Métodos de melhoramento de solos

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Métodos deMétodos de
melhoramentomelhoramento 
 
Fundações
 de SOLOSde SOLOS
DAVI BARBOSA DA COSTA
FRANCISCO CARLOS LOPES DE LIMA JÚNIOR 
LIVIA STEFANNY LAURENTINO DE MOURA
LUCAS GONÇALVES BESERRA 
SILVANA FERREIRA DE FRANÇA 
 
Métodos deMétodos de
melhoramento de solosmelhoramento de solos
44 
Métodos deMétodos de
melhoramento demelhoramento de
solossolos
Será apresentado:
 
PRÉ-CARGA1
A pré-carga consiste na
aplicação no terreno de uma
carga igual ou superior à que
produzirá em serviço a
estrutura que está prevista
para o terreno, provocando a
sua consolidação. 
TIPOS DE SOLO
solos com coesão
PRÉ-CARGA1
Exemplo: argila
"Durante a consolidação, a
água, o índice de vazios e o
coeficiente de permeabilidade
diminuem, incrementando a
resistência ao corte e a
resistência à penetração"
• resistência ao corte; 
• módulo de deformação média; 
• coeficiente de consolidação
Para projetar este método de melhoramento do solo, é necessário
estimar (através de ensaios em campo), para além da umidade e
densidade do terreno, os seguintes parâmetros: 
PRÉ-CARGA1
PRÉ-CARGA- Requisitos1
O espaço requerido para a aplicação deste método é bastante importante
São necessários mais de 10 m à volta de toda a periferia do terreno a tratar.
Outro requisito importante é a disponibilidade do material de aterro, em que o
mais adequado é o granular. 
O clima e a hidrologia deve ser considerados ao planejar e executar essa
técnica
Afim de garantir que as cargas aplicadas não cause danos adicionais ao solo
Evitar aplicar esse método durante o período de chuvas
Pedra
Areia 
Terra
extensômetros
pressômetros.
PRÉ-CARGA- execução1
O método mais comum neste tipo de tratamento é através da colocação de
aterros sobre o terreno a melhorar, durante um certo período de tempo. Uma
vez alcançada a consolidação, o material deve ser retirado com meios
auxiliares, procedendo-se à continuação da obra, considerando que as
deformações do terreno serão admissíveis.
Aterro Monitoramento da
compressão
Uma variante eficaz
deste método é a
colocação de drenos
verticais de modo
a acelerar a técnica
da pré-carga.
PRÉ-CARGA- execução1
Geodrenos
ou drenos
verticais
PRÉ-CARGA- execução1
O processo consiste na implantação 
de fitas drenantes no terreno e na 
aplicação de cargas (aterros) que 
posteriormente precisam ser 
removidas. 
Por drenos verticais entendem-se 
as colunas verticais de material 
permeável instalados em solos 
compressíveis, que expulsam a 
água durante a consolidação
 
INJECÇÕES 2
Introdução:
As injecções têm grande importância, sobretudo em
obras hidráulicas e subterrâneas. Com este método,
introduz-se no terreno, a pressão e caudal regulados,
um material que melhora as características
resistentes, reduz a deformabilidade e diminui a
permeabilidade.
INJECÇÕES 2
Como é uma técnica que visa
preencher vazios, visando a
estabilização do solo, é de suma
importância realizar sondagem.
INJECÇÕES 2
Como funciona?
O material de injecção mantém-se em movimento
com a pressão de injecção até alcançar o
raio pretendido. 
INJECÇÕES 2
 A pressão e o raio devem ser limitados;
 É necessário que o material não endureça durante a operação;
 O material deve ser capaz de retirar a água existente nas fracturas do
terreno sem que se produza a diluição do material de injecção.
1.
2.
3.
Cuidados: 
INJECÇÕES 2
Principais Aplicações: 
1
Melhorar o
apoio das
fundações
existentes;
.
Construir barreiras ou
elementos rígidos em torno
do edifício para evitar
deslocamentos horizontais
em escavações próximas.
.
2
INJECÇÕES 2
PARÂMETROS
O tipo de injecção a utilizar e a 
forma da aplicação dependem 
fundamentalmente da 
permeabilidade e natureza do 
terreno
Na execução de uma injecção, há 4 
parâmetros cuja determinação deve ser 
feita com detalhe:
• viscosidade da calda de injecção;
• pressão de injecção;
• raio efectivo;
• tempo de injecção.
INJECÇÕES 2
EQUIPAMENTO
O equipamento a utilizar está
diretamente relacionado com o
tipo de calda a injectar.
