Construção de Aterros

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS 
ESCOLA DE ENGENHARIA CIVIL 
DISCIPLINA DE METODOLOGIA CIENTÍFICA 
Profa. Dra. Simone Pfeiffer 
  
  
 
   
  
GUILHERME QUEIROZ FONSECA     201405233 
JOÃO PAULO GOMES CAIXETA     201406781 
  LUCAS ROCHA SANTOS SILVA     201403438 
MURILLO MARTINS   HANNUM     201403443 
  
  
  
  
ESTUDO DE CASO EM MELHORAMENTO DE 
ATERROS SOBRE SOLOS MOLES: 
New Options for Rapid and Easy Construction of Embankments on Soft Soils 
(No­Recess) 
 
  
 
   
 
Goiânia 
2016  
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SUMÁRIO 
  
1         INTRODUÇÃO​ ................................................................................................................. 2 
2         REVISÃO BIBLIOGRÁFICA​ ........................................................................................ 3 
2.1      CONSIDERAÇÕES INICIAIS ……………………………………………..…..……….. 3 
2.2      EXEMPLO DE OBRAS  DE ATERRO ..……………………………………..…………. 4 
2.2.1   Barragens de terra ……………………………………………………………………....... 4 
2.2.2   Construção de estradas …………………………………………………………………... 6 
2.2.3   Aterros sanitários ……………………………………………………………………........ 7 
2.2.4   Construção de taludes ……………………………………………………………………. 8 
2.2      COMPACTAÇÃO DE SOLOS ...……...…………………………………………..…….. 9 
2.3.1   Compactação em laboratório …………………………………………………………….. 9 
2.3.2   Compactação “in situ” ...................................................................................................... 13 
3         PROJETO DE PESQUISA​ ............................................................................................ 19 
3.1      CONSIDERAÇÕES INICIAIS ........................................................................................ 19 
3.2      CARACTERÍSTICAS DA REGIÃO …………………………………………………... 20 
3.3      MÉTODOS DE CONSTRUÇÃO ………………………………………………………. 23 
3.3.1   Aterro com dreno pré­fabricado ………………………………………………………… 23 
3.3.2   Aterro com utilização de colunas de areia encamisadas com geotêxtil ……………..….. 24 
4         RESULTADOS​ …………………………………………..……………………………. 25 
5         CONCLUSÕES​ ............................................................................................................... 28 
           REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS​ .......................................................................... 29 
  
  
  
  
  
  
  
 
  
