Tipos de solo (perspectiva do designer)

2024년 6월 9일 Roberto Magalhães

É muito importante que os engenheiros civis e civis conheçam os tipos de solo e seus parâmetros geotécnicos. Na hora de projetar ou construir é muito importante conhecer os tipos de solo disponíveis no canteiro de obras.

Existem diferentes classificações de solo e diferentes métodos de classificação de solo com base nos parâmetros listados abaixo.

A classificação dos solos baseia-se principalmente nas suas propriedades técnicas, como distribuição granulométrica, limite de rendimento e limite de plasticidade.

Existem dois sistemas de classificação principais.

AASHTO

AASHTO é um acrônimo para Associação Americana de Oficiais de Rodovias e Transportes Estaduais.

Os sistemas de classificação AASHTO são usados principalmente na construção de rodovias e não na engenharia civil.

ASTM

ASTM significa Sociedade Americana de Materiais de Teste.

O sistema unificado de classificação de solos de acordo com as normas ASTM

ASTM D2487-17: Método Padrão para Classificação de Solos para Fins de Engenharia (Sistema Unificado de Classificação de Solos) é usado

Além dos pontos citados acima, vejamos os principais tipos de solo disponíveis.

Imagem da internet

Diferentes tipos de solo

Essencialmente existem os seguintes tipos de solo:

piso de cascalho
volume
Solo lodoso
areia
Solo turfoso
Solo calcário
Solo argiloso

Vamos discutir cada tipo de solo em detalhes.

piso de cascalho

Cascalho é uma coleção solta de fragmentos de rocha conforme definido na Wikipedia.

O cascalho é formado pela sedimentação e erosão da rocha. O tamanho do cascalho começa em 2 mm e pode ir até 200 mm e mais. O cascalho pode ser classificado com base na distribuição do tamanho das partículas da seguinte forma.

classificação	Tamanho de partícula (mm)
Cascalho fino	2-6
Cascalho médio	6-20
Cascalho grosso	20-60
Cascalho muito grosso	60-200
pedras	>200

Existem outros tipos de cascalho cujas partículas estão claramente separadas da argila. Geralmente, os cascalhos são materiais arredondados que podemos encontrar perto de cascalhos, canais, etc.

O cascalho é um dos materiais de construção mais importantes do mundo. É utilizado junto com areia na produção de concreto. Além disso, o cascalho é frequentemente usado na construção de estradas.

Solo argiloso ou argiloso

A argila é um material de solo natural de granulação fina que contém minerais argilosos.

O tamanho das partículas da argila é geralmente inferior a 0,002 mm.

As principais características da argila podem ser listadas a seguir.

Muito pegajoso e rola como plasticina quando molhado
Devido à sua natureza pegajosa, a argila pode armazenar mais água do que outros tipos de solo
A argila incha quando molhada e encolhe quando seca

A argila é um material de construção útil, mas às vezes pode ser prejudicial na construção de fundações.

Por exemplo, na construção de barragens de enrocamento, é utilizada uma camada de argila para reter água no reservatório. Argila com certa permeabilidade permite a passagem de uma quantidade muito pequena de água. No entanto, atua como uma barreira ao movimento da água.

O mesmo método também é usado para barragens de terra. Para mais informações, consulte o artigo Tipos de barragens poderia ser encaminhado.

Vamos discutir: a argila não é um material de fácil construção.

O que acontece se houver uma camada de argila sob a base?

Há água de irrigação na argila saturada. À medida que a fundação é construída ou a camada de argila é carregada com uma laje, a tensão exercida na camada de argila aumenta.

Ao aplicar tensão adicional, a pressão da água de irrigação na camada de argila aumenta porque a condutividade hidráulica da argila é muito baixa. Levará algum tempo para que o excesso de pressão da água de irrigação se dissipe. À medida que a pressão da água se dissipa, ela é gradualmente transferida para o solo. Este aumento gradual na tensão efetiva na camada de argila leva ao recalque ao longo do tempo e é conhecido como consolidação.

Ao planejar, é importante prestar atenção quando o solo sob a fundação se transforma em solo argiloso. Existem vários métodos para controlar o assentamento de fundações ou para construir um edifício sem a Processamento de consolidação.

Pré-carregar

Para permitir o assentamento da argila, uma pressão semelhante ou diferente poderia ser aplicada, calculada com base no assentamento permitido e no tempo de pré-esforço.

Isso ocorre por um período baseado no acordo de consolidação.

Montagem da estrutura na fundação por estaca

Nos solos argilosos existentes, também podem estar presentes outros tipos de solo, como turfa, lodo, etc., que são compressíveis sob carga.

Eles poderiam se mover para os lados quando estressados. Portanto, a opção de pré-carga também deve considerar a magnitude da carga.

No entanto, se construirmos a estrutura sobre uma fundação por estacas, tais problemas não surgirão. Neste caso é mais aconselhável erguer a laje como laje suspensa.

Método de estabilização do solo

Solos argilosos podem ser estabilizados com uma mistura de cal apagada e cal de cimento.