O equipamento para a
furação poderá ser o
mesmo que é utilizado
para a furação das
ancoragens
A furação poderá ser
executada à percussão
e/ou rotação. 
 FURAÇÃO
Os doseadores volumétricos ou
ponderadores que deverão permitir a
realização das misturas previstas com
a precisão desejável. 
Doseadores
INJECÇÕES 2
EQUIPAMENTO
INJECÇÕES 
INJECÇÕES 2
EQUIPAMENTO
INJECÇÕES 
devem ser de grande velocidade de
rotação, do tipo “coloidal”, de alta
turbulência. A calda é então sujeita a
escoamento de grande velocidade,
onde os grãos são submetidos a uma
ação violenta de desagregação
quando entram na zona de cavitação.
 Misturadoras
INJECÇÕES 2
EQUIPAMENTO
INJECÇÕES 
Os agitadores são aparelhos
intermédios entre o misturador e a
bomba que dá o abastecimento
contínuo do furo, de modo que a
injecção possa ocorrer de modo
contínuo
 Agitadores
INJECÇÕES 2
EQUIPAMENTO
INJECÇÕES 
De pistão ( mais corrente)
A tipo parafuso (de fraca potência),
a de seringa (quando se necessita de
pressão elevada e as quantidades a
injectar são pequenas)
a de membrana 
 a centrífuga
 Bomba de injecção Devem permitir regular a pressão
e o débito com precisão desde o
zero até ao máximo autorizado.
INJECÇÕES 2
EQUIPAMENTO
INJECÇÕES 
Os manómetros estão normalmente
situados junto à conduta de injecção.
Estes instrumentos devem ser
calibrados frequentemente no
decurso das operações de injecção de
modo a haver suficiente precisão de
leitura
 Manómetros
INJECÇÕES 2
EQUIPAMENTO
INJECÇÕES 
O circuito é constituído por tubos que
estão encarregues de transportar o
fluído. As linhas de circulação podem
ser com ou sem retorno. 
 Circuito de injecção
INJECÇÕES 2
EQUIPAMENTO
INJECÇÕES 
Os obturadores utilizados para a
injecção, deverão assegurar
eficazmente a estanqueidade do troço
do furo que isolam e às pressões
máximas admitidas. Os obturadores
poderão ser pneumáticos ou
mecânicos.
 Obturadores 
INJECÇÕES 2
PARÂMETROS
As caldas mais empregues nas injecções são à base de cimento
INJECÇÕES 2
PARÂMETROS
O êxito de uma injecção é dependente das propriedades do 
material de injecção.
CLASSIFICAÇÃO:
Suspensões instáveis: são, em geral, misturas de cimento com a água, não homogéneas,
salvo quando se mantêm em agitação
Suspensões estáveis: caldas obtidas a partir de uma mistura em água de uma combinação
de cimento e argila ou de bentonite e, eventualmente, aditivos; não apresentam decantação
apreciável durante as operações de injecção;
Líquidas: constituídas por produtos químicos, resinas, hidrocarbonetos, etc..
INJECÇÕES 2
PROCESSO DE EXECUÇÃO
Assim como a escolha do tipo de calda para cada injecção, o método de
injecção depende da densidade de fissuração e grau de abertura das
fissuras. Como regra geral, deve procurar-se, com a injecção da primeira
fase, transformar as rochas de fissuras muito abertas em rochas de
fissuração fina, e depois tratar desta.
INJECÇÕES 2
MÉTODOS DE EXECUÇÃO
Quando se trata de fissuras finas, a separação entre furos é superior a 10
mm ou quando se usam altas pressões de injecção, a injecção deve
realizar-se por troços.
OBJETIVOS :
 O objectivo é proporcionar maior controlo da área tratada.
INJECÇÕES 2
MÉTODOS DE EXECUÇÃO
As primeiras injecções são normalmente precedidas de ensaios de
água de modo a que se conheça a permeabilidade do maciço a
tratar. A permeabilidade condiciona o tipo de calda, a sua
dosagem e a pressão.
INJECÇÕES 2
INJECÇÃO POR TROÇO:
A injecção por troços pode-se executar com os seguintes
métodos: 
• injecção descendente; 
• injecção ascendente. 
INJECÇÕES 2
INJECÇÕES DESCENDENTES
Este método é mais vantajoso em certos aspectos, tais
como nos casos em que as condições do maciço não
permitam a sustentação das paredes do furo e,
consequentemente, o avanço das perfurações.
