Parâmetros Geotécnicos das Argilas de Santos

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PARÂMETROS GEOTÉCNICOS DAS ARGILAS DE SANTOS 
 
 
Gonçalves, Heloisa Helena Silva (*); Oliveira, Nilene Janini de (**) 
 
 
RESUMO 
 
A Baixada Santista, é uma região costeira do sul do Brasil, que compreende nove municípios, dos quais Santos 
é o mais importante. Esta região é caracterizada geologicamente por solos sedimentares quaternários. O artigo compara 
os parâmetros geotécnicos das argilas SFL de diferentes regiões de Santos com os da Baixada Santista, publicados na 
literatura. A importância desta comparação é devida ao fato de que têm sido utilizados valores médios, entre os 
encontrados para toda a Baixada, para calcular os recalques provocados por edifícios, construídos sobre fundações 
diretas rasas, na Cidade de Santos. Foram realizadas sondagens com determinação de SPT e sondagens com ensaio de 
piezocone, no campo e, ensaios de adensamento e triaxiais adensados – não drenados, no laboratório. O objetivo é 
caracterizar duas regiões em Santos, a primeira no Bairro do Boqueirão, na orla (Condomínio Núncio Malzoni) e a 
segunda (Universidade Santa Cecília) à distância de 800m desta em direção ao centro. 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 Baixada Santista is a region on the coast of Southeast Brazil, geologically characterized by quaternary 
sedimentary soils; it comprised nine cities, of which Santos is the most important. This paper compares the results of 
geotechnical parameters determined by field and laboratory tests of SFL clays from two different sites of Santos with 
published parameters of Baixada Santista This work is very important because average parameters from the region have 
been utilized to the prediction of building settlements in Santos. 
 Standard Penetration tests, cone penetration tests and laboratory consolidation and consolidated undrained 
triaxial tests were carried out to characterize two sites in Santos, the first one in Boqueirão, along the seashore 
(Condomínio Núncio Malzoni) and the other (Universidade Santa Cecília) 800 m distant from the former in the 
downtown direction. 
 
 
 
 
 
PALAVRA CHAVE 
Adensamento 
Argilas orgânicas 
Parâmetros Santos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
(*) Profª. Dr.ª de Escola Politécnica da USP,Brasil, SP,helesilv@usp.br 
(**) Profª. MSc. da Universidade Santa Cecília ,Brasil, SP., Santos nileneja@usc.stcecilia.br 
 
 
 
 
 
A Baixada Santista é formada por nove municípios, (figura 1) entre os quais o maior e mais importante é 
Santos. A primeira grande obra na Baixada Santista foi a construção da ferrovia Santos-Jundiaí, inaugurada em 1867. 
Em 1890 teve início a construção do porto, inspirada em modelos franceses e ingleses, com muralhas de blocos 
superpostos apoiados em base de enrocamento regularizada sobre estacas ou em fundação direta. 
O engenheiro Saturnino de Brito foi responsável por importantes obras, como a construção de canais, avenidas, 
estações elevatórias e a primeira grande ponte da região: a Ponte Pêncil. O canal 1 (Av Pinheiro Machado) foi o 
primeiro canal de drenagem revestido em concreto, construído no Brasil. A construção começou em 1905 e foi 
inaugurada em 1907. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA1. Baixada Santista 
 
2. CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS DA REGIÃO. 
 
No início da década de 40 o solo da região começou a ser investigado, através de ensaios realizados sobre 
amostras indeformadas, para a ampliação das Docas de Santos, fundações de tanques de óleo em Alemoa, fundações da 
ponte sobre o Rio Casqueiro e construção da Via Anchieta, que liga Santos a São Paulo. 
Vargas (1994) comenta que na década de 40 foram intensificadas as construções de edifícios altos, ao longo da 
praia do José Menino, em Santos. O IPT e a Geotécnica S/A foram contratados para executar sondagens, ensaios sobre 
amostras indeformadas e recomendar o tipo de fundação a ser adotado em tais edifícios. Nesta ocasião as sondagens já 
mostravam a camada superficial de areia, com cerca de 10m de espessura capaz de suportar fundações diretas rasas, 
com até 250kN/m2 de tensão admissível. Também foi detectada na época a ocorrência das camadas de argila mole, que 
eram consideradas normalmente adensadas e chegam a profundidades de mais de 50m. 
Naquela época todos os recalques eram calculados admitindo–se as camadas de argila mole normalmente 
adensada, mas só se consideravam os recalques primários devidos à camada mais superficial. Segundo Teixeira (1959): 
Os recalques secundários não eram considerados, pois era constatado que em algumas argilas a porcentagem de 
recalques secular é da ordem de 30% do recalque total, e como o processo é lento era admitido que, estes recalques 
teriam pequena influência sobre a estrutura. Os recalques calculados eram considerados corretos, porém os valores de 
C determinados, através de ensaios, não representavam os valores de campo, já que segundo a bibliografia, os 
r alques ocorriam mais rapidamente do que o previsto. As diferenças entre os valores de Cv de campo e de laboratório 
e
E
r
S
a
o
v
ec
ram atribuídas à existência de camadas finas de areia entremeadas nas de argila mole, o que aceleraria os recalques. 
sta conclusão é discutível, já que passados mais de 35 anos esses prédios continuam recalcando, com velocidades 
elativamente altas e independentes do número de andares da construção. Massad (1985) afirma que a argila superficial, 
FL, é levemente sobre-adensada e a AT, mais profunda, fortemente sobre-adensada. Se os recalques forem calculados 
dmitindo-se, por exemplo, uma razão de sobre-adensamento igual a 1,3, os valores determinados para os prédios da 
rla seriam consideravelmente inferiores aos calculados utilizando-se a hipótese de argila normalmente adensada e os 
valores de Cv deveriam ser ainda maiores que os determinados em campo. Além disso, os recalques de dezenas de 
centímetros medidos em alguns prédios só poderiam ser justificados através do adensamento secundário. Segundo 
Massad (1994) as argilas SFL da Baixada Santista tem 1,3 ≤OCR≤ 2. Sabe-se que quando as argilas estão sobre 
adensadas os valores do coeficiente de adensamento são até 100 vezes maiores do que quando estão normalmente 
adensadas. A amostragem e a temperatura também têm forte influência nestes valores. 
Considerando-se todos estes dados, surgem muitas dúvidas sobre os parâmetros da teoria de adensamento 
clássica de Terzaghi que representariam mais corretamente os recalques que tem ocorrido nos prédios de Santos e, até 
mesmo, se esta Teoria é válida na região. Está sendo desenvolvida, com o apoio financeiro da FAPESP (Fundação de 
Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo), uma ampla pesquisa, sobre as argilas moles de Santos. 
 
3. RESULTADOS DOS ENSAIOS REALIZADOS 
 
3.1. Ensaios de Campo (Sondagem, CPTU) 
Pode-se observar, através das figuras 3 e 4, que tanto na região do Núncio Malzoni, (Av Bartolomeu de 
Gusmão 14) como na da Universidade Santa Cecília (Av: Conselheiro Nébias) o perfil geotécnico é semelhante. Para 
constatar a existência de pequenas camadas de lentes de areia, na argila SFL, foram realizados ensaios de piezocone 
(CPTU), cujos resultados estão nas figuras 3 e 4. As lentes de areia só foram encontradas na região do Núncio Malzoni, 
próximo ao contato com a segunda camada de areia, abaixo de 26m de profundidade. 
 
