MECÂNICA DOS SOLOS 6 PERMEABILIDADE E ADENSAMENTO

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AULA 6 
Permeabilidade e adensamento dos 
solos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Fonte: Bechara, 2006
O estudo da percolação de água no solo, ou seja, a permeabilidade,
é importante porque intervêm num grande número de problemas
práticos, tais como drenagem, rebaixamento do nível d’água,
cálculo de vazões, análise de recalques e estudo de estabilidade.
Permeabilidade dos solos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
O solo como sistema de armazenamento 
de água
O interior da Terra 
funciona como um vasto 
reservatório subterrâneo 
para a acumulação e 
circulação das águas que 
nele se infiltram. 
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ENGA DRA MONICA M STUERMER
Permeabilidade dos solos
A água subterrânea origina-se, predominantemente, da
infiltração das águas das chuvas, promovendo a recarga da
água no subsolo. A recarga depende do tipo de rocha, cobertura
vegetal, topografia, precipitação e da ocupação do solo.
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Lei de Darcy (1856)
ik
A
Q
v .==
Q – Vazão 
A – Área da seção transversal ao fluxo
k – Coeficiente de permeabilidade
i – gradiente hidráulico
“A velocidade (v) do fluxo de um 
líquido em um meio poroso é 
proporcional ao gradiente hidráulico”
Permeabilidade dos solos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
Depende dos seguintes fatores:
• Granulometria – quanto mais fino menor a permeabilidade;
• Porosidade – quanto maior a porosidade maior a permeabilidade
• Estrutura de solos argilosos
• Direção do fluxo – solos compactados, estratificados, ou com 
xistosidades
• Grau de saturação
• Temperatura
O coeficiente de permeabilidade, também chamado de condutividade
hidráulica, traduz a facilidade com que a água percola por um meio
poroso, no caso, o solo. Tem unidade de velocidade [ cm/s]
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solos
fino médio grosso fina média grossa fino médio grosso
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Silte Areia Pedregulho
K
 
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Argila
Coeficiente de permeabilidade (k) x Granulometria
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Permeabilidade dos solos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solosCoeficiente de permeabilidade (k) x Estrutura e Porosidade
Permeabilidade dos solos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Ks areia fofa > Ks areia compacta
Argila em estrutura floculada Argila em estrutura dispersa
Ks areia > Ks argila
Ks argila floculada > Ks argila dispersa
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
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Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Drenos Horizontais 
Profundos (DHP)
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Drenos Horizontais Profundos (DHP)
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Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
Alguns dos principais sistemas de rebaixamento do lençol freático,
são:
• Bombeamento direto ou esgotamento de vala;
• Ponteiras filtrantes ou well points;
• Bomba submersa com poço profundo.
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Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
Bombeamento direto ou esgotamento de vala
Um dos sistemas mais simples, e
é indicado para obras que tem
escavações mais rasas.
Nesse sistema, a água do terreno
é acumulada em valas, que são
bombeadas.
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Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
Sistema com ponteiras filtrantes (Well points)
Consiste na instalação de ponteiras ao longo da periferia da área que se
deseja rebaixar. As ponteiras(tubos de PVC ou metálico) são instaladas no
interior de furos de pequeno diâmetro, abertos no terreno por processos
usuais de trado e/ou jateamento d’água.
O espaço entre a parede do furo e a ponteira filtrante é preenchido por areia
e/ou pedrisco. A retirada da água é feita por sucção, através de bomba de
vácuo, e é armazenada ou descartada
http://www.geobahia.com.br/rebaixamento-de-lencol-freatico.html
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
Sistema com ponteiras filtrantes (Well points)
Eficiente até cerca de 6(seis) metros de profundidade, em solos
arenosos e relativamente uniformes.
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ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
Sistema de poço profundo e bomba 
submersa
Sistema indicado para obras confinadas
com grandes profundidades, em
aqüíferos de elevada permeabilidade.
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Consiste na perfuração de poços de
pouco diâmetro (10 a 15 cm), com o
uso de perfuratriz rotativa, onde são
instalados filtros e bombas
submersas ligadas a uma rede
coletora d’água.
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Rebaixamento de lençol freático – sistema de ponteiras
Permeabilidade dos solos
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ENGA DRA MONICA M STUERMER
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Terraplenagem e Compactação de solos
Rebaixamento de lençol freático – sistema de ponteiras
Permeabilidade dos solos
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Terraplenagem e Compactação de solosTerraplenagem e Compactação de solosRebaixamento de lençol freático – sistema de ponteiras
Permeabilidade dos solos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
https://escriba.ipt.br/pdf/174324.pdf
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Hidráulica dos solos
Permeabilidade dos solos
REBAIXAMENTO PROVISÓRIO DE LENÇOL FREÁTICO
ENGA DRA MONICA M STUERMER
De uma maneira genérica, pode-se definir a
compressibilidade do solo como relação entre a variação de
volume do solo e a variação do estado de tensões efetivas do
mesmo.
Entende-se por adensamento o processo de compressão ao
longo do tempo de um solo saturado ocasionado pela
expulsão de uma quantidade de água igual à redução do
volume de vazios como resultado da transferência gradual do
excesso de poropressão gerado pelo carregamento para a
tensão efetiva.
