modelo geomecânico para os principais solos de brasília

7/26/2019 Modelo Geomecnico Para Os Principais Solos de Braslia

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UNIVERSIDADE DE BRASLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIADEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

MODELO GEOMECNICO PARA OS PRINCIPAIS SOLOS DE

BRASLIA

BRUNO CARRILHO DE CASTRO


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Universidade de BrasliaDepartamento de Engenharia Civil / FTPrograma de Ps-Graduao em Geotecnia

UNIVERSIDADE DE BRASLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

MODELO GEOMECNICO PARA OS PRINCIPAIS SOLOS DEBRASLIA

BRUNO CARRILHO DE CASTRO

DISSERTAO DE MESTRADO SUBMETIDA AO DEPARTAMENTO DEENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL DA UNIVERSIDADE DE BRASLIA COMOPARTE DOS REQUISITOS NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DEMESTRE.

APROVADA POR


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FICHA CATALOGRFICACASTRO, BRUNO CARRILHO.

Modelo Geomecnico para os Principais Solos de Braslia.

179 p., 297 mm (ENC/FT/UnB, Mestre, Geotecnia, 2011)

Dissertao de Mestrado - Universidade de Braslia.Faculdade de Tecnologia. Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

1. Modelo Geomecnico 2. Parmetros de Resistncia

3. Previso de capacidade de carga 4. Ensaios de campo

I. ENC/FT/UnB II. Ttulo (srie)

REFERNCIA BIBLIOGRFICA

CASTRO, B. C. (2011). Modelo Geomecnico para os Principais Solos de Braslia. Dissertao

de Mestrado, Publicao G.DM-202/11, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental,

Universidade de Braslia, Braslia, DF, 179 p.

CESSO DE DIREITOS

NOME DO AUTOR B C ilh d C


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DEDICATRIA


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AGRADECIMENTOS

Agradeo a todos que me deram o necessrio suporte nestes dois anos difceis. Minha famlia,

minha namorada Renata Conciani e familiares. Agradeo tambm ao professor Newton pela

confiana depositada, sua pacincia e sabedoria, ao Petrnio pela inestimvel ajuda e tambm

aos amigos Fernando, Bernardo e Esteban pelas contribuies e momentos de descontrao.


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RESUMO

MODELO GEOMECNICO PARA OS PRINCIPAIS SOLOS DE

BRASLIA

A concentrao demogrfica nas grandes cidades um fenmeno mundial, estima-se que 85%

da populao viver em zonas urbanas nas prximas dcadas. Essa populao demanda

moradia, meios de transporte, empregos e servios pblicos em geral. Para tanto necessrio

espao, espao este que se torna cada vez mais escasso e, portanto valorizado. A soluo

apontada por muitos pesquisadores, e que j est sendo colocada em prtica em alguns pases,

o uso acentuado do espao subterrneo, destinando-o a acomodar no apenas infraestrutura,mas tambm indstrias, comrcios, linhas de trfego e utilidades pblicas. Reservando, deste

modo, a superfcie para atividades mais nobres como a moradia o trabalho e o lazer. Para

poder planejar a ocupao no s do espao subterrneo como tambm realizar projetos das

diversas estruturas urbanas de formas mais seguras e econmicas so necessrias informaes

i b lh l d d d i f


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ABSTRACT

GEOMECHANICAL MODEL FOR MAJOR SOI LS OF BRASILI A

The demographic concentration in large cities is a worldwide phenomenon, it is estimated

that 85% of the population live in urban areas in the coming decades. This population

demand housing, transportation, jobs and public services in general. This requires space, a

space that becomes increasingly scarce and therefore valuable. The solution proposed by

many researchers, and is already being put into practice in some countries is the heavy use of

underground space and is designed to accommodate not only the infrastructure but also

manufacturing, commerce, traffic lines and utilities. Allowing thus the surface for activities

such as housing noblest work and leisure. This work is the result of the capture and

processing of geotechnical information produced in the Federal District in recent years.

These data were treated statistically and organized to provide subsidies to the better

understanding of the geomechanical behavior of the subsoil. As a result we obtained

relationships between the mechanical resistance (c and ) and data from field and laboratory


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RSUM

MODLE POUR SOLS GOMCANI QUE MAJEURS DE BRASIL IA

La concentration dmographique dans les grandes villes est um phnomne mondial, onestime que 85% de la population vivera dans des zones urbaines dans les dcennies

prochains. Cette population demande dhabitation, moyens de transport, emplois et servicespublics de manire gnrale. Pour tout a il faut de lespace, et ceci devientde plus en plusinsuffisant et donc valoris. La solution indique par plusieurs chercheurs, et qui est djmise en pratique dans certains pays, cest lusage accentu de lespace souterrain, le menant

accomoder non seulement de linfrastructure, mais aussides industris, des commerces, deslignes de circulation et des utilits publiques. On reserve, comme a, la surace aux activits

plus nobles comme lhabitation, le travail et le loisir. Le prsent travail est le rsultat du

recueil et du traitement des informations gotechniques produites au Distrito Federal aux

dernires annes. Ces informations ont t organises et traites statistiquement de faon fournir des subsides pour une meilleure comprhension du comportement gomcanique dusous-sol. En consquence, nous avons obtenu des relations entre la mcanique (c et ) etdonnes de terrain et des essais en laboratoire(SPT, tests de charge, la caractrisation). Ainsiil y avait une possibilit de dterminer le comportement spatial des sols, qui est trs utile dansune valuation prliminaire pour un projet. Dans ce contexte, le prsent travail contribue aumeilleur usage du sous-sol, de manire de plus en plus sre, conomique et agile.


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SUMRIO

1- INTRODUO .................................................................................................................. 20

1.1- MOTIVAO .................................................................................................................. 20

1.2- OBJETIVOS ..................................................................................................................... 20

2- REVISO BIBLIOGRFICA ......................................................................................... 222.1.1- BRASLIABRASIL ................................................................................................... 22

2.1.2- MANAUS - BRASIL ..................................................................................................... 23

2.1.3- ROMA - ITLIA ........................................................................................................... 23

2.1.4- LAULANEMOAMBIQUE ..................................................................................... 24

2.2- AQUISIO DE DADOS ............................................................................................... 24

2.2.1- BRASLIA - BRASIL .................................................................................................... 24

2.2.2- MANAUSBRASIL .................................................................................................... 25

2.2.3- ROMAITLIA .......................................................................................................... 25

2.2.4- LAULANEMOAMBIQUE ..................................................................................... 26

2.3- METODOLOGIA DE TRABALHO ................................................................................ 26

2.4- ANLISE DE ENSAIOS DE PROVA DE CARGA ....................................................... 27

2.5- DIMENSIONAMENTO DE FUNDAES .................................................................... 31


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3.2.2- PUBLICAES ............................................................................................................ 53

3.2.3- EMPRESAS ................................................................................................................... 54

4- RESULTADOS E ANLISES .......................................................................................... 604.1- CONDIES DO MEIO FSICO .................................................................................... 60

4.1.1- ASPECTOS GERAIS .................................................................................................... 60

4.1.2- SITUAO GEOLGICA ........................................................................................... 61

4.1.3- GEOLOGIA REGIONAL ............................................................................................. 63

4.1.4- GEOMORFOLOGIA ..................................................................................................... 66

4.1.5- PEDOLOGIA ................................................................................................................. 69

4.1.6- HIDROGEOLOGIA ...................................................................................................... 71

4.2- DESENVOLVIMENTO DOS MODELOS - LABORATRIO X SONDAGENS......... 76

4.2.1- ANLISE EXPLORATRIA GERAL ........................................................................ 76

4.2.2- SOLOS POROSOS LATERTICOS SUPERFICIAIS .................................................. 81

4.2.3- SOLOS SILTO-ARENOSOS ...................................................................................... 101

4.3- DESENVOLVIMENTO DOS MODELOS - CAMPO .................................................. 114

4.3.1- SOLOS POROSOS LATERTICOS SUPERFICIAIS ................................................ 115

4.3.2- SILTE AMARELO ...................................................................................................... 124

4.3.3- SILTE ROXO .............................................................................................................. 132


