Solos Cap 13 & 14

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Classificação dos solos
Exploração do subsolo
Departamento de Engenharia Civil
Centro de Tecnologia
Universidade Federal da Paraíba
Curso: Engenharia Civil
Disciplina: Mecânica dos Solos I Professor: Dr. Celso Augusto Guimarães Santos
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Capítulo 13: Classificação dos solos
 Principais sistemas de classificação;
 Sistema Unificado de Classificação (S.U.C.);
 Sistema de classificação “Highway Research Board” (H.R.B.);
 Índice de Grupo.
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Sistema Unificado de Classificação (S.U.C.)
Os solos são classificados em três grandes grupos:
Solos grossos: mais que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira # 200.
Solos finos: menos que 50% em peso, dos seus grãos, são retidos na peneira # 200.
Turfas: solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis.
Cap 13 - Classificação dos solos
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Solos grossos
 Pedregulhos: mais de 50% retidos #4 → G (“gravel”)
Areias: menos de 50% retidos #4 → S (“sand”)
Cap 13 - Classificação dos solos
Cada grupo por sua vez é dividido em quatro subgrupos. São eles:
 Material praticamente limpo de finos, bem graduado W (“well graded”): SW e GW;
 Material praticamente limpo de finos, mal graduado P (“poor graded”): SP e GP;
 Material com quantidades apreciáveis de finos não plásticos, M (palavra sueca “mo”): GM e SM;
 Material com quantidades apreciáveis de finos plásticos C (“clay”): GC ou SC.
Ex: SM = Solo arenoso com certa quantidade de finos não plásticos.
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Classificação dos solos
Classificação dos solos grossos pelo SUCS.
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b) Solos finos
A classificação dos solos finos é realizada tomando-se como base apenas os Limites de Plasticidade e Liquidez do solo, plotados na forma da carta de plasticidade de Casagrande.
 Siltosos: baixa compressibilidade (LL < 50)
 Argilosos: alta compressibilidade (LL > 50)
Cap 13 - Classificação dos solos
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A carta de plasticidade possui três divisores principais:
1) A linha A: IP = 0,73(LL - 20)
		• acima - solos argilosos
		• abaixo - solos siltosos
2) A linha B: LL = 50%
		• direita - solos compressíveis e muito plásticos
		• esquerda - solos de baixa compressibilidade e de baixa a média plasticidade
3) A linha U: IP = 0,9(LL - 8)
Carta de plasticidade de Casagrande
O de organic (orgânico)
L de low (baixa)
H de high (alta)
Ex: CL = Solo argiloso de baixa compressibilidade.
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c) Turfa
São solos altamente orgânicos, geralmente fibrilares e extremamente compressíveis.
Incorporam florestas soterradas em estágio avançado de decomposição. Estes solos formam um grupo independente de símbolo Pt (“peat”).
Cap 13 - Classificação dos solos
300% < LL < 500% → permanecendo a sua posição na carta de plasticidade notavelmente acima da linha A.
100 < IP < 200.
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Sistema de Classificação do H.R.B (Highway Research Board) - Sistema Rodoviário de Classificação
Empregado na engenharia rodoviária em todo o mundo, proposto pelo Bureau of Public Roads e revisto pelo HRB(1945). Normatizado pela AASHTO M145 (1973).
Os solos são classificados em grupos e subgrupos, em função da sua granulometria e plasticidade.
• solos granulares (% passante #200 < 35%) → A-1, A-2 e A-3;
• solos finos (% passante #200 > 35%) → A-4, A-5, A-6 e A-7;
• solos altamente orgânicos → podem ser classificados como A-8.
Cap 13 - Classificação dos solos
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Sistema de classificação do H.R.B.
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Classificação da AASHTO. Solos grossos.
Sistema de classificação do H.R.B.
Cap 13 - Classificação dos solos
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Classificação da AASHTO. Solos finos.
Sistema de classificação do H.R.B.
Cap 13 - Classificação dos solos
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Índice de Grupo: Empregado no sistema da H.R.B., corresponde a um número inteiro que varia de 0 (solo ótimo quanto a capacidade de suporte) a 20 (solo péssimo quanto a capacidade de suporte).
Cap 13 - Classificação dos solos
IG = (F - 35)[0,20 + 0,005(LL - 40)]+ 0,01(F - 15)(IP -10)
Onde: F = porcentagem de material que passa na peneira #200.
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Calcular o IG de um solo A-6 em que 65% de material passa na peneira 200, o LL = 40% e o IP = 12,5%.
Cap 13 - Classificação dos solos
IG = (F - 35)[0,20 + 0,005(LL - 40)]+ 0,01(F - 15)(IP -10)
IG = (65 - 35)[0,20 + 0,005(40 - 40)]+ 0,01(65 - 15)(12,5 -10)
IG =30 * (0,2) + 0,01(50)*(2,5)
IG = 6 + 0,01*125
IG = 6 + 1,25
IG = 7,25 = 7
Usualmente, indica-se o valor do IG entre parênteses. Assim, escreve-se A-6 (7).
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Capítulo 14: Exploração do subsolo
 Métodos diretos de investigação do subsolo;
 Sondagem à percussão com circulação de água;
 Sondagem rotativa;
 Amostragem em solos e rocha.
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Métodos diretos de investigação do subsolo
Cap 14 – Exploração do subsolo
Os principais métodos empregados para a exploração do subsolo podem ser classificados nos seguintes grupos:
a) Com retirada de amostra (deformadas e indeformadas):
b) Ensaios in loco
amostras deformadas → se destinam apenas à identificação e classificação do solo;
amostras indeformadas → aquelas que há conservação da textura, estrutura e umidade.
