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b) - Solos Pedogênicos (Lateríticos): “Evolução Pedogênica” ou “Pedogenética” - por esse nome se agrupa uma complexa série de processos físico-químicos e biológicos que governam a formação de alguns solos. Em essência esses processos compreendem a lixiviação do horizonte superficial e concentração de partículas coloidais no horizonte profundo, e, além disso, a impregnação com húmus do horizonte superficial. A camada de solo que sofre esse processo, recebe na Engenharia o nome de “solo superficial”, o qual tem escasso interesse técnico nos casos em que é de pequena espessura.

Entretanto, de grande valor técnico, para nós, são as camadas de “solos porosos”, cuja formação se deve a uma evolução pedogênica em clima tropical de alternâncias secas, no inverno, e extremamente úmidas, no verão, resultando dessa evolução, na maioria dos casos, os solos lateríticos. Tais solos têm espessuras que podem atingir mais de 10 m e recobrem extensas zonas do Brasil Centro-Sul. São solos de granulometria arenosa, porém, não raro, são argilosos - como é o caso das argilas vermelhas porosas dos espigões da Cidade de São Paulo. Um tipo particular de solo de natureza pedogênica, de grande interesse na área de pavimentos, são os pedregulhos latéricos - ou, simplesmente, as lateritas - cuja importância técnica é cada vez maior, em enormes áreas do país (para a construção de bases rodoviárias). São concreções formadas em clima de profunda alternância de estações secas e úmidas. 1. 2 – Ocorrência de Água Subterrânea Segundo CHIOSSI (1989), o interior da Terra, composto de diferentes rochas, funciona como um vasto reservatório subterrâneo para a acumulação e circulação das águas que nele se infiltram. As rochas que formam o subsolo da Terra, raras vezes, são totalmente sólidas e maciças. Elas contêm numerosos vazios (poros e fraturas) denominados também de interstícios, que variam dentro de uma larga faixa de dimensões e formas, dando origem aos aqüíferos. Apesar desses interstícios poderem atingir dimensões de uma caverna em algumas rochas, deve-se notar que a maioria tem dimensões muito pequenas. São geralmente, interligados, permitindo o deslocamento das águas infiltradas. Deve-se entender que a água penetra por gravidade no solo até atingir as zonas saturadas, que constituem o reservatório de água subterrânea: são os denominados “lençóis aqüíferos” ou simplesmente “aqüíferos”. Estes podem ser de dois tipos: “Artesianos” e “Livres” (estes

Os Solos Pedogênicos (aspecto mostrado na figura ao lado – BR 040) são então: . Pouco profundos por conseqüência, geralmente ocorrendo apenas na superfície. . Correspondem aos solos formados no horizonte residual maduro ou horizonte coluvionar.

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também denominados “lençóis freáticos”). A figura abaixo ilustra o aspectos das ocorrências de água no subsolo, em forma “livre” – “freático” ou “artesiano” – água sob pressão.

Figura - Aspectos da água no subsolo, em forma “livre” – “freático” ou “artesiano”.

Em conseqüência da infiltração, a água precipitada sobre a superfície da terra penetra no subsolo e através da ação da gravidade sofre um movimento descendente até atingir uma zona onde os vazios, poros e fraturas se encontram totalmente preenchidos d’água. Esta zona é então uma zona saturada ou freática. Essa zona é separada por uma linha conhecida como nível freático ou lençol freático, como já descrito. A ocorrência de leitos impermeáveis (argila, por exemplo) ocasiona aprimoramento localizado de certas porções de água, formando um lençol freático ou nível d’água suspenso, que não corresponde ao nível d’água principal. A figura abaixo ilustra diferentes resultados, obtidos em furos de sondagem, para a profundidades dos NAs.

Figura – Exemplo do aspecto do lençol freático (profundidade encontrada) em terreno reconstituído o seu subsolo a partir do desenho do seu perfil longitudinal, obtido a partir de três furos de sondagens distintas (Maria José Porto de Lima, 1980).

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O processo de formação do lençol freático é mostrado nas figuras a seguir apresentadas.

Figura – Ciclo Hidrológico: Infiltração e formação de lençol freático (LF)

Figura – Outras ilustração do Ciclo Hidrológico: Infiltração e formação de lençol freático (LF)

A utilização da água existente no subsolo é feita através de poços caseiros e profundos,

conforme a profundidade alcançada. Grande número de obras de Engenharia encontram problemas relativos às águas subterrâneas. A ação e a influência dessas águas têm causado numerosos imprevistos e acidentes. Os casos mais comuns desse tipo de problema são verificados em cortes de estradas, escavações de valas e canais, fundações para edifícios, pontes, barragens, etc. Para as obras que necessitam de escavações abaixo do lençol freático, como por exemplo, a construção de edifícios, barragens, túneis, etc; pode-se executar um tipo de drenagem ou rebaixamento do lençol freático. A água existente no subsolo pode ser eliminada por diferentes métodos.

