Les politiques de jeunesse ont contribué à un changement de vision

O processo de colapso de solos costuma resultar em recalques significativos em fundações de obras civis, sendo bastante comum nos solos arenosos e alguns solos argilosos porosos que ocorrem em boa parcela do Brasil.

Neste trabalho, pretende-se constatar a ocorrência do colapso em solos residuais de granito do município de Tubarão através de ensaios oedométricos visando a execução de fundações nos solos que serão ocupados pela mancha urbana. Para tanto, os ensaios foram efetuados em prensa de adensamento com amostras indeformadas, inundando-se os corpos de prova em vários estágios de carregamento.

Casagrande (1932) apresentou de forma esquemática a microestrutura de um solo colapsível (silte argiloso), previamente carregado antes de ser inundado e após a inundação (figura 05).

FIGURA 05. Estrutura do solo carregado antes da inundação (A) e após a inundação (B) (modificado de CASAGRANDE, 1932).

Na prática, as fundações diretas implantadas em solo colapsível podem se comportar satisfatoriamente por algum tempo, mas bruscamente podem sofrer um recalque adicional, em geral de considerável magnitude, devido ao aparecimento de uma fonte de água que passa a inundar o solo. Possíveis causas para essa inundação podem ser citadas, como por exemplo: a ruptura de condutos de água ou esgoto, a infiltração de água pela chuva, fissuras e trincas em reservatórios enterrados, ascensão do lençol freático, entre outras causas (CINTRA et al., 2005).

O colapso visualizado de uma forma prática através da análise do comportamento de um elemento de fundações é ilustrado pela figura 06. A sapata sofre o recalque normal por compressão do solo sob a atuação da tensão admissível (σ_a), porém, com a ruptura de um conduto de água após

tempo t1, ocorre a inundação do solo e, por conseguinte, o colapso da estrutura do solo, sem

qualquer alteração da tensão aplicada pelo elemento de fundação.

O colapso é definido como um fenômeno caracterizado pela brusca redução de volume do solo, devido ao ganho de umidade, com presença ou não de sobrecarga. Solos que sofrem esse tipo de mecanismo são chamados de solos colapsíveis (FEDA, 1966; DUDLEY, 1970; ARMAN e THORNTON, 1973; NUÑES, 1975).

FIGURA 06. Conceito básico de recalque adicional devido ao colapso da estrutura do solo (JENNINGS e KNIGHT, 1975).

a

σ

Inundação provocada pela ruptura do tubo no tempo t1. Água 0 t1 Tempo Recalque normal Antes da inundação R ec al qu e Recalque adicional devido à inundação sob carga constante

Além da conceituação tradicional do colapso, com inundação sob carga constante, Cintra (1998) afirma que é possível considerar o caso em que a inundação precede ao início do carregamento. Havendo inundação prévia, a colapsibilidade manifesta-se não por um recalque abrupto, pois não há descontinuidade da curva tensão versus recalque, mas pelo aumento da deformabilidade e conseqüente redução da capacidade de carga, conforme ilustrado esquematicamente na figura 07.

Os solos colapsíveis são geralmente caracterizados como não saturados, com estrutura porosa e potencialmente instável, e que tendem a apresentar uma brusca redução de volume quando submetidos ao umedecimento, com ou sem adição de carregamento (CLEMENCE e FINBARR, 1981). Cabe salientar que na literatura geotécnica o termo colapso tem sido empregado algumas vezes para designar outro tipo de recalque, produzido somente por acréscimo de carregamento. Cintra (1998) observa que é interessante utilizar o termo colapso criteriosamente, exclusivamente nos casos onde o fenômeno for provocado pela inundação do solo.

O colapso é provocado pela introdução de um agente (geralmente a água), capaz de reduzir a ação dos mecanismos de suporte, que faz com que os grãos sejam capazes de deslizar em direção aos espaços vazios (VILAR, 1975). Vargas (1974) chama a atenção para o fato de que a partir de um certo nível de tensões não se observa colapso significativo. Considera que, acima de determinados valores das pressões aplicadas, são destruídas as ligações estruturais, tendo a inundação pouco efeito na dissolução das cimentações e/ou meniscos capilares.