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Adensamento
Analogia Mecânica
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Adensamento
Analogia Mecânica
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Adensamento de argilas moles
NBR16853 DE 05/2020 
Solo - Ensaio de adensamento unidimensional
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Obs. 
1KPa = 0,1 tf/m2
e = Vv/Vs
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Um pouco mais sobre a pressão de pré adensamento
Adensamento
Perfil geológico simplificado da cidade de São Paulo
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Um pouco mais sobre a pressão de pré adensamento
Adensamento
Perfil geológico simplificado da cidade de São Paulo
Amostra de solo avenida Brasil, 
a 2 m de profundidade
Admitindo, para facilidade de 
raciocínio,a inexistência de 
lençol freático e o peso 
especifico do solo de 2,0 tf/m3
σ’ = 
Adensamento
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Exemplo de cálculo:
1. Executou-se um aterro de 3m de altura e peso especifico de 1,7 tf/m3 sobre 
o perfil de subsolo abaixo. Calcule o recalque total provocado pela obra.
ATERRO ϒ = 1,70 tf/m3
AREIA FINA 
ϒ = 1,60 tf/m3
AREIA FINA SATURADA 
ϒSAT = 2,00 tf/m
3
ARGILA MARINHA MOLE NORMALMENTE 
ADENSADA 
e0 = 1,19; Cc = 0,4; ϒSAT = 1,78 tf/m
3 
+ 3,0 m
0,0 m
N.A. - 4,0 m
-12, 0 m
-18, 0 m
ROCHA
Adensamento
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Resolução:
Cálculo da tensão efetiva na cota -15 m 
((ponto médio da camada compressível) 
após o aterro ser executado
σ’ = σ - u σ’ = (1,60*4,00 + 2,00*8,00 + 1,78*3,00) 
- (1,0 * 11,0) 
σ’i = 16,74 tf/m
2
Cálculo da tensão efetiva na cota -15 m 
((ponto médio da camada compressível) 
antes do aterro ser executado
σ’ = (1,70*3,0 + 1,60*4,00 + 2,00*8,00 
+ 1,78*3,00) - (1,0*11,0) 
σ’f = 21,84 tf/m
2
Adensamento
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Resolução:
σ’ = σ - u 
σ’i = 16,74 tf/m
2
σ’f = 21,84 tf/m
2
∆𝐻 =
0,4 ∗6,0
1+1,19
* log
21,84
16,74
∆𝐻 =0,126 m
Adensamento
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Exemplo de cálculo:
2. Uma residência foi construída sobre um radier, lançando no solo abaixo, 
uma tensão de 1,5 tf/m2. Calcule o recalque total provocado pela edificação no 
solo
AREIA SILTOSA 
ϒ = 1,65 tf/m3
AREIA ARGILOSA SATURADA 
ϒSAT = 1,70 tf/m
3
ARGILA MARINHA MOLE NORMALMENTE 
ADENSADA 
e0 = 1,2; Cc = 0,5; ϒSAT = 1,55 tf/m
3 
0,0 m
N.A. - 2,0 m
-8,0 m
-16, 0 m
ROCHA
Adensamento
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
2. Uma residência foi construída sobre um radier, lançando no solo abaixo, 
uma tensão de 1,5 tf/m2. Calcule o recalque total provocado pela edificação no 
solo
Resolução:
Cálculo da tensão efetiva na cota -12 m 
((ponto médio da camada compressível) 
após o aterro ser executado
σ’ = (1,65*2,00 + 1,70*6,00 + 1,55*4,00) 
- (1,0 * 10,0) 
σ’i = 9,70 tf/m
2
Cálculo da tensão efetiva na cota -12 m 
((ponto médio da camada compressível) 
antes do aterro ser executado
σ’f = 11,20 tf/m
2
σ’ = (1,50 + 1,65*2,00 + 1,70*6,00 + 
1,55*4,00) - (1,0 * 10,0) 
Adensamento
Adensamento de argilas moles
ENGA DRA MONICA M STUERMER
2. Uma residência foi construída sobre um radier, lançando no solo abaixo, 
uma tensão de 1,5 tf/m2. Calcule o recalque total provocado pela edificação no 
solo
Resolução:
σ’f = 11,20 tf/m
2
∆𝐻 =
0,5 ∗8,0
1+1,2
* log
11,20
9,70
∆𝐻 =0,11 m
σ’i = 9,70 tf/m
2
Fonte: Massad, 2003 
Adensamento de argilas moles
Formação dos solos da planície litorânea 
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Solo de Santos
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Solo de Santos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Bulbo de 
tensões
Bulbo de 
tensões
Solo de Santos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Solo de Santos
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Solo de Santos
Edifício Núncio Malzoni
O edifício Nuncio Malzoni, bloco A , 
com 17 andares, construído em 1967. 
Ele possuía inclinação de 4%
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Solo de Santos
Edifício Núncio Malzoni
ENGA DRA MONICA M STUERMER
1) foram executadas 16 estacas escavadas com profundidade média
de 55 m e diâmetros variando de 1,0 m a 1,40 m.