INJECÇÕES 2
INJECÇÃO EM TROÇOS ASCENDENTE 
Este é mais simples e económico. O furo é feito de uma
vez só, até à sua profundidade máxima, limpo e submetido
ao ensaio de água. Em seguida, executa-sea primeira
injecção. Instala-se o obturador na segunda zona de
injecção e realiza-se a injecção. Este processo deve ser
repetido até atingir a parte superior do furo.
INJECÇÕES 2
INJECÇÃO EM SÉRIE:
As injecções em série são utilizadas quando se injectam ao mesmo tempo
grupos de 5 a 10 furos, com os ensaios de absorção de água e injecções em
simultâneo.
Esta técnica é normalmente utilizada em injecções em camadas
superficiais. A vantagem deste procedimento é a possibilidade de se
criarem vias de comunicação entre os furos
INJECÇÕES 2
INJECÇÕES 2
Injecções pelo método do fecho espaçado 
(split-spacings) :
O procedimento mais comum para a execução de cortinas de 
impermeabilização, onde a técnica das injecções é bastante utilizada, é a 
realização de injecções de fecho espaçado
INJECÇÕES 2
Injecções pelo método do fecho espaçado 
(split-spacings) :
O comprimento dos furos é normalmente definido em obra de acordo com o 
resultado dos ensaios de absorção de água. No entanto, é sempre definido 
um comprimento mínimo em projecto que é acertado em obra face aos 
resultados obtidos nos furos exploratórios.
INJECÇÕES 2
Tipos de injecção
 • Injecções de impregnação ou colmatação;
 • Injecções de compactação ou por deslocamento;
 • Injecções por fracturação hidráulica;
INJECÇÕES 2
IMPREGNAÇÃO 
Baseiam-se no preenchimento dos poros ou fracturas com o material
injectado, sem produzir praticamente mudanças no volume ou na
estrutura inicial do terreno. A sua finalidade é tornar o terreno com
maior resistência e coesão e controlar o fluxo de água. Estas injecções
estão limitadas a solos com permeabilidade superior a 10-5 m/s quando as
caldas utilizadas são à base de silicatos ou cimento e superior a 10-6 m/s
nos casos em que a calda utilizada é constituída por resinas
INJECÇÕES 2
COMPACTAÇÃO
As injecções de compactação consistem na introdução no terreno
de uma argamassa plástica a elevadas pressões e em zonas
pontuais (criando um bolbo) que, devido à sua viscosidade, desloca
o terreno sem penetrar nele, permitindo densificar solos soltos,
moles ou perturbados.
INJECÇÕES 2
FRACTURAÇÃO
Na técnica de injecção por fracturação hidráulica, o terreno é
fracturado deliberadamente através da injecção a elevada pressão
de um fluido estável à base de cimento. A injecção forma lentes de
calda cujo objectivo é o preenchimento dos vazios e a consolidação
localizada do terreno, para constituírem barreiras horizontais
impermeáveis.
INJECÇÕES 2
JET-GROUTING 
Das técnicas indicadas, o Jet-Grouting é a mais recente. Foi
desenvolvida basicamente em resultado da necessidade de se
tratarem todos os tipos de solo, desde o cascalho à argila, e em
locais em que a utilização de caldas à base de produtos químicos é
restringida por motivos ambientais ou em que não possam ocorrer
movimentos resultantes da implementação da técnica.
INJECÇÕES 2
INJECÇÕES 2
ANOMALIAS 
As anomalias mais frequentes são as ressurgências à
superfície do terreno.
Outra anomalia que poderá acontecer é a forte absorção de
calda espessa sem que a pressão mostre tendência a subir. 
INJECÇÕES 2
CONTROLE DE QUALIDADE E LIMITAÇÕES
O acompanhamento dos resultados é muito importante em
todo o processo, pois tem a finalidade de controlar a eficácia
do próprio método assim como reajustar os parâmetros do
mesmo, caso seja necessário
Conforme referido, deverão ser feitos ensaios de
permeabilidade de água antes e depois do tratamento.
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3
Esta designação define vários métodos de melhoramento e reforço do terreno em profundidade,
baseados na compactação produzida por vibrações geradas por um equipamento que se introduz no
solo. A vibroflutuação permite compactar, mesmo a profundidades superiores a 30 m, os solos
granulares sem coesão (areias, seixos, calhaus, certos aterros, etc.). As colunas de brita são utilizadas
para melhorar os solos de fraca consistência (areias siltosas, siltes, siltes argilosos, argilas, etc.) e
aterros heterogéneos.
