Prévia do material em texto
O R I G E M E F O R M A Ç Ã O D O S O L O R E S U M O P A R A C O N C U R S O S E N G E N H A R I A C I V I L www.cneconcursos.com.br ENGENHEIRO CIVIL MECÂNICA DOS SOLOS ORIGEM E FORMAÇÃO DO SOLO BIBLIOGRAFIA - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6502 – Rochas e Solos. Rio de Janeiro/RJ: ABNT, 1995. - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181 – Solo - Análise granulométrica. Rio de Janeiro/RJ: ABNT, 2016. - BALBO, JOSÉ TADEU. Pavimentação Asfáltica – materiais, projetos e restauração. São Paulo/SP: Oficina de Textos, 2007. - CAPUTO, HOMERO PINTO. Mecânica dos Solos e suas Aplicações, volume 1. Rio de Janeiro/RJ: LTC, 1988 - DAS, BRAJA M. Fundamentos de engenharia Geotécnica, tradução, 7ª edição. São Paulo/SP: Cengage, 2014 - PINTO, CARLOS DE SOUSA. Curso Básico de Mecânica dos Solos, 3ª edição. São Paulo/SP: Oficina de Textos, 2006. - BRASIL, DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de Pavimentação, 3ª edição. Rio de Janeiro/RJ: DNIT, 2006. - BRASIL, DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de Implantação Básica de Rodovia, 3ª edição. Rio de Janeiro/RJ: DNIT, 2010. educacao@cneconcursos.com.br Página 1 www.cneconcursos.com.br ORIGEM E FORMAÇÃO DO SOLO Os solos são materiais provenientes da decomposição de rochas por agentes físicos e químicos ao longo do tempo. Alguns autores chamam de desintegração da rocha, outros de intemperismo da rocha. Veja as definições de solo dadas pelo DNIT: De acordo com o glossário de termos técnicos, solo é o material existente na crosta terrestre proveniente da decomposição e/ou desagregação “in situ” das rochas pela ação do intemperismo, constituído de 3 fases (sólida, líquida e gasosa), de origem orgânica ou inorgânica. (DNIT, Glossário de Termos Técnicos) No âmbito da engenharia rodoviária, considera-se solo todo tipo de material orgânico ou inorgânico, inconsolidado ou parcialmente cimentado, encontrado na superfície da terra. Em outras palavras, considera-se como solo qualquer material que possa ser escavado com pá, picareta, escavadeiras, etc., sem necessidade de explosivos. (DNIT, Manual de Pavimentação) Os diâmetros das partículas tendem a diminuir conforme a escala dada: pedregulho → areia → silte → argila. Sendo a argila o último produto da decomposição. Como dito, a decomposição da rocha sofre influência de agentes físicos (mecânicos) e químicos. PINTO1 menciona exemplos: “variações de temperatura provocam trincas, nas quais penetra a água, atacando quimicamente os minerais. O congelamento da água nas trincas, entre outros fatores, exerce elevadas tensões, do que decorre maior fragmentação dos blocos. A presença da fauna e flora promove o ataque químico, através de hidratação, hidrólise, oxidação, lixiviação, troca de cátions, carbonatação, etc. O conjunto desses processos, que são muito mais atuantes em climas quentes do que em climas frios, leva à formação dos solos que, em consequência, são misturas de partículas pequenas que se diferenciam pelo tamanho e pela composição química.” 1 Retirado de PINTO, Carlos de Sousa. Curso Básico de Mecânica dos Solos. educacao@cneconcursos.com.br Página 2 www.cneconcursos.com.br Desta maneira, os solos tenderão a ter a mesma composição minerológica da rocha mãe. Mais tarde veremos que os solos podem ser transportados e uma das consequências disso é a formação de solos menos homogêneos perante os solos oriundos somente da desintegração da rocha mãe. CONSULPLAN, TRF, 2017 [ADAPTADA] - Os solos apresentam- se, quanto à sua formação, de formas variáveis e o uso possível para estes solos dependem de um bom entendimento do contexto geológico da área do projeto. Quanto à formação dos solos, assinale (V) para verdadeiro e (F) para falso: ( ) Em geral, os intemperismos químicos e físicos ocorrem conjuntamente. ( ) O intemperismo químico causa tanto a redução de tamanho, como a alteração química da rocha mãe. ( ) O intemperismo físico dos solos envolve a redução de tamanho sem que haja alteração da composição original da rocha mãe. GABARITO V-V-V Algumas provas exploram conhecimentos sobre a composição mineral da rocha e seu produto depois da desintegração. Em geral, exploram os dados expostos no manual DNIT que seguem em forma de mapa mental. educacao@cneconcursos.com.br Página 3 www.cneconcursos.com.br Acerca dos minerais constituíntes, vale destaque para os quartzos que são identificados macroscopicamente e são bastante resistentes ao intemperismo, levando a desitengração da rocha até solos arenosos. Referente aos minerais argílicos, há três grupos principais denominados caolinitas, montmorilonitas e ilitas. Caolinitas são mais estáveis na presença de água, porém os demais tornam-se muito expansivos, ou seja, são solos coesivos que na presença de água aumentam de volume podendo gerar danos à fundação ou pavimento. UECE, DER/CE, 2016 - Os solos residuais são bastante comuns no Brasil, principalmente na região Centro-Sul. Todos os tipos de rocha formam solo residual. Sobre a decomposição de rochas e a formação dos solos, assinale a opção que corresponde corretamente a um tipo de rocha, à composição mineral, ao tipo de solo e sua composição, respectivamente. (A) Quartzito; quartzo; argiloso (pouca areia); quartzo. (B) Granito; quartzo, feldspato e mica; areno-argiloso (micáceo); quartzo e argila (micáceo). (C) Filitos; micas (sericita); argiloso; quartzo e argila (micáceo). (D) Basalto; mica; argiloso (pouca areia); argila. GABARITO B (A) Tipo de rocha: Quartzito; Composição da rocha: quartzo; Solo: arenosos; Composição do solo: quartzo (B) Tipo de rocha: Granito; Composição da rocha: quartzo, feldspato, mica; Solo: areno-argiloso (micáceo); Composição do solo: quartzo e argila (C) Tipo de rocha: Filitos; Composição da rocha: micas(sericita); Solo: argiloso; Composição do solo: argila (D) Tipo de rocha: Basalto; Composição da rocha: plagioclásio, piroxênios; Solo: argiloso (pouca areia); Composição do solo: argila CAPUTO afirma que “mineral é uma substância inorgânica e natural, com composição química e estrutura definidas”. As rochas podem ser constituídas de um ou diversos minerais, são classificadas como ígneas (ou magmáticas), sedimentares ou metamórficas. Resumidamente: Rochas Ígneas: originam-se da solidificação do magma. Rochas Sedimentares: originam-se da consolidação de sedimentos acumulados. educacao@cneconcursos.com.br Página 4 www.cneconcursos.com.br Rochas Metamórficas: originam-se da transformação (fisico-química) da rocha original. Tomado os conceitos básicos sobre a formação das rochas, vale destacar que o arenito é uma rocha sedimentar composto por quartzo e outros minerais. Logo, a sua decomposição, assim como o quartzito, formam solos arenosos constituídos de quartzo. Acerca do processo de formação do solo, é importante salientar que recebem a classificação de solos residuais, sedimentares e orgânicos. Há alguma variedade de nomenclaturas a depender da literatura adotada, veja: Solos residuais (ou de alteração ou autóctones): são solos originados da decomposição in situ da rocha. Em outras palavras, a desintegração da rocha dá origem ao solo que permanece no mesmo local. Há uma passagem gradual entre a rocha e o solo, ou seja, pode haver horizontes de transição: rocha → rocha alterada → solo de alteração da rocha → solo residual. Durante o processo de decomposição da rocha pode haver minerais mais resistentes de modo a preservar blocos isolados denominados matacões. São mais comuns em áreas de granitos, gnaisse