Aula 11 - SOLOS APLICADOS A ENG CIVIL

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Aula 11 – Solos aplicados na construção civil 
 
Utilização de solos na indústria da construção civil 
 Os depósitos de sedimentos encontrados na natureza constituem uma significativa fonte de 
materiais utilizados na construção civil; 
 As principais jazidas naturais de sedimentos fornecem materiais de construção, como: pedra, 
saibro, areia, cascalho e argila, para exploração; 
 A localização dos depósitos de materiais de construção deve ser próxima à obra ou aos centros 
consumidores, para o material não se tornar antieconômico, devido ao encarecimento do frete e 
ao longo tempo necessário, para o material chegar a locais afastados e, muitas vezes, de difícil 
acesso; 
 Nas obras situadas nos grandes centros urbanos e suas proximidades, o material de construção 
é adquirido de fornecedores da região; 
 Porém, a maioria das obras rodoviárias, ferroviárias, hidráulicas e de barragens precisa utilizar 
jazidas próximas, por causa da grande demanda de materiais e das grandes distâncias destas 
construções em relação às metrópoles. 
 
Fotografia aérea, mostrando grande movimentação de solo 
 
 
 
Exploração de depósitos de aluviões ou de solos residuais 
Quando o material não é rocha, a exploração ocorre em depósitos de aluvião ou em solos 
residuais. 
 
 
Aluviões 
 
 São concentrações de solos, formadas pela ação da água ou do vento; 
 Os materiais mais comuns encontrados neste tipo de solo são os cascalhos, as areias e as 
argilas; 
 Normalmente, são localizadas ao longo de rios, principalmente, em suas confluências ou em 
suas planícies de inundação; 
 São depósitos recentes de sedimentos, como: areia, cascalho, lama (argila e silte) e resíduos 
vegetais, e que podem ter origem nos ambientes deposicionais fluviais, lacustres ou marinhos. 
 Nos rios, esta acumulação de sedimentos é muito frequente, geralmente, junto aos estuários e 
às planícies de inundação e ocorre, quando as águas perdem a capacidade de transportar os 
sedimentos. 
 No mar e nos lagos, a aluvião ocorre, geralmente, após períodos de forte ondulação; 
 Pelas suas características de consistência, os depósitos de detritos, formados com as aluviões, 
são bastante mutáveis, sendo facilmente moldáveis pela erosão fluvial, no caso da aluvião de 
rios, ou pela erosão das ondas e das marés, no caso das aluviões marinhas; 
 Os depósitos de aluviões são formados pelos seguintes materiais: cascalho, areia, argila, silte. 
 
Utilização de solos de aluvião como fontes de materiais para a construção civil 
 
a) Cascalho 
 Para a confecção de concreto; 
 Para o revestimento de leito de estrada de terra; 
 
b) Areia 
 Para a confeção de concreto; 
 Para a construção de fundações de edificações; 
 Para a construção de filtros de barragem; 
 
 
 
 
 
c) Argila 
 Para a confecção de tijolos cerâmicos e cerâmica em geral; 
 Para a construção de aterros, em geral; 
 Para a construção de núcleos impermeáveis de barragens; 
 Para acelerar a consolidação de um estrato de solo pouco permeável, a fim de se trabalhar com 
solo de baixa permeabilidade. 
 
Jazida de aluvião (cascalho) 
 
 
 
Jazida de aluvião (areia) 
 
 
 
 
Jazida de aluvião (argila) 
 
 
 
Solos residuais 
 São concentrações de solos maduros, formados pelos processos de pedogênese, após a ação 
do intemperismo sobre solos provenientes de alterações de rochas; 
 São solos que permanecem no local de decomposição da rocha matriz que lhes deu origem; 
 Para sua ocorrência, é necessário que a velocidade de remoção do solo seja menor que a 
velocidade de decomposição da rocha matriz; 
 Normalmente, são localizados em encostas não muito íngremes; 
 São os provenientes da decomposição e alteração das rochas no local em que rocha mãe se 
encontra; 
 Sua formação depende do tipo e da composição mineralógica da rocha matriz; 
 Todos os tipos de rocha formam solo residual; 
 São subdivididos em horizontes e se organizam da superfície para o interior da crosta; 
 A transição entre um horizonte e o outro é gradativa, de modo que a separação entre eles pode 
ser arbitrária; 
 Não existe um contato ou limite direto e brusco entre o solo e a rocha que originou. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Perfil de solos resultante da decomposição de uma rocha sã (rocha matriz) 
 
Perfil de solos resultante da decomposição de uma rocha sã (rocha intacta) 
 
 
Pedogênese 
 São as alterações provocadas nos solos, após sua formação, pela ação de vários processos 
físicos, químicos e biológicos, que dão forma ao solo, que se organiza em várias camadas de 
diferentes aspectos e composições. 
 
