CONTEXTO GEOTÉCNICO EM SÃO PAULO E CURITIBA José Maria de Camargo Barros IPT
2 Sumário Argilas cinza-esverdeadas de São Paulo x Formação Guabirotuba Solos residuais de São Paulo x Solos residuais de Curitiba Rigidez dos solos sedimentares solos residuais de São Paulo
ARGILAS CINZA-ESVERDEADAS DE SÃO PAULO X ARGILAS DA FORMAÇÃO GUABIROTUBA
4 Argilas Sedimentares Duras Argilas siltosas e siltes argilosos muito sobreadensados (maiores pesos de terra no passado, ressecamento, cimentação, etc.). Elevada resistência. Coeficientes de empuxo em repouso maiores do que a unidade. Envoltória curva abaixo da tensão de escoamento. Presença de descontinuidades e fraturamentos Minerais expansivos: baixa resistência residual (ruptura progressiva), desagregação em ciclos de secagem umedecimento (empastilhamento). Geralmente, excelente material para fundações, mas pode apresentar instabilidade em taludes e escavações
5 Formação Guabirotuba N.A. variável (desde a superfície até 10/15 m). Ação de intemperismo químico. Solo menos alterado (cinza): esmectita sabão de caboclo. Solo mais alterado (vermelho, amarelo e marrom): caulinita. Superfícies polidas (slickensides), a distâncias centimétricas ou decimétricas. Empastilhamento quando exposto. Fraturamentos e descontinuidades, que reduzem a resistência do maciço. Efeito de escala. Quando escavado pode se tornar instável. Taludes de corte podem romper com inclinações reduzidas.
6 Argilas cinza-esverdeadas (taguá) Ocorrem em amplas áreas da Bacia Sedimentar de São Paulo, sempre abaixo do N.A. Argilo-minerais presentes: caulinita, esmectita, ilita. Desagregação em ciclos de secagem-umedecimento São fissuradas e há registro de casos de instabilidade de taludes e rupturas em escavações de túneis.
7 Comparação entre parâmetros Parâmetro Argila cinza-esverdeada Formação Guabirotuba e 0,61 a 0,87 0,83 a 1,17 w (%) 22 a 29 23 a 41 Sr (%) 85 a 96 79 a 100% LL (%) 50 a 90% (22 a 80%)* IP (%) 30 a 60% (7 a 35%)* Carta de Plasticidade Acima da linha A (abaixo da linha A)* 43 a 110% 19 a 61% Acima da linha A σ vm (kpa) 300 a 4800 310 a 1300 (650) Ativid. coloidal 0,6 a 1,1 (0,3 a 0,5)* 0,7 a 0,9 ϕ residual 10 a 14 o <10 o Ko (1,5 a 3)* >3 E 0,1%/ Su 750 a 1700 1000 a 1500 *Estação Sacomã (Metrô-SP)
SOLOS RESIDUAIS DE SÃO PAULO X SOLOS RESIDUAIS DE CURITIBA
9 Solos Residuais Solo residual jovem ou saprolítico: solo que exibe estruturas herdadas da rocha matriz mas com perda de toda a consistência da rocha. Permite facilmente a identificação de sua rocha de origem. Heterogeneidade, anisotropia, descontinuidades, foliações. Solo residual maduro: camada que sofreu intemperismo mais intenso; perdeu toda a estrutura original da rocha. -Mais homogêneo, mais poroso e mais argiloso.
10 Estrutura cimentada Solos residuais jovens: ligações remanescentes da rocha de origem ou reações químicas que possam ter ocorrido no processo de intemperização. Solo residual maduro: em geral resultante de processos pedológicos solos lateríticos. A cimentação aumenta a rigidez, afeta a resistência ao cisalhamento e a compressibilidade (tensão de escoamento; curva de cedência) Em geral não saturados (efeito da sucção)
11 Solos Residuais de Curitiba Solos de Migmatito: areias argilosas e siltes arenosos Solos de Diabásio: mais argilosos
12 Solos Residuais de São Paulo Solos residuais de xistos, filitos, de gnaisses e granitos. Solos silto-arenosos, principalmente os de gnaisse e xisto. Solos de granito e filito apresentam maior % de argila.
13 Comparação entre parâmetros Parâmetro Jovem com feições reliquiares Curitiba Jovem Maduro (horizonte C) São Paulo gnaisse LL 32 (média) 46 (média) NP a 70% IP 5 (média) 14 (média) NP a 40% Carta de Plasticidade Abaixo da linha A Abaixo da linha A Acima da linha A e 0,5 1,5 0,6 0,53 a 1,2 k (cm/s) 10-4 a 10-6 10-4 a 10-7 C c 0,12 0,73 0,60 0,29 (±0,09) σ vm (kpa) 70 a 800 130 a 1100 f(e) C αe (%) 0,23 a 0,4 c (kpa) 35 (±30) ϕ 28,8º (±6 o ) Ko 1 a 3,8 ϕ residual 18 a 22º (teor de mica elevado)
RIGIDEZ DOS SOLOS SEDIMENTARES X RIGIDEZ DOS SOLOS RESIDUAIS
15 Solos de São Paulo Comparação entre os valores de G 0,1% Argilas vermelhas: G 0,1% = 12 N spt Solos Variegados G 0,1% = 11 N spt Argilas cinza-esverdeadas G0,1% (MPa) 350 300 250 200 150 y = 12x 100 y = 11x y = 5x y = 0,9x + 37 G 0,1% = 5 N spt Solos residuais G 0,1% =0,9 N spt +37 50 0 0 20 40 60 80 100 Nspt
16 G o de ensaios de campo (cross hole) 600 Solos lateríticos 500 Go=20,3N+56 Go (MPa) 400 300 200 100 0 Argilas Vermelhas São Paulo Bauru (residual de arenito) São Carlos (sedimentar) Campinas (residual de diabásio) 0 5 10 15 20 25 30 Nspt
17 600 Previsão de G 0,1% de Solos Lateríticos 500 Ohsaki e Iwasaki (1973) 400 G o =27,5N spt 300 Go (MPa) 200 Imai e Tonouchi (1982) 100 saprolíticos lateríticos 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Nspt Solos sedimentares e residuais lateríticos G 0,1% =0,4G o =0,4*27,5N spt =11N spt Massad (2012) Argilas Vermelhas G 0,1% =12N spt
18 600 Previsão de G 0,1% de Solos Saprolíticos 500 Go (MPa) 400 300 200 Ohsaki e Iwasaki (1973) G o =2,3N spt +94 Imai e Tonouchi (1982) 100 saprolíticos lateríticos 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Nspt Solos saprolíticos G 0,1% =0,3G o =0,3* (2,3N spt +94)=0,7N spt +28 Futai e al. (2012) Solos residuais da RMSP G 0,1% =0,9N spt +37
19 Conclusões sobre a rigidez dos solos de São Paulo Tem-se hoje métodos mais precisos para determinação dos parâmetros de rigidez dos nossos solos Relação G/N spt é extremamente afetada pelo processo de laterização (tanto em solos sedimentares quanto em solos residuais). Muito importante avaliar se o solo é laterítico ou não. Solos saprolíticos variação de G com o N spt bem menos acentuada que a observada em todos os solos da Bacia Sedimentar de São Paulo Não se nota nesses solos efeito significativo da cimentação.