2) Execução das7 vigas de transição do tipo vierendel, com cerca de
4,5 m de altura para receber os esforços dos pilares e transmiti-los
às novas fundações.
3) Posicionamento dos 14 macacos hidráulicos entre as vigas de
transição e os novos blocos de fundação
4) Macaqueamento de edifício em até 80 cm junto ao último pilar do
lado esquerdo do edifício.
5) Alinhamento do edifício, retirada dos macacos hidráulicos e
preenchimento do espaço com concreto.
Solo de Santos
Edifício Núncio Malzoni
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Em 1998 foi iniciado o reaprumo do primeiro bloco do edifício:
A obra foi finalizada em 2001. Em 2011 foi feito o reaprumo do segundo bloco.
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Solo de Santos
Edifício Núncio Malzoni
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Viga de transição – bloco A
Viga de transição – bloco B
ENGA DRA MONICA M STUERMER
Solo de Santos
Edifício Núncio Malzoni
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ENGA DRA MONICA M STUERMER
Solo de Santos
https://docplayer.com.br/164411038-Reaprumo-do-bloco-b-do-condominio-nuncio-malzoni-influencia-das-estacas-raiz-nas-velocidades-de-recalques.html
A recuperação de cada prédio teve o custo de R$ 1,5 milhão. Antes de
serem reaprumados, os edifícios se tornaram “atração turística” na orla de
Santos. Alguns moradores pensaram em colocar à venda seus imóveis,
mas eles chegaram a desvalorizar até 75%.
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Adensamento de argila mole – Recife, PE
Perfil com argila mole – Boa Viagem – Recife 
https://www.abms.com.br/wp-content/uploads/2014/04/NRNE-Artigo-perfis-GEO2008-Portugal.pdf ENGA DRA MONICA M STUERMER
TORRE DE PISA
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ENGA DRA MONICA M STUERMER
Seca sobre um lago 
Super-exploração dos recursos naturais fez o chão 
afundar e transformou a água em artigo de luxo na 
cidade do México
(FONTE: http://www.estadao.com.br/megacidades/cidadedomexico.shtm)
Sob o sol do fim de tarde, a luz incide em finas partículas de poluição que pairam no ar 
seco, represadas pela cadeia de montanhas vulcânicas que cercam a Cidade do México. 
Formam uma densa nuvem, colorindo a maior metrópole do continente americano de um 
amarelo desértico. É um cenário árido demais para um antigo vale de águas. Os 
primeiros sinais de civilização surgiram em uma pequena ilha no centro do Lago Texcoco, 
o maior de cinco que formavam o Vale do México. Juntos, somavam 891 quilômetros 
quadrados de superfície. Sobre esse lago está hoje a cidade do México, onde cerca de 
76,5% da população consome menos que os 150 litros diários de água recomendados 
pela OMS. A mancha urbana da região metropolitana da Cidade do México ocupa 1.926 
km 2 - o dobro do aqüífero original - e avança sobre a cordilheira.
Geograficamente, o Vale do México é como um vaso de barro, tendo o lago como fundo e 
montanhas nas laterais. A baixa porosidade faz com que o solo retenha 80% da água. 
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Cidade do México
Assim como a cidade de São Paulo, a capital mexicana cresceu à revelia das condições 
geográficas e à custa do esgotamento de recursos naturais, comprometendo o 
fornecimento de água, drenada para permitir a ocupação do solo. Esse processo tornou 
necessária a exploração do lençol freático, que está secando. O esvaziamento do subsolo 
e a perfuração de 6 mil poços fazem o solo ceder e a cidade afundar cerca de 10 cm por 
ano.
O arquiteto Alfonso Iracheta resume: "Hoje, 20 milhões de moradores têm de abrir uma 
garrafa plástica para beber água. É uma cidade lacustre que corre o risco de morrer de 
sede." O esgotamento dos lagos obriga a exploração de fontes distantes da capital, que 
precisam ser bombeadas a mil metros de altura, a um custo de R$ 201 milhões por ano, 
consumindo energia suficientepara abastecer as cidade d e Guadalajara e Monterrey, 
onde vivem 8 milhões de pessoas. 
“ A Cidade do México já foi a Veneza das Américas", explica a engenheira Maria 
Perevochtikova. Os espanhóis viam os lagos como um perigo. A água parada poderia 
provocar contaminações, além de enchentes. Em 1789, abriram uma fenda na cordilheira, 
o Tajo de Nochistongo, para drenar a água. Desde então, os sistemas de drenagem foram 
sendo ampliados no ritmo da expansão urbana, a custos econômicos e ambientais 
altíssimos. Mas a metrópole ainda sofre com enchentes. 
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Cidade do México
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Cidade do México
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Suurhusen – Alemanha Bad Frankenhausen – Alemanha
ENGA DRA MONICA M STUERMER
• Links interessantes:
• http://softsoilgroup.com.br/ssbr/edicao-
03/Revista_SSBR_Ed03.pdf
http://softsoilgroup.com.br/ssbr/edicao-03/Revista_SSBR_Ed03.pdf