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LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 Valores atribudos s variveis F1 e F2 (Veloso & Salamoni apud Schnaid,2000). ........................................................................................................................................ 33

Tabela 2.2Valores atribudos s variveis K e (Schnaid, 2000)....................................... 33

Tabela 2.3Valores atribudos varivel K (Fonte: Dcourt, 1996) ..................................... 34

Tabela 2.4Valores atribudos ao coeficiente em funo do tipo de estaca e do tipo de solo.(Fonte: ) .................................................................................................................................... 34

Tabela 2.5Valores atribudos ao coeficiente em funo do tipo de estaca e do tipo de solo.(Fonte: Dcourt, 1996 ) ............................................................................................................ 34

Tabela 2.6 - Interpretao para os valores de coeficiente de correlao r2(Assis et al., 2002)................................................................................................................................................... 39

Tabela 2.7 - Valores mdios para coeso e ngulo de atrito (Abel,2002) ................................ 48

Tabela 3.1 - Excerto da categoria objeto caracterizao. ......................................................... 52

Tabela 3.2 - Excerto da categoria objeto resistncia. ............................................................... 52

Tabela 3.3 - Excerto da categoria objeto percolao e adensamento. ...................................... 52

Tabela 3.4 - Excerto da planilha utilizada na elaborao dos modelos geomecnicos laboratrio de geotecnia. .......................................................................................................... 53


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Tabela 4.10 - Descrio estatstica dos dados utilizados na elaborao dos modelos de

laboratrio para solos silto-arenosos. ..................................................................................... 103

Tabela 4.11 - Correlao entre os principais parmetrossolos silto-arenosos. ................... 106

Tabela 4.12 - Base de dados utilizada na determinao da relao entre wLe IP.................. 106

Tabela 4.13 - Base de dados utilizada na determinao da relao entre ndice de vazios e Gs................................................................................................................................................. 107

Tabela 4.14 - Base de dados utilizada na determinao da entre n (ngulo de atrito na

condio de umidade natural) e ndice de vazios. .................................................................. 107

Tabela 4.15 - Base de dados utilizada na determinao da relao entre cn (coeso nacondio de umidade natural) e profundidade. ...................................................................... 107

Tabela 4.16 - Base de dados utilizada na determinao da relao entre NSPT, profundidade,cn, ndice de vazios e n. ....................................................................................................... 108

Tabela 4.17 - Excerto da base de dados para elaborao dos modelos. ................................. 121

Tabela 4.18 - Excerto da base de dados para elaborao dos modelossilte amarelo. ........ 130

Tabela 4.19 - Excerto da base de dados para elaborao dos modelossilte roxo. .............. 138

Tabela 4.20 - Excerto da base de dados para elaborao dos modelossilte roxo. .............. 166

Tabela 5.1- Resumo dos modelos desenvolvidos. .................................................................. 168


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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 - Origem e distribuio das fontes de dados (modificado de Raspa et al., 2008)... 25

Figura 2.2 - Metodologia de trabalho para o Modelo Integrado do Subsolo de Roma(modificado de Raspa et al., 2008). ......................................................................................... 27

Figura 2.3 Curvas carga x recalque com a carga em escala aritmtica (a) e logartmica (b)(Camapum de Carvalho et al., 2008). ...................................................................................... 28

Figura 2.4Curvas tempo x deslocamento vertical (a) e carga x coeficiente de recalque (b).(Camapum de Carvalho et al., 2008). ...................................................................................... 29

Figura 2.5Recalque imediato acumulado x carga (a) e recalque por adensamento x carga (b).................................................................................................................................................. 31

Figura 2.6 Recalque imediato acumulado x carga (a) e recalque por adensamento x carga(b). (Camapum de Carvalho et al., 2008). ................................................................................ 31

Figura 2.7- Populao e amostra (Assis et al., 2002)modificada ......................................... 35

Figura 2.8 - Histograma ........................................................................................................... 36

Figura 2.9 - GrficoBox plot................................................................................................... 37

Figura 2.10 - Arquitetura de um Sistema de Informaes Geogrficas (Cmara et al., 1996). 41

Figura 2.11Profundidade do nvel fretico no perodo de estiagem (Alves, 2009). ............. 42


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Figura 4.4 - Mapa Geomorfolgico do Distrito Federal (CPRM, 2002). ................................. 68

Figura 4.5 - Mapa Pedolgico do Distrito Federal (EMBRAPA, 1978, com modificaes deReatto et al. 2004). ................................................................................................................... 69

Figura 4.6 - Subdivises no domnio poroso (Adasa, 2011). ................................................... 73

Figura 4.7 - Mapa Hidrogeolgico do Distrito Federal (Adasa, 2011) .................................... 75

Figura 4.8 - Histograma com linha de tendncia para os valores de NSPTGrupo Geral. ...... 77

Figura 4.9 - Grfico do tipoBox plotpara valores de NSPTGrupo Geral. ............................ 78

Figura 4.10 - Histograma para os valores de coeso naturalGrupo Geral. ........................... 79

Figura 4.11 - Grfico do tipoBox plotpara valores de coeso naturalGrupo Geral. ........... 79

Figura 4.12 - Histograma para os valores de ngulo de atrito naturalGrupo Geral. ............ 80

Figura 4.13 - Grfico do tipoBox plotpara valores de ngulo de atrito natural Grupo Geral................................................................................................................................................... 80

Figura 4.14 - Histograma para os valores de NSPTSolos porosos laterticos superficiais. .... 85

Figura 4.15 - Grfico do tipo Box plot para valores de NSPT Solos porosos laterticossuperficiais. .............................................................................................................................. 85

Figura 4.16 - Histograma para os valores de coeso natural (kPa) Solos porosos laterticossuperficiais. .............................................................................................................................. 86

Figura 4.17 - Grfico do tipo Box plotpara valores de coeso natural (kPa)Solos porosos


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Figura 4.31 - Histograma para os valores de ngulo de atrito natural Solos silto-arenosos.

................................................................................................................................................ 105

Figura 4.32 - Grfico do tipoBox plotpara valores de ngulo de atrito natural. ................... 105

Figura 4.33 - Relao entre valores de ndice de plasticidade medidos e previstos. ............. 109

Figura 4.34 - Amostras inseridas na Carta de Plasticidade de Casagrande. ........................... 109

Figura 4.35 - Relao entre valores de ndice de vazios previstos pela Equao 4.7 e medidos................................................................................................................................................. 110

Figura 4.36 Relao entre valores de ngulo de atrito natural previstos pela Equao 4.8 emedidos. ................................................................................................................................. 111

Figura 4.37 - Relao entre valores de coeso natural medidos e previstos em funo daprofundidade pela Equao 4.9. ............................................................................................. 112

Figura 4.38 - Relao entre valores de NSPTmedidos e previstos pela Equao 4.10. .......... 113

Figura 4.39 - Relao entre valores de ngulo de atrito natural e NSPTmedida e prevista. ... 114

Figura 4.40 - Histograma para os valores de NSPT. ................................................................ 116

Figura 4.41 -Box plotpara os valores de NSPT. ..................................................................... 116

Figura 4.42 - Grfico Q-Q para os valores de NSPT................................................................ 117

Figura 4.43 - Histograma para os valores de atrito unitrio lateral. ....................................... 118

Figura 4.44 -Box plotpara os valores de atrito unitrio lateral. ............................................ 118


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Figura 4.60 - Relao entre valores de Tenso de ruptura medidos e previstos pela Equao

4.13. ........................................................................................................................................ 131

Figura 4.61 - Relao entre valores de atrito unitrio lateral medidos e previstos pela Equao4.14. ........................................................................................................................................ 132

Figura 4.62 - Histograma para os valores de NSPTSilte roxo.............................................. 133

Figura 4.63 -Box plotpara os valores de NSPTSilte roxo. .................................................. 133

Figura 4.64 - Grfico Q-Q para os valores de NSPTSilte Roxo........................................... 134

Figura 4.65 - Histograma para os valores de coeficiente de atrito lateral. ............................. 135

Figura 4.66 -Box plotpara os valores de coeficiente de atrito lateral. .................................. 135

Figura 4.67 - Grfico Q-Q para os valores de coeficiente de atrito lateral. ........................... 136