O primeiro vibrador foi da empresa alemã Keller, patenteado
em 1934, após isso desenvolveram-se novos modelos que
possibilitam executar uma gama muito vasta de processos de
fundação e melhoramento de solos. As primeiras aplicações
foram feitas em depósitos de areias soltas. Entretanto, têm
sido aplicados diferentes procedimentos de trabalho segundo
o tipo de terreno a tratar, sendo a vibroflutuação e a
vibrosubstituição (ou colunas de brita) variantes desta
técnica.
objetivosobjetivos
VIBROCOMPACTAÇÃO3
• aumento da capacidade de carga do terreno;
 • redução dos assentamentos;
• aceleração do processo de consolidação;
• aumento da estabilidade em relação ao deslizamento;
• diminuição do risco de liquefacção.
VIBROFLUTUAÇÃOVIBROFLUTUAÇÃO
VIBROCOMPACTAÇÃO3
VIBROSUBSTITUIÇÃO -VIBROSUBSTITUIÇÃO -
COLUNAS DE BRITACOLUNAS DE BRITA
A vibroflutuação é um método que consiste na
compactação produzida por vibrações geradas por
um equipamento introduzido no solo e é destinado
a resolver um grande número de problemas ligados
à baixa compacidade do terreno granular.
A principal vantagem deste método é conseguir
uma maior capacidade de carga, reduzindo os
assentamentos produzidos por cargas verticais.
Para além desta vantagem, apresenta outras,
nomeadamente alterações da permeabilidade do
terreno e redução do risco de liquefacção.
As colunas de brita constituem um método de
melhoramento dos terrenos com coesão mediante a
rigidificação que produz a introdução de colunas de
brita em orifícios criados por um vibrador ou por
equipamentos usuais das estacas. Os solos com
coesão têm frequentemente uma capacidade de
carga insuficiente. No entanto, desde que esses
solos sejam constituídos por mais de 10 a 15% de
silte e argila, podem ser melhorados através de
colunas de brita. Esta técnica é também aplicável
em aterros não evolutivos, tais como entulhos de
construções, escórias ou aterros heterogéneos.
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3
VIBROFLUTUAÇÃOVIBROFLUTUAÇÃO
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3
VIBROFLUTUAÇÃOVIBROFLUTUAÇÃO
A vibroflutuação baseia-se no facto de as partículas dos solos sem coesão poderem ser
reordenadas por meio de vibrações . A vibração permite que as partículas se
depositem por gravidade de uma forma mais compacta até que se alcance a densidade
desejada. Este processo actua através do aumento da compacidade in-situ, ou seja, pela
redução da porosidade. A sua aplicação conduz não à criação de elementos portantes
localizados, mas sim ao aumento da capacidade de carga do solo como um todo.
Em função da natureza e da intensidade das cargas a transmitir pelo solo, usualmente, aEm função da natureza e da intensidade das cargas a transmitir pelo solo, usualmente, a
vibroflutuação é aplicada em pontos de uma malha regular de triângulos equiláteros, ainda quevibroflutuação é aplicada em pontos de uma malha regular de triângulos equiláteros, ainda que
possa ser também numa malha quadrada. A razão é que para uma mesma intensidade de pontospossa ser também numa malha quadrada. A razão é que para uma mesma intensidade de pontos
por unidade de área, a distância ao ponto mais desfavorável (centro dos triângulos ou quadrados) épor unidade de área, a distância ao ponto mais desfavorável (centro dos triângulos ou quadrados) é
menor no caso de uma malha triangular. Este facto torna-se relevante visto que a eficácia do métodomenor no caso de uma malha triangular. Este facto torna-se relevante visto que a eficácia do método
decresce com a distância ao ponto de aplicação.decresce com a distância ao ponto de aplicação.
VIBROCOMPACTAÇÃO3
VIBROFLUTUAÇÃO - Estudos ao ProjetoVIBROFLUTUAÇÃO - Estudos ao Projeto
Através dos dados do terreno e ensaios SPT,Através dos dados do terreno e ensaios SPT,
podem comparar-se as diferentes compacidadespodem comparar-se as diferentes compacidades
para as diferentes malhas propostas. Serápara as diferentes malhas propostas. Será
executada com a malha que tiver menorexecutada com a malha que tiver menor
número de aplicações por unidade de área quenúmero de aplicações por unidadede área que
cumpra as condições de densificaçãocumpra as condições de densificação
especificadas.especificadas. 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e ExecuçãoVIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e Execução
O equipamento utilizado naO equipamento utilizado na
vibroflutuação é constituídovibroflutuação é constituído
essencialmente por umessencialmente por um
vibrador suspenso por umavibrador suspenso por uma
grua e um sistema de injecçãogrua e um sistema de injecção
de ar ou água. No extremode ar ou água. No extremo
inferior, o vibrador éinferior, o vibrador é
constituído por um tubo deconstituído por um tubo de
aço, que dispõe de um motoraço, que dispõe de um motor
cilíndrico e de uma massacilíndrico e de uma massa
excêntrica que gira em tornoexcêntrica que gira em torno
de um eixo vertical.de um eixo vertical.
