Aula Compactacao Solos

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COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
1 - Considerações iniciais
2 - Compactação
– Conceito de compactação
– Curva típica de compactação
– Efeito do tipo de solo compactado
– Energias de compactação
– Efeito da compactação na estrutura dos solos
– Escolha da umidade e da densidade de compactação
– Compactação de campo
– Controle da compactação
3 - Índice suporte Califórnia
COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS
• Em diversas obras, dentre elas os aterros
rodoviários e as barragens de terra, o solo é o
próprio material resistente ou de construção.
• Necessário é nestes casos que se garanta uma
determinada resistência de projeto para o solo
durante a vida útil da obra.
• Em vista disto, alguns métodos de estabilização ou
de melhoria das características de resistência e
deformabilidade destes solos foram desenvolvidos.
• Os fundamentos da compactação de solos são
relativamente novos e foram desenvolvidos por
Proctor (década de 20): função de quatro variáveis:
Peso específico, umidade, energia de compactação
e tipo de solo.
2 - COMPACTAÇÃO
CONCEITO DE COMPACTAÇÃO
• Entende-se por compactação o processo manual ou
mecânico que visa reduzir o volume dos vazios do solo, e,
assim, aumentar a sua resistência, tornando-o mais estável.
• A compactação de um solo visa melhorar as suas
características não só quanto a resistência, mas também
nos aspectos de deformabilidade e permeabilidade.
• A diminuição dos vazios do solo se dá por expulsão do ar
contido nos vazios do mesmo, de maneira diferente do
processo de adensamento.
• A energia de compactação utilizada na realização destes
ensaios é hoje conhecida como energia de compactação
“PROCTOR NORMAL”
Resumo:
Melhora as características:
■Resistência;
■Permeabilidade;
■Compressibilidade;
■Absorção;
■Aumenta a estabilidade de taludes de aterros.
■ O grau de compactação é medido com base em seu peso específico seco;
■ Acima de um determinado teor de umidade, qualquer aumento desse teor de umidade tende a
reduzir o peso específico seco. A água passa a ocupar o espaço das partículas sólidas.
Para fins práticos:
𝛾𝑑 =
𝛾
1 + 𝑤
Curva de saturação
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO PROCTOR NORMAL
Procedimento COM reuso de material:
1. Fixar o molde à base e acoplar o colarinho;
2. Colocar uma folha de papel-filtro com diâmetro igual ao
do molde utilizado para evitar a aderência do solo
compactado à superfície metálica da base;
3. Tomar 3kg da amostra e adicionar água destilada
gradativamente e revolver o material a fim de se obter um
teor de umidade 5% abaixo da umidade ótima prevista;
4. Após homogeneização, proceder à compactação
atentando-se sempre ao soquete, ao número de camadas e ao
número de golpes correspondentes à energia selecionada;
5. Os golpes dos soquetes devem ser aplicados 
perpendicularmente e distribuídos uniformemente sobre a 
superfície de cada camada ;
6. As alturas das camadas devem ser aproximadamente 
iguais;
7. A compactação de cada camada deve ser precedida de 
uma leve escarificação da camada subjacente;
8. Após a compactação da última camada, retirar o 
colarinho, depois de escarificar o material em contato com a 
parede do mesmo, com auxílio de espátula;
9. Rasar os excessos com auxílio de uma régua biselada;
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO PROCTOR NORMAL
Procedimento COM reuso de material (continuação):
10. Remover o molde cilíndrico da base e pesar o 
conjunto. Por subtração do peso do molde, anotar o 
peso do solo úmido [Mh];
11. Retirar o corpo de prova com auxílio de um 
extrator e tomar uma amostra do centro do CP para 
determinar o teor de umidade;
12. Destorroar o material restante, até que o mesmo 
passe integralmente na peneira de 4,8 mm ou 19 
mm, conforme a amostra;
13. Juntar com o remanescente na bandeja e 
adicionar água destilada para incrementar 
aproximadamente 2% de umidade à amostra.
Repetir os itens anteriores até que se obtenham, no 
mínimo, 5 pontos, sendo 2 no ramo seco, um próximo à 
umidade ótima e 2 no ramo úmido da curva de 
compactação.