Solo residual maduro 
 É o solo que perdeu toda a estrutura original da rocha matriz e tornou-se relativamente 
homogêneo; 
 Não se consegue observar restos da estrutura da rocha mãe nem de seus minerais. 
 
Solo de alteração de rocha (saprólito) 
 Ainda mostra alguns elementos da rocha matriz, mantendo a estrutura original, inclusive veios 
intrusivos, fissuras, xistosidade e camadas, mas perdeu totalmente a consistência; 
 Pode ser confundido com a rocha alterada; porém, distingue-se desta, porque, ao ser 
pressionado pelos dedos, apresenta-se friável, isto é, esboroa-se completamente. 
 
Rocha alterada 
 Lembra a rocha matriz no aspecto; 
 É o horizonte em que a alteração progrediu, preservando parte da estrutura e dos minerais da 
rocha matriz; 
 Sua dureza ou resistência é inferior à da rocha matriz. 
 
Rocha sã 
 É a rocha matriz inalterada. 
 
Solos residuais arenosos 
São utilizados: 
 Na indústria de vidro; 
 Em fundições para confecções de moldes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Solo residual arenoso 
 
 
 
Solo residual argilo-arenoso 
 
 
 
Solo residual terroso 
 
 
Solo residual argilo -arenoso 
 
 
Utilização de solos residuais como fontes de materiais para a construção civil 
a) Terra 
 Como áreas de empréstimos para aterros, estradas e barragens; 
 
b) Areia 
 Para a indústria da fundição ou da indústria de vidro; 
 
c) Argila 
 Para a confecção de tijolos cerâmicos e cerâmica em geral; 
 
Materiais industriais 
Quartzito 
 É uma rocha metamórfica formada, essencialmente, por quartzo; 
 Sua decomposição produz as areias; 
 É utilizado, quando moído, na fabricação de vidros e materiais abrasivos. 
 
 
Pedra de quartizito 
 
 
 
Calcário 
É utilizado: 
 Na fabricação de cimento, cal e vidro; 
 Como fundente em metalurgia; 
 Como corretivo do solo, em indústria química. 
 
Pedras de calcácio 
 
 
Argila refratária 
É utilizada: 
 Na fabricação de tijolos e materiais refratários, para fornos de altas temperaturas, principalmente, 
em siderúrgicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Jazida natural de argila refratária 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Forno construído com tijolo refratário 
 
 
 
Argila em geral 
Utilização da argila nas indústrias 
 Na indústria de cerâmica; 
 Na indústria de cimento, constituindo cerca de 20% do peso das matérias-primas empregadas 
na fabricação; 
 Na indústria de lama bentonítica, para resfriar as brocas utilizadas na perfuração das rochas, 
nas operações geotécnicas para alcançar as reservas de petróleo; 
 Na indústria de refinação de óleos, como desodorante e descorante; 
 Na indústria de fabricação de papel, com a variedade chamada caulim ou caulino, constituindo 
até 5% das matérias-primasempregadas na fabricação; 
 Na indústria de fabricação de tinta; 
 Na indústria de fabricação de borracha, constituindo, em certos casos, até 20% das matérias-
primas empregadas na fabricação; 
 Na indústria de fabricação de inseticidas. 
 
Amostra de argila 
 
Amostra de argila vermelha 
 
Tipos mais comuns de argila 
 São o taguá e as tabatingas; 
 O taguá é encontrado no Vale do Paraíba; 
 As tabatingas são argilas do período quaternário, encontradas nas baixadas dos literais e nas 
várzeas dos rios. 
 
Características das argilas 
 As argilas são constituídas de partículas finíssimas de silicato hidratado de alumínio; 
 São substâncias que apresentam plasticidade, quando molhadas, e rigidez, depois de secas, 
uma vez que perdem água, tornando-se coesas; 
 São obtidas a partir da alteração de silicatos de alumínio e ocorrem nas rochas sedimentares, 
magmáticas e metamórficas; 
 Os principais silicatos de alumínio são o feldspato e as micas. 
 