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e ExecuçãoVIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e Execução
Penetração do vibradorPenetração do vibrador
Passos de execução:Passos de execução:
O vibrador é introduzido no terreno até à profundidade indicada através do seuO vibrador é introduzido no terreno até à profundidade indicada através do seu
peso próprio e da vibração facilitada por um fluido de injecção, geralmentepeso próprio e da vibração facilitada por um fluido de injecção, geralmente
água sob pressão. O tempo de penetração é fundamentalmente dependenteágua sob pressão. O tempo de penetração é fundamentalmente dependente
das características de resistência do solo, do peso do vibrador, dos seusdas características de resistência do solo, do peso do vibrador, dos seus
parâmetros de vibração, e da pressão do jacto de água na ponta inferior.parâmetros de vibração, e da pressão do jacto de água na ponta inferior.
 
A compactação do terreno faz-se durante a extração do vibrador, queA compactação do terreno faz-se durante a extração do vibrador, que
é retirado com uma determinada velocidade. Durante esta fase, fecha-é retirado com uma determinada velocidade. Durante esta fase, fecha-
se a saída inferior da água, que passa a ser injetada por ponteiras,se a saída inferior da água, que passa a ser injetada por ponteiras,
viradas para baixo, dispostas ao longo do corpo do vibrador e comviradas para baixo, dispostas ao longo do corpo do vibrador e com
pequeno caudal, para ajudar a introdução e descida da areia para apequeno caudal, para ajudar a introdução e descida da areia para a
zona vibrante, ao mesmo tempo que facilita o rearranjo dos grãos,zona vibrante, ao mesmo tempo que facilita o rearranjo dos grãos,
como que lubrificando as zonas de contacto entre eles.como que lubrificando as zonas de contacto entre eles. 
O tempo de extração e compactação pode variar de cerca de 1 minutoO tempo de extração e compactação pode variar de cerca de 1 minuto
por metro, em areias limpas, a 8 minutos, em terrenos finos muitopor metro, em areias limpas, a 8 minutos, em terrenos finos muito
siltosossiltosos
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e ExecuçãoVIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e Execução
CompactaçãoCompactação
Passos de execução:Passos de execução:
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e ExecuçãoVIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e Execução
CompactaçãoCompactação
Passos de execução:Passos de execução:
À volta do vibrador forma-se uma depressão cónica que se vaiÀ volta do vibrador forma-se uma depressão cónica que se vai
preenchendo quer com solo selecionado, quer com solo local.preenchendo quer com solo selecionado, quer com solo local.
Dependendo da compacidade inicial, pode atingir-se um volume deDependendo da compacidade inicial, pode atingir-se um volume de
material de cerca de 10% do volume de solo a tratar. A repetição domaterial de cerca de 10% do volume de solo a tratar. A repetição do
processo em pontos sucessivos, numa malha predeterminada, permiteprocesso em pontos sucessivos, numa malha predeterminada, permite
alcançar a consolidação do terreno previsto.alcançar a consolidação do terreno previsto.
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e ExecuçãoVIBROFLUTUAÇÃO - Equipamentos e Execução
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROFLUTUAÇÃO - Controlo de qualidade eVIBROFLUTUAÇÃO - Controlo de qualidade e
limitaçõeslimitações
Os ensaios devem ser realizados nos pontos centrais das malhas, ou seja, nosOs ensaios devem ser realizados nos pontos centrais das malhas, ou seja, nos
pontos mais desfavoráveis. Os ensaios mais indicados, são os ensaios depontos mais desfavoráveis. Os ensaios mais indicados, são os ensaios de
reconhecimento geotécnico, por exemplo, os SPT.reconhecimento geotécnico, por exemplo, os SPT.