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO PROCTOR NORMAL
Procedimento SEM reuso de material:
1. Fixar o molde à base e acoplar o colarinho;
2. Colocar uma folha de papel-filtro com diâmetro igual ao do molde utilizado para evitar a aderência do
solo compactado à superfície metálica da base;
3. Dividir a amostra em 5 partes. Adicionar determinada quantia de água destilada gradativamente e revolver
o material. O primeira amostra deverá apresentar teor de umidade 5% abaixo da umidade ótima prevista. As
demais devem apresentar teores de umidade sempre em torno de 2% superior à amostra anterior;
4. Após homogeneização, proceder à compactação atentando-se sempre ao soquete, ao número de camadas e
ao número de golpes correspondentes à energia selecionada;
5. Os golpes dos soquetes devem ser aplicados perpendicularmente e distribuídos uniformemente sobre a
superfície de cada camada;
6. As alturas das camadas devem ser aproximadamente iguais;
7. A compactação de cada camada deve ser precedida de uma leve escarificação da camada subjacente;
8. Após a compactação da última camada, retirar o colarinho, depois de escarificar o material em contato
com a parede do mesmo, com auxílio de espátula;
ENSAIO DE COMPACTAÇÃO PROCTOR NORMAL
Procedimento SEM reuso de material (continuação):
9. Rasar os excessos com auxílio de uma régua biselada;
10. Remover o molde cilíndrico da base e pesar o conjunto. Por subtração do peso do molde, anotar o 
peso do solo úmido [Mh];
11. Retirar o corpo de prova com auxílio de um extrator e tomar uma amostra do centro do CP para 
determinar o teor de umidade;
12. Descartar o material utilizado na moldagem do CP;
13. Com o remanescente na bandeja, adicionar água destilada para incrementar aproximadamente 2% de 
umidade à amostra.
Repetir os itens anteriores até que se obtenham, no mínimo, 5 pontos, sendo 2 no ramo seco, um 
próximo à umidade ótima e 2 no ramo úmido da curva de compactação.
Esquema de distribuição de golpes
ENERGIAS DE COMPACTAÇÃO USUAIS
Proctor normal: 6 kgcm/cm3
Proctor Intermediário:12,6 kgf.cm/cm3 
Proctor modificado: 25 kgcm/cm3
EFEITO DA ENERGIA DE COMPACTAÇÃO NAS CURVAS 
DE COMPACTAÇÃO OBTIDAS PARA UM MESMO SOLO.
Á medida em que se aumenta a energia de
compactação, há uma redução wotimo e uma
elevação do valor dmáximo.
Novos equipamentos de campo de grande
porte: necessidade de se criar em
laboratório ensaios com maiores energias:
Proctor Modificado e intermediário
EFEITO DO TIPO DE SOLO COMPACTADO
SOLOS ARENOSOS
• Maiores valores de d;
• Curvas de menor amplitude;
• Menores valores de Wot.
SOLOS ARGILOSOS
• Menores valores de d;
• Curvas de maior amplitude (mais
abertas);
• Maiores valores de wot.
Diferentes solos compactados com a mesma energia
EFEITO DA COMPACTAÇÃO NA ESTRUTURA DOS SOLOS
Ramo seco: estrutura floculada
w tensões capilares (opõem ás forças de compactação) solo de baixa
umidade melhor rearranjo das partículas ( tensão capilar) solo + denso
Ramo úmido: estrutura dispersa
tensões capilares água livre (absorve grande parte da energia de comp.) solo menos denso
ESCOLHA DA UMIDADE E DA DENSIDADE DE COMPACTAÇÃO
Os valores de d e wót escolhidos devem propiciar
os máximos valores de rigidez e resistência
estáveis possíveis.
Pela análise da figura ao lado, temos como
condições ideais de compactação:
W = Wot e  = dmax
Porque os solos não são compactados em campo com valores de umidade inferiores ao valor ótimo?
A resistência deve permanecer estável durante todo o tempo de vida útil
COMPACTAÇÃO EM CAMPO
PRINCIPAIS EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
Próprios para a compactação de
areias, onde os rolos pneumáticos
ou pés-de carneiro não atuam
com eficiência.