  
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1 INTRODUÇÃO 
O seguinte projeto de pesquisa visa apresentar alguns dos principais tipos de obras de aterro,                             
tanto estruturais quanto não estruturais, tais como: barragens de terra, aterros sanitários,                       
construções de estradas e construção de taludes. Para isso, fez­se um estudo das principais                           
técnicas empregadas nas construções de aterros, assim como, a compactação dos solos, in situ                           
(em campo); e em laboratório, abordando o ensaio de Proctor, ensaio que busca o valor de ponto                                 
ótimo de compactação obtido através do peso específico seco máximo. Finalmente, foi feito um                           
estudo de caso da análise de um aterro experimental no qual era preciso um melhoramento do                               
solo mole da região, tornando­o próprio para a utilização na obra. Este aterro foi desenvolvido                             
para a construção de uma ferrovia que ligaria Bruxelas à Amsterdã. Com isso, estudou­se dois                             
dos cinco métodos empíricos utilizados na construção desta obra: melhoramento por drenos                       
convencionais pré­fabricados; e por colunas de areias encamisadas com geotêxtil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
2.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS 
Definição de aterro: 
Local onde se faz uma deposição organizada, geralmente em camadas, de resíduos                       
sólidos. Ação ou efeito de aterrar; terraplanagem. Terra ou entulho com que se nivela ou                             
alteia um terreno, ou se tornar seco um lugar alagadiço. 
(MICHAELIS, 2000) 
A construção de aterros está condicionada a inúmeros processos e etapas a serem seguidas.                           
Dentre esses processos, podem ser citados: estudos geotécnicos e de prospecção, para                       
conhecimento das características do solo e recolha de amostras para ensaios; realização de                         
ensaios “in situ” e em laboratório; estudos de estabilidade e mecânica dos solos; avaliação                           
técnico­econômica da obra, ou seja, se a obra é viável ou não; preparo do terreno; e a                                 
compactação do solo, etapa que caracteriza uma obra de aterro. 
Os aterros, de um modo geral, são elementos essenciais nas obras onde estão inseridos,                           
sendo a sua importância redobrada, quando assumem um papel estrutural. Nesta                     
situação constituem uma estrutura geotécnica. Tem­se assim aterros estruturais e não                     
estruturais. Alguns exemplos de aterros estruturais são: fundações de edifícios, vias de                       
comunicação, barragens.  
Os aterros não estruturais mesmo não sendo tão exigidos como os aterros estruturais,                         
carecem de dimensionamento e de técnicas construtivas específicas, além disso, alguns                     
deles necessitam de serem compactados e controlada a sua construção. Alguns exemplos                       
de aterros do tipo não estrutural são: modelações paisagísticas, aterro de resíduos                       
sólidos urbanos, aterros temporários de pré­carregamento, dentre outros. 
(MARQUES, 2013) 
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Parte importante da construção de um aterro, seja ele de qual tipo for, é a escolha dos materiais                                   
rochosos utilizados no aterramento e o local de onde esse material será extraído. Esse processo é                               
realizado sempre levando em conta as características mecânicas de cada material e sua                         
disponibilidade nas proximidades do aterramento, minimizando assim os custos com transporte e                       
melhorando o andamento da obra. ​Os solos utilizados no aterramento devem ter resistências                         
suficientes para suportar a carga prevista, possuindo características adequadas para garantir essa                       
exigência. Em obras de aterro em geral, a preferêcia é sempre utilizar materiais argilo­arenosos,                           
pois possuem maior compressibilidade e quando ficam secos se tornam muito rígidos. 
Em obras de aterramento, geralmente não estruturais, utilizam­se sedimentos depositados                   
próximo ao local de construção, pois não são necessários materiais de alta resistência mecânica                           
ou com propriedades específicas. Já em aterros estruturais, onde os materiais utilizados devem                         
cumprir funções específicas como, suportar carga de alta intensidade, função impermeabilizante,                     
de filtragem etc., esses são extraídos de jazidas específicas de cada material, se tornando assim                             
obras cara e de complexa realização. 
2.2 EXEMPLOS DE OBRAS DE ATERRO 
Nesse tópico será abordado alguns dos principais tipos de obras de aterro. 
2.2.1 Barragens de terra 
As barragens são estruturas construídas em vales e destinadas a fechá­los                     
transversalmente, proporcionando assim um represamento de água. A água acumulada                   
por uma barragem é utilizada para as três seguintes finalidades principais:                     
abastecimento de cidades, suprimento à irrigação e produção deenergia elétrica.  
As barragens podem ser classificadas em dois tipos, as barragens de acumulação, como                         
o nome sugere, acumulam a água no local de construção e as barragens de derivação,                             
que se destinam ao desvio dos cursos d’água. 
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Inúmeros fatores influenciam na escolha do local de construção de uma barragem. É                         
importante um planejamento que envolva todos eles: Condições geológicas da região                     
somadas a questões hidráulicas, hidrelétricas e inclusive político­econômicas. 
(MARAGON, 2006) 
Antes de iniciar a construção de uma barragem é preciso fazer algumas investigações, como:                           
levantamento topográfico da região delineando­se assim a sua bacia de acumulação;                     
investigações hidrológicas, visando conhecer o regime de águas da região; além de geológicas. 
Devem ser tomadas algumas precauções, como: evitar o uso de solos com material orgânico ou                             
pedras, pois impedem a compactação adequada e pode fornecer rotas de infiltração (tubulação);                         
realizar a construção durante a estação seca, para garantir a umidade ideal solo a ser compactado;                               
desviar o rio bloqueando­o com uma baixa represa temporária, ou desviá­lo através de um bueiro                             
(que poderia tornar­se parte das obras de saída ou vertedouro posteriores). 
 