O parâmetro mais determinante para a viabilidade da vibroflutuação é aO parâmetro mais determinante para a viabilidade da vibroflutuação é a
existência de finos. A partir de cerca de 15% de finos, o tratamento é pouco eficaz,existência de finos. A partir de cerca de 15% de finos, o tratamento é pouco eficaz,
recorrendo-se a outros tipos de tratamento, como por exemplo, arecorrendo-se a outros tipos de tratamento, como por exemplo, a
vibrosubstituição- colunas de brita.vibrosubstituição- colunas de brita.
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITAVIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA
A técnica baseia-se na execução de inclusões flexíveis comA técnica baseia-se na execução de inclusões flexíveis com
módulo de deformabilidade elevado, sem coesão e commódulo de deformabilidade elevado, sem coesão e com
grande capacidade de drenagem, que, através dagrande capacidade de drenagem, que, através da
concentração e redistribuição das cargas, aumentam aconcentração e redistribuição das cargas, aumentam a
capacidade de carga do solo e diminuem os assentamentos,capacidade de carga do solo e diminuem os assentamentos,
isto é, a diferença de rigidez entre as colunas e o solo provocaisto é, a diferença de rigidez entre as colunas e o solo provoca
uma redistribuição das tensões aplicadas e uma concentraçãouma redistribuição das tensões aplicadas e uma concentração
destas sobre as colunas. Assim, é aumentada a resistência dodestas sobre as colunas. Assim, é aumentada a resistência do
conjunto diminuindo os assentamentos. Além da redução dosconjunto diminuindo os assentamentos. Além da redução dos
assentamentos, as colunas de brita constituem óptimosassentamentos, as colunas de brita constituem óptimos
drenos verticais que aceleram a consolidação do solo aodrenos verticais que aceleram a consolidação do solo ao
favorecer a dissipação dos excessos de pressão intersticialfavorecer a dissipação dos excessos de pressão intersticial
criados.criados.
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -
ProjetoProjeto
Enquanto que a avaliação da vibroflutuação se faz facilmenteEnquanto que a avaliação da vibroflutuação se faz facilmente
por ensaios de penetração, a das colunas de brita pode implicarpor ensaios de penetração, a das colunas de brita pode implicar
a necessidade de ensaios de carga in-situ. O objectivo, aquandoa necessidade de ensaios de carga in-situ. O objectivo, aquando
do projecto das colunas de brita, é chegar a um equilíbrio entredo projecto das colunas de brita, é chegar a um equilíbrio entre
as pressões activas, que provêm da coluna solicitada, e asas pressões activas, que provêm da coluna solicitada, e as
pressões passivas que o solo circundante é capaz de suportar,pressões passivas que o solo circundante é capaz de suportar,
ou seja, encontrar um equilíbrio entre a carga da coluna e o soloou seja, encontrar um equilíbrio entre a carga da coluna e o solo
circundante, tendo em conta as dimensões da coluna, ascircundante, tendo em conta as dimensões da coluna, as
características do terreno e a sobrecargacaracterísticas do terreno e a sobrecarga
A disposição em planta e oA disposição em planta e o
espaçamento das colunas dependemespaçamento das colunas dependem
da estrutura que vai apoiar sobre oda estrutura que vai apoiar sobre o
terreno, do tipo de solo e dosterreno, do tipo desolo e dos
assentamentos admissíveis. Emassentamentos admissíveis. Em
geral, para cargas uniformementegeral, para cargas uniformemente
distribuídas (terraplanagens,distribuídas (terraplanagens,
depósitos, etc.) a distribuição maisdepósitos, etc.) a distribuição mais
apropriada é a triangular, tal como:apropriada é a triangular, tal como:
d - diâmetro da coluna, normalmente entre 0.6 a 1.2 m;d - diâmetro da coluna, normalmente entre 0.6 a 1.2 m;
D - espaçamento entre colunas, normalmente entre 1 a 3 m.D - espaçamento entre colunas, normalmente entre 1 a 3 m.
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -
ProjetoProjeto
No caso de cargas concentradas (sapatas corridas ou isoladas), a malha das colunas adapta-se àNo caso de cargas concentradas (sapatas corridas ou isoladas), a malha das colunas adapta-se à
superfície de apoio das fundações da estrutura, com espaçamentos menores do que ossuperfície de apoio das fundações da estrutura, com espaçamentos menores do que os
indicados para as cargas uniformemente distribuídas. Estes espaçamentos podem ir de 2 a 3 m.indicados para as cargas uniformemente distribuídas. Estes espaçamentos podem ir de 2 a 3 m.
Quanto à profundidade das colunas, pode chegar de 20 até 30 m.Quanto à profundidade das colunas, pode chegar de 20 até 30 m.