FIGURA 3. Perfil geotécnico da região do Núncio Malzoni e resultados de ensaios CPTU 
 
FIGURA 4. Perfil geotécnico da região da Universidade Santa Cecília e resultados de ensaios CPTU 
 
3.2 Ensaios de Laboratório 
 
Condomínio Núncio Malzoni 
 
Os resultados dos ensaios realizados para amostras indeformadas extraídas junto ao Condomínio Núncio 
Malzoni estão apresentados na tabela 1. 
Foram realizados dois tipos de ensaios de adensamento. Os resultados apresentados na coluna 4 sãode um 
ensaio convencional, com cargas dobradas a cada 24horas. Os resultados apresentados na coluna 5 são valores extremos 
determinados através de quatro ensaios realizados da seguinte forma: Os corpos de prova foram adensados até a tensão 
de pré-adensamento determinada em ensaio anterior (160 kN/m2) e a seguir foram descarregadas e carregadas 
novamente até a tensão efetiva de campo (140kN/m2) para diminuir o efeito do amolgamento das amostras. Cada corpo 
de prova foi então carregado com uma relação diferente ∆σ/σi<1, para tentar reproduzir o que ocorre quando a argila 
recebe o acréscimo das cargas provenientes das fundações dos prédios, que pode ser menor que a tensão efetiva de 
campo. Os valores de ∆σ utilizados foram: 20, 40, 60 e 100kN/m2. Os corpos de prova foram deixados com estes 
carregamentos durante oito meses, até que as curvas de altura do corpo de prova em função do logaritmo da tensão 
efetiva definissem o ponto de inflexão representativo da separação entre os recalques primário e secundário. Estas 
curvas estão apresentadas na figura 5. Desta forma foram determinados valores de coeficiente de adensamento (Cv*) 
cerca de 1000 vezes menores do que os determinados nos ensaios convencionais. Através da bibliografia sabe-se que, 
quando os carregamentos não são dobrados, a curva semilogarítmica não apresenta o ponto de inflexão. Isto teria 
ocorrido se as cargas tivessem permanecido somente durante 24 horas. No entanto, em solos sobre-adensados, o 
recalque primário ocorre rapidamente e os acréscimos de tensão são transmitidos para a estrutura composta de grãos e 
filme de água adsorvido. A pressão neutra dissipa, mas o acréscimo de carga demora a atingir os grãos, pois existe a 
resistência viscosa do filme de água adsorvido que recebe parte da carga e a transmite aos grãos lentamente. Neste caso 
os valores de Cv perdem o significado, pois a definição de tensão efetiva é diferente da proposta por Terzaghi. Além 
disso, Terzaghi admite o comportamento elástico do solo, não considerando o fenômeno viscoso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 5. Recalque em função do logaritmo do tempo para quatro ensaios realizados, com diferentes 
carregamentos. 
 
A resistência não drenada foi determinada através de ensaios triaxiais adensados –não drenados, com tensão de 
confinamento igual à tensão octaédrica de campo. 
 
