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Construções de Terra

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CONSTRUÇÃO DE TERRA 
 
Tópico: 
COMPACTAÇÃO 
Objetivos da Aula 
• Identificar a importância, as aplicações e os 
requisitos de obras de terra; 
• Identificar os conceitos, os mecanismos e os ensaios 
relacionados à compactação de solos; 
• Identificar métodos e equipamentos de 
compactação; 
• Identificar a seqüência de operações de 
compactação no campo; 
• Identificar procedimentos e ensaios para controle da 
compactação. 
Construções de Terra 
Importância e Aplicações 
• Importância 
– Econômica e Técnica 
 
• Aplicações 
– Aterros para diversas utilidades 
– Camadas constitutivas dos pavimentos 
– Construção de barragens de terra 
 
Requisitos 
• RESISTÊNCIA ADEQUADA 
• BAIXA COMPRESSIBILIDADE 
• BAIXA RETRAÇÃO e BAIXO INCHAMENTO 
• PERMEABILIDADE e DRENAGEM ADEQUADAS 
• PERMANÊNCIA DAS PROPRIEDADES COM O 
TEMPO 
 
Compactação 
 
• Densificação instantânea do solo por expulsão 
de ar dos vazios 
 
 
Compactação 
Mecanismos de Compactação 
Ensaio de Laboratório 
Curva de Compactação 
Curva de Saturação 
rd max 
wot 
S
w
Gs
w
d


1
r
r
Curvas de Compactação 
 ARGILA AREIA 
Curvas de Compactação 
Influências na Compactação 
Energia de Compactação 
Energia de Compactação 
Laboratório x Campo 
OBJETIVO DOS ENSAIOS: 
Prever e especificar compactações de campo; 
Reproduzir os procedimentos de campo. 
Energia de Compactação 
V
nNhW
E


V N n W h 
Grau de Compactação 
%100
 
 

 olaboratórimáxd
campod
GC r
r
%100



mínmáx
máx
R
ee
ee
C
Ensaio CBR 
Ensaio CBR 
P1
’ -> Dividir por 70 kgf/cm²
 
P2
’ -> Dividir por 105 kgf/cm² 
 
Maior percentagem -> CBR 
Influências no CBR 
Solos Coesivos Compactados 
ESTRUTURA DISPERSA x FLOCULADA 
 
 MAIS FLEXÍVEIS  MENOR INCHAMENTO  MAIOR RETRAÇÃO 
 MENOR PERDA DE RESISTÊNCIA APÓS SUBMERSÃO 
 MENOR RESISTÊNCIA E MAIOR COMPRESSIBILIDADE 
• Custos 
– Extração, Transporte, Umedecimento ou Secagem, 
Espalhamento, Preparação, Compactação e 
Projeto 
• Quantidade 
– Sondagens a trado 
• Qualidade 
– Avaliação Preliminar + Avaliação Definitiva 
Pesquisa de Jazidas 
ETAPAS (Sowers 1979): 
• 1ª Etapa: Reconhecimento de Campo 
– Inspeção, cubagem e amostras (200g) para classificação 
dos depósitos 
• 2ª Etapa: Avaliação Preliminar 
– Classificação do solo e experiência (tabelas) 
• 3ª Etapa: Avaliação Definitiva 
– Depósitos promissores: Amostras (50kg) e Ensaios 
específicos (umidade, compactação, resistência, expansão 
e contração, compressibilidade, permeabilidade, etc.) 
Pesquisa de Jazidas 
Pesquisa de Jazidas 
Pesquisa de Jazidas 
Pesquisa de Jazidas 
Pesquisa de Jazidas 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• Eng. Murillo Lopes de Souza 
• Publicação de 1968 – DNER (Antigo DNIT) 
• Aplicação: Fins Rodoviários 
• 2 Etapas: 
– Reconhecimento 
– Prospecção Definitiva 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• 1ª Etapa: Reconhecimento 
• Inspeção expedita de campo 
• Sondagens (5 furos) 
• Ensaios de laboratório 
 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• Inspeção expedita de campo 
– Jazidas indicadas pela Residência do trecho 
– Taludes de cortes existentes na região 
– Depósitos aluvionares às margens de cursos 
d’água 
– Regiões que sofrerão cortes 
• Resultado: 
– Selecionadas as jazidas promissoras (em volume, 
qualidade e custo) 
 
 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• Sondagens nas jazidas promissoras 
– Ferramentas: Trado ou pá e picareta 
– Localização e delimitação da jazida 
– 5 furos: 4 na periferia + 1 no centro 
– Profundidade: depende do volume necessário e 
do equipamento de extração (máx. usual: 3 m) 
– Para cada camada diferente: amostra de 50 kg 
– Boletim de sondagem para cada furo 
– Croquis: planta da jazida e localização dos furos 
 