Figura 4.68 - Histograma para os valores de coeficiente de Tenso de ruptura..................... 137

Figura 4.69 -Box plotpara os valores de coeficiente de Tenso de ruptura. ......................... 137

Figura 4.70 - Grfico Q-Q para os valores de Tenso de ruptura. ......................................... 138

Figura 4.71 - Relao entre valores de Tenso de ruptura medidos e previstos. ................... 139

Figura 4.72 - Relao entre valores de atrito unitrio lateral medidos e previstos pela Equao4.16. ........................................................................................................................................ 140

Figura 4.73 - Relao entre carga de ruptura por atrito lateral medida e prevista pelasEquaes 4.12, 4.14 e 4.16. .................................................................................................... 141


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Figura 4.90 - Boletim de sondagem caracterstico para a obra. ............................................. 158

Figura 4.91 - Perfis de sondagem. .......................................................................................... 159

Figura 4.92 - Distribuio esperada para os fatores de atrito lateral 15 m. ............................ 161

Figura 4.93 - Distribuio esperada para os fatores de atrito lateral 20 m. ............................ 162

Figura 4.94 - Distribuio esperada para tenses de ruptura 17 m. ....................................... 163




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LISTA DE ABREVIAES

ABNT ASSOCIAO BRASILEIRA DE NORMAS TCNICASCODEPLAN COMPANHIA DE PLANEJAMENTO DO DISTRITO FEDERALCPT CONE PENETRATION TEST

CRN CONSIGLIO NAZIONALE DE RICERCHE (ITALIA)

HRB HIGHWAY RESEARCH BOARD

IGAG ISTITUTO DI GEOLOGIA AMBIENTALE E GEOINGEGNERIAMCT MINIATURA; COMPACTADO; TROPICAL

NBR NORMA BRASILEIRA DE REGULAMENTAO

SIG SISTEMA DE INFORMAES GEOGRFICAS

SPT STANDARD PENETRATION TEST

SUCS SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAO DE SOLOS

UnB UNIVERSIDADE DE BRASLIA

LISTA DE SMBOLOS

A INTERCEPTO DO EIXO Y

a INTERCEPTO DO EIXO Y DA EQUAO DA REGRESSO LINEAR


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r2 COEFICIENTE DE CORRELAO (GRAU DE CORRELAO ENTRE

DUAS GRANDEZAS)Trup TENSO DE RUPTURA DO SOLO

RELAO ENTRE AS RESISTNCIAS DE PONTA E LATERALLOCAL DO ENSAIO DE CONE

PARMETRO DA EQUAO DE CAPACIDADE DE CARGA DEFUNDAES

L ESPESSURA DE CADA CAMADA DE SOLO EM METROS

n TENSO NORMAL

TENSO DE CISALHAMENTONGULO DE ATRITO

T

NGULO DE ATRITO NATURAL DO SOLO


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1-INTRODUO

1.1-MOTIVAO

A concentrao demogrfica nas grandes cidades um fenmeno mundial. Estima-se que

85% da populao vivero em zonas urbanas nas prximas dcadas. Essa populao demanda

moradia, meios de transporte, empregos e servios pblicos em geral. A capacidade atual da

indstria da construo civil no Brasil no capaz de atender a demanda atual de moradia e

infraestrutura, fundamentais para sustentar o crescimento econmico vivido nos ltimos anos.

Deve-se recordar que tem-se ainda que suprir um grande dficit em moradias, estradas,

unidades produtoras de energia que se acumulou durante mais de uma dcada de instabilidade

econmica. Para atender esta demanda preciso uma resposta tcnica da engenharia, que

permita a otimizao dos processos construtivos de maneira econmica e segura, viabilizando

o atendimento das necessidades citadas. O subsolo, assim como o prprio solo, visto como

material de construo ou como elemento de sustentao das construes, ainda visto como

uma grande incgnita na maioria dos projetos de engenharia, e, portanto a determinao

precisa de suas propriedades fundamental no sucesso de qualquer interveno da


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Identificar quais so as melhores relaes entre atributos obtidos em ensaios de campo

e laboratrio alm dos parmetros do solo.

Identificar a variabilidade de cada um dos principais parmetros do solo de interesse

para a engenharia geotcnica.

Estudar a viabilidade de elaborao de modelos espaciais a partir de amostragens

pontuais.


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2-REVISO BIBLIOGRFICA

2.1 CARACTERIZAO GEOTCNICA DAS REAS URBANAS

Todos os centros urbanos do mundo utilizam, em maior ou menor grau, o espao subterrneo

e conforme o crescimento das cidades e, consequentemente, o incremento de suas

necessidades, as intervenes no subsolo vem sendo cada vez mais complexas. As obras

geotcnicas em reas urbanas que envolvem obras subterrneas, escavaes e fundaes com

grande capacidade de carga, cada vez mais demandam um melhor entendimento das

condies do subsolo e a obteno de informaes geotcnicas para viabilizar projetos

econmicos e seguros. Elas representam uma alternativa vivel para a melhoria da qualidade

de vida dentro dos espaos urbanos. Dentro desse contexto o conhecimento aprofundado da

distribuio espacial dos materiais com diferentes propriedades geotcnicas permite que as

obras subterrneas sejam locadas e executadas com o menor custo e dentro do menor tempo

possveis. Vrias cidades tm desenvolvido pesquisas no sentido de conhecer melhor as

propriedades geotcnicas de seu subsolo. Tem-se como exemplos as cidades de Manaus,

Curitiba, Laulane (Moambique), So Paulo, Braslia, Roma, entre outras. De modo geral a


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geotcnico e geoprocessamento que envolvam aquisio, armazenamento, espacializao e

manejo de dados coletados do subsolo tornam-se cada vez mais necessrias e presentes no dia

a dia da engenharia.

2.1.2-MANAUS - BRASIL

Segundo Roque (2006), o municpio de Manaus apresenta diversos problemassocioambientais relacionados ao uso e ocupao no planejados do solo. O rpido e intenso

crescimento populacional pelo qual passou a regio, graas aos incentivos governamentais

para a ocupao da Amaznia, aliado falta de recursos para atender esse crescimento foram

os principais causadores do problema.

Diante disso o autor aponta o mapeamento geotcnico como uma importante ferramenta no

reconhecimento do meio fsico e capaz de direcionar as aes humanas, economizando

recursos valiosos.

Para tanto o autor elaborou uma srie de cartas de zoneamento geotcnico, baseadas em


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Para tanto, o Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria (IGAG) do Italian Consiglio

Nazionale deWle Ricerche (CRN) coordenou um grupo de pesquisa multidisciplinar com o

objetivo de desenvolver um modelo integrado do subsolo romano, tendo em vista a

determinao do risco geolgico relativo s camadas de fundaes da cidade.

2.1.4-LAULANEMOAMBIQUE

Moambique, pas situado na regio austral do continente africano sofreu por 16 anos com aguerra civil, que s teve seu fim no ano de 1992, iniciou-se ento o processo de reconstruo

do pas com grande demanda por infraestrutura e especialmente de moradia.

Maputo, por sua posio estratgica estatus de capital, abrigou o maior nmero de refugiados

do pas e passou por graves problemas de dficit habitacional. O governo local optou pela

ocupao imobiliria da regio de Laulane, sobre a qual no se tinha nenhum estudo

geolgico geotcnico abrangente.

Abel (2002) fornece subsdios para a construo de residncias unifamiliares e

multifamiliares a partir da criao de uma carta de capacidade de carga para fundaes rasas.


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Os dados necessrios para a realizao do trabalho foram adquiridos na Universidade de

Braslia, a partir de um banco de dados desenvolvido por Silva (2007) e acrescido de dados

provenientes de 285 laudos de sondagens obtidos com empresas da regio. A autora

determinou critrios de seleo dos dados levantados, estipulando limites mnimos e mximos

para valores de NSPTa serem considerados, alm de proporcionar uma distribuio regular de

informaes ao longo de toda a rea de estudo. Como consequncia foram criados dois grupos

de informaes, um utilizado na criao dos modelos e outro para elaborao de grficos dedisperso para avaliar a variao deste.

