No inicio de qualquer obra civil, é necessário conhecer as características do solo, e por isso, devemos definir o que seja este meio. A definição do termo “solo” varia significativamente de acordo com o referencial adotado.
Do ponto de vista da engenharia civil, “solo” é todo material terroso e desagregável que aparece na crosta terrestre, não oferecendo resistência intransponível à escavação mecânica e que, quando em seco ou saturado, tem seu comportamento alterado, daí os estudos em separado dos solos saturados e não saturados. Por outro lado, “rocha” é todo material cuja resistência ao desmonte só pode ser vencida por meio de explosivos, exceto quando em processo geológico de decomposição. Portanto podemos dizer que, tecnicamente, o termo “solo” se aplica a materiais da crosta terrestre que servem normalmente de suporte para edificações civis, pois podem ser arrimados, escavados ou perfurados e utilizados em empreendimentos.
Para a Geologia, as definições de “solo” e “rocha” tem outra conotação pois esta ciência leva em conta tanto o processo como: a era de sua formação destes materiais.
Como exemplo, pensemos na formação da região onde se localiza a cidade de São Paulo. Geologicamente, trata-se de uma camada de rocha terciária de argila, enquanto que, para a Engenharia Civil, este material é denominado de “solo argiloso”. Como podemos notar, ocorre uma variação da definição do termo, apesar da estreita relação entre as duas ciências; há ainda que considerar a existência de outras definições no campo da Agronomia e áreas correlatas.
A Mecânica dos Solos é a ciência que realiza o estudo teórico e a verificação prática das propriedades e da atuação dos materiais. É, portanto, um ramo da mecânica aplicada a um material pré-existente na natureza. Ela é uma ciência ainda jovem (com pouco mais de meio século) e se encontra em pleno desenvolvimento.
O estudo do solo é um requisito prévio para o projeto de qualquer obra, sobretudo as de grande porte (obras de arte, edifícios, cortes, aterros, etc..). O conhecimento da formação geológica do local, o estudo das rochas, solos e minerais, bem como a verificação da presença e posicionamento do lençol freático, são fatores fundamentais. Como se sabe, em se tratando de solos e rochas, a heterogeneidade é a regra e a homogeneidade a exceção. Os estudos são pois indispensáveis para se alcançar uma boa engenharia, ou seja, aquela que garante a necessária condição de segurança e economia.
O primeira requisito para se abordar qualquer problema de mecânica dos solos é o conhecimento tão perfeito quanto possível das condições do subsolo, isto é reconhecimento da disposição, natureza e espessura das suas camadas, assim como das suas características com relação aos problemas em questão. Este conhecimento implica na prospecção do subsolo e na amostragem ao longo de seu decurso.
Em toda obra de engenharia, há sempre um parâmetro indefinido marcado pelo solo onde ela se repousa. Não há como fugir da realidade imposta pela natureza. Assim, somos obrigados a aceitá-lo como é: com suas qualidades e defeitos; daí o ênfase que se tem dado, na engenharia, às questões referentes ao solo.
Assim sendo, nunca se deverá decidir sobre o tipo de fundação de uma obra sem o conhecimento dos resultados de pesquisas do subsolo. É evidente que os projetos de fundação baseados em condições desconhecidas do subsolo, assim como especificações de serviços a serem executados sobre materiais desconhecidos são motivos certos de discussões entre as partes de um contrato de obra. É inacreditável que um engenheiro possa se expor a essa situação mas isso ainda acontece.
É importante também, para evitar trabalhos inúteis, que a empresa contratada para executar uma investigação do subsolo esteja ao par do tipo de obra que será executada, pois não só o número e espaçamento dos pontos, devem ser observados também o cuidado com que se deve registrar as ocorrências apresentadas no subsolo.
Uma obra executada sem o conhecimento prévio do subsolo implica na adoção de uma fundação que nem sempre é a que melhor se adapta a a ela tecnicamente e economicamente, o que poderá trazer sérios problemas a curto prazo, tanto para a obra como para o responsável técnico.
É de conhecimento dos profissionais da área que, o solo na sua maioria favorece o uso de fundações profundas. É sabido que as fundações, sejam elas rasas ou profundas, são elementos estruturados destinados a transmitir as cargas da estrutura para o solo, mas para quantificar os parâmetros geométricos destas peças, e para defini-los é necessário o conhecimento mínimos das características do solo.
Convencionou-se na prática em relacionar o diâmetro de uma fundação profunda com sua carga admissível, baseado apenas na capacidade de carga estrutural do elemento de fundação. Acontece que na maioria dos casos o limitante da capacidade de carga de uma fundação profunda, não é o elemento estrutural e sim a sua capacidade de transmitir as cargas solicitantes para o solo, o que se denomina de capacidade de carga geotécnica, onde se determina a transmissão de carga por atrito lateral, que é determinada pela área de contato do fuste com o solo e resistência de ponta.
Isto nos leva a concluir que, duas estacas implantadas no mesmo meio e com o mesmo diâmetro, sendo uma curta e outra profunda, possuem capacidades de carga diferentes. Para quantificar os valores de transmissão de carga para o solo, é necessário um conhecimento mínimo das características do meio a ser implantada a fundação, e para isso, o primeiro passo é a investigação através de uma sondagem a percussão.
Um projeto de fundação não consiste única e exclusivamente no conhecimento da carga que o pilar descarrega na fundação, e a simples divisão destes valores pela carga de trabalho estrutural da fundação, para se determinar a quantidade de estaca necessária. Consiste efetivamente na determinação de um comprimento mínimo e sua secção transversal, capaz de transmitir as cargas solicitantes para o solo, e para isso é necessário a investigação do subsolo.
Atualmente, o custo de uma sondagem equivale, no máximo, a 2% do valor a ser investido na construção, irrisório frente à garantia, economia e segurança que representa para a obra. Portanto, é aconselhável para maior segurança e economia, a execução de uma sondagem.
O custo deste serviço será rapidamente revertido em benefício da obra, e na economia que obterá no dimensionamento do projeto de fundação, evitando desta forma o desperdício de material, pelo super dimensionamento, por não conhecer as condições do subsolo.