Figura 1 ­ Barragem de terra em Marzagão ­ GO. 
 
 
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2.2.2 Construção de estradas 
Para que sejam asseguradas as condições de conforto, segurança e economia na                       
construção de uma rodovia, além das condicionantes geométricas de traçado, há que se                         
proceder as investigações de natureza geológica e geotécnica da região a atravessar, as                         
quais constituem os fundamentos dos estudos de drenagem e de estabilidade dos cortes e                           
túneis, aterros e seus terrenos de suporte, fundações de obras de arte e dimensionamento                           
dos pavimentos. 
A geologia local pode ser fator determinante para a inviabilização (econômica) de                       
determinados traçados inicialmente idealizados. 
(MARAGON, 2006) 
O processo da construção de uma estrada passa por várias etapas, sendo o plano diretor a                               
primeira delas. Nessa etapa é coletado dados do local escolhido para a construção da estrada, e                               
onde busca­se alternativas para a intervenção no meio natural. Logo em seguida é realizado o                             
anteprojeto, ou fase preliminar, que é basicamente a etapa em que se faz o reconhecimento e a                                 
coleta de todos os dados; análise de fotos do plano diretor; investigação de campo, como define                               
o antigo DNER (Departamento Nacional de Estrada de Rodagem), a fim de interpretar as                           
fotografias e permitir a execução do plano de sondagem; além de estudos                       
geológicos­geotécnicos, ambientais, de viabilidade e de traçado. 
O projeto básico é a fase seguinte, nessa etapa do projeto são elaborados os documentos, tais                               
como: cronogramas, custos, resultados de pesquisas e estudos; nessa altura, é feito análises mais                           
detalhadas das sondagens e dos ensaios em laboratórios; é tambem nessa fase que se realiza o                               
contrato de execução do empreendimento. Por fim, o projeto de execução, também chamado de                           
projeto final, é a etapa na qual se aborda todos os dados, normas e especificações que definem                                 
detalhadamente a obra em seus diversos aspectos. Com o projeto final estabelecido, é dado início                             
aos processos construtivos, tais como, cortes no terreno, compactação do solo, implementação de                         
materiais rochosos e betuminosos, dentre outros. 
Após a finalização dos processos construtivos a estrada deve passar por reparos durante sua vida                             
útil, a manutenção é feita pelo governo em suas esferas municipal, estadual ou federal a depender                               
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do local de implantação ou até mesmo de empresas privadas, por isso por isso a qualidade da                                 
estrada e o custo de manutenção variam muito de acordo com o relevo do local e com os                                   
processos envolvidos na construção. 
 
Figura 2 ­ Construção de estrada em Ibatiba ­ ES.  
2.2.3 Aterros sanitários 
Aterro sanitário é um método de deposição de resíduos sólidos que utiliza princípios de                           
engenharia para compactar esses resíduos à menor área e volume possíveis, cobrindo­os com                         
uma camada de terra, sem causar danos ou riscos à saúde pública e à segurança, minimizando os                                 
impactos ambientais (IPT, 1995). 
O início de qualquer obra de terra se dá por estudos do solo onde será realizada a obra, do                                     
mesmo modo é a construção de aterros sanitários. Realiza­se a escolha do local de disposição e                               
execução das investigações geológicas, geotécnicas e hidrogeológicas, investigando a garantía de                     
estabilidade do local, a migração dos contaminantes, através do perfil de relevo, dentre outros                           
fatores. 
A “construção” do aterro sanitário ocorre com a deposição diária dos resíduos sólidos no solo,                             
seguido de camadas de terra e processos de compressão. Mas antes da deposição de resíduos se                               
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faz necessário uma preparação do terreno, onde será feito, basicamente, a impermeabilização e o                           
nivelamento do terreno; obras de drenagem, para captação do chorume proveniente dos resíduos,                         
e conduzí­lo ao tratamento; além das vias de circulação. 
 
Figura 3 ­ Aterro Sanitário Municipal de Trindade ­ GO. 
 