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Métodos diretos de investigação do subsolo
Cap 14 – Exploração do subsolo
Os principais métodos empregados para a exploração do subsolo podem ser classificados nos seguintes grupos:
a) Com retirada de amostra (deformadas e indeformadas):
	a.1) Abertura de poços de exploração;
	a.2) Execução de sondagens.
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Métodos diretos de investigação do subsolo
Cap 14 – Exploração do subsolo
Os principais métodos empregados para a exploração do subsolo podem ser classificados nos seguintes grupos:
a) Com retirada de amostra (deformadas e indeformadas):
	a.1) Abertura de poços de exploração;
	a.2) Execução de sondagens.
b) Ensaios in loco:
	b.1) Auscultação;
	b.2) Ensaios de bombeamento e de “tubo aberto”;
	b.3) Ensaio de palheta;
	b.4) Medida de pressão neutra;
	b.5) Prova de carga;
	b.6) Medida de recalque;
	b.7) Ensaios geofísicos.
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a.1) Abertura de poços de exploração
Cap 14 – Exploração do subsolo
Técnica que melhor satisfaz aos fins de prospecção, pois não só permite uma observação in loco das diferentes camadas como, também, a extração de boas amostras.
Seu emprego está limitado ao custo, o qual o torna, às vezes, economicamente proibitivo, exigindo onerosos trabalhos de proteção a desmoronamentos e esgotamento d’água, quando a prospecção precisa descer abaixo do nível d’água.
Poço de exploração, escorado por cortinas que transmitem os empuxos do terreno a quadros horizontais.
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a.2) Execução de sondagens
Cap 14 – Exploração do subsolo
Técnica mais comumente empregada, consiste, na abertura de um furo no solo, furo este normalmente revestido por tubos metálicos. 
A perfuração é feita por meio de ferramentas ou máquinas que vão provocando a degradação parcial, ou total, do terreno, permitindo, desse modo, a extração de amostras representativas das diferentes camadas atravessadas.
Tipos de sondagem:
Os tipos de sondagens distinguem-se pela retirada da amostra:
- Sondagens com retirada de amostras deformadas → Sondagens de reconhecimento;
- Sondagens com retirada de amostras indeformadas.
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Cap 14 – Exploração do subsolo
Sondagens de reconhecimento
Iniciam-se com a execução de um furo feito por um trado-cavadeira (Fig. 1), até que o material comece a desmoronar e, daí por diante elas progridem já com o furo revestido, seja por meio do trado-espiral (Fig. 2), da bomba de areia (Fig. 3) ou do chamado método de percussão com circulação de água, utilizando-se para isso o tipo de sonda indicado na figura 4.
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Fig. 4 - Método de percussão com circulação de água.
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Cap 14 – Exploração do subsolo
Sondagens com retirada de amostras indeformadasSão executadas do mesmo modo que as sondagens de reconhecimento.
Toda diferença reside no maior cuidado com que devem ser feitas e nos tipos de amostradores empregados. 
Tipos de amostradores:
	
	- Amostradores para solos coesivos;
 Amostradores para solos não-coesivos.
Amostragem de rochas
Havendo necessidade de reconhecer o material em profundidade, a obtenção de amostras é feita por meio de sondas rotativas, empregando-se geralmente, brocas de diamante.
Os diâmetros das amostras, em geral variam de 2 a 10 cm.
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Cap 14 – Exploração do subsolo
Apresentação dos resultados de um serviço de sondagem
Os resultados de um serviço de sondagem são sempre acompanhados de relatório, dando as seguintes indicações:
 Planta de situação dos furos;
 Perfil de cada sondagem com as cotas de onde foram retiradas as amostras;
 Classificação das diversas camadas e os ensaios que as permitiram classificar;
 Níveis do terreno e dos diversos lençóis d’água, com a indicação das respectivas pressões;
 Resistência a penetração do barrilete amostrador, indicando as condições em que a mesma foi tomada.
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Perfil individual de uma sondagem
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b.1) Ensaio de auscultação
Também conhecido como ensaio de penetração, consiste em cravar uma haste no solo e registrar a resistência dinâmica ou estática oferecida à sua penetração.
Cap 14 – Exploração do subsolo
b.2) Ensaio de bombeamento e de “tubo aberto” 
Permitem a determinação da permeabilidade do solo sem retirada de amostras.
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Cap 14 – Exploração do subsolo
b.3) Ensaio de palheta 
Método utilizado para obter a resistência ao cisalhamento in loco.
Utiliza-se uma palheta de seção cruciforme, a qual é cravada no terreno e submetida ao torque necessário para cisalhar o solo por rotação.
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Cap 14 – Exploração do subsolo
b.4) Medida de pressão neutra 
É realizada cravando-se um tubo, com extremidade inferior porosa, até a cota onde se deseja fazer a medida; a altura que a água atinge no tubo dá o valor da pressão procurada.
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Cap 14 – Exploração do subsolo
b.6) Medida de recalque
A determinação dos recalques de uma obra constitui um elemento de grande importância para o seu controle, seja na fase da execução ou para um eventual reforço.
Como se exige que tais medidas sejam rigorosas, é indispensavel que, preliminarmente, se adote um marco de referencia.
Para a medida dos recalques de fundações usa-se um nível ótico de precisão ou, então, o “nível de vasos comunicantes introduzidos por Terzaghi”.
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Cap 14 – Exploração do subsolo
Esse nível é capaz de uma precisão de 0,01mm.
Nível de vasos comunicantes de Terzaghi