Espessura máxima da camada: 15
cm.
" ROLOS VIBRATÓRIOS
- A compactação de campo se dá por meio de esforços de pressão, impacto, vibração ou
por uma combinação destes;
" ROLO PNEUMÁTICO
• É indicado para solos de granulação
fina a arenosa,compactação de capas
asfálticas, bases e subbases de
estradas.
• Possui área de contato variável,
função da pressão nos pneus e do
peso do equipamento.
• Pode ser utilizado em camadas de até
40 cm.
• Possui a desvantagem de gerar uma
superfície compactada lisa, havendo a
necessidade de escarificação.
ROLOS ESTÁTICOS
Indicação:
- Areia, pedregulho e pedra britada, lançados em esp < 
15cm
- Cilindro oco: alteração da pressão (areia úmida)
- Camadas finas (5 -15cm) e acabamentos superficial
Desvantagens:
- Pequena área de contato
- Em solos moles afundam demasiadamente dificultando a tração.
" ROLO COMPACTADOR LISO
Pesos 1 a 20 tf
ROLOS PÉ-DE-CARNEIRO
• Indicado para outros tipos de solo que não areia;
• Promove um grande entrosamento entre as; 
camadas compactadas
• Espessura de camada: cerca de 15cm;
• No. de passadas: 4 a 6 solos finos;
• Cilindro oco: alteração da pressão.
Tambor metálico com 
patas (tronco-cônica)
COMPACTADORES DE IMPACTO: SOQUETES
Soquetes manuais ou mecânicos (sapos):
• Utilizados em áreas de difícil acesso para os
rolos compressores (apiloamento de valas e
trincheiras) e construções de pequeno porte
• Possuem peso mínimo de 15kg
• Espessura da camada compactada: 10 – 15
cm (solos finos) e 15cm (solos grossos)
CONTROLE DA COMPACTAÇÃO
Cuidados a serem tomados:
- A espessura da camada lançada não deve exceder a 30 cm, sendo que a espessura da
camada compactada deverá ser menor que 20 cm;
- Definição do equipamento e no de passadas através de aterros experimentais;
- Manutenção da umidade do solo o mais próximo possível da umidade ótima;
- Homogeneização do solo a ser lançado, tanto no que se refere à umidade quanto ao
material.
Especificações usuais:
Wcampo -2% <Wot<Wcampo + 2%
Gc(%) > 95%
Graus de compactação recomendados: 
Finalidade Recomendação 
Aterro rodoviário 90-95% do Proctor modificado(topo do aterro,60 
cm) 
95-100 % do Proctor normal 
Barragens de terra 95-100 % do Proctor modificado 
Aterros sob fundação de prédios 90-95% do Proctor modificado (topo do aterro) 
95-100 % do Proctor normal 
Camadas de base de pavimentos 95-100 % do Proctor modificado 
 
Exemplo:
■Num ensaio de compactação foram obtidos os 
seguintes valores:
w (%) 7,1 10,0 13,4 16,7 20,1
 
(kN/m³)
19,1 20,6 21,4 21,6 20,6
• Determinar a umidade ótima e o peso específico 
seco.
Controle de Compactação
 Para verificar se a compactação está sendo feita devidamente, deve-se
determinar sistematicamente w e d do material.
 Para esse controle pode ser utilizado o “speedy” na determinação da
umidade, e o processo do “frasco de areia” na determinação do peso
específico.
Controle de Compactação
 Grau de compactação: 
⚫ Gc = [d(campo)/d,max(lab)]  100
 Não atingida a compactação desejada, revolve-se e compacta-se novamente.
Cravação no solo de um cilindro com volume conhecido:
• não recomendável para solos muito densos e muito arenosos
Determinação da massa específica de campo:
" Cravação no solo de um cilindro com volume conhecido:
- não recomendável para solos muito densos e muito arenosos
Determinação da massa específica de campo:
Determinação da massa específica de campo:
* no de passadas do rolo: dependerá do tipo de solo, tipo de equipamento e condições
particulares : Aterros Experimentais
* 8 a 12 passadas é suficiente
* Se com 15 passadas não atingiu o valor d determinado, recomenda-se modificar as 
condições antes fixadas
Método do frasco de areia:
• Escavação de um cilindro na camada compactada até 3/4 da esp. da camada;
• Determina-se a massa do material retirado;
• Enche-se o furo com areia pesada (ou óleo), por diferença de peso antes e depois
determina-se a massa usada no ensaio, tornando possível obter o volume do furo (igual V
areia);
• Determina-se a densidade do solo.