Perfil de Sondagem a Trado 
(APUD LIMA, 1979) 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• Ensaios de laboratório 
– Ensaios de caracterização (granulometria e limites 
de Atterberg) 
– Compactação 
– CBR 
– Outros 
 
Camadas Constitutivas 
de Pavimentos 
Camadas Constitutivas 
de Pavimentos 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• Adequabilidade para sub-base estabilizada: 
– IG (HRB) = 0 
– Solo laterítico: IG > 0, se expansão < 0,2% 
– CBR mínimo = 20 
– Expansão máxima = 1% 
 
 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• Adequabilidade para base estabilizada: 
– LL máximo = 25% 
– IP máximo = 6% 
– CBR mínimo 
• Tráfego leve : 40 
• Tráfego médio: 50 
• Tráfego pesado: 60 
• Tráfego ultrapesado (N > 5x106): 80 
– Expansão máxima = 0,5% 
 
 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• Adequabilidade da Jazida para base: 
– Granulometria: dentro das faixas AASHO 
 
 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• 2ª Etapa: Prospecção Definitiva 
– Sondagens 
– Ensaios de laboratório 
– Cubagem 
 
 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• 2ª Etapa: Sondagens 
– Ferramentas: Trado ou pá e picareta 
– Malha de 30 metros de lado sobre a jazida 
 
 
 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• 2ª Etapa: Ensaios de Laboratório 
– Ensaios de caracterização (todos os furos): 1 por 
camada ou 1 a cada metro se a camada tiver mais 
de 1m de espessura 
– CBR (furos espaçados de 60 metros): 1 por 
camada 
– Jazidas muito homogêneas: malhas com maior 
espaçamento dos furos 
– Jazidas muito heterogêneas: malhas com menor 
espaçamento dos furos 
 
Pesquisa de Jazidas 
 Experiência Brasileira 
• 2ª Etapa: Cubagem 
– Quantidades mínimas por quilômetro: 
• Pavimento flexível e semi-rígido: 
– Regularização e reforço do sub-leito: 1000 m3 
– Sub-base: 3000 m3 
– Base: 3000 m3 
– Revestimento: 500 m3 
• Pavimento rígido: 
– Rocha: 1000 m3 
– Areia: 300 m3 
– Sub-base: 1200 m3 
 
 
• GRAU DE COMPACTAÇÃO 
– Tabelas de referência 
• UMIDADE ÓTIMA (wÓT  2, wÓT  3) 
– O que significa o intervalo de umidade? 
• MASSA ESPECÍFICA SECA MÁXIMA (rd máx) 
• ENERGIA DE COMPACTAÇÃO 
• ESPESSURA DAS CAMADAS COMPACTADAS 
Especificação da Compactação 
Especificação da Compactação 
• Valores aproximados para orientar especificações de Grau de 
Compactação (Sowers, 1979) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
• OBSERVAÇÃO: Ver descrição das Classes na Apostila. 
Especificação da Compactação 
Especificação de Obras de Terra 
Especificação de Obras de Terra 
Especificação de Obras de Terra 
Avaliação de Pedreiras 
para Enrocamentos 
• Fatores básicos de avaliação: 
– Forma do agregado resultante 
• Formas lamelares (enrocamento poroso e 
heterogêneo) 
– Possibilidade de pulverização 
• Relevante em rochas sedimentares brandas 
– Deterioração da rocha no novo ambiente 
• Relevante em rochas calcáreas (solúveis em meios 
ácidos) e argiláceas (absorção elevada de água, 
inchamento, “lama”) 
Avaliação de Pedreiras 
para Enrocamentos 
Métodos e Equipamentos 
• Resistência do solo à 
compactação 
• Sucessivas camadas 
– Pequena espessura: 
20 a 30 cm 
• Compactação em 
profundidade 
– Equipamentos 
especiais 
Métodos e Equipamentos 
SOLOS GRANULARES 
Rolos e Placas Vibratórios 
Rolo Pneumático 
ESFORÇO VIBRATÓRIO 
ESFORÇO DINÂMICO (IMPACTO) 
ESFORÇO ESTÁTICO 
Métodos e Equipamentos 
SOLOS COESIVOS 
Rolos Pé-de-Carneiro 
Rolo Pneumático 
ESFORÇO ESTÁTICO 
ESFORÇO DINÂMICO (IMPACTO) 
ESFORÇO VIBRATÓRIO 
Métodos e Equipamentos 
• Compactadores Dinâmicos (impacto) 
– Soquete mecânico 
• Compactadores Estáticos 
– Rolo Liso, Rolo Pé de Carneiro, Rolo Pé de 
Elefante, Rolo Pneumático 
• Compactadores Vibratórios 
– Rolo Liso, Rolo Dentado, Rolo Pneumático e Placa 
Vibratória 
Métodos e Equipamentos 
• Vibro-flotation (Solos Granulares) 
• Adensamento Dinâmico (Solos Granulares) 
• Explosivos (Solos Granulares) 
• Inundação (Solos Granulares) 
Métodos e EquipamentosMétodos e Equipamentos 
Métodos e Equipamentos 
Métodos e Equipamentos 
Métodos e Equipamentos 
Métodos e Equipamentos 
VIBRO - FLOTATION 
Métodos e Equipamentos 
ADENSAMENTO DINÂMICO 
Métodos e Equipamentos 
ADENSAMENTO DINÂMICO 
Métodos e Equipamentos 
Escavação e Compactação no Campo 
• Escavação em jazida 
• Controle de umidade na jazida 
• Transporte de material 
• Espalhamento do material 
• Escarificação 
Escavação e Compactação no Campo 
• Escavação em Jazida 
– Explosivos (rochas) 
– Máquinas (solo): caminhão, trator, escavadeira, 
draga (drag-line), scraper 
– Classificação do DNER (DNIT): 
• 1ª Categoria: solos em geral (diâm. < 0,15m) 
• 2ª Categoria: blocos de rocha até 2m3 e pedras com 
diâmetro entre 0,15m e 1,00m 
• 3ª Categoria: rocha não alterada, blocos com mais de 
2m3, pedras com diâmetro maior do que 1,00m (uso 
contínuo de explosivos) 
Escavação e Compactação no Campo 
• Controle de umidade na jazida 
– Adição de água 
– Secagem 
 