e basalto. Figura: DNIT, Manual de Pavimentação (2006) Recebe, ainda, a subclassificação:- Solo Residual Jovem (ou saprolítico): segundo Balbo, “trata-se do solo que, mesmo mantendo a estrutura de sua fábrica (veios, fissuras, xistosidades, etc), não apresenta consistência, sendo, portanto, facilmente desmontável”. educacao@cneconcursos.com.br Página 5 www.cneconcursos.com.br - Solo Residual Maduro (ou laterítico): segundo Balbo, “solo que, localizado imediatamente abaixo da superfície, é muito homogêneo e não guarda mais nenhuma estrutura da rocha matriz”. Os solos residuais, bastante comuns no Brasil, originam-se da decomposição de basaltos e rochas cristalinas. São características de um perfil de solo residual acompanhar, em geral, a topografia do terreno; intemperismo variar com a profundidade e atuar da superfície para o interior do terreno; apresentar pontos com diferentes resistências, matacões, significativa variação textural e grãos angulosos. Solos transportados (ou sedimentares ou alotóctones): solos que sofreram a ação de agentes transportadores. A textura desses solos podem variar a depender do agente transportador e da distância de transporte. - Solos de Aluvião (aluvionares): foram transportados e arrastados pelas águas. Materiais mais finos tendem a ser transportados a maiores distâncias. São mais comuns em áreas de inundação. Segundo o DNIT, solos de aluvião são boas fontes de materiais de construção, porém péssimos materiais de fundação. - Solos Coluviais (coluvionares): foram transportados pela ação da gravidade. São mais comuns em pé de elevações, encostas e etc. O DNIT menciona que são materiais inconsolidados, permeáveis e sujeitos a escorregamentos, tornando-se inapropriados na visão de engenharia rodoviária. Também são ditos como depósitos de talus, porém CAPUTO firma entendimento que há diferença: coluvionares podem ter presença de finos e tálus são essencialmente granulares. - Solos Eólicos: foram transportados pela ação do vento. Exemplos são as dunas costeiras, não são muito comuns no Brasil. educacao@cneconcursos.com.br Página 6 www.cneconcursos.com.br - Solos Glaciais: a ação transportadora advém das geleiras. Não existem no Brasil. O DNIT exemplifica um perfil em locais com solos transportados. Note a ausência de passagem gradual de horizontes: ao mesmo tempo em que há argila, há, desordenadamente, cascalho e areia. Figura: DNIT, Manual de Pavimentação (2006) Solos orgânicos: solos de origem orgânica (animal ou vegetal) IFPA, IFPA, 2019 - Os solos são resultantes da deterioração das rochas, através do processo de intemperismo, sendo possível afirmar que: (A) a rocha alterada encontra-se sobre a rocha sã, senso caracterizada por não permitir o fluxo de água. (B) o saprólito, também denominado solo residual maduro, situa-se sobre a rocha alterada. (C) o solo residual maduro é o material que apresenta o menor efeito do intemperismo. (D) a rocha sã é a que mantém as características originais, situando-se na superfície. (E) a maior percentagem de argila é encontrada no solo residual maduro. GABARITO E (A) Segundo o DNIT, “a rocha alterada é um material que lembra a rocha no aspecto, preservando parte da sua estrutura e de seus minerais, porém com um estágio de dureza ou resistência inferior ao da rocha”. Devido ao seu educacao@cneconcursos.com.br Página 7 www.cneconcursos.com.br aspecto fragmentado possibilita o fluxo de água, pois torna-se mais permeável. (B) O saprolito é sinônimo de solo residual jovem, algumas literaturas segmenta ainda em saprolito grosso e fino, indicando outra subtransição da rocha alterada para o solo residual maduro. (C) Pelo contrário, o solo residual maduro, ou laterítico, é o material que mais apresenta efeitos do intemperismo. (D) A