2.2.4 Construção de taludes 
Taludes são caracterizados por superfícies inclinadas de maciços terrosos, rochosos ou mistos,                       
esses podem ser artificiais ou naturais, que também são chamados de encostas, aqui serão                           
abordados  os taludes artificiais, por serem criados pelo processo de aterramento. 
Quando se constrói um talude é de extrema importância manter a estabilidade destes, por isso há                               
vários métodos para conter o movimento de terra, que pode ser ocasionado por vários fatores. O                               
material utilizado na construção é quase sempre homogêneo e por isso mais fácil de se calcular o                                 
coeficiente de segurança e garantir assim a estabilidade do mesmo. Sabe­se que os deslizamentos                           
dos taludes ocorrem devido a uma redução da resistência interna do solo ou pelo acréscimo de                               
esforços que solicitem essa resistência. Os movimentos de terra são classificados em três grupos                           
segundo a sua velocidade, são eles: desmoronamento, escorregamento, rastejos. 
Para estabilização de taludes utiliza­se atualmente a abordagem de equilíbrio limite, em que                         
admite a hipótese de que existe uma linha de escorregamento de forma conhecida. Essas técnicas                             
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são mais empregadas em taludes naturais, pois esses são os que mais apresentam movimentaçãode terras. O que gera grande riscos de acidentes graves quando ocorrem em cidades. 
 