• Transporte do material 
– Equipamento depende da distância 
– Umidade pode ser acrescentada durante o 
transporte 
Escavação e Compactação no Campo 
• Espalhamento do material para compactação 
– Trator, scraper, draga, etc. 
– Eliminação de detritos: raízes, blocos de rocha de 
grande diâmetro 
– Destorroamento de blocos de solo 
– Adição de água ou secagem 
 
• Escarificação 
– Caso necessário 
Controle da Compactação 
• Massa específica “in situ” 
– Cilindro volumétrico 
– Frasco de areia 
– Balão volumétrico 
– Método Nuclear 
• Umidade “in situ” 
– Speedy  Método Nuclear 
– Frigideira 
– Álcool 
Controle da Densidade In Situ 
Frasco de Areia Método Nuclear Balão Volumétrico 
(APUD BUDHU, 2000) 
Método de Hilf 
• Controle da compactação no campo: 
• Massa específica total 
• Umidade 
• Determinação do Grau de Compactação 
• Dificuldades: 
• Tempo para medição confiável da umidade (24 h) 
• Variabilidade das propriedades dentro da mesma 
jazida 
• Dúvida sobre o Grau de Compactação 
 
Método de Hilf 
Método de Hilf 
Método de Hilf 
• Método de Hilf 
• Determinação precisa do Grau de Compactação 
para exatamente o material de campo 
• Desvio de umidade de campo em relação à 
umidade ótima 
• Determinação da eficiência do equipamento de 
compactação 
• ABNT NBR 12201 
 
Método de Hilf 
1. Determinar no campo a massa específica aparente total do solo compactado 
• Exemplo 1: rt,f = 2,04 g/cm
3 
• Exemplo 2: rt,f = 2,02 g/cm
3 
2. Separar 3,5 kg, Mtc, de material que passe na peneira 4 e colocar num recipiente 
hermeticamente fechado para manter a umidade de campo 
3. Fazer um ensaio de compactação com a amostra na umidade de campo e 
determinar as massas específicas aparentes totais, rt,c: 
• Exemplo 1: rt,c = 1,98 g/cm
3 
• Exemplo 2: rt,c = 2,06 g/cm
3 
4. Eficiência (E%): relação entre as massas específicas obtidos no campo e no 
laboratório à mesma umidade 
 E% = rt,f / rt,c x 100 = rd,f / rd,c x 100 
• Exemplo 1: 
 E% = 2,04/1,98 x 100 = 103% > 100% (Energia de campo > Energia Lab.) 
• Exemplo 2: rt,c = 2,06 g/cm
3 
 E% = 2,02/2,06 x 100 = 98% < 100% (Energia de campo < Energia Lab.) 
 