2.2.2-MANAUSBRASIL

Roque (2006) levantou junto aos rgos governamentais, empresas, universidades e

publicaes cientficas todos os dados disponveis e relevantes para a rea de estudo, mapaspreexistentes, sondagens, modelos geomorfolgicos regionais entre outros. Aps a coleta das

informaes, as mesmas passaram por um processo de seleo e foram ento organizadas,

compondo um banco de dados.

2.2.3-ROMAITLIA


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2.2.4-LAULANEMOAMBIQUE

Abel (2002) realizou um levantamento bibliogrfico das informaes relevantes para a rea de

estudo, obtendo mapas topogrficos e geolgicos na escala 1:50.000. Em seguida, partiu para

os dados do Laboratrio de Engenharia de Moambique, onde se obteve todas as informaes

geotcnicas disponveis. O autor dispunha, ao todo, de 43 sondagens a percusso, 37

sondagens do tipo CPT e 23 valores de ngulo de atrito e coeso. Os ensaios do tipo SPT

foram realizados a cada 1,5 m, enquanto que os do tipo CPT a cada 0,2 m. Os ensaios de

resistncia foram realizados nas profundidades de 3, 6 e 9 metros. As informaes foram

reunidas e digitalizadas em forma de banco de dados na forma de planilhas eletrnicas,

posteriormente foram convenientemente organizadas para a sua utilizao em softwares de

geoprocessamento.

2.3-METODOLOGIA DE TRABALHO

O processo de organizao e tratamento de dados responsvel pelo pela gerao dos

produtos finais e depende, portanto, da natureza das informaes obtidas e das finalidades

especficas do trabalho. O trabalho de Raspa et al., 2008 utilizado para ilustrar uma


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Figura 2.2 - Metodologia de trabalho para o Modelo Integrado do Subsolo de Roma (modificado de Raspa et al.,

2008).

Observa-se que o trabalho desenvolvido por Raspa et al. (2008) contempla a reviso completa

dos modelos estratigrfico e estrutural e prope modelos geotcnico, hidro mecnico e

geofsico para cada unidade geolgica descrita. importante dizer que o trabalho


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Descrio geral do ensaio;

Tipo e caractersticas da estaca ensaiada;

Dados de instalao da estaca;

Referncia aos dispositivos de aplicao de carga e de medio das deformaes;

Ocorrncias excepcionais durante o ensaio;

Tabelas das leituras tempo-recalque e carga recalque de todos os estgios;

Grfico contendo a relao carga x deslocamento.

Segundo Camapum de Carvalho et al. (2008) as provas de carga estticas so analisadas, na

maioria das vezes, com base no grfico carga x recalque. Quando a ruptura no atingida,

utilizam-se os mtodos de estimativa da capacidade de carga, sendo o de Van der Veen (1953)

citado por Camapum de Carvalho et al. (2008) o mais utilizado. Apesar de quase sempre

sobrestimar a capacidade de carga para os solos do Distrito Federal. Uma maneira de


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O mtodo de anlise de ensaios de provas de carga muitas vezes apresenta curvas com

resultados pouco dispersos e outras vezes apresentam curvas com grande disperso. Isso

reflete a interferncia dos tempos de leitura que podiam ser um pouco maiores ou menores

que o tempo real de estabilizao. Que se deve ao fato de que os intervalos de tempo fixados

para as leituras e as frequentes interferncias das variaes trmicas diria influenciam nas

leituras. Para resolver o problema pode-se trabalhar com o coeficiente de recalque ou de

deslocamento, extrado da parte final linear das curvas de recalque (mm) em funo do tempoem escala logartmica (Figura 2.4a). Obtendo-se ento o grfico mostrado na Figura 2.4b, em

que o primeiro ponto de inflexo corresponderia carga de incio das deformaes plsticas

oriundas da interao fuste-solo. Sabe-se, obviamente, que a interao fuste solo no cessa

com a plastificao do solo, ela apenas passa a um valor residual e ganha carter secundrio

no conjunto de interaes. Essa ideia surgiu da clssica de interpretao dos ensaios deadensamento quanto determinao do coeficiente de adensamento secundrio, com a

diferena de que aqui, se trabalha com o recalque medido em milmetros e no em termos de

deformao especfica ou da variao do ndice de vazios como utilizado naquele caso. No

mtodo proposto, o ponto de encontro do primeiro com o segundo trecho da curva carga x


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Posteriormente ao se realizar provas de carga em solos com manto de intemperismo menos

espesso e maior penetrao da fundao no residual jovem, sentiu-se necessidade de melhor

definir qual seria a capacidade de carga oriunda do atrito lateral e qual seria a proveniente da

capacidade de carga do solo na ponta das fundaes em estaca ou tubulo, ou pelo menos

quando esta comearia a ser mobilizada. Props-se ento analisar os resultados levando-se em

conta a resposta que o solo daria quando mobilizado pela estaca. Nesse sentido, considera-se

que quando se aplica uma determinada carga ao elemento estrutural de fundao, ocorre amobilizao do solo na interface com a fundao o que ocasiona um deslocamento imediato

no contato. Em seguida, ao entrar em equilbrio a interface, comea-se a mobilizar o macio

nas proximidades da estaca, em um processo de consolidao que, no domnio elstico ou

pseudoelstico, principalmente quando o solo encontra-se em condio no saturada,

estabiliza at os trinta minutos de ensaio. Camapum de Carvalho, et al. (2008) consideramcomo divisor entre os dois estgios o tempo de ensaio igual a quatro minutos. Esse intervalo

de tempo correspondente ao recalque imediato pode at eventualmente aumentar com o nvel

de carga e com o aumento da diferena de carga entre dois estgios subsequentes.

Observa-se na Figura 2.4a que at quatro minutos o descolamento abrupto nas curvas carga


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Figura 2.5Recalque imediato acumulado x carga (a) e recalque por adensamento x carga (b)


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A determinao da capacidade de carga in situa partir das provas de carga possibilita no

apenas uma maior segurana para a obra, mas tambm permite verificar a adequabilidade dosmodelos de previso de capacidade de carga. Esta seo apresenta os principais mtodos

empricos utilizados no projeto e dimensionamento de fundaes profundas. Cita-se, ainda, a

possibilidade de se projetar fundaes atravs de mtodos prticos e tericos. Coeficientes

determinados estatisticamente e aplicados ao estabelecimento de um modelo so afetados

pelos procedimentos de ensaio. Segundo Schnaid (2000), a utilizao de mtodos eestimativas da capacidade de carga estabelecidos em condies diferentes, como a

transposio para a Amrica do Sul de mtodos europeus ou americanos baseados em SPT ou

cone, devem ser validados localmente por provas de carga com resultados conclusivos. Outros

pesquisadores ainda afirmam que esta experincia deve ser adotada at mesmo para regies

onde se deseja aplicar tais equaes empricas. Schnaid (2000) destaca alguns aspectos aserem considerados quando da aplicao dos mtodos da correlao direta:

Tipo de estaca

Tipo de solo


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L = espessura de cada camada de solo em metros;

Np = NSPTprximo ponta da estaca; Nm = NSPTpara cada L.

F1 e F2 = so fatores de correo das resistncias de ponta e lateral.

Os valores esto apresentados na Tabela 2.1. As variveis K e so dependentes do tipo de

solo, e os seus valores esto apresentados Na Tabela 2.2.

Tabela 2.1Valores atribudos s variveis F1 e F2 (Veloso & Salamoni apud Schnaid, 2000).

Tabela 2.2Valores atribudos s variveis K e (Schnaid, 2000)


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(2.2)

Onde:

K = coeficiente que relaciona a resistncia de ponta com o valor Np em funo do tipo de

solo.

Os valores determinados experimentalmente esto dispostos na Tabela 2.3. Os valores

atribudos aos coeficientes e (citados apenas em 1996), para os tipos de estacas, esto

apresentados nas Tabelas 2.4 e 2.5.

Tabela 2.3Valores atribudos varivel K (Fonte: Dcourt, 1996)


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2.6-ESTATSTICA

O processamento das informaes reunidas deve-se dar com uso da estatstica. Assis et al.

