos. Já solos originados de sedimentares 
químicos, detriticas finas e rochas ígneas básicas tentem a apresentar solos colapsí-
veis de textura mais argilosa, enquanto os solos formados por alteração sedimentar 
de textura mais grosseira e rochas ígneas acidas costumam apresentar textura are-
nosa. Para solos colapsíveis formados de fluxos de lama geram-se frações finas, 
como as argilas. E para solos colapsíveis gerados por aterros, sua granulometria vai 
depender do tipo de solo usado para a confecção do aterro, havendo, porém, uma 
dominância de solos arenosos. 
O colapso pode ocorrer quando o solo não estiver saturado e se o mesmo pos-
suir características porosas, como afirmado por Cintra e Aoki (2009) onde definiram 
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colapso como um fenômeno que ocorre em certos solos porosos não saturados ao 
serem inundados, sob carga constante. 
Ao ocorrer o colapso, forma-se no solo uma nova estrutura com novas proprie-
dades, com uma redução da resistência ao cisalhamento e um acréscimo da sua com-
pressibilidade. Segundo Gonçalves (2006) o fenômeno do colapso não deve ser con-
fundido com o adensamento, pois são completamente distintos. No adensamento 
ocorre a expulsão da água dos vazios do solo enquanto que no colapso ocorre a ex-
pulsão de ar. Sendo o adensamento caracterizado por ocorrer em um espaço de 
tempo longo e o colapso acontecer de modo súbito. 
A colapsibilidade decorrente de uma inundação prévia, sob carga constante, 
não apresenta uma descontinuidade na curva tensão por deformação, ou seja, não 
ocorre o recalque brusco, entretanto manifesta-se através de uma elevação da defor-
mabilidade e diminuição de sua resistência. Em solos caracterizados colapsíveis que 
estão compactados, no caso de haver elevação do teor de umidade, também não 
sofrem o colapso em si, pelo fato da estrutura não apresentar instabilidade, de acordo 
com CINTRA (2009) pode-se considerar como recalque de colapso a redução de vo-
lume que se processa com a inundação de solos, que haviam sido compactados com 
umidade baixa, submetidos a níveis elevados de tensão. 
Segundo CINTRA (2009) são dois os requisitos básicos para o desenvolvi-
mento da colapsibilidade em solos naturais: uma estrutura porosa, caracterizada por 
um alto índice de vazios, e a condição não saturada, representada por um baixo teor 
de umidade. 
Os solos colapsíveis possuem partículas maiores que se mantém por uma pres-
são de sucção e/ou por cimentação os quais se estabilizam e possuem uma resistên-
cia aparente. Assim, para o solo entrar em colapso é necessário a elevação do teor 
de umidade até um limite e estar em um estado de tensões crítico. Como a estrutura 
do solo colapsível é instável, a introdução de água acaba reduzindo a pressão de 
sucção e/ou cimentação, consequentemente ocorre o colapso pela redução da resis-
tência ao cisalhamento do solo. 
De acordo com CINTRA (2009) o grau de saturação ao alcançar o limite inferior 
considerado crítico, gera instabilidade onde começa a ocorrer o recalque do colapso, 
ao elevar o grau de saturação até o limite máximo na ordem de 70 a 80% o recalque 
deixa de aumentar. 
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Os índices físicos do solo são parâmetros que tem por objetivos avaliar as con-
dições físicas de um solo e, assim, caracteriza-lo. Eles provêm da relação quantitativa 
dos grãos, ar e água presentes (LOLLO, 2008). 
A partir da relação de volumes, entre os três elementos que constituem os 
solos; fases líquida, sólida e gasosa, é possível determinar a porosidade, o índice de 
vazios e o grau de saturação do material. Segundo (LOLLO,2008) com estasinfor-
mações e também a massa, é possível determinar a massa especifica natural do solo, 
massa especifica dos sólidos, massa especifica da parte líquida, geralmente água, e 
umidade, ainda segundo o autor são obtidos 3 índices físicos experimentalmente, po-
rosidade (n), o índice de vazios (e) e o grau de saturação (Sr). Os demais índices são 
obtidos pela relação entre massa e volume. As relações mais comuns são a massa 
especifica natural do solo (ρ) a massa especifica dos sólidos (ρS) e a massa especí-
fica da água (ρW). 
Os índices físicos descritos são de indubitável importância para identificação 
de solos colapsáveis, sendo sempre utilizados em estudos geotécnicos que visam a 
classificação da colapsibilidade do solo. 
Nos pontos que configuram o solo como colapsíveis o Dudley (1970), des-
creve dois pontos como principais: uma estrutura porosa (caracterizada por um ele-
vado índice de vazios) e uma umidade menor que a necessária para sua completa 
saturação. Já Barden et al. (1973), dentre algumas condições necessárias para a ma-
nifestação do colapso, destacam a existência de uma estrutura parcialmente saturada 
porosa e potencialmente instável. 
O quadro 1, retirado do livro Solos Colapsíveis: Identificação, comportamento, 
impactos, riscos e soluções tecnológicas de José Augusto Lollo, de 2008, apresenta 
um conjunto de solos colapsáveis com seus perspectiveis índices, mostrando a am-
plitude das propriedades. 
De modo geral pode-se afirmar que as propriedades apresentam os valores de 
massa especifica aparente seca geralmente baixos, porosidade e índice de vazios 
altos, baixos valores de grau de saturação, textura predominantemente arenosa e 
baixa plasticidade (LOLLO, 2008). 
 