Figura 4 ­ Talude em Ouro Branco ­ MG 
2.3 COMPACTAÇÃO DE SOLOS 
A compactação é um método de estabilização de solos que se dá por aplicação de                             
alguma forma de energia (impacto, vibração, compressão estática ou dinâmica). Seu                     
efeito confere ao solo um aumento de seu peso específico e resistência ao cisalhamento, e                             
uma diminuição do índice de vazios, permeabilidade e compressibilidade. 
(MANTELLI, 201­?) 
Para realização de qualquer obra de aterro são necessários dois processos principais, um ensaio                           
de  compactação realizada em laboratório, e a compactação da obra em si, “in situ” (em campo). 
2.3.1 Compactação em laboratório 
Em fins da década de 1930, Porter, da California Division of Highways, EUA,                         
desenvolveu um método para a determinação do ponto ótimo de compactação dos solos ­                           
o ponto de máxima compactação. Para ele, o resultado da compactação era a redução                           
do volume de ar dos vazios, concluindo que ela era uma função da umidade dos solos.                               
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Assim, a quantidade de água, considerada através da umidade, é parâmetro decisivo na                         
compactação, ao lado da energia de compactação. 
O seu método era empírico e consistia em compactar uma porção de solo em                           
laboratório, com uma certa energia de compactação, variando a umidade. A curva peso                         
específico seco (γs), em função da umidade (w), tinha a forma de um sino e permitia                               
definir um ponto ótimo de compactação. Tinha­se, assim, um peso específico seco                       
máximo (γs​máx​), e uma umidade ótima (w​ot​). Foi Proctor quem padronizou o ensaio, por                           
volta de 1933, divulgando o fato. Por isso, não só o ensaio de compactação leva o seu                                 
nome ­ Ensaio de Proctor ­ como também a curva da Figura 2 é denominada Curva de                                 
Proctor, e o desenho, Diagrama de Proctor. No Brasil o ensaio foi padronizado pela                           
ABNT (NBR 7182/86). 
(MASSAD, 2010) 
Na realização do ensaio primeiramente são retiradas algumas amostras de solo no campo. A                           
amostra deve ser previamente seca ao ar e destorroada. Inicia­se o ensaio, acrescentando­se água                           
até que o solo fique com cerca de 5% de umidade abaixo da umidade ótima. Com a umidade bem                                     
uniformizada, uma porção de solo é colocada em um cilindro padrão (10 cm de diâmetro, altura                               
de 12,73 cm, volume de 1000 cm​3​) e submetida a 26 golpes de um soquete com massa de 2,5 kg                                       
e caindo de 30,5 cm. A porção de solo deve ocupar cerca de um terço da altura do cilindro. O                                       
processo é repetido duas vezes, atingindo a altura do cilindro. ​A Figura 1 mostra o equipamento                               
de compactação. 
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(a) Soquete                                                            (b) Molde cilíndrico 
Figura 5 ­ Equipamentos do ensaio de compactação Proctor. 
Determina­se a massa específica do corpo de prova obtido. Com uma amostra do seu interior                             
determina­se a umidade. Com esses valores calcula­se o peso específico seco, pela equação: 
s / (1 )γ = γ +w  
A amostra é destorroada, umidade aumentada (cerca de 2%), nova compactação é feita, e novo                             
par de valores umidade ­ peso específico seco obtido. A operação e refeita até que se perceba que                                   
o peso específico seco, após ter subido, tenha caído em duas ou três operações. 
Com os dados obtidos, desenha­se a curva de compactação, que consiste na representação do                           
peso específico seco em função da umidade, como se mostra na Figura 2. Geralmente, associa­se                             
uma reta aos pontos ascendentes do ramo seco, e outra aos pontos descendentes do ramo úmido e                                 
unem­se as duas por uma curva parabólica. Como se justificou anteriormente, a curva define uma                             
densidade seca máxima, à qual corresponde uma umidade ótima (PINTO, 2006). 
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Figura 6 ­ Curva de compactação, ou de Proctor. 
No ramo seco, o baixo teor de umidade faz com que os grãos do solo entrem em atrito em                                     
excesso e esse fator dificulta o rearranjo das partículas e a saída do ar para que o solo fique                                     
compacto já que a atração entre as partículas não é vencida pela energia de compactação. Com a                                 
adição de água os grãos deslocam­se com muito mais facilidade devido a diminuição do atrito,                             
por consequência o ar é expelido do solo sem maiores dificuldades e a compactação ocorre como                               
o desejado. 
No ramo úmido, depois que a umidade ótima já foi atingida,a repulsão entre as partículas                             
aumentam e a energia de compactação guia sua organização. Entretanto, a partir de certo ponto                             
acréscimo de água já não é capaz de expulsar o ar restante e assim a água adicionada a partir                                     
desse momento apenas faz com que a densidade do solo diminua e já não contribui com a                                 
compactação. 
Além disso é interessante notar que os valores extremos de ​γs ​e w são características inerentes a                                 
uma classe específica de solo, o que facilita na obtenção dos valores de umidade e peso                               
específico seco próximos dos valores extremos, como nos seguintes casos: 
­ solos argilosos: w​ót​ = 25 a 30% e γs​máx​ = 14 a 15 kN/m³; 
­ solos siltosos: valores baixos para γs​máx​ e curvas bem abatidas; 
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­ areias com pedregulhos: w​ót​ = 9 a 10% e γs​máx​ = 20 a 21 kN/m³; 
­ areias finas argilosas: w​ót​ = 12 a 14% e γs​máx​ ≈ 19 kN/m³. 
2.3.2 Compactação “in situ” 
A compactação consiste em diminuir os espaços vazios do solo através de técnicas que                           
possibilitam um melhor agrupamento das partículas formadoras do solo. Aumentando assim a                       
sua densidade. Esse processo é de fundamental importância em qualquer tipo de construção. Um                           
solo bem compactado diminui a infiltração de água, aumenta a sua resistência à carga e evita                               
recalque no solo. 
O processo de compactação pode ser dividido em quatro sub­tipos, diferenciando entre si pelo                           
esforço de compactação empregado, que são: por vibração, impacto ou pressão. As diferenças                         
nos esforços têm a ver com a forma como a energia é transmitida ao solo para o adensar, como                                     
visto na Figura 3. Em obra, esta energia é aplicada de modo diferente consoante o tipo de                                 
equipamento e processo construtivo (peso do equipamento e número de passagens) empregado.                       
Estes diferentes tipos de esforço são encontrados nos dois tipos principais de força de                           
compactação: estático e vibratório. 
Força estática é simplesmente o peso próprio da máquina aplicando força para baixo                         
sobre a superfície do solo, comprimindo as partículasdo solo. A única maneira de                           
modificar a força efetiva de compactação é pela adição ou subtração do peso da                           
máquina. A compactação estática é restrita a camadas superiores do solo e é limitada a                             
determinada profundidade. 
Força vibratória usa um mecanismo, normalmente motorizado, para criar uma força                     
descendente em acréscimo ao peso estático da máquina. Os compactadores produzem                     
uma sucessão rápida de pancadas (impactos) na superfície, afetando assim as camadas                       
superficiais bem como também as camadas mais profundas. 
(MULTIQUIP, 2004) 
 