Utilizações das argilas 
 Fabricação de cerâmica; 
 Confecção de tijolos, telhas e ladrilhos; 
 Construção de núcleos impermeáveis de barragens; 
 Construção de aterros compactados, para reduzir a permeabilidade dos solos; 
 
Usos das areias 
 São extraídas dos rios e, normalmente, possuem impurezas; 
 Para as obras civis, em geral; 
 Para a fabricação de vidro, são retiradas, principalmente, das praias; 
 Confecção de concreto; 
 Material filtrante na construção de drenos de estradas de rodagem e de barragens; 
 Na fabricação de vidro; 
 No preparo de moldes para fundição; 
 
Fundição 
 Na metalurgia, a fundição é o processo de colocar metal líquido em um molde, que contém uma 
cavidade com a forma desejada, e depois permitir que resfrie e solidifique. A parte solidificada é 
conhecida como peça fundida, que é tirada do molde ou tem o molde quebrado para completar 
o processo. 
 
 
Molde para fundição 
 É o dispositivo no qual o metal fundido é colocado, para que se obtenha a peça desejada 
 Ele é feito de material refratário composto de areia e aglomerante. 
 Esse material é moldado sobre o modelo que, após retirado, deixa uma cavidade com o formato 
da peça a ser fundida. 
 
Silicato de Alumínio 
 A família do silicato de alumínio é extensa e pode compreender vários produtos; 
 Produto mineral, de constituição inorgânica, quimicamente inerte, extraído de jazidas de minerais 
formados por silicatos e beneficiado em diversas faixas granulométricas, de acordo com a 
aplicação desejada; 
 Apresenta-se sob a forma cristalina lamelar (formato de lâmina), de superfície irregular, 
conferindo-lhe grande poder de adsorção; 
 Pode ser tratado por alvejamento químico ou por calcinação, deixando o produto mais branco; 
 Depois de tratado, é um pó branco, levemente creme, fino, insolúvel e sem cheiro. 
 
Produto lamelar 
 A lamelaridade é um parâmetro que se refere à forma do material, onde a espessura é muito 
pequena em relação às outras dimensões; 
 Diz-se que materiais lamelares são aqueles achatados ou que possuem formato de lâminas. 
 
Silicato de alumínio sob a forma lamelar (de lâmina) 
 
Pó de silicato de alumínio depois de tratado 
 
 
Aplicações do silicato de alumínio tratado 
1) Aplicações em tintas 
 Carga muito utilizada em todos os sistemas de tintas; 
 Sua característica lamelar confere um acabamento superficial mais uniforme e boa cobertura; 
 Sua capacidade de adsorção promove melhor aderência entre as partículas e o polímero, 
melhorando a resistência à lavabilidade, ou teste de abrasão, e confere flexibilidade; 
 Sua morfologia atribui ao caulim uma resistência maior à sedimentação, garantindo uma melhor 
estabilidade ao sistema, para as tintas, os esmaltes, a flexografia, etc. 
 
b) Aplicação na flexografia 
 Processo de impressão gráfica no qual a fôrma é um modelo de borracha ou fotopolímero; 
 O sistema flexográfico pode ser considerado como uma característica do carimbo; 
 Usa tintas líquidas altamente secativas, à base de água ou solvente. 
 
c) Aplicação em borrachas 
 Utilizado como carga na fabricação de borracha de alta qualidade, melhorando a resistência 
mecânica à pressão, coesão e aumentando a resistência ao atrito. 
 
 
 
 
d) Aplicações gerais 
 Utilizado na fabricação de: cerâmicas, colas, adesivos, abrasivo leve (lixa), sabões, cimento 
portland branco; como carga de gesso para paredes; como adsorvente de toxinas do aparelho 
digestivo, no tratamento médico; como veículos para líquidos ativos (inseticidas e outros), etc. 
 
Adsorção 
 É a adesão de moléculas de um fluido a uma superfície sólida; 
 O grau de adsorção depende da temperatura, da pressão e da área da superfície sólida; 
 Os sólidos porosos como o carvão e a argila são ótimos materiais adsorventes. 
 