 
 
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Quadro 1 – Propriedades e índices de alguns solos no Brasil e no mundo. 
 
Fonte: LOLLO (2008). 
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3 FUNDAÇÕES EM SOLOS COLAPSÍVEIS 
 
 
A Engenharia de Fundações preza por determinar quais solos estão conside-
rados como seguros para a construção de quaisquer tipos. Portanto deve se procurar 
entender os fenômenos dos solos colapsíveis, considerado que as fundações de edi-
fícios que estão sobre solos colapsíveis estão em constante perigo pois a qualquer 
momento pode ocorrer um recalque diferencial considerável caso ocorra a introdução 
de água elevando o teor de umidade do solo. 
Para LOLLO (2008) em todos os projetos de fundações devem ser evitados três 
processos que podem comprometer a segurança das estruturas: ruptura do solo; de-
formações excessivas do solo; e ruptura do material constituinte da fundação. 
As fundações implantadas em solos colapsíveis podem apresentar um compor-
tamento satisfatório por um tempo e bruscamente sofrer recalques consideráveis de-
vido ao aparecimento de uma fonte de água que inunda o solo, por infiltração de águas 
das chuvas, fissuras em reservatórios enterrados, ascensão do lençol freático, ou até 
mesmo devido às rupturas de tubulações (CINTRA, 2009). 
A norma brasileira ABNT NBR 6122/2010 de projeto e execução de fundações 
recomenda: 
 
[...] para as fundações apoiadas em solos de elevada porosidade, não saturados, 
deve ser analisada a possibilidade de colapso por encharcamento, pois estes 
solos são potencialmente colapsíveis. Em princípio devem ser evitadas funda-
ções superficiais apoiadas neste tipo de solo, a não ser que sejam feitos estudos 
considerando as tensões a serem aplicadas pelas fundações e a possibilidade 
de encharcamento do solo. 
 
As fundações executadas em solos colapsíveis é necessário buscar locais com 
menores variações de umidade e com tensões reduzidas. Geralmente adota-se por 
fundações profundas, evitando utilizar fundações próximas da superfície onde o efeito 
do colapso é mais elevado, entretanto caso seja escolhido adotar fundações diretas 
deve-se adotar alguma medida de reforço ou melhoria do solo que podem ser utiliza-
dos para minimizar o efeito do colapso como substituição do solo, pré-inundação, 
compactação controlada, execução de estacas de areia ou cascalho para densificação 
do solo, injeção de colunas de graute, entre outros. 
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Existem 2 tipos básicos de fundações que são fundações diretas e profundas 
ambas se subdividindo em uma série de fundações. As escolhas do tipo de fundação 
dependem do conhecimento das características dos solos, dos esforços atuantes so-
bre as edificações e do tipo de fundação em si. Assim, analisa-se a possibilidade de 
utilizar os vários tipos de fundação, em ordem crescente de complexidade e custo 
(Wolle, 1993). O quadro 2 apresenta os tipos de fundações. 
 
Quadro 2 – Tipos de fundações. 
 
Fonte: LOLLO (2008). 
 