14 
 
Figura 7 ­ Tipos de esforços de compactação. 
A compactação em campo é a verificação se a compactação está alcançando os valores desejados                             
e previstos em laboratório. Através de algumas técnicas é possível verificar o grau de                           
compactação do solo. Com isso é possível identificar se é necessário continuar o processo de                             
compactação ou se o resultado desejado já foi obtido. 
As especificações modernas de compactação diferem bastante das antigas, porque estas                     
estabeleciam minuciosamente os parâmetros, fixando o tipo de equipamento a ser usado, a                         
espessura da camada, o número de passadas, etc. Atualmente, fixa­se apenas o peso específico a                             
ser atingido no campo, deixando­se todos os fatores já citados a critério do executor e da                               
fiscalização da obra. Assim, terão estes ampla liberdade de testar os equipamentos disponíveis no                           
solo existente, somente ajustando os diversos parâmetros no sentido de se conseguir a                         
compactação bem feita e de maneira econômica. 
Chama­se Grau de Compactação (GC) à relação:  
C  (γd campo)/(γd máx) x 100%G =    
Na qual: 
γd​Campo​ = peso específico aparente seco “in situ” (no aterro executado).  
γd​Máx = peso específico aparente seco máximo obtido no ensaio de Proctor, no laboratório, com a                               
energia de compactação especificada. 
15 
São frequentes, também, as especificações que se referem ao grau de compactação em relação                           
aos ensaios do Proctor Normal, já mencionados e estabelecendo­se os valores de GC a 95% ou                               
100% do peso específico aparente seco máximo obtido naquele ensaio. 
Para determinar o grau de compactação é necessário medir o peso específico aparente seco em                             
campo. Alguns métodos foram criados para realizar essa medição, os mais utilizados são: 
­ Método do óleo: Executa­se um furo de 10 cm de diâmetro por 15 a 20 cm de altura,                                     
retirando­se cuidadosamente o solo, e determina­se o peso úmido (W) do material que                         
ocupava o volume (V) do furo, que não se conhece. Para o cálculo do peso específico                               
natural (γ), resta a determinação deste volume. Basta colocar numa proveta certa                       
quantidade de óleo de motor (SAE 30), cujo o peso específico (γóleo) é ensaiada                           
previamente no laboratório, pesando­se o conjunto tara + óleo (W’). Em seguida enche­se                         
o furo até que o óleo ocupe o volume V, em sua totalidade, e novamente pesase a tara +                                     
óleo (W’’). Com isso é possível determinar o peso específico aparente seco do solo. 
­ Método da areia: O processo é bem semelhante ao método anterior, ocorrendo apenas a                             
substituição de óleo por areia. 
­ Método do com material radioativo (Nuclear Moisture Density­Meter): O processo                     
baseia­se na emissão de um material radioativo (rádio­D­berílio) que envia raios gama e                         
nêutrons ao solo, onde são parcialmente absorvidos e refletidos. Os raios gama refletidos                         
são detectados por tubos Geiger­Mueller, lendo­se diretamente numa escala a densidade                     
do material. 
Cada tipo de solo se comporta de uma forma com respeito à densidade máxima e umidade ótima,                                 
eles são classificados pelo tamanho dos grãos que o constituem, são eles: coesivos, granulares e                             
orgânicos (não será abordado nesse estudo). 
­ Solos coesivos: formado por argila e silte que são partículas pequenas, são                         
compactados e firmemente agregados por atração molecular. Esse solo necessita de uma                       
força de impacto ou pressão para ser compactado. 
16 
­ Solos granulares: formado por partículas maiores. Não necessitam de muita água para                         
alcançar a densidade máxima. 
Para se atingir a compactação exigida para a construção da obra é necