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Mecânica dos Solos 2 – Semestre 2020.1 
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� Favor manter os microfone desligados.
Profª Dra. Stela Fucale
Universidade de Pernambuco
Estabilização de Solos –
Mecânica dos Solos 2 
Estabilização de Solos –
Parte 2
Profª Dra. Stela Fucale
Universidade de Pernambuco
Estabilização de Solos –
Parte 2Parte 2
Introdução, Estacas de Compactação, Vibrosubstituição, Vibrodeslocamento, 
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s Introdução
Técnicas de Melhoramento
- O propósito das técnicas de melhoria do solo consiste em eliminar
o perigo de recalques excessivos, sendo estas divididas em dois
grandes grupos, conforme a sua aplicação em solos coesivos e não
coesivos: Mitchell (1970) 
Não coesivos Coesivos
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Mitchell (1968) 
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s Estacas de Compactação
Conceituação
- Existem diferenças entre a compactação de solos granularesgranulares e coesivoscoesivos::
- A melhoria do solo em estacas de compactação se constitui em um
processo em que estacas de areia e brita são introduzidas em solos de
baixa resistência, melhorando suas propriedades geotécnicas por meio da
aplicação de grandes energias de compactação por esforços dinâmicos ou
vibração.
Soares (2002)
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- Existem diferenças entre a compactação de solos granularesgranulares e coesivoscoesivos::
� Em solossolos granularesgranulares, a melhora das propriedades se dá pelo deslocamento físico das partículas,
reduzindo o volume de vazios do solos, aumentando a compacidade relativa e a capacidade de
carga da fundação.
Soares (2002)
Slocombe (1993)
� Em solossolos coesivoscoesivos, as estacas funcionam como drenos verticais de areia, em que o aumento da
resistência é oriundo da aceleração do adensamento.
- Técnicas a serem apresentadas: Vibrosubstituição e Vibrodeslocamento
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s Vibrosubstituição
Definição
- Técnica que se baseia na execução prévia de furos cilíndricos no interior do
maciço de solo por meio da vibração de uma agulha ("torpedo"). Emprega-se
água ou ar sob pressão como fluido de desagregação do solo. O material
granular é lançado dentro do furo e submetido à vibração do torpedo, gerando-
se desta forma um elemento mais resistente que o solo natural.
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Atkinson (1993)
� Vibrador:
- diâmetros de 300 a 460 mm
- comprimento de 3 a 5 m
� Profundidade usual:
- 3 a 6 m
- Possibilidade em atingir até 35 m
Moseley & Priebe (1993)
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Fatores influentes na densificação
- Granulometria
- Zona A: solos excelentes; se mais de 20% de
areia grossa, a penetração fica limitada a
profundidades até 10 m.
- Zona B: areias fofas são bem adaptadas a
esta técnica.
- Zona C: a presença de silte e /ou camada de
Vibrosubstituição
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- Tipo de equipamento
- Espaçamento entre pontos de
compactação
- Retirada do torpedo
- Material de preenchimento
- Zona C: a presença de silte e /ou camada de
argila, excesso de finos e material orgânico no
solo requer avaliação especial.
Glover (1985)
Melhorias alcançadas:
- compacidade in situ
- ângulo de atrito interno
- módulo de deformabilidade
- aumento da capacidade de carga
- redução de recalques
- aumento da resistência ao cisalhamento
- Uso de malhas quadradas ou retangulares no 
terreno a ser melhorado
- Areias grossas são mais eficientes que as finas
-Lenta � maior compacidade � atrasos 
- Rápida � alta produção � menor compacidade
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Aplicações
Em solos não coesivos
Vibrosubstituição
� Técnica recomendada para solos granulares com
teor de finos inferior a 10-15%.
� Auxilia a redução de subsidência sísmica e
potencial de liquefação; construção em depósitos
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Em solos coesivos
Modificação da estrutura de solo granular
potencial de liquefação; construção em depósitos
de solos granulares fofos)
Griffith (1991) e Hussin (2006)
� O aumento do teor de finos reduz a transmissão de vibrações através do solo natural
� Redução dos efeitos de melhoria entre pontos de compactação
� O aumento de resistência dos solos coesivos é conseguido por meio do uso de materiais
de maior granulometria (drenagem do solo � aceleração de recalques)
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Possibilita a utilização de sapatas nas fundações ���� Economia à obra
Vibrodeslocamento
Conceituação
- Técnica que consegue por meio da cravação de estacas de compactação
(processo dinâmico) densificar camadas de areia próximas à superfície,
aumentando a resistência à penetração das mesmas e, por consequência, a
sua resistência à compressão e ao cisalhamento.