 
Universidade Santa Cecília 
 
As curvas granulométricas das amostras extraídas a 22 e 24m de profundidade da Universidade Santa Cecília 
são semelhantes às do Núncio Malzoni e tem aproximadamente 20% de areia. A amostra extraída à 15,50m de 
profundidade é muito arenosa (60% de areia) o que é confirmado através dos demais resultados de ensaios. 
 Foram realizadas três séries de ensaios de adensamento, para cada amostra. Na primeira série, as cargas foram 
dobradas a cada 24 horas. Na segunda série, cada carregamento e descarregamento foram deixados no mínimo por um 
mês, para garantir a mudança de inflexão de curva de variação de altura do corpo de prova em função do logaritmo do 
tempo.Na terceira série de ensaios foram adotadas seqüências de carregamentos diferentes. A amostra 1 foi carregada 
com: 6,25; 12,5; 25; 50; 100; 200; 400; 800; 200kPa, descarregada e carregada novamente, com o objetivo de diminuir 
o efeito de amolgamento. Cada carregamento permaneceu por um tempo suficiente para terminar o adensamento 
primário, porém inferior a 24 horas. Na amostra 2 e 3, trabalhou-se com carregamentos de 6,25; 12,5; 25; 50; 100; 200; 
400; 100; 200; 400; 800; 200kPa. Em todos os ensaios da terceira série, os corpos de prova foram carregados com 
velocidade de deformação constante, igual a 1x 10-7 s-1. 
Os parâmetros de adensamento foram determinados utilizando as curvas de índices de vazios em função do 
logaritmo da tensão efetiva, correspondentes ao final do adensamento primário, “curva EOP”, e nestas mesmas curvas 
com a correção de Schmertmann-Ian.. Todos os resultados determinados estão apresentados na tabela 1. Os valores 
OCR(**), ((Cc/(1+eo))** e ((Cr/(1+eo))** são os determinados nas curvas com a correção citada. Observe-se que ao se 
utilizar a correção, a razão de sobre-adensamento aumenta de 1,03 para 1,3. Os coeficientes de compressibilidade e de 
recompressão também são aumentados. 
Para a determinação da coesão não drenada foram realizados ensaios triaxiais adensados não drenados, com 
tensão confinante igual à octaédrica de campo. 
Recalque no tempo para diversas tensões
17,000
17,500
18,000
18,500
19,000
19,500
0,1 1 10 100 1000 10000 100000 1000000
tempo (min)
al
tu
ra
 d
o 
C
.P
. (
m
m
)
1,6 kg/cm²
1,8 kg/cm²
2,0 kg/cm²
2,4 kg/cm²
Local 1 2 3 4 5 6 7 8 
Profundidade 15,5m 22m 24m 16m 16 m (8,2 a 19,7)m (8 a 44)m SFL 
LL % 49,9 86,7 78,20 70 a 87 45 a 130 40 a 150 
IP % 30,9 46,1 44,5 50 e 58 28 a 85 30 a 90 
W % 55,50 81,23 82,31 69,1 60 a 69,1 65 e 70 40 a 90 75 a 150 
γn (kN/m3) 15,97 14,75 15,00 15,5 14,5 a 15,6 15,6 e 15,9 14 a 18 13,5 a 16,3 
γs (kN/m3) 26,10 27,40 26,10 26,8 26,8 26,4 e 26,9 26,6 26,6 
SPT 2 2 2 1 a 4 1 a 4 1 a 2 (1 a 2) 0 a 4 
Su (kPa) 60 65 73 72 72 37 a 56 60 a 150 10 a 60 
OCR 1,03 1,03 1,03 1,15 1,3 1 1 1,3 a 2 
OCR(**) 1,30 1,30 1,30 
Cc/(1+e0) 0,26 0,33 0,31 0,31 0,34 a 0,38 0,38 a 0,45 0,26 a 0,43 0,33 a 0,51 
((Cc/(1+eo))** 0,37 0,46 0,47 
Cr/(1+e0) 0,07 0,05 0,03 0,03 0,02 a 0,04 0,01 a 0,02 0,03-0,06 
((Cr/(1+eo))** 0,08 0,16 0,18 
Cv*(cm2/s) . 10-7 1,0 a 13,1 
Cv labna 
(cm2/s).10-3 
7,5 0,1 0,11 0,15 0,1 a 0,7 (1,15 a 1,43) 0,3 0,03 a 1 
Cv labsa (cm2/s) 
10-3 
20 a 27 2,8 a 
5,5 
3 a 10 0,6 a 
1,4 
0,5 a 3,2 
Cvcampo/Cvlab. 20 15 a 100 
Cα (0,4 a 
3)% 
(1,3 a 3,9) % (3a20) 
mm/ano 
(3 a 6)% 
TABELA 1. Comparação entre valores encontrados para as argilas de Santos 
 
1 2 e 3- Universidade Santa Cecília / 4 e 5-Núncio Malzoni / 6-( Machado )- Santos / 7-(Teixeira) Santos e São 
Vicente/ 8-(Massad) Baixada Santista 
 