Misturas de ligantes como cal, cimento, escória de alto forno, cinzas volantes e gesso são agora frequentemente utilizadas na construção para melhorar solos argilosos.

Lodo

O silte é um material granular com tamanho de partícula entre argila e areia.

O tamanho das partículas do lodo está geralmente na faixa de 0,002 – 0,005 mm.

Alguns dos aspectos mais importantes do lodo são os seguintes.

O lodo geralmente é misturado com volume e areia ou sedimentos misturados em suspensão com água.
O lodo consiste em rochas e partículas minerais
Os depósitos de lodo são criados pelo transporte de gelo, água e vento.

O lodo é especial em comparação com outros tipos de solo. Vejamos por que precisamos saber sobre lodo em projetos estruturais e geotécnicos.

Conforme explicado acima, o lodo também possui estados diferentes. Quando o lodo se mistura com a areia é chamado de areia siltosa, e quando o lodo se mistura com a argila é chamado de argila siltosa. O lodo argiloso pode causar problemas, conforme explicado acima.

Devido à sua finura, o lodo tende a reter umidade e não seca como outros tipos de solo devido à má drenagem. Isto pode fazer com que o solo sedimentado se expanda e empurre a fundação, causando condições desfavoráveis.

areia

A areia é um material granular que consiste em rochas e partículas minerais finamente dispersas.

Geralmente o tamanho da partícula está na faixa de 0,05 – 2,0 mm. A areia é mais fina que o cascalho e mais grossa que o lodo.

A areia é o material de construção mais utilizado no mundo porque a maioria das obras a exige de outros tipos de solo.

O componente mais comum da areia é a sílica ou dióxido de silício. A areia vem na seguinte forma:

Areia minha
Areia do rio
areia do mar
Areia manufaturada

Solo de turfa ou turfa

A turfa é uma coleção de vegetação em decomposição e matéria orgânica.

turfa ocorre quando o material vegetal não apodrece em condições ácidas e anaeróbicas.

Do ponto de vista da engenharia, estes são solos turfosos com maior proporção de matéria orgânica.

Com 43,54%, a área de turfa da América do Norte é a maior das áreas de turfa do mundo. Na Ásia e na Europa a proporção é de 28,08% e 24,02%, respectivamente.

A densidade aparente da turfa está na faixa de 800-1200 kg/m³ em comparação com outros minerais na faixa de 1800-2000 kg/m³Isto se deve principalmente à menor gravidade específica e à maior capacidade de retenção de água.

Possui fracas propriedades de consolidação e não pode ser facilmente compactado para suportar fundações. Além disso, devido à compressibilidade do material, ocorre maior recalque nas fundações.

Além disso, devido à maior fluidez do material, existe a possibilidade de movimentação lateral sob carga, o que pode levar ao recalque excessivo da fundação.

Quando há camadas de turfa na construção, temos duas opções.

Remova completamente a turfa e substitua-a por material adequado, como areia, pó de pedreira, etc.
Conduza a construção com turfa com algumas melhorias ou precauções.

Como você constrói se encontrar turfa?

Vamos discutir como podemos fazer a construção com a turfa no local, pois isso é bastante exigente.

Use o método de aceleração para consolidação
- Pré-carregar: Em resumo, uma carga semelhante ou ligeiramente superior é aplicada ao solo ao longo do tempo calculado até atingir o recalque esperado.
- Construção de palco: Para evitar falhas no solo, o pré-carregamento pode ser feito gradualmente durante o pré-carregamento.
- Drenos verticais: fornecer para encurtar as rotas de drenagem.
Técnicas de melhoria do solo
- Pilares de pedra

Os pilares de pedra consistem em fragmentos de pedra compactados e não consolidados (cascalho) ou areia. Eles servem como um elemento de suporte que penetra na camada fraca do solo.

- Colunas de cimento

As colunas de cimento são feitas misturando cimento e solo de turfa no local da construção ou fazendo uma coluna pré-fabricada ao ar livre e inserindo-a.

- Colunas de solo

As colunas de solo são feitas de material de enchimento importado, ao contrário das colunas de cimento que são feitas de materiais cultivados localmente. Em geral, o material de enchimento consiste em agregados de granulação fina. Uma certa quantidade de cimento também é usada como ligante em colunas de solo.

- Geopier

Geopire é um sistema de fundação intermediário que consiste em pilares de agregados muito rígidos que reforçam turfa fraca e compressível e solos altamente orgânicos. O geopier deve penetrar completamente na turfa e na camada altamente orgânica.

- Reforço de superfície

O reforço superficial pode ser feito com geotêxteis, geogrelhas, colchões de madeira ou bambu, lajes de concreto, etc.

- Sobrecarga de vácuo e polarização
Métodos de estabilização do solo
- A turfa é misturada com agentes ligantes como o cimento por mistura mecânica quando a massa está estabilizada.
- Use cimento como aglutinante e sílica ativa como aditivo.
Método de pilha

Pilha de fundação pode ser usado como uma alternativa ao método de fundação rasa.