rocha sã, em regra, não se situa na superfície (E) A argila é o último produto do processo de intemperismo da rocha. A depender da rocha matriz pode implicar em grande representabilidade na composição do solo residual maduro. CESPE, STJ, 2015 - A interpretação correta do boletim de sondagem é fundamental para a elaboração de um projeto de fundações. Considere as seguintes informações de um boletim de sondagem SPT realizada para a construção de um edifício comercial de 4 pavimentos. - cota do solo: 0,0 m; - nível de água não atingido; - presença de construções (prédios) vizinhos; - data da sondagem: 13/5/2014; - profundidade de 0,0 m a 1,0 m: aterro com vegetais – SPT = 2 golpes; - profundidade de 1,0 m a 5,0 m: argila silte-arenosa mole – SPT = de 3 a 4 golpes; - profundidade de 5,0 m a 10,0 m: argila silte-arenosa, de rija a dura – SPT = crescente de 4 a 20 golpes; - profundidade de 10,0 m a 13,0 m: argila silte-arenosa dura – SPT = crescente de 24 a 30 golpes; - profundidade de 13,0 m a 22,35 m: silte argiloso, pouco arenoso, compacto variegado – SPT = crescente de 30 a 45 golpes. educacao@cneconcursos.com.br Página 8 www.cneconcursos.com.br Com referência às informações acima apresentadas, julgue: A partir da profundidade de 1,0 m, o solo é tipicamente sedimentar, formado por camadas intercaladas de acumulações de partículas sólidas de diferentes composições e resistências, provenientes de diferentes tipos de rochas, tendo sido todo esse material transportado, ao longo dos séculos, pela natureza ao local. ( ) CERTO ( X ) ERRADO COMENTÁRIOS: Através das informações dadas, depreende-se que se trata de solo residual, pois há uma passagem gradual à medida que se aproxima da superfície, isto é, vai de silte até argila, além de haver a diminuição de resistência (SPT mais baixo próximo à superfície) oriunda da ação de agentes naturais sobre o solo residual. Poderia, por exemplo, ser produto de intemperismo do basalto. Os solos sedimentares, por sua vez, sofrem ação dos agentes transportadores, portanto, é típico de perfis geotécnicos que apresentem, por exemplo, depósitos de areias fofas sobrepostas a faixas de solo residual silte-argiloso, ou seja, inconsolida a passagem gradual do processo. FCC, ALESP, 2010 - Muitas cidades brasileiras enfrentam problemas relacionados à deflagração de escorregamentos em encostas, principalmente em períodos de elevados índices pluviométricos. O tipo de solo que se caracteriza por ser um material muito fofo, contendo blocos de rochas, alto teor de umidade e, em geral, encontra-se depositado próximo ao pé das encostas é denominado solo (A) laterítico. (C) coluvial ou tálus. (E) glacial. (B) aluvial. (D) residual maduro. GABARITO C (A) Solos lateríticos são solos residuais resultantes de intemperização mais aguda, normalmente são solos superficiais de textura mais fina. O processo de laterização permite o ganho de óxidos hidratados de ferro e/ou alumínio tornando suas cores variáveis de amarelo a vermelho. (B) Solos de aluvião são aqueles transportados e arrastados pelas águas, sendo os mais finos transportados a distâncias maiores. educacao@cneconcursos.com.br Página 9 www.cneconcursos.com.br (C) CORRETA. Conforme descrição, os solos coluviais são solos sedimentares que sofreram o transporte pela gravidade. Típicos de encostas que, ao longo do tempo, se acumulam próximo ao pé da encosta. Podem acumular solos e blocos de rochas, são materiais fofos inconsolidados e inadequados para fundações ou pavimentos. (D) Solos residuais maduros têm como exemplo os solos lateríticos, portanto, recebem justificativas similares. (E) Solos glaciais é uma espécie de solos sedimentares que sofrem a ação transportadora das geleiras. Não existem no Brasil. OUTRAS DISPOSIÇÕES RELEVANTES: Turfas são solos com grandes porcentagens de partículas fibrosas de material carbonoso ao lado de matéria orgânica, do estado coloidal.O Massapê é um solo residual (laterítico) argiloso, de plasticidade, expansibilidade e contratilidade elevadas, encontrado, principalmente, na bacia do Recôncavo Baiano. Suas características decorrem da presença da montmorilonita. No Paraná, materiais semelhantes são designados sabão- de-caboclo. Saibros são solos residuais areno-argilosos, podendo conter pedregulhos, proveniente de alteração de rochas graníticas ou gnáissicas. Solos colapsíveis são solos que apresentam brusca redução de volume quando submetidos a acréscimos de umidade, sob a ação de carga externa. Dão origem a consideráveis recalques de fundação. Solos expansivos são solos que, por sua composição mineralógica, aumentam de volume quando há o acréscimo do teor de umidade. Solos argilosos compostos de minerais argílicos do grupo montmorionitas e ilitas tendem a ser mais expansivos. Solos compressíveis são solos que apresentam deformações elevadas quando solicitados por sobrecargas pouco significativas ou mesmo por efeito de carregamento devido ao seu peso próprio. (exemplo: argila mole) educacao@cneconcursos.com.br Página 10 www.cneconcursos.com.br Cascalhos são solos com grande porcentagem de pedregulho, podendo ter diferentes origens – fluvial, glacial e residual; o cascalho de origem fluvial é chamado comumente de seixo rolado. CESPE, DPF, 2002 – Tálus são solos transportados, tipicamente inconsolidados e sujeitos a instabilidade. ( X ) CERTO ( ) ERRADO COMENTÁRIO O DNIT menciona que são materiais inconsolidados, permeáveis e sujeitos a escorregamentos, tornando-se inapropriados na visão de engenharia rodoviária. FCC, TCE/PR, 2011 - Os solos, pela sua origem, podem ser classificados em dois grandes grupos: residual e transportado. Os solos residuais são aqueles originários da decomposição das rochas que se encontram no próprio local em que se formaram. Os transportados foram levados ao seu atual local por algum agente de transporte. Suas características são função do agente transportador. Nos solos residuais, as características da rocha mãe possuem grande influência na composição física do solo. Um exemplo de solo originário de rochas de basaltos é (A) a terra roxa. (B) a areia quartzosa. (C) a areia quartzosa laterítica. (D) a turfa. (E) o caulim. GABARITO A Terra roxa é resultado de intemperismo de basalto, possui coloração avermelhada e é bastante fértil. CESPE, PC/PE, 2016 [ADAPTADA] - A decomposição de rocha por ações físicas e químicas produz solo com características de argila com alta plasticidade, caso a rocha seja constituída predominantemente por quartzo. ( ) CERTO ( X ) ERRADO COMENTÁRIO Rochas constituídas predominantemente por quartzo sofrem decomposição e formam solos arenosos com quartzo em sua composição. educacao@cneconcursos.com.br Página 11 www.cneconcursos.com.br FCC, ALESP, 2010 - Muitas cidades brasileiras enfrentam problemas relacionados à deflagração de escorregamentos em encostas, principalmente em períodos de elevados índices pluviométricos. O tipo de solo que se caracteriza por ser um material muito fofo, contendo blocos de rochas, alto teor de umidade e, em geral, encontra-se depositado próximo ao pé das encostas é denominado solo (A) laterítico. (B) aluvial. (C) coluvial ou talus. (D) residual maduro. (E) glacial. GABARITO C educacao@cneconcursos.com.br Página 12 www.cneconcursos.com.br Estude conosco! Nossos esforços já foram recompensados por aprovações de alunos. São algumas estatísticas: 1/3 das vagas de engenharia civil do concurso SANEAGO 2018 e 1/4 das vagas de engenharia civil do concursos DEINFRA/SC 2019. educacao@cneconcursos.com.br Página 13