Métodos de exploração de jazidas 
Exploração de jazidas de aluviões 
A exploração de um depósito de aluvião, para extração de areia, cascalho ou argila é mais simples. 
 
 Extração de areia 
 É feita com dragas, para retirar o material; 
 Depois de extraída, a areia é separada da água em silos. 
 
Extração de argila 
 É feita com escavadeiras pequenas. 
 
Extração de cascalho 
 É feita com escavadeiras ou dragas; 
 Neste caso, utiliza-se um lavador munido de peneiras, para separar o cascalho dos materiais 
mais finos. 
 
Exploração de argila 
 É feita com pequenas escavadeiras ou com equipamentos de maior porte, dependendo do 
volume de argila a escavar e da eficiência pretendida para a obra; 
 Deve-se observar o fato de que pode-se encontrar um solo inadequado à construção de aterro, 
chamado silte, abaixo da capa de argila (solo maduro). 
 
 
 
 
 
 
Fundações de edifícios 
 A escolha do tipo de fundação é responsabilidade do engenheiro geotécnico e é feita baseada 
nas informações geológicas e geotécnicas, as quais devem fornecer dados sobre o terreno de 
fundação. 
 O método mais comum para investigação geológica da fundação de edifícios é o da Sondagem 
à Percussão com Circulação de Água, acompanhado pelo ensaio normalizado de penetração 
(SPT) ou Sondagem de Simples Reconhecimento do solo (Normas ABNT). 
 Este método fornece um perfil com a descrição das camadas do solo e a resistência oferecida 
por elas à penetração de um amostrador normalizado. 
 Pode fornecer, ainda, a profundidade do nível de água estático. 
 Quando a fundação é rochosa, ou parcialmente rochosa, usa-se outro método de sondagem, a 
sondagem rotativa com broca de diamante e extração de testemunho de sondagem. 
 A rocha amostrada é descrita e avaliada quanto à resistência. 
 Mesmo na construção de casas e nas edificações de dois pavimentos, que descarregam baixa 
tensão sobre o solo, devem ser realizadas sondagens. 
 
Fundações especiais 
 Para fundações de barragens ou outras obras que exijam estudos especiais, usam-se todos os 
métodos de investigação geológica. Neste caso, os mapas geotécnicos podem fornecer valiosas 
informações. 
 
Condições geológicas desfavorável para fundações superficiais (sapatas) 
 O interior da Terra, composto de diferentes rochas, funciona como um vasto reservatório 
subterrâneo para a acumulação e circulação das águas que nele se infiltram. 
 As rochas que formam o subsolo da Terra, raras vezes, são totalmente sólidas e maciças. Elas 
contêm numerosos vazios chamados interstícios, que variam dentro de uma larga faixa de 
dimensões e formas. 
 Apesar desses interstícios poderem atingir dimensões de uma caverna, em algumas rochas, 
deve-se notar que a maioria tem dimensões muito pequenas.São, geralmente, interligados, 
permitindo o deslocamento das águas infiltradas. 
 Em consequência da infiltração, a água precipitada sobre a superfície da terra penetra no 
subsolo e através da ação da gravidade sofre um movimento de percolação descendente, até 
atingir uma zona onde os vazios, poros e fraturas se encontram totalmente preenchidos d’água. 
Esta zona é chamada zona saturada. Essa zona é separada por uma linha conhecida como nível 
freático ou lençol freático. 
 
 A utilização da água existente no subsolo é feita através de poços caseiros (exemplo 
ilustrado abaixo) e profundos, conforme a profundidade alcançada. 
 
Água no subsolo 
 
 
 
 Grande número das obras de Engenharia encontram problemas relativos às águas 
subterrâneas. 
 A ação e a influência dessas águas têm causado numerosos imprevistos e acidentes; 
 Os casos mais comuns desse tipo de problema são verificados em cortes de estradas, 
escavações de valas e canais, fundações para barragens, pontes, edifícios, etc; 
 De acordo com o tipo de obra, executa-se uma drenagem ou um rebaixamento do lençol freático; 
 A construção de edifícios, barragens, túneis, etc., normalmente requer escavações abaixo do 
lençol freático; 
 Tais escavações podem exigir tanto uma drenagem, como um rebaixamento do lençol freático. 
 São vários os métodos para eliminar a água existente no subsolo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ciclo hidrológico da água -infiltração e formação do lençol freático (L.F.)