(2002) diz que a estatstica tem se transformado em um poderoso instrumento em quaisquer

processos que envolvam o estudo da variabilidade. A estatstica pode ser dividida em:

Amostragem e Planejamento de Experimentos

Coleta de dados;

Estatstica descritiva

Organizao, apresentao e sintetizao dos dados;

Estatstica Inferencial

Conjunto de mtodos assumidos em situaes onde existam incertezas

2.6.1-ESTATSTICA DESCRITIVA


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2.6.1.2-HISTOGRAMAS

muito utilizado na representao grfica de dados agrupados em classes. um conjunto de

barras obtidas com a relao entre classes e suas respectivas frequncias de ocorrncia. A Figura

2.8 ilustra um histograma.

Figura 2.8 - Histograma

No eixo horizontal so dispostos os limites das classes segundo as quais os dados foram


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As posies relativas dos quartis do uma noo da assimetria da distribuio. Os

comprimentos das caudas so dados pelas linhas que vo do retngulo aos valores atpicos.

A Figura 2.9 apresenta um exemplo de grficoBox plot.


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Se o grfico resultante mostrar que o conjunto de valores x1 ..., xn e y1 ..., yn formar uma reta

pode-se entender como uma validao emprica da distribuio suposta para os dados e osvalores do intercepto e inclinao dessa reta.

2.6.2-REGRESSO LINEAR

o nome da tcnica de ajuste de um modelo matemtico a um conjunto de dados de diversas

variveis, sendo uma varivel dependente e as demais independentes.

A regresso pode ser simples, quando existe apenas uma varivel independente, ou mltipla,

quando existem mais de uma varivel independente.

2.6.2.1-REGRESSO LINEAR MLTIPLA

A regresso mltipla envolve trs ou mais variveis. Sendo uma nica varivel dependente e

duas ou mais variveis independentes.

A finalidade das variveis independentes adicionais melhorar a capacidade de predio do

modelo.


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importante dizer que enquanto uma regresso simples de duas variveis resulta na equao

de uma reta, um problema de trs variveis implica num plano, e um problema de k variveisimplica em um hiperplano.

2.6.3-CORRELAO

Em geotecnia o interesse em se determinar o valor de uma grandeza partindo-se de outra

muito grande. Seja por que esta apresenta facilidade na medida ou porque antecede no tempo.Para tanto preciso associar grandezas que se relacionam entre si.

Correlacionar significa verificar a existncia e o grau de relao entre as variveis de um

problema. Quando se trata de duas variveis apenas trata-se de correlao simples, quando se

trata de mais de duas variveis trata-se de correlao mltipla. Vrias so as correlaes

possveis, a mais simples a linear. Em todas as modalidades de correlao so possveis trs

situaes bsicas:

Correlao total: Quando as grandezas so perfeitamente correlacionveis

Correlao parcial : Quando o grau de correlao est entre 0 e 1


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2.7.1-DEFINIES

Aronoff (1989) apud Assad (1998) define SIG como um conjunto manual ou computacional

de procedimentos utilizados para armazenar e manipular dados georreferenciados.

Burrought (1986) apud Assad (1998) define SIG como um conjunto poderoso de ferramentas

para coletar, armazenar, recuperar, transformar e visualizar dados sobre o mundo real.

Cowen (1988) apud Assad (1998) define SIG como sendo um sistema de suporte deciso

que integra dados referenciados espacialmente num ambiente de respostas a problemas.

De acordo com Assad (1998) o termo Sistema de Informaes Geogrficas (SIG) se refere a

temas que efetuam tratamentos computacionais a dados geogrficos. O objetivo bsico de um

SIG armazenar a geometria dos objetos geogrficos associados com seus respectivosatributos e as formas de representao grfica dos mesmos e pode ser usado das seguintes

maneiras:

Ferramenta para produo de mapas;


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Os componentes se relacionam em nveis hierrquicos, sendo que a interface define como o

sistema operado e controlado e os demais nveis ocorre o processamento dos dados espaciaise por fim a gerncia do banco de dados.

2.7.3-ANLISE ESPACIAL

O principal objetivo de um SIG fornecer ferramentas computacionais para que seja possvel

a determinao da evoluo espacial de determinado fenmeno, bem como suas inter-relaes. A Figura 2.10 apresenta a arquitetura de um SIG.


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profundidades entre outros. A Figura 2.11 apresenta o nvel do lenol fretico no perodo de

estiagem.


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Figura 2.12 - Variao do NSPTcom a profundidade (Alves, 2009).

Com base no modelo desenvolvido e em critrios de engenharia Alves (2009) elaborou uma carta

de adequabilidade construo de garagens subterrneas apresentada na Figura 2.13.


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2.8.2-MANAUS - BRASIL

Dentre os vrios produtos cartogrficos gerados se destacam aqueles que apresentam as

condies encontradas do terreno e aqueles que buscam orientar as aes humanas no que se

refere explorao dos recursos naturais e disposio de resduos.

As Figuras 2.14, 2.15 e 2.16 apresentam as cartas de uso e cobertura do solo, unidades e

adequabilidade para deposio de resduos respectivamente.


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2.8.3-ROMA - ITLIA

Com o Modelo Integrado do Subsolo foram gerados vrios produtos, se destacam os perfis

das regies dos principais vales da cidade, onde foram identificados vrios depsitos

sedimentares. A Figura 2.17 mostra alguns depsitos sedimentares na regio do Vale

delAlmone, indicados em vermelho e laranja.


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Figura 2.18 - Recalque diferencial observado entre edifcios residenciais (Raspa et al., 2008).

2.8.4-LAULANE - MOAMBIQUE

Abel (2002) identificou no terreno nveis com carapaas de ferro que resultam em variaes

bruscas e pontuais da resistncia do solo com a profundidade. A partir das sondagens do tipo

SPT associadas aos ensaios de laboratrio o autor conseguiu desenvolver uma correlao


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A Equao 2.6 sintetiza o modelo apresentado pela Figura 2.20.

(2.6)

As anlises estatsticas permitiram a criao de um modelo capaz de apontar os valores

mdios de ngulo de atrito e coeso para uma dada profundidade, bem como a variao

esperada para estes valores.

A Tabela 2.7 mostra os valores mdios de coeso e ngulo de atrito com suas respectivas

variaes para as profundidades de 3, 6 e 9 m.

Tabela 2.7 - Valores mdios para coeso e ngulo de atrito (Abel,2002)

Na presente dissertao esperava-se obter correlaes semelhantes s apresentadas por Abel

(2002), especializando dados geotcnicos e compatibilizando-os com perfis de sondagens.


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3-MATERIAIS E MTODOS

Este captulo descreve os materiais e mtodos utilizados na confeco do trabalho,

apresentando as observaes pertinentes ao entendimento do desenvolvimento do mesmo.

3.1-MATERIAIS

Para a confeco do trabalho foi necessria a aquisio, a organizao, o tratamento e o

processamento de dados.

Os dados utilizados so provenientes de trs fontes distintas: laboratrio de geotecnia da UnB,

relatrios de sondagens e provas de carga alm de publicaes cientficas.

A Figura 3.1 apresenta a distribuio dos dados de acordo com a sua origem.


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3.1.1.1-TRATAMENTO ESTATSTICO

O tratamento de dados ocorreu com a ajuda do pacote estatstico do Excel associado com o

software PASW. Utilizados convenientemente de acordo com as melhores aplicaes de

cada um, bem como do grau de complexidade requerido.

3.1.1.2-PROCESSAMENTO

O processamento dos dados permitiu a gerao de cada um dos modelos, bem como dosprodutos finais deles derivados. A gerao dos modelos se deu pelo uso do pacote estatstico

do Excel. Os produtos finais foram gerados com a ajuda dosoftware Spring.

3.2-MTODOS

A elaborao dos modelos e dos produtos finais demandou a adoo de uma srie de

procedimentos, passando pela coleta, organizao, tratamento e processamento de dados.

3.2.1-LABORATRIO DE GEOTECNIA

O Laboratrio de Geotecnia da Universidade de Braslia concentra quase que a totalidade dos


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Os dados coletados no se encontravam organizados de uma forma sistematizada, por vezes

no havia data, local ou profundidade de coleta das amostras. Por este motivo muitasinformaes no puderam ser aproveitadas e foram reservadas para trabalhos futuros onde as

mesmas possam ser utilizadas.