ENSAIO DE EXPANSÃO:
- Corpo de prova compactado na W = Wot;
- Imersão do cilindro com amostra compactada, por um período de 4 dias, sujeito a uma
sobrecarga não inferior a 4,5 kgf;;
- São realizadas leituras a cada 24 hs da expansão do material.
ESPECIFICAÇÕES:
- Subleitos: Expansão < 3%
- Sub-bases: Expansão < 2%
DETERMINAÇÃO DO I.S.C. ou CBR (California Bearing Ratio)
• Três corpos de prova são preparados na
umidade ótima com 12, 26 e 55 golpes,
determinando-se o valor de d obtido para
cada C.P.
• Cada camada deve receber 12 golpes do
soquete, no caso de material de subleito, 26
ou 55 golpes, nos casos de materiais de sub-
base ou base, respectivamente (DNIT)
• Os corpos de prova são imersos em água
durante 4 dias.
• Mede-se a resistência à penetração de um
pistão com f = 5 cm, a uma velocidade de
1,25 mm/min, para alguns valores de
penetração (0,63mm; 1,27; 1,91; 2,54; 3,81;
5,08, etc).
I.S.C: representa a capacidade de suporte do solo se comparada com a resistência à penetração de uma
haste de 5cm de diâmetro em uma camada de pedra britada, considerada como padrão (CBR=100%).
DETERMINAÇÃO DO I.S.C.
O I.S.C. utilizado no dimensionamento de
pavimentos corresponde a um valor de
penetração de 0,1”, a menos que o índice
para 0,2” seja maior.
Os valores de resistência ao puncionamento assim obtidos são expressos em porcentagem
das pressões padrão (correspondents a um ensaio realizado com pedra britada.
0x10
Padrão Pressão
calculada Pressão
=CBR
O I.S.C. utilizado no dimensionamento de pavimentos corresponde a um valor de penetração
de 0,1”, a menos que o índice para 0,2” seja maior.
DNIT
Norma DNIT 172/2016
Exercícios:
4ª Prova Parcial de Mecânica dos Solos – 1º/2004. 
 
1. Em um ensaio de compactação, os resultados obtidos são mostrados na tabela abaixo. i) trace a 
curva de compactação, fornecendo dmáx e wot (0,5 pt.); ii) trace a curva de grau de saturação igual a 
80 % (0,5 pt.); iii) se o controle de compactação no campo fornece as informações apresentadas na 
w (%) 9,8 12,6 15,6 18,1 22,4 
 (g/cm3) 1,75 2,12 2,14 2,07 1,91 
tabela abaixo, em três pontos de testes, verifique se haverá objeção na aceitação das compactações 
nos referidos pontos (0,5 pt.); iv) em seguida, descreva os processos que deverão ser levados a cabo, 
a fim de que tais compactações sejam aceitas (0,5 pt.). As especificações técnicas exigem Gc  97 % 
da mesma energia utilizada em laboratório, além de w =  1,5 %. 
Ponto Local  (g/cm3) w (%) 
1 Eixo 2,19 13,0 
2 BD 2,00 14,9 
3 BE 2,21 16,5 
 
Exercícios:
1. Um ensaio de compactação normal foi realizado numa amostra de solo. Os resultados estão 
indicados abaixo: 
 (g/cm3) 1,64 1,78 1,82 1,81 1,80 
w (%) 14 17 20,5 21,5 23 
i) Trace a curva de compactação (1 pt.); ii) Trace a curva de saturação (0,7 pt.); iii) determine a 
umidade ótima e a massa especifica aparente seca máxima (0,5 pt.); iv) o que aconteceria com estas 
duas variáveis geotécnicas, se o solo fosse compactado na energia modificada? (0,3 pt).