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -
Equipamentos e ExecuçãoEquipamentos e Execução
As colunas de brita são em geral executadas com um vibrador “trémie” queAs colunas de brita são em geral executadas com um vibrador “trémie” que
tem, na sua extremidade superior, um crivo e uma tremonha para atem, na sua extremidade superior, um crivo e uma tremonha para a
alimentação da brita. Para operar com este vibrador, têm que se utilizaralimentação da brita. Para operar com este vibrador, têm que se utilizar
gruas especiais que permitem ativar a penetração do vibrador no solo. Agruas especiais que permitem ativar a penetração do vibrador no solo. A
brita a utilizar deve ser arredondada e com granulometria uniforme, combrita a utilizar deve ser arredondada e com granulometria uniforme, com
dimensões entre 25 e 50 mm.dimensões entre 25 e 50 mm.
a brita é conduzida directamente ao orifício de saída localizado naa brita é conduzida directamente ao orifício de saída localizado na
ponta do vibrador, o que assegura a continuidade da coluna;ponta do vibrador, o que assegura a continuidade da coluna; 
a compactação faz-se só numa passagem;a compactação faz-se só numa passagem; 
não existe o risco de desabamento da furação em solos instáveis;não existe o risco de desabamento da furação em solos instáveis; 
há garantia de verticalidade das colunas devido ao uso dehá garantia de verticalidade das colunas devido ao uso de
vibradores guiados pelos mastros das gruas.vibradores guiados pelos mastros das gruas.
A vantagens que levam a uilização do "Trémie":A vantagens que levam a uilização do "Trémie":
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -
Equipamentos e ExecuçãoEquipamentos e Execução
O equipamento é instalado no ponto de penetração eO equipamento é instalado no ponto de penetração e
estabilizado com macacos hidráulicos, sendo aestabilizado com macacos hidráulicos, sendo a
alimentação da brita assegurada através de um baldealimentação da brita assegurada através de um balde
elevatório. A brita contida no balde é despejada naelevatório. A brita contida no balde é despejada na
tremonha do vibrador que é de seguida fechada. Atremonha do vibrador que é de seguida fechada. A
utilização de ar comprimido permite o fluxo contínuo dautilização de ar comprimido permite o fluxo contínuo da
brita até ao orifício de saída.brita até ao orifício de saída.
Preparação / enchimentoPreparação / enchimento
Passos de execução:Passos de execução:
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -
Equipamentos e ExecuçãoEquipamentos e Execução
O vibrador oscilante penetra até àO vibrador oscilante penetra até à
profundidade desejada, com a ajuda do seuprofundidade desejada, com a ajuda do seu
peso próprio e de um sistema de injecçãopeso próprio e de um sistema de injecção
de água, segundo as características dode água, segundo as características do
terreno. Quando se encontram camadasterreno. Quando se encontram camadas
mais resistentes, a penetração é feita commais resistentes, a penetração é feita com
impactos directos do vibrador.impactos directos do vibrador.
PenetraçãoPenetração
Passos de execução:Passos de execução:
SubstituiçãoSubstituição
Passos de execução:Passos de execução:
Uma vez alcançada a profundidade desejada, sobe-se oUma vez alcançada a profundidade desejada, sobe-se o
vibrador e a brita escoa-se pela ponta. Volta-se avibrador e a brita escoa-se pela ponta. Volta-se a
descer o vibrador através da brita, que é assimdescer o vibrador através da brita, que é assim
compactada e expandida lateralmente contra o solo.compactada e expandida lateralmente contra o solo.
As colunas de britas são executadas em troçosAs colunas de britas são executadas em troços
sucessivos até à cota prevista. Caso as paredes do solosucessivos até à cota prevista. Caso as paredes do solo
sejam instáveis, o fluxo de água e o movimento dasejam instáveis, o fluxo de água e o movimento da
brita removem o material fino e permitem que a britabrita removem o material fino e permitem que a brita
se expanda até atingir o equilíbrio. Por tal razão, ése expanda até atingir o equilíbrio. Por tal razão, é
usual a variação do diâmetro em altura, coincidindo osusual a variação do diâmetro em altura, coincidindo os
estratos menos resistentes com os diâmetros maioresestratos menos resistentes com os diâmetros maiores
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -
Equipamentos e ExecuçãoEquipamentos e Execução
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -
Controlo de qualidade e limitaçõesControlo de qualidade e limitações
Os diversos dados respeitantes à obra são registados automaticamenteOs diversos dados respeitantes à obra são registados automaticamente
durante a realização das fundações. Dados como a hora, a profundidade,durante a realização das fundações. Dados como a hora, a profundidade,
a velocidade e o avanço, a força vertical exercida sobre o vibrador e aa velocidade e o avanço, a força vertical exercida sobre o vibrador e a
intensidade da corrente eléctrica absorvida por este, podem serintensidade da corrente eléctrica absorvida por este, podem ser
apresentados sob a forma de um gráfico, os dados importantes de cadaapresentados sob a forma de um gráfico, os dados importantes de cada
fase podem ser medidos, registados e imprimidos sob a forma de fichas.fase podem ser medidos, registados e imprimidos sob a forma de fichas.