FIGURA 07. Prova de carga em solo colapsível previamente inundado (modificado de CINTRA, 1998). Carga Sem inundação Com inundação R ec al qu e

Segundo Dudley (1970) e Costa (1986), dois pontos principais configuram o solo como colapsível: uma estrutura porosa (representada através de um elevado índice de vazios) e um teor de umidade menor que o necessário para sua completa saturação.

Lawton et al. (1992) completa esta afirmação descrevendo quatro condições necessárias para que o colapso ocorra:

a) existência de uma estrutura não saturada porosa e potencialmente instável; b) tensões totais suficientes para causar o colapso;

c) presença de um alto valor de sucção ou agente cimentante; d) adição de água ao solo.

Para Cintra (1998), a estrutura porosa pode estar associada à presença de um agente cimentante que, aliado a uma sucção suficientemente elevada, estabiliza o solo na condição não saturada, conferindo-lhe uma resistência aparente ou temporária.

O colapso estrutural de solos tropicais não saturados está relacionado à perda de sucção matricial e ao rompimento das cimentações entre partículas ou entre agregados, quando eventualmente saturados (BARDEN et al., 1973).

Medero et al. (2004) afirmam que o índice de vazios e o teor de cimentação do solo, no momento da inundação que desencadeia o fenômeno de colapso, são fatores determinantes para se prever o comportamento quando há o colapso. Para chegar a tal conclusão, o trabalho analisou os fatores que comandam esse comportamento mecânico de solos colapsíveis, sendo norteados através do índice de vazios.

Ferreira (2002), analisando os fatores que influenciam na variação de volume em solo colapsíveis devido à inundação de um solo arenoso (87% de areia e 8% de argila), constata que para este solo, o teor de umidade em que é iniciado o processo de colapso depende do estado de tensão a que o solo está submetido. Conclui que para as tensões verticais de consolidação mais baixa a umidade do início do processo de colapso é maior do que para tensões mais elevadas.

Vários pesquisadores têm realizado pesquisas sobre o fenômeno do colapso em depósitos aluviais, coluviais, eólicos, residuais e até mesmo em solo compactados. Como as origens desses materiais são diversas, a determinação da origem não auxilia na determinação da probabilidade de ocorrência.

Abelev (1975) afirma que o colapso de um solo ocorre somente uma vez para um esforço externo e um grau máximo de saturação. Após o processo do colapso o solo chega em uma estrutura estável. Apesar desta afirmação, Silva e Ferreira (2004) apresentaram estudo relativo a microestruturas dos solos colapsíveis de Pernambuco, região do semi-árido, antes e após o colapso. Após a análise através de microscopia eletrônica, concluíram que a estrutura dos solos analisados ainda era instável, podendo o solo apresentar novos colapsos com ciclos de umedecimento e secagem. Isto leva a crer que mesmo findado o processo, a estrutura não está livre de novas deformações.

Em sua tese Bastos (1999) apresentou um estudo de erodibilidade relacionando esta propriedade à colapsibilidade estrutural dos solos. Relata que o colapso se manifesta em pequena escala à superfície dos terrenos (sob mínimo carregamento normal), pela ação do fluxo d’água superficial. Parte-se do pressuposto que a ocorrência do colapso é um dos fatores que motiva a desagregação do solo sob inundação, favorecendo seu destacamento e transporte pelo fluxo superficial. Seus resultados mostraram uma certa tendência de aumento do potencial de colapso estrutural com o aumento do carregamento normal, sendo que no mais baixo nível de carregamento aplicado (6,25kPa) nenhum dos solos atingiu o patamar de 2% para o coeficiente de colapso estrutural de acordo com Vargas (1978).