Quando se analisa os projetos de fundação em solos colapsíveis analisa-se 
principalmente 4 quesitos: escolha adequada do tipo de fundação; capacidade de 
carga do solo; tratamento do solo de fundação; e precauções construtivas. 
O primeiro quesito deve-se pautar exclusivamente em critérios técnicos, porém 
a questão econômica acaba entrando em cena. As soluções na maior parte dos casos 
são as estacas moldadas in loco ou de deslocamento. Para o caso de estacas molda-
das in loco, preocupa-se com as características dos solos, os cuidados construtivos 
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para essas devem ser tomados. Quando ocorre a perfuração da estaca, o lançamento 
de brita ou concreto pouco plástico, seguido de seu apiloamento, confere a estaca um 
aumento satisfatório da sua resistência de ponta, mesmo quando ocorra o umedeci-
mento do solo. 
Para estacas cravadas preocupasse com as próprias estacas, para que o as 
peças cravadas não sofram flambagem, para isso recomenda-se a utilização de peças 
curtas e medias, em últimos casos, quando eles foram muito longos, recomenda-se 
colocar um volume considerável de areia ao redor da cravação em busca de diminuir 
o número de vazios. 
As fundações diretas em sapata ou radier não são recomendadas pois exigem 
tratamento do solo, o que eleva o custo total da obra. Mas caso seja escolhido deve-
se retirar o solo colapsível localizado logo abaixo da cota de fundação, com profundi-
dade indicada igual a largura da sapata e nunca menor de 60 centímetros, em seguida 
molha-se a cava e apiloa-se energeticamente, lança-se o solo escavado natural ou 
com adição de algum material aglomerante ou estabilizante granulométrico (cimento, 
cal, cinza volante e outros), em camadas de no máximo 20 centímetros e compacta-
das novamente, garantindo-se faixas consideráveis de tensões do bulbo de tensões 
atuem sobre o novo solo compactado não sobre o solo colapsível natural. 
Problemas ocorridos após a construção são os recalques por colapso, causa-
dos pelo umedecimento do solo colapsível. As edificações atingidas normalmente 
apresentam trincas consideráveis e rebaixamentos do piso de cômodos próximos à 
ocorrência da fonte, tendo em vista que em muitos dos casos ocorre, também, o so-
lapamento do solo sob estes pisos. 
Como solução para edificações que sofreram tais recalques temos o reforço de 
fundação por estacas mega, que ajuda em casos de pequenas edificações, podendo 
chegar até a utilização de estacas moldadas in loco. Após a execução do reforço a 
estrutura pode ser macaqueada, nivelada e calçada, o que ocasiona na diminuição da 
espessura das trincas facilitando a correção. No entanto essas soluções ainda conti-
nuam muito caras e devem ser bem estudadas para evitar problemas futuros. 
 
 
 
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4 CONCLUSÃO 
 
 
Solos colapsíveis apresentam um grande risco a construção civil, devido à 
grande possibilidade de ruptura na presença de elevada umidade. O fato de possuir 
uma resistência inicial aparente o torna ainda mais perigoso pois possibilita um graveerro de cálculo, o que torna de fundamental importância a identificação de tais solos 
e sua correção. 
Os métodos de correção de solos colapsíveis ainda é um processo oneroso 
que pode ser aprimorado com novos estudos. A correta identificação do solo colapsí-
vel e aplicação de fatores de correção na execução ainda são as melhores maneiras 
de se prevenir o colapso do solo. 
Em estruturas que já sofreram com colapso sua recuperação pode ser dada 
pela utilização de estaca mega e também estacas moldadas in loco, aprumando-se a 
estrutura e possibilitando o fechamento das trincas que foram causadas. 
Destaca-se a importância dos estudos realizados sobre solos colapsíveis para 
ao se deparar com os mesmos, ter o conhecimento para evitar possíveis problemas 
gerados e escolher as medidas corretas para impedir fenômenos como o recalque 
diferencial, entre outros. 
É necessário enfatizar o dever do engenheiro e demais envolvidos em respeitar 
normas e especificações da mesma, a fim de buscar estender a vida útil de suas edi-
ficações. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
 
[1] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6122: Projeto e exe-
cução de fundações. Rio de Janeiro, 2010. 
 
[2] CINTRA, José Carlos Ângelo. Fundações em solos colapsíveis. São Carlos: Es-
cola de Engenharia de São Carlos, 1998. 105p. 
 
[3] GONÇALVES, R. L. Estudo do comportamento de estacas apiloadas em solo 
colapsível da região de Londrina/PR. Dissertação (Mestrado) – Faculdade de En-
genharia Civil, Universidade Estadual de Londrina, Paraná, 2006. 170 p. 
 
[4] LOLLO, José Augusto (2008). Solos Colapsíveis: Identificação, comporta-
mento, impactos, riscos e soluções tecnológicas. Editora Cultura Acadêmica. 
UNESP/ Ilha Solteira. 
 
[5] MACHADO, N. W. D. Fundações para habitações de interesse social. Disser-
tação (Mestrado) – Universidade Luterana do Brasil, Santa Maria, Rio Grande do Sul, 
2014. 
 
[6] Riscos Geológicos. Disponível em: < http://www.rc.unesp.br/igce/apli-
cada/ead/riscos/risco01.html >. Acessado em: 12 de junho de 2018. 
 
[7] DUDLEY, J.H. Review of Collapsing Soils. Journal of the Soil Mechanics and 
Foundation Division, v. 96, n. SM3, p. 925-947, 1970. 
 
[8] BARDEN, L., McGOWN, A. & COLLINS, K. The collapse mechanism in partly 
saturated soils. Engineer Geology, v.7, p. 49- 60, 1973. 
 
[9] WOLLE, C. M. Fundações - Exercícios resolvidos. São Paulo: EPUSP, 1993 (Apostila).