Conheça solos orgânicos e turfas IV

Figura 1 – A presença de solos orgânicos é uma constante nos serviços de melhoramento de solos.
E a importância da resistência ao cisalhamento dos solos orgânicos e turfosos.

Solos orgânicos e turfosos são conhecidos por sua alta compressibilidade e baixa resistência cisalhante. O acesso a terrenos com este tipo de solo, à superfície, é extremamente difícil, na medida em que o nível d’água do solo está próximo à surgência ou mesmo acima, ou seja, um dos motivos principais de se evitar construir nestes locais. Infelizmente, esta condição costuma abranger grandes extensões de terra.

Figura 2 – Dificuldade de se trabalhar em terrenos com solos moles orgânicos e nível freático alto.

Torna-se, portanto, necessários obter parâmetros para estes solos, de modo a caracterizar sua resistência e compressibilidade, objetivando projetos diversos, seja portuários, rodoviários, logísticos e etc.

Figura 3 – É completamente desaconselhado equiparar, geotecnicamente solos orgânicos/turfas, com solos minerais. Torna-se necessário avaliar, para o primeiro, sua intensidade e características… já que sua resistência e compressibilidade são únicas ou diferenciadas.

A resistência ao cisalhamento do solo é um dos principais parâmetros geotécnicos, especialmente útil para o período de duração da obra, objetivando sua estabilidade e capacidade de carga. Se esta resistência máxima é ultrapassada, haverá recalques ou mesmo ruptura do solo. O critério de ruptura é desenvolvido conhecendo-se a relação tensão-deformação, sempre à luz da teoria da elasticidade. A quantidade de deformação, que ocorrerá, dependerá da intensidade do carregamento aplicado, da natureza do solo, do seu histórico de tensões até então presente no local, do seu índice de vazios e, claro, da maneira como o cenário de tensões se apresenta no solo. Solos orgânicos e turfosos, rotineiramente, apresentam baixa resistência cisalhante e sua determinação, no aspecto geotécnico, é difícil devido a dependência de fatores como a origem do solo, teor de umidade, matéria orgânica e grau de humificação. O amolgamento da amostra é, como nos solos moles, um problema inerente, que compromete a resistência cisalhante.

Figura 4 – Áreas de empreendimentos logísticos, rotineiramente, apresentam solos moles e a presença de matéria orgânica e turfa que, mais cedo ou mais tarde, promovem recalques…

 

Figura 5 – … assim como em comunidades, o que torna qualquer tipo de melhoramento inespecífico extremamente difícil.

À medida em que se processa a consolidação do solo orgânico/turfoso, ocorrerá aumentos significativos de sua resistência cisalhante. No entanto, este parâmetro poderá diminuir, à medida em que aumentam o teor de umidade e a decomposição da matéria orgânica ali presente. O aumento do teor mineral, por outro lado, faz aumentar sua resistência. Solos orgânicos e, principalmente os turfosos, são caracterizados como materiais não coesivos que se comportam com base no atrito entre suas partículas, devido ao teor de fibras e sua orientação espacial. Assim, ângulos de atrito com valores elevados, na verdade, não significam uma resistência cisalhante superior, já que as fibras nem sempre são sólidas mas, quase sempre, saturadas de água e gás.

A presença das fibras modificará o comportamento da resistência, exatamente pelo fato de que comportam-se como verdadeiras armaduras, promovendo e induzindo anisotropia. Determina-se, in situ, a resistência cisalhante destes solos utilizando-se a palheta (Vane test), ao invés de coletar-se infrutíferas amostras que pouco ou, nada representam. O pressiômetro é um ensaio adequado (Culloch, 2006). Com estas amostras, no laboratório, poder-se-á executar o teste de cisalhamento direto, de modo a se determinar a resistência cisalhante não drenada do solo orgânico fibroso.
Na condição consolidado-não drenado, frequentemente, utiliza-se o ensaio triaxial para se obter a resistência cisalhante, exatamente porque é difícil de interpretar os resultados, já que as fibras funcionam como armaduras horizontais que, literalmente, impedem a ruptura do solo orgânico ou turfoso no teste drenado, pois o ambiente é de baixa permeabilidade, o que exige diversos dias para se finalizar. Edil e Dhowian, 1981, além de Landva e La Rochelle, 1983, informam que o atrito interno efetivo Ø´, do solo orgânico/turfoso, geralmente, é maior do que o dos solos inorgânicos.
Ou seja, o ângulo de atrito não drenado dos solos orgânicos/turfosos amorfos e fibrosos varia de 27 a 32º, sob pressão normal de 3 a 50kPa. Por outro lado, solos orgânicos/turfosos granulares amorfos, o atrito interno efetivo é 50º, e na condição fibroso varia de 53 a 57º.
A determinação da resistência cisalhante não drenada é, também, importante porque solos orgânicos/turfosos situam-se, que sempre, abaixo do nível d’água do solo.

Figura 6 – Após o geoenrijecimento, com o processo de compressão radial imposto, pela expansão de cavidades, a matéria orgânica fica confinada e adensada.

Sua resistência ao cisalhamento, normalmente muito baixa, pode variar de 3 a 5 kPa, muito semelhante aos solos inorgânicos moles. Noto, 1991, sugere um fator de correção de 0,5 para os valores dos testes com solos orgânicos cujo limite de liquidez seja superior a 200%.
De acordo com Hanzawa, 1994, o comportamento da resistência cisalhante destes solos é altamente anisotrópica e concordante com sua composição e seu estado de tensões. Todo o conteúdo é pouco, portanto, ao se obter a resistência cisalhante do solo pois, será fundamental para o bom andamento da obra, suportando os equipamentos que chegarão, a realização do aterro necessário e, finalmente, a construção do empreendimento. Portanto, se solos argilosos moles já impõem cuidado, quando do dimensionamento do futuro projeto, com a presença de solos orgânicos e turfosos o cenário piora, não dando qualquer margem para erros ou omissões. De forma característica, fornecem valores reduzidos de k0, comparado às argilas inorgânicas.
Finalmente, poder-se-á manter níveis de resistência cisalhante, com grandes deformações sem, no entanto, ocorrer comportamentos de pico. No geral, o que há é uma grande incerteza quando se apresentam solos orgânicos e/ou turfas, já que não se sabe se funcionam com base no atrito, como as areias, ou coesivo, como as argilas.