A maior limitação deste processo é a capacidade de carga do soloA maior limitação deste processo é a capacidade de carga do solo
original para suportar a resistência lateral que exigem as colunas deoriginal para suportar a resistência lateral que exigem as colunas de
brita quando carregadas.brita quando carregadas. 
 
VIBROCOMPACTAÇÃO3 VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -VIBROSUBSTITUIÇÃO - COLUNAS DE BRITA -
Controlo de qualidade e limitaçõesControlo de qualidade e limitações
um painel de comando na cabine do operador ;um painel de comando na cabine do operador ; 
uma unidade central para o registo dos dados ;uma unidade central para o registo dos dados ;
um computador com impressora.um computador com impressora.
A aparelhagem de medida compõe-se de:A aparelhagem de medida compõe-se de:
 
TRATAMENTOS TÉRMICOS :
CONGELAÇÃO ARTIFICIAL DO TERRENO
Técnica de melhoramento provisório em
solos com elevada percentagem de água,
mas não saturado. Consiste no uso da
refrigeração de modo a converter in-situ a
água intersticialem gelo.
4
A técnica baseia-se na conversão da água
intersticial em gelo que, sendo um elemento de
união entre as partículas do solo, dá lugar a um
“sólido” resistente e impermeável.
4 CONGELAÇÃO ARTIFICIAL DO TERRENO
Este tratamento depende das condições
geológicas e hidrogeológicas da zona a tratar,
dos tipos de solos presentes, das suas
propriedades térmicas e da quantidade de
água.
4 CONGELAÇÃO ARTIFICIAL DO TERRENO
Aspectos a serem considerados: 
1. Informação básica;
2. Viabilidade do tratamento;
3. Análise térmica;
4. Método de congelação;
5. Processo construtivo.
condições particularescondições particulares
temperaturas necessárias.temperaturas necessárias.
características do terrenocaracterísticas do terreno
congelação do terrenocongelação do terreno 
capacidade da instalaçãocapacidade da instalação
MÉTODOS DE
EXECUÇÃO
Para levar o cabo a
congelação do terreno,
introduz-se no mesmo
tubos, em série ou
paralelos, dispostos
numa malha
determinada em
projeto
Procedimento de circuito fechado
Procedimento de circuito aberto
4 CONGELAÇÃO ARTIFICIAL DO TERRENO
Procedimento de circuito fechado
Menor custo em comparação a outros
procedimentos, apesar de necessitar de mais
tempo para a formação da referida parede, entre
20 a 25 dias. 
4
O esquema de funcionamento consiste em fazer circular
salmoura através dos tubos de congelação, em circuito
fechado, provocando o esfriamento por meio de equipamento
próprio. 
A utilização da salmoura não é
recomendada se pretende uma
congelação rápida no terreno
Procedimento de circuito aberto
O fluido refrigerante circula diretamente por
grupos de tubos, ligados em série e em circuito
aberto, com posterior descarga para a atmosfera.
Este método se torna competitivo em pequenos
empreendimentos de curta duração ou em que se
exija uma congelação rápida. 
Os diâmetros dos tubos de
congelação são menores e
menos espaçados.
Geralmente utiliza azoto líquido, devido a maior
capacidade para transmitir frio ao terreno, já que
consegue formar um muro congelado num período
mais curto, entre 30 e 40 h, embora a custo superior.
4
Controle da temperatura no interior do solo congelado 
Controle da verticalidade dos tubos
Controlar a formação do muro, além de vigiá-lo durante a execução
das escavações.
Evitar fugas de líquido refrigerante e controlar a
percolação de água no tardoz da cortina.
Possibilidade de ser um método mais
rápido 
Variedade de solos em que se pode
aplicar
Necessidade de alta
especialização
Elevado custo
4
FimFim
Obrigado!