Os Efeitos da Umidade em Ensaios SPT e na Resistência ao Cisalhamento do Solo: Um Estudo de Caso em Barreiras-BA

Quando falamos em construção civil, a segurança e durabilidade das fundações são prioridades máximas. O sucesso de qualquer projeto depende, em grande parte, do conhecimento detalhado das características do solo, especialmente sua resistência. Em regiões como Barreiras-BA, caracterizadas por solos arenosos e argilosos, um fator crítico que deve ser considerado é a umidade, que pode alterar drasticamente a capacidade de suporte e estabilidade das fundações.

Entendendo a Influência da Umidade

A presença de água nos solos interfere diretamente nas interações entre as partículas, impactando sua resistência. Solos úmidos tendem a apresentar menor coesão, o que significa que eles se deformam e rompem mais facilmente sob cargas, aumentando o risco de colapso em estruturas mal planejadas. Em áreas sujeitas a variações sazonais, como Barreiras, onde ocorrem períodos de seca prolongada e chuvas intensas, a compreensão do comportamento do solo diante da umidade é vital para um planejamento geotécnico eficaz.

Ensaio SPT e a Umidade: Uma Relação Crucial

O Standard Penetration Test (SPT), amplamente utilizado para determinar a resistência do solo à penetração, é um dos ensaios mais comuns na geotécnica, devido à sua simplicidade e custo-benefício.

No entanto, o ensaio é altamente sensível às variações de umidade. Em solos saturados, a água presente nos poros diminui o atrito entre as partículas do solo, resultando em menos golpes necessários para a penetração do amostrador. Isso pode levar à superestimação da capacidade de suporte do solo se a umidade não for adequadamente considerada na interpretação dos resultados.

Impacto na Resistência ao Cisalhamento

A resistência ao cisalhamento é a capacidade do solo de resistir a deslizamentos e deformações sob tensões aplicadas. Em solos secos, o atrito entre as partículas é maior, proporcionando maior resistência ao cisalhamento. Entretanto, à medida que o solo se satura, essa resistência diminui consideravelmente devido à redução da coesão entre as partículas. No estudo realizado em Barreiras-BA, as amostras de solo submetidas a ensaios de cisalhamento direto revelaram que a umidade reduz a coesão e o ângulo de atrito, ambos fatores cruciais para a estabilidade das fundações.

A redução do ângulo de atrito em solos saturados implica em uma diminuição direta da capacidade de o solo resistir a esforços cortantes, o que pode comprometer a segurança das estruturas acima. Em condições de umidade elevada, como a estação chuvosa em Barreiras, o comportamento do solo pode se modificar de forma significativa, exigindo uma análise mais precisa para evitar deformações indesejadas ou até colapsos.

Estudo de Caso em Barreiras-BA: Integração entre SPT e Resistência ao Cisalhamento

O estudo realizado pela Universidade Federal do Oeste da Bahia (UFOB), que contou com o apoio do programa CHORA TCC da ARCGEO PROSPECT, integrou os resultados dos ensaios SPT e de cisalhamento direto para avaliar a influência da umidade nos solos de Barreiras-BA. O ensaio SPT, comumente utilizado em campo, foi complementado pelos ensaios de resistência ao cisalhamento realizados em laboratório para garantir uma visão mais completa da capacidade de suporte do solo.

Durante a estação seca, os valores de NSPT foram mais elevados, indicando maior resistência à penetração do solo, e o ângulo de atrito obtido nos ensaios de cisalhamento também foi maior. Já na estação chuvosa, o solo apresentou menor resistência, com valores de NSPT mais baixos, enquanto o ângulo de atrito e a coesão diminuíram significativamente nas amostras saturadas.

O estudo apresentou uma importante correlação entre os valores de NSPT e o ângulo de atrito, indicando que em condições de saturação, o solo perde parte de sua capacidade de suporte devido à redução da resistência ao cisalhamento. Essa relação foi expressa através de uma equação que integra o NSPT e o ângulo de atrito, permitindo uma estimativa preliminar da resistência ao cisalhamento diretamente a partir dos resultados do SPT em campo. Essa integração metodológica enriquece a precisão das análises geotécnicas e proporciona dados mais confiáveis para o planejamento de fundações.

Conclusões

Ignorar a influência da umidade em ensaios geotécnicos pode resultar em projetos de fundações inadequados, colocando em risco a segurança das edificações. Em regiões com variações sazonais marcantes, como Barreiras-BA, é fundamental que os engenheiros geotécnicos considerem a umidade do solo como um fator crucial para a determinação da resistência do solo.

Realizar ensaios SPT durante diferentes estações do ano é essencial para capturar as variações críticas na capacidade de suporte do solo. Isso garante que o projeto das fundações seja robusto e preparado para enfrentar as piores condições possíveis de umidade, reduzindo riscos e aumentando a durabilidade das estruturas.

O gráfico a seguir destaca que os resultados do estudo de Teixeira, A. A. (2024) se alinham bem com as tendências estabelecidas na literatura, com diferenças notáveis para valores mais altos de NSPT.

Na ARCGEO PROSPECT, apoiamos iniciativas acadêmicas como o programa CHORA TCC, que patrocina projetos de pesquisa inovadores em geotécnica, contribuindo para o avanço do conhecimento técnico e promovendo soluções que atendam às necessidades da engenharia moderna. O estudo de Afonso Alves Teixeira na UFOB é um excelente exemplo de como a colaboração entre a academia e o setor privado pode resultar em avanços significativos na segurança e eficiência dos projetos de engenharia.

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