Através da comparação entre os resultados do ensaio CPTU com os valores de resistência não drenada 
determinados em laboratório, obtiveram-se valores de Nkt entre 11 e 16, conforme gráfico da figura 6 
No caso da Baixada Santista o valor do Nkt encontrado na bibliografia varia entre 12 e 15,segundo Árabe, 
1995. Os valores da coesão não drenada foram obtidos através de ensaios de palheta e CIU, realizados no Vale do 
Quilombo, em Cubatão. 
Neste artigo não se estimará o valor de OCR (σ’vm / σ’vo) através do ensaio CPTU, mas será considerado o 
valor de OCR=1,3, determinado através dos ensaios de adensamento para calcular o valor da constante k 
Até o momento, nenhuma equação tem sido satisfatória para a determinação de OCR. Será utilizada a 
expressão de Lunne et al (1977), que tem sido a mais recomendada, para calcular o valor da constante k. 
vo
votqkOCR
'σ
σ−
= 
em que: 
=voσ tensão vertical total 
=vo'σ tensão vertical efetiva 
Os valores da constante k obtidos variam entre 0,14 e 0,45, mostrando que o valor 0,3 normalmente utilizado, 
não é um valor único constante, para toda a Baixada Santista; representa um valor médio para as argilas de Santos. 
Deve haver muito critério ao se utilizar resultados de ensaios CPTU para as diferentes regiões da Baixada 
Santista, já que algumas constantes utilizadas nas correlações, para a determinação dos parâmetros de engenharia não 
estão aferidas para o solo da região. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 6 Disperção do NKT 
 
Conclusão 
 
 Os parâmetros determinados através dos últimos ensaios realizados estão dentro dos limites de variação 
sugeridos por Massad, porém, com uma dispersão menor e, mais próximos aos determinados por Machado, que foram 
extraídos daorla marítima de Santos. Comparando-se os valores obtidos para a amostra extraída a 15,5m de 
profundidade (coluna 1 da tabela 1), que apresenta uma porcentagem de areia superior, com os determinados para as 
demais amostras, observa-se que os parâmetros de adensamento são muito diferentes. Enquanto os valores de 
coeficiente de adensamento são até 75 vezes superiores, os valores dos coeficientes de compressão e recompressão são 
inferiores, o que está de acordo com as diferentes granulometrias apresentadas. 
No entanto, ainda existe uma dúvida muito grande sobre os valores das razões de sobre-adensamento e 
coeficientes de adensamento que possam reproduzir as curvas de desenvolvimento de recalque com o tempo, 
observadas nos prédios de Santos. Se as argilas estão sobre-adensadas deve-se calcular o desenvolvimento do recalque 
com o tempo, utilizando valores de Cv variáveis, pois a tensão inicial pode estar abaixo da tensão de sobre-adensamento 
e a tensão final pode ser inferior ou superior a ela. Os valores de Cv para o trecho sobre-adensado são muito variáveis e 
maiores aos determinados para o trecho normalmente adensado, o que pode explicar a diferença entre os valores de Cv 
de campo e laboratório. Porém, se realmente a razão de sobre-adensamento for 1,3, os recalques secundários são da 
mesma ordem de grandeza dos primários e talvez não seja válido calculá-los utilizando a Teoria de Terzaghi, que não 
considera o efeito viscoso. Neste caso, os parâmetros a serem determinados seriam outros e a teoria a ser utilizada 
também. 
 
Agradecimentos 
 
À FAPESP pela verba concedida para o desenvolvimento da pesquisa. À Universidade Santa Cecília por 
permitir retirar amostras no Campus. À Escola Politécnica da USP e à Universidade Federal do Rio de Janeiro COPPE 
pela utilização dos laboratórios. À Solum Engenharia e Geologia Ltda, por ter realizado, gratuitamente, o ensaio CPTU 
no Núncio Malzoni, . 
 
Referencias Bibliográficas 
 
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0
200
400
600
800
1000
1200
1400
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Su (kPa)
(q
t- σσ σσ
vo
) 
(k
Pa
)
5- MARTINS, I. M. S. Sobre Uma Nova Relação Tensão Efetiva, Índice de Vazios em Solo. Dissertação 
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