Foram encontrados 113 registros que continham informaes sobre a localizao dos locais de

extrao e coleta associadas resultados de caracterizao e demais atributos tais como

parmetros de resistncia.

3.2.1.2-ORGANIZAO

O potencial de utilizao do banco de dados depende, em grande parte, de sua organizao.

Com o intuito de otimizar o banco de dados foram dispensadas todas as informaes que nopoderiam ser correlacionadas com as demais, restando aquelas que apresentam localizao ou

atributos relativos s suas caractersticas, como textura ou cor, associados aos parmetros

geotcnicos.

As informaes selecionadas foram subdivididas de acordo com sua natureza, como mostra a


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Tabela 3.1 - Excerto da categoria objeto caracterizao.

HRBp -Highway Research Board onde p indica a profundidade.

Tabela 3.2 - Excerto da categoria objeto resistncia.


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Na Tabela 3.1 tm-se os atributos de classificao HRB (Highway Research Board) e SUCS

(Sistema Unificado de Classificao de Solos) at a profundidade de 12 m. Na Tabela 3.2tem-se a coeso e o ngulo de atrito, naturais e saturados, para profundidades de at 12m. Na

Tabela 3.3 tm-se os ndices de compressibilidade e as tenses de pr-adensamento para

profundidades de at 12m.

3.2.1.3-TRATAMENTO ESTATSTICO E PROCESSAMENTO

Amostras de cada categoria objeto foram submetidas a processos de estatstica descritiva,

objetivando verificar a ocorrncia ou no de subpopulaes dentro das unidades amostrais

escolhidas. Os resultados so apresentados no captulo 4.

Aps a verificao estatstica das amostras, procedeu-se com o desenvolvimento dos modelos,

obtidos por regresso linear mltipla.

Para a escolha dos atributos que comporiam cada modelo utilizou-se um processo de tentativa

e erro, onde se inicia a regresso com todos os atributos disponveis e se excluem

gradualmente aqueles que pouco influenciam na acurcia do modelo.


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A Figura 3.3 apresenta como foram subdivididos os dados desta fonte de informaes.

Figura 3.3 - Subdiviso dos dados oriundos de publicaes cientficas.

Apesar do nmero de publicaes pouco se pode aproveitar neste trabalho, uma vez que os

dados apresentados so ora muito especficos ora muito generalistas o que demandaria, para

seu aproveitamento, muito tempo de leitura e anlise.

Como se dispe de outras fontes de informao optou-se por agregar ao banco de dados

apenas os dados que se encaixassem diretamente nos moldes j criados. Dessa forma, as


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Figura 3.4 - Quantidade de informaes disponveis de acordo com sua natureza.

3.2.3.2-ORGANIZAO

Procurou-se seguir a mesma metodologia empregada para os dados de laboratrio,

considerando, obviamente, as particularidades das informaes provenientes das empresas.


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Tabela 3.6 - Sistema de informao geogrficoatrito unitrio lateral.

PontaResistncia ltima de ponta (kN); LateralResistncia ltima do fuste (kN); Trup

Tenso de ruptura do solo (kPa); 1Profundidade da informao.

A Figura 3.5 apresenta a subdiviso destes dados.


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determinao dos valores de tenso de ruptura para todas as profundidades. A Tabela 3.7

ilustra o processo.

A transformao da capacidade de carga do fuste para atrito unitrio lateral demandou a utilizao

das equaes empricas para previso da mesma atravs de dados de sondagens do tipo SPT,

mtodo proposto por Aoki-Veloso.

Aps a obteno dos dados previstos de capacidade de carga do fuste comparou-os com os valoresobtidos no ensaio de prova de carga esttico e os corrigiu. Dessa maneira, e utilizando a geometria

da estaca, obtiveram-se os valores de atrito unitrio lateral metro a metro para aquele solo e

aquele tipo de estaca. A Tabela 3.8 ilustra o processo.

Com base nos dados fornecidos por estas transformaes procedeu-se com as anlises de

estatstica descritiva de modo a verificar a existncia de subpopulaes.

Aps a determinao e o agrupamento das subpopulaes existentes procedeu-se com a

elaborao dos modelos geomecnicos atravs de regresses lineares mltiplas. A Tabela 3.9

apresenta um excerto dos dados utilizados na elaborao destes modelos.


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Tabela 3.8 - Excerto do processo de obteno dos fatores de atrito lateral.


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4-RESULTADOS E ANLISES

Este captulo apresenta os resultados obtidos na elaborao do trabalho. Aps a apresentao

da situao geolgica regional so apresentados os modelos gerados na dissertao e os

resultados que levaram aos mesmos, sendo eles: as anlises exploratrias dos dados, as

regresses lineares e por fim a avaliao e a validao dos modelos.

4.1-

CONDIES DO MEIO FSICO

Este item tem como objetivo apresentar as principais caractersticas geolgicas do Distrito

Federal, permitindo, desse modo, um ponto de partida para as anlises desenvolvidas sobre os

resultados obtidos.

4.1.1-

ASPECTOS GERAIS

As sequncias de rochas do Distrito Federal localizam-se entre o Crton do So Francisco e o

Macio Mediano de Gois, tendo como limites os paralelos 1530 e 1603 e os meridianos

4725 e 4812 totalizando uma rea de 5814 km (Faria, 1995).


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4.1.2-SITUAO GEOLGICA

O Distrito federal est localizado, do ponto de vista geolgico-estrutural, na parte central da

placa Sul Americana, em uma regio de formao tectnica denominada Faixa de Braslia,

que regionalmente compe a Provncia Estrutural do Tocantins (Bizzi et al, 2003).

A Faixa Braslia representa uma unidade geotectnica instalada entre a borda oeste do Crton

do So Francisco e a borda leste do Macio de Gois, sobre um embasamento constitudo porterrenos granito-greenstone-gnissico arqueno e supra-crustais paleoproterozicas.

Juntamente com o Macio de Gois e a Faixa de Dobramentos Paraguai-Araguaia constitui a

Provncia Estrutural do Tocantins.

A Figura 4.1 apresenta a Provncia Estrutural do Tocantins.


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entre o Crton do Amazonas, oeste, So Francisco, leste, e Paranapanema sudoeste

(Bizzi et al, 2003).

A Faixa Braslia se situa na poro oriental da Provncia, apresenta uma extenso de cerca de

1000 km na direo Norte-Sul desde o estado do Tocantins at o Estado de Minas Gerais.

Caracteriza-se pelas associaes de rochas metassedimentares a rochas

metavulcanossedimentares deformadas em regime progressivo e formando sistemas de dobras

empurres e imbricamentos.

Pimentel e Fuck apud Bizzi et al., 2003 identificaram na Faixa de Braslia dois segmentos

distintos, zonas internas e externas, que se diferenciam pela intensidade deformacional a que

foram submetidos e por apresentarem polaridade metamrfica crescente em direo zona

interna da faixa.

A zona externa formada por associaes de rochas metassedimentares dos grupos Parano,

Canastra, enquanto que a zona interna compreende rochas metassedimentares do grupo Arax.

A poro central da faixa transposta transversalmente por um sistema de zonas de


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4.1.3.1-GRUPO PARANO

O Grupo Parano corresponde a uma sequncia psamo-pelito-carbonatada que se estende

desde o Distrito Federal, a sul, at prximo da confluncia dos rios Paran e Tocantins no

Estado de Gois (Freitas-Silva; Campos, 1996).

O Grupo Parano apresenta-se em duas situaes, a primeira em zonas externas, anis, e a

segunda em zonas internas, evidenciando notveis variaes laterais de fcies de leste para

oeste. Na zona externa da Faixa Braslia, compreendendo a regio do Distrito Federal at Alto

Paraso de Gois, caracteriza-se pelo seu carter anquimetamrfico (metamorfismo de grau

extremamente baixo) at incio da fcies xisto verde, englobando como litotipos

caractersticos conglomerados, ardsias, metarritmitos, calcrios e dolomitos onde, em geral,

as feies sedimentares primrias esto bem preservadas.

