MECÂNICA DOS SOLOS - BREVE HISTÓRICO

MECÂNICA DOS SOLOS

INTRODUÇÃO À MECÂNICA DOS SOLOS

UMA BREVE HISTÓRIA DA MECÂNICA DOS SOLOS

(Prof. Eng.Civil e Seg. Trabalho Carlos Lellis)

1) INTRODUÇÃO

A necessidade do homem de trabalhar com os solos encontra sua origem nos tempos mais remotos, podendo-se afirmar ser tão antiga quanto à civilização.

Toda edificação se apóia sobre o terreno (solo) sobre o qual se localiza. O elemento estrutural responsável pela transmissão do peso desta edificação ao solo é denominado FUNDAÇÃO. A fundação é, portanto, o elemento de ligação entre a superestrutura e o solo.

A função de uma fundação corretamente projetada é suportar as cargas que atuam sobre ela e distribuí-las de maneira satisfatória sobre as superfícies de contato com o solo sobre o qual ela se apóia. Para ser satisfatória, esta distribuição não deve produzir tensões excessivas no solo que possa provocar uma ruptura na massa de solo em que a fundação se apóia, bem como inclinações e recalques apreciáveis do conjunto estrutural.

Toda fundação tende naturalmente a acompanhar qualquer recalque do solo sobre o qual se apóia, e a superestrutura, por sua vez, acompanha o recalque da fundação que a suporta.

Cabe aos técnicos envolvidos na construção civil, projetar e construir estruturas seguras dando proteção às vidas das pessoas que usam ou passam sob estas estruturas. Por causa destas razões, e também porque o solo é considerado não apenas material de fundação (que serve de suporte às estruturas), mas também como material de construção (barragens de terra, rodovias, etc), os técnicos devem ter um sólido conhecimento das propriedades e comportamento dos solos.

O solo é formado pela natureza, constituído por sistemas de três fases, a saber: matéria sólida, água e ar. Apresenta como conseqüência, uma ampla variação das suas propriedades físicas, sendo a maioria delas variáveis em relação às determinadas condições. Esta tendência dos solos variarem nas suas propriedades físicas é uma contradição se compararmos com o comportamento dos materiais manufaturados como o aço, concreto, ferro, etc, cujas propriedades são relativamente constantes.

As propriedades dos solos dependem do tipo do solo, estas por sua vez são mais ou menos desfavoravelmente afetadas por muitos fatores, incluindo a presença da umidade, proximidade com águas subterrâneas, umidade do ar, enchentes, congelamento e descongelamento, etc.

2) PROBLEMAS DE SOLO NA PRÉ-HISTÓRIA

Embora antigamente os objetivos da Mecânica dos Solos não fossem conhecidos pelos nossos ancestrais no mesmo sentido que os atuais, pode-se dizer que desde os tempos pré-históricos o solo ocupou a mente dos seres humanos.

Nas mais primitivas civilizações, o solo foi usado como material para fundação de estruturas ou para estruturas propriamente dita. O valor do solo como material de construção foi apreciado para diversas finalidades, como na construção de enormes colinas de terra usadas como cemitérios, como refúgio durante o período das enchentes, construção de cavernas para moradia e proteção contra animais predadores e também na construção de canais, diques e fortificações.

Pode-se dizer que o progresso do homem pré-histórico em aprender, compreender e trabalhar com o solo foi muito vagaroso.

3) PROBLEMA DO SOLO NA ANTIGÜIDADE

Os problemas do solo antigamente foram associados com antigas rodovias, canais, e pontes. Por exemplo, a Chou-Li, isto é, um livro sobre os costumes da dinastia chinesa Chou, escrita há aproximadamente 2.000 anos, relata provisões e instruções sobre rodovias e pontes.

O uso tanto de vigas como caixões de pedra para construção de poços em solo já eram conhecidos no Egito há 2.000 a.C. Como exemplo, podem-se citar os poços nas pirâmides construídos pelo rei Se’n Woster I, que reinou Egito aproximadamente na mesma época. O solo como material de construção foi também muito usado para controlar a água através de diques.

4) PROBLEMAS DE SOLO E FUNDAÇÕES DURANTE O IMPÉRIO ROMANO

No decorrer do tempo as construções se tornaram maiores e mais pesados. No auge do Império Romano, os engenheiros construíram estruturas muito pesadas, exigindo soluções apropriadas para obras de terra e projetos de fundações. É bem conhecido que os romanos construíram notáveis estruturas, como portos, aquedutos, pontes, grandes edifícios públicos, redes de saneamento e uma vasta rede de duráveis e excelentes estradas. Alguns trechos de estradas romanas permanecem ainda hoje intactos.

Os princípios básicos para execução de projetos e construções de estradas pelos romanos foram baseados no conhecimento do comportamento do solo sob a ação da água e variados carregamentos, pois são obras que apresentam uma sólida fundação e boa drenagem. Estes princípios são os mesmos usados nos modernos projetos de rodovias.

A literatura técnica do tempo fornece ampla evidência de que os romanos prestaram muita atenção em algumas propriedades do solo relacionadas com a estabilidade de fundações.

O engenheiro romano Vitruvius (I século a.C., reino do Imperador Augusto) no seu livro Dez Livros sobre Arquitetura, registrou no Livro II: “Nem o mesmo tipo de solo e nem a mesma rocha são encontradas em todos os lugares e regiões, mas alguns são terrosos, outros pedregulhos, e em outros lugares materiais arenosos; e geralmente encontrados em grande quantidade de desiguais e distintos tipos em várias regiões”.

No Livro VIII, discutindo problemas de fundações relacionado com suprimento da água, Vitruvius escreve: “Os métodos na natureza devem ser considerados detalhadamente sob a luz da inteligência e experiência porque os solos contêm vários elementos”. Sobre as fundações de muros, cidades e templos, Vitruvius adverte: “Sejam as fundações destas obras escavadas a partir de um local sólido e para uma base sólida se puder ser encontrada. Mas se uma fundação sólida não for encontrada, e o local estiver coberta por um solo fofo ou pantanoso, deve ser escavado, removido e refeito com estacas de oliveira ou carvalho tratados, e estacas devem ser cravadas por