Método de Hilf 
• Medidas para aumentar a energia de campo 
• Equipamento mais pesado 
• Equipamento mais eficiente para o tipo de solo 
compactado 
• Diminuir a espessura das camadas compactadas 
• Aumentar o número de passadas do equipamento 
num mesmo ponto (acima de 8 geralmente não é 
recomendável por questões de aumento 
excessivo de custo para pouco benefício) 
• Combinação das medidas anteriores 
 
Método de Hilf 
5. Adicionar 2% de água, DMw, em relação à massa total da amostra na 
umidade de campo e executar novo ensaio de compactação. Determinar 
a nova massa específica total e fazer a conversão para a umidade de 
campo, rt,c: 
Método de Hilf 
6. Se a massa específica total convertida aumentar, como no Exemplo 1, 
faz-se novo ensaio, agora com um acréscimo total de água de 4%. Se, por 
outro lado, a massa específica total convertida diminuir, como no 
Exemplo 2, deve-se retirar água do solo até levar a amostra a uma massa 
inferior à de campo em cerca de 2%. 
Método de Hilf 
7. Este passo depende dos anteriores. 
 
 
 
 
 
 
 
 Deve-se ter o máximo valor de rt,c e, pelo menos, 1 resultado inferior e 1 
resultado superior. Se não for o caso, fazer novos ensaios. 
Método de Hilf 
8. Os pares de valores de z e rt,c devem ser plotados no gráfico do Método 
de Hilf 
 
Método de Hilf 
 
 
Método de Hilf 
9. Pelos 3 pontos trace uma parábola. A construção gráfica mostrada nos 
gráficos é a seguinte: 
 
Método de Hilf 
9. Pelos 3 pontos trace uma parábola. A construção gráfica mostrada nos 
gráficos é a seguinte: 
 
Método de Hilf 
 
Aterro Hidráulico 
• Transporte de solo de aterro em suspensão 
em água através de tubulação 
• Alternativa econômica para o caso em que a 
jazida é submersa 
• Exemplos: 
• Esplanada no centro de Vitória, Enseada do Suá, 
Rodoviária, Praia de Camburi, Campus 
Universitário 
Aterro Hidráulico 
• Metodologia 
• Draga de sucção 
• Mistura solo e água bombeada através de 
tubulação até o local de aterro 
• Aterro 
• Deposição dos sedimentos de acordo com o 
diâmetro (peso) 
• A partir da descarga: do mais grosso para o mais 
fino 
• Posição da descarga é continuamente variada 
Aterro Hidráulico 
 
Aterro Hidráulico 
 
Estabilização de Solos 
• Mecânica 
• Cimento 
• Cal (hidratada) 
• Material Betuminoso 
• Estabilização Química 
• Outros 
 
Estabilização de Solos 
• Mecânica 
– Mistura de dois ou três materiais 
– Objetivos: 
• Aumentar a coesão ou o atrito interno 
• Diminuir a plasticidade 
– Custo elevado 
 
 
Estabilização de Solos 
• Cimento 
– Solo cimento: 5% a 15% de cimento 
– Solo melhorado com cimento: baixo teor de cimento 
– Percentagens típicas: 
• 5% areia e pedregulho 
• 15% a 20% silte e argila 
– Teor de argila < 30%, matéria orgânica < 5% 
– Aumenta a resistência ao cisalhamento 
 
Estabilização de Solos 
• Cal (hidratada) 
– Ca(OH)2 ou MgO ou Mg(OH)2 
– Objetivos: 
• Diminuir a plasticidade de solos com IP elevado 
• Aumentar a resistência ao cisalhamento 
– Dosagem: 10% para solos argilosos. 
– Solos arenosos: não reagem. Necessitam de silicatos 
(cinzas volantes) 
 
 
Estabilização de Solos 
• Material Betuminoso 
– Objetivos 
• Aumentar a coesão 
• Reduzir a permeabilidade 
• Aumentar a flexibilidade 
– Dosagem: 2% a 10% de asfalto 
– Aplicação: construção de bases 
 
 
Estabilização de Solos 
• Estabilização Química 
– Agente cimentante 
– Produtos químicos (AM-9) e materiais resinosos. 
• Outros 
– Congelamento 
– Aquecimento 
– Sobrecarga 
– Drenagem 
 
 
Injeção de Solos 
 Materiais de Injeção 
Injeção de Solos 
 
Procedimento 
Injeção de Solos 
 Penetração de Injeção 
Injeção de Solos 
 Reforço de Fundação 
Injeção de Solos 
 Reforço de Fundação 
Jet Grouting (Hidro-Substituição) 
 Aplicabilidade 
Jet Grouting (Hidro-Substituição) 
 
Sequência Executiva 
Jet Grouting (Hidro-Substituição) 
 
Aplicações 
Jet Grouting (Hidro-Substituição) 
 
Aplicações 
Solo Reforçado 
 
Solo Reforçado 
 
Soloreforcado.com.br vsl.com 
Solo Grampeado 
 
www.jsglobal.net

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