Na zona interna da Faixa Braslia o grupo apresenta-se mais metamrfico e deformado,

caracterizando-se pela presena de filitos carbonosos, quartzitos, metacalcrios e

metadolomitos. A Figura 4.3 apresenta o perfil lito estratigrfico do Distrito Federal.


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Os topos de chapadas so representados por chapadas, chapades e interflvios tabulares e

considerada a estrutura mais antiga. Sua origem remonta ciclos de eroso, com caractersticade clima seco, em que predominaram processos de desagregao de rochas.

As superfcies tabulares apresentam uma ruptura ntida, que aparece na paisagem sob a forma

de degraus. Ocupa uma extensa rea, com cotas que variam de 950 a 1100 m. Predominam

chapadas, chapades e interflvios tabulares cobertos por materiais oriundos das reas mais

altas. neste domnio que esto edificadas a maior parte das construes do Distrito Federal,

incluindo Braslia.

Os degraus estruturais se apresentam como rupturas de relevos, se situam entre as cotas 1050

e 1200 m. Essas reas so caractersticas por delimitar as principais unidades

geomorfolgicas.

As plancies fluviais correspondem s reas mais baixas e de formao mais recentes. O

relevo apresenta formas planas elaboradas sobre sedimentos fluviais. As plancies fluviais

apresentam-se justapostas ao fluxo dos rios.


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4.1.5-PEDOLOGIA

So vrios os solos que compem o Distrito Federal, entre eles se destacam os latossolos,

cambissolos e solos hidromrficos. A seguir ser feita uma descrio de cada um dos

principais tipos encontrados. A Figura 4.5 apresenta o mapa pedolgico do Distrito Federal.


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4.1.5.1-LATOSSOLOS

Os latossolos predominam na regio e ocupam 54,5 % do territrio e se divide em latossolo

vermelho, com 38,9 % da rea, e latossolo vermelho-amarelo, com 15,6 % da rea (Reatto et

al. 2004).

So solos com alto grau de intemperismo, resultantes de processos de remoo de slica e

bases trocveis, culminando na concentrao de minerais secundrios do grupo da caulinita,

xidos, hidrxidos e oxi-hridrxidos de Fe e Al como a hematita goethita, gibisita e outros. O

quartzo, graas sua resistncia ao intemperismo se mantm como mineral residual primrio

nos perfis de alterao.

Os latossolos so encontrados, em maior grau, nas chapadas. O relevo suave ondulado

favorece a atuao do intemperismo, na primeira superfcie geomorfolgica, mais antiga, se

encontram os latossolos mais intemperizados, matriz amarelada e com presena acentuada de

xidos de Fe e Al.

Na segunda superfcie geomorfolgica, mais recente, encontram-se os latossolos menos


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Encontra-se ainda, nas camadas mais superficiais, estrutura do tipo granular moderada a

fortemente desenvolvida. Nas camadas mais profundas, e menos intemperizadas, encontram-se blocos angulares e sub angulares fracamente desenvolvidos.

4.1.5.3-SOLOS HIDROMRFICOS

Ocupam 3,9% do territrio, predomina relevo plano a suave ondulado, caracteriza-se por

apresentar horizonte A bem desenvolvido e estruturas macias no horizonte B.

Ocorrem, geralmente, em torno de drenagens e pequenos crregos associados ao afloramento

do lenol fretico e presena de mata galeria.

O desenvolvimento deste tipo de solo est diretamente ligado s condies de drenagem, uma

vez que ocorre sob a influncia do lenol fretico, condicionado, quase sempre, pelo relevo.

Encontra-se, quase sempre, presena marcante de matria orgnica nos primeiros 50 cm dos

perfis. Apresentam permeabilidade muito baixa, entretanto quando submetidos processo de

drenagem ocorre o fenmeno da subsidncia.


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Considerando a espessura e a permeabilidade do solo que constitui estes aquferos, divide-se o

domnio em 4 grandes sistemas (P1, P2, P3, P4). Os sistemas P1, P2 e P3 apresentam grandesespessuras e coeficiente de permeabilidade elevado, mdio e baixo, respectivamente. O

sistema P4 apresenta pequena espessura e baixa condutividade hidrulica.

A Figura 4.6 apresenta as subdivises do domnio poroso.


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O sistema P1, pedologicamente, classificado como latossolos de textura arenosa ou em reas

mais restritas, como areias quartzosas. Neste sistema esto localizadas as mais importantesreas de recarga regionais dos aquferos fraturados. A regio de distribuio dos aquferos do

Sistema P1 apresenta pequenas taxas de declividades, sendo em geral inferiores a 5% e,

localmente, entre 5 e 10%. As formas de relevo de chapadas elevadas, suavemente onduladas,

so predominantes. Ensaios de infiltrao in situ apresentaram valores de condutividade da

ordem de 10-5

a 10-6

m/s. Estes solos apresentam alta taxa de colapsividade.

O sistema P2, pedologicamente, classificado como latossolos arenosos a siltosos. Os valores

de Condutividade hidrulica variam na ordem de grandeza de 10 -7a 10-8m/s.

O sistema P3, pedologicamente, classificado como latossolo vermelho argiloso e localmente

como cambissolo, com espessuras mdias inferiores a 15 metros. Os valores de condutividadehidrulica variam entre 10-8 e 10-9 m/s. Quando os solos apresentam-se ricos em fragmentos

rochosos (quartzitos desagregados) a condutividade hidrulica pode ser incrementada,

melhorando as caractersticas gerais deste sistema aqufero poroso.

O sistema P4 composto por cambissolos litlicos e litossolos rasos com tonalidade variando

U i id d d B li


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U i id d d B li


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Os parmetros que controlam a permeabilidade esto ligados quantidade e persistncia de

fraturas e descontinuidades e no mais ao coeficiente de permeabilidade. A vazo destespoos est ligada ao tipo de rocha, nas rochas quartzosas a vazo tende a ser maior que em

metassiltitos e ardsias.

O subsistema S/A composto pelas litologias pertencentes Unidade Metassiltito, representa

um subsistema importante, pois est situado em reas com grande densidade de ocupao

urbana, sendo aproveitado como fonte alternativa de abastecimento. Apresenta mdia de

vazes da ordem de 12.700 L/h.

O subsistema A correspondente maior parte das reas de afloramentos da Unidade Ardsia.

Este subsistema apresenta densidade de fraturas bastante elevada, mas com acomodao,

devido s presses litostticas, apresentando, por este motivo as menores vazes mdias, daordem de 4.300 L/h.

O subsistema R3/Q3 apresenta grande distribuio das descontinuidades por todo o macio

rochoso. Este subsistema aqufero apresenta importncia hidrogeolgica relativa local muito

alta, com mdia de vazes de 12.200 L/h. Contribuem com 25% do abastecimento pblico do

U i id d d B li


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NSPT

A Figura 4.8 apresenta o histograma com linha de tendncia para os valores de NSPTdo grupogeral.

A avaliao da curva de distribuio normal apresentada na Figura 4.1 sugere a existncia de

dois ou at mesmo trs grupos distintos.

O fato observado est muito bem relacionado com a realidade do subsolo do Distrito Federal.

Este normalmente apresenta uma camada espessa de solo argiloso onde os valores de NSPTso

relativamente baixos e pouco varivel seguida por uma camada de solo saproltico, mais

resistente e com NSPTmuito varivel.

A camada de saprlito ainda pode ser subdividida em duas, uma mais branda, normalmente seapresenta na cor amarela e uma mais resistente, normalmente na cor roxa. Deve-se fazer uma

ressalva a respeito da camada de solo argiloso, esta pode apresentar grande variao nos

valores de NSPTquando ocorrem camadas de concrees laterticas.

A Figura 4.9 apresenta o grfico Box plotpara o os valores de NSPTdeste grupo. Este grfico

Uni ersidade de Braslia


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Figura 4.9 - Grfico do tipoBox plotpara valores de NSPTGrupo Geral.

Coeso Natural

Em relao aos parmetros, foram avaliados a coeso e o ngulo de atrito j que so

considerados os principais alvos deste trabalho. As Figuras 4.10 e 4.11 apresentam,

respectivamente, o histograma com curva de distribuio normal e o grfico do tipo Box plot

Universidade de Braslia


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Figura 4.10 - Histograma para os valores de coeso naturalGrupo Geral.