Soares (2003)
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Generalidades
� Utilização no início da década de 70
� Compactação de camadas arenosas fofas
� Idealizador: Engº Dirceu Pereira (COPEF)
� Vantagens:
� redução de custos
� experiências comprovadas em várias cidades do Nordeste
� Desvantagens:
� não elimina as vibrações
� possui limitações (tipo de solo, resistência do solo natural)
� falta de procedimentos de projeto, execução e controle � normatização
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s Vibrodeslocamento
Tipos de estacas de compactação
Estacas de brita e areia
Estacas de cimento e areia
- densificar o solo arenoso
- não trabalhará como uma estaca convencional
- traço usual: 4:1 ou 3:1 (a:b); areia não deve ser fina e brita (38 mm ou 50 mm) 
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Soares (2003)
- aplica-se quando a camada de areia apresentar muitos finos
- as estacas ficarão "petrificadas", possibilitando um melhor confinamento
- traços usuais: 1:15 (c:a); 1:20 (c:a); 1:25 (c:a)
- mistura obtida por betoneira, formando uma "farofa úmida"; wareia = 3 a 4% 
Estacas de cimento, areia e brita ("estacas de argamassa")
- compostas por concreto magro � traço 1:8:4 (c:a:b)
- consistência é de um concreto seco, tipo farofa
- aplica-se quando:
� o solo a ser melhorado é uma mistura de areia com silte ou argila 
� as estacas, além de compactarem o solo, atuam recebendo parte do esforço transmitido pela 
superestrutura (sob a forma de carga concentrada)
� NSPT > 20 no solo que serve de cota de assentamento da ponta das estacas
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s Vibrodeslocamento
Estacas de Argamassa
Uso típico:
Terrenos com lentes argilosas superficiais
Terrenos com camadas resistentes a
pequenas profundidades (5 a 7 m)
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Notas de aula (Gusmão, 2000)
pequenas profundidades (5 a 7 m)
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s Vibrodeslocamento
Processo Executivo
Permite elevar a 
tensão admissível do 
terreno para valores de 
até 600 kPa
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Gusmão Filho (1998)
até 600 kPa
Colocação do tubo de apiloamento Apiloamento da bucha Execução do fuste da estaca
Soares (2003)
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s Vibrodeslocamento
Processo Executivo
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Cravação do tubo de revestimento
Preparação do material de preenchimento
Colocação do material de preenchimento
Soares (2002)
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s Vibrodeslocamento
Equipamento
� Tripé ou bate estacas tipo strauss (mini-torre)
� Peso do pilão: 13 a 25 kN
� Altura de queda do pilão: 3 a 5 m
� Tubo: 320 mm de diâmetro e comprimento
de 4 a 7 m
� Produtividade média: 30 a 90 m/dia
Materiais
Brita e Pó-de- pedra
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Soares (2002)
Tripé
- peso do martelo 13 a 18 kN
- profundidade até 5,0 m
Mini-torre
- peso do martelo 15 a 25 kN
- profundidade até 7,0 m
Gusmão et al. (2002)
Brita e Pó-de- pedra
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s Vibrodeslocamento
Aspectosde Projeto
� Malha quadrada de estacas
- espaçamento entre as estacas de de 2 a 3 vezes o diâmetro das mesmas
- restrita à área da sapata da fundação (prédios com até 12 pavimentos)
- mínimo 1 linha (anel de confinamento) além da projeção da área da sapata (prédios com até 12 pavimentos)*
- mínimo 2 linhas (anéis de confinamento) além da projeção da área da sapata (prédios com mais de 20
pavimentos)
� Comprimento das estacas: 4 a 7 m
� Taxa de trabalho do terreno: 300 a 600 kPa (3 a 6 kgf/cm2)
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Soares (2003)
* Malha de estacas para edificações com
12 < nº de pavimentos = 20
� Cota de fundação: 1,5 m abaixo do terreno melhorado
-Estacas de brita e areia:
2 a 2,5 estacas / m2 da lâmina
-Estacas de argamassa:
0,75 a 1,5 estacas / m2 da lâmina
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Controles de Execução
Durante a cravação da estaca
Antes da execução do estaqueamento
- Granulometria e compacidade inicial (Nspt) da camada arenosa a ser 
melhorada
Vibrodeslocamento
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- Locação, profundidade atingida, equipamento e energias utilizados, diagrama 
de cravação, quantidade do material introduzido;
Após a execução do estaqueamento
- Realização de sondagens à percussão, para determinação do Nspt
- Provas de carga vertical à compressão (ensaio de placa) – verificar a
pressão admissível
- Monitoramento dos recalques
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Fatores Influentes no Melhoramento
Vibrodeslocamento
Compacidade inicial do solo: eficiente
para solos com Nspt < 15
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Granulometria: eficiente em solos granulares
(percentagem de finos inferior a 20 %)
Gusmão Filho & Gusmão (2000)
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s Vibrodeslocamento
Espaçamento entre estacas: 2 a 3 vezes o
Energia de cravação: vibrações excessivas
Fatores Influentes no Melhoramento
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Espaçamento entre estacas: 2 a 3 vezes o
diâmetro da estaca (tipicamente 90 cm)
Gusmão Filho & Gusmão (2000)
Estabilização de Solos –
Mecânica dos Solos 2 
Obrigada pela atenção!
Estabilização de Solos –
Parte 2
Prof.ª Dra. Stela Fucale
Universidade de Pernambuco