1. 2. 1 - Conceitos importantes para projeto e execução de fundações

a) Condição de saturação e submersão Abaixo da linha conhecida como nível freático ou lençol freático o solo estará na condição de submersão (se em condição de água livre) e acima o solo estará saturado até uma determinada altura.

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Nos solos, por capilaridade, a água se eleva por entre os interstícios de pequenas dimensões deixados pelas partículas sólidas, além do nível do lençol freático. A altura alcançada depende da natureza do solo. O corte, na figura abaixo, mostra-nos uma distribuição de umidade do solo e os diferentes níveis e condições da água subterrânea em uma massa de solo. Verifica-se que o solo não se apresenta saturado ao longo de toda a altura de ascensão capilar. Observa-se que o fenômeno de capilaridade ocorre em maiores proporções em solos argilosos. A altura capilar é calculada pela teoria do tubo capilar, que considera o solo um conjunto de tubos capilares. O fenômeno de capilaridade está associado a solos argilosos.

Figura – Distribuição de saturação no solo

b) Rebaixamento do lençol freático

A construção de edifícios com subsolo (pavimentos inferiores) pode requerer escavações abaixo do lençol freático. Tais escavações podem exigir tanto uma drenagem, como um rebaixamento do lençol freático. São vários os métodos para eliminar a água existente no subsolo. Somente após a realização de ensaios preliminares de rebaixamento do lençol freático, poder-se-á definir quais os métodos a serem empregados. Nestes casos: - Devem ser observados os diversos níveis de água do subsolo, as quantidades de água que se infiltram e que serão bombeadas, e os recalques que porventura possam aparecer nas vizinhanças das escavações. Para proteção de edificações adjacentes às zonas de recalque, considere-se a possibilidade de injeções de água no solo. - Deve-se ter em mente que, ao se realizar rebaixamento do lençol freático, introduzem-se certas alterações nas condições naturais do subsolo. Assim, poderão surgir danos no interior ou no exterior da escavação, quando o rebaixamento é utilizado incorretamente. - É preciso observar também se existe o perigo de ruptura hidráulica, por causa da presença de águas artesianas, confinadas entre certos horizontes do subsolo. Para ilustrar o problema, imagine a seguinte situação (como discutido pelo Arq. Iberê M. Campos):

“Se fazemos uma construção sobre um terreno arenoso e com lençol freático próximo da superfície. Se abrirmos uma vala ao lado da obra, a água do terreno vai preencher a vala e drenar o terreno. Este perderá água e vai se adensar, podendo provocar trincas na construção devido ao recalque provocado.” A ilustração a seguir mostra o que pode acontece:

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� �Note-se que esta é uma situação clássica, e acontece diariamente na cidade de Santos, SP, onde são muito conhecidos os prédios inclinados na beira da praia. Estes foram feitos com fundação superficial que afundou quando mais e mais construções surgiram ao lado, pois estas, além de aumentarem as cargas no solo, ajudaram a abaixar o nível do lençol freático que, por sua vez, já vinha diminuindo devido à crescente pavimentação das ruas.”

Figura - Exemplo de um rebaixamento (simples) do nível da água dentro de uma vala, através do

bombeamento da água para fora da escavação. No exemplo, a água está sendo lançada em lago ao lado da escavação (Foto de Alonso, 1999). 1. 2. 2 - Comportamento do N.A. no Furo de Sondagem.

A posição do lençol freático no subsolo não é, entretanto, estável, mas bastante variável. Isso representa dizer que, em determinada região, a profundidade do lençol freático varia segundo as estações do ano. Essa variação depende do clima da região, e dessa maneira, nos períodos de estiagem, a posição do lençol freático sofre normalmente um abaixamento, ao contrário do período das cheias, quando essa posição se eleva.

Quanto a observação do nível d’água freático inicialmente se faz durante a perfuração conforme regulamentado pela norma NBR 6484/80, descrito nestas notas em 2. 3 - Standart Penetration Test - SPT

- Após termino da sondagem, deve ser feito o esgotamento do furo ate o nível d’água com

auxilio do baldinho e passa-se a observar a elevação do nível d’água no furo, efetuando-se leituras a cada 5 min, durante 30 min.

- Após o encerramento da sondagem e a retirada do tubo de revestimento, decorridas 24h, e estando o furo ainda aberto, deve ser medida a posição do nível d’água.

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Figura – Visualização da ocorrência de água no subsolo: Em uma escavação para fundação de edifício (Estaca moldada “im situ”) e em um furo em terreno aparentemente “seco” (sem água próximo da superfície). * Acompanhamento do nível do lençol freático (através de Instrumentação):

Uma série de piezômetros e indicadores de nível d’água deverá ser colocada a distância adequadas de cada poço, com a finalidade de permitir a observação da variação do nível d’água e traçar, posteriormente, a curva de depressão de cada poço, e controlar também o valor da subpressão, quando esta exigir.

A figura ao lado ilustra a montagem de um piezômetros e de um indicador de nível d’água, podendo serem observadas as diferenças entre ambos.