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Figura 4.12 - Histograma para os valores de ngulo de atrito naturalGrupo Geral.

A avaliao deste grfico permite afirmar que existe uma tendncia de distribuio normal

alm de uma forte tendncia de concentrao de valores em torno da mdia (28).



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As anlises exploratrias foram realizadas com o objetivo de identificar possveis

subpopulaes dentro do universo amostral. Outro objetivo foi a avaliao do comportamentoestatstico de cada uma das variveis componentes do banco de dados.

As subpopulaes foram identificadas com base na avaliao criteriosa dos dados do ponto de

vista geotcnico luz da estatstica descritiva.

Do ponto de vista geotcnico tm-se notadamente ao menos duas populaes distintas, aprimeira composta por solos predominantemente argilosos e a segunda composta por solos

silto-arenosos.

A confirmao da existncia subpopulaes foi realizada com base na avaliao de

histogramas para os principais parmetros e propriedades, sendo eles: NSPT, coeso e ngulo

de atrito.

Esta etapa de trabalho permitiu inferir que, do ponto de vista estatstico, o universo amostral

poderia ser compreendido como uma unidade, enquanto que, sob o ponto de vista geotcnico,

existem nitidamente ao menos os dois subgrupos j citados. Adotou-se a diviso em dois



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4.2.2.1-CARACTERIZAO

Nos boletins de sondagem este tipo de solo normalmente descrito como argiloso e seapresenta, na maioria das vezes, com colorao avermelhada e textura variando entre fina e

mdia. A Tabela 4.1 apresenta os dados selecionados para o desenvolvimento dos modelos.

Observa-se que os percentuais de argila e silte, em alguns momentos, destoam da

classificao estipulada, isso se deve ao fato de ter-se escolhido a classificao mencionada

nos boletins de sondagem. Os percentuais de argila e silte se referem a ensaios de

granulometria com o uso de defloculante.

A Tabela 4.1 relaciona a classificao obtida nos boletins de sondagem, juntamente com a

profundidade e o NSPT, com os atributos encontrados em laboratrio: percentual de argila e

silte, ndice de vazios, limite de liquidez, ndice de plasticidade, peso especfico real dos grosalm dos parmetros de resistncia: coeso e ngulo de atrito nas condies de umidade

natural e saturado.

Deve-se ressaltar que a ligao entre os dados de laboratrio e sondagem so a proximidade

fsica entre os pontos de coletas Ambos foram coletados em um raio inferior a 500m



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Tabela 4.1 - Dados utilizados na elaborao dos modelos de laboratrio para solos porosos laterticos

superficiais.



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Tabela 4.2 - Descrio estatstica dos dados utilizados na elaborao dos modelos de laboratrio para solos

porosos laterticos superficiais.



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Figura 4.14 - Histograma para os valores de NSPTSolos porosos laterticos superficiais.



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Coeso natural

A Figura 4.16 apresenta o histograma com curva de distribuio normal para o parmetro de

coeso natural (cn).



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U ve s d de de sDepartamento de Engenharia Civil / FTPrograma de Ps-Graduao em Geotecnia

Figura 4.17 - Grfico do tipoBox plotpara valores de coeso natural (kPa)Solos porosos laterticos

superficiais.

ngulo de atrito natural

As Figura 4 18 e 4 19 apresentam respectivamente o histograma com curva de distribuio



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Departamento de Engenharia Civil / FTPrograma de Ps-Graduao em Geotecnia

Figura 4.18 - Histograma para os valores de ngulo de atrito naturalSolos porosos laterticos superficiais.



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Tabela 4.3 - Correlao entre os principais parmetrossolos porosos laterticos superficiais.

Correlao forte r2>0,7Correlao marcante 0,4


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4.2.2.4-REGRESSO LINEAR

A partir da definio e diviso dos grupos de amostras a serem trabalhados determinou-se asmelhores associaes entre os atributos envolvidos. Essas associaes foram utilizadas para

quais variveis comporiam cada modelo, alm de auxiliar no preenchimento de dados

ausentes.

Na determinao da relao entre wLe IP utilizaram-se os dados apresentados na Tabela 4.4.

Tabela 4.4 - Dados utilizados na relao entre wL e IP.

Na determinao da relao entre wL e NSPT utilizaram-se os dados apresentados na Tabela



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Tabela 4.6 - Dados utilizados na relao entre s e wL.

Na previso de cn (coeso natural) utilizaram-se os dados apresentados na Tabela 4.7.

Tabela 4.7 - Dados utilizados na relao previso de cn a partir de profundidade, NSPT, ndice de vazios e wL.



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Tabela 4.8 - Dados utilizados na determinao da relao entre NSPTe a profundidade, WL, Gs e n.

4.2.2.5-MODELOS

Dos vrios produtos criados e da grande quantidade de relaes possveis so apresentadas

apenas aquelas que so alvo de grande interesse de pesquisadores projetistas e executores em

geotecnia.



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Nota-se uma excelente relao entre os dois atributos, com uma inclinao da reta prxima ao

valor terico perfeito (1,0).

Figura 4.20 - Relao obtida entre o ndice de plasticidade medido pela Equao 4.1 e previsto.

Inserindo os dados obtidos na Carta de Plasticidade de Casa Grande temos a classificao do



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Figura 4.21 - Classificao das amostras a partir da Carta de Plasticidade de Casa Grande.



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Figura 4.22 - Relao obtida entre o ndice de plasticidade medido pela Equao 4.2 e previsto.

Universidade de BrasliaD d E h i Ci il / FT


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Figura 4.23 - Relao obtida entre o limite de liquidez e o NSPTpela Equao 4.3.

Universidade de BrasliaD t t d E h i Ci il / FT


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Figura 4.24 - Variao entre ngulo de atrito natural em funo do NSPT.

Relao entre Coeso Natural, Profundidade, ndice de Vazios, NSPT e wL



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Figura 4.25 - Relao entre valores de coeso natural medidos pela Equao 4.4 e previstos.



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Figura 4.26 - Relao entre valores de NSPT medidos pela Equao 4.5 e previstos.

4.2.2.6-VALIDAO

Como j mencionado, os modelos criados foram submetidos ao processo de validao. Em

relao aos modelos criados a partir dos dados de laboratrio buscou-se prever os atributos de

Universidade de BrasliaDepartamento de Engenharia Civil / FT


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Figura 4.27 - Relao entre Limite de Liquidez e NSPT medida pela Equao 4.3 e prevista.



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4.2.3-SOLOS SILTO-ARENOSOS

A experincia local aponta para a existncia de uma camada de transio imediatamenteabaixo das camadas argilosas. Tal camada tem se mostrado muito importante para a

engenharia civil, especialmente para a engenharia de fundaes, pois sobre ela que se

assentam a maioria das fundaes profundas.

Deste modo buscou-se a criao de um grupo especfico para os solos silto-arenosos.

Infelizmente, os dados registrados nas planilhas de ensaio de campo no apresentavam, em

sua maioria, descries bsicas do solo, como a cor. Este fato impossibilitou a descrio mais

detalhada deste tipo de solo.

4.2.3.1-CARACTERIZAO

Nos boletins de sondagens as referncias a este tipo de solo remontam a uma textura mdia

com colorao muito variada, desde o branco, passando pelo amarelo at o roxo.

A Tabela 4.9 apresenta os dados utilizados no processo de elaborao dos modelos para os

solos silto-arenosos.



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Tabela 4.9 - Dados utilizados na confeco dos modelos de laboratrio para solos silto-arenosos



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Tabela 4.10 - Descrio estatstica dos dados utilizados na elaborao dos modelos de laboratrio para solos

silto-arenosos.

4.2.3.2-ANLISE EXPLORATRIA

Neste item so apresentadas as anlises exploratrias realizadas para os solos silto-arenosos.

Coeso natural



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A avaliao do histograma permite afirmar que os valores para o respectivo parmetro se

apresentam em forma de distribuio normal, no permitindo a inferncia

modelo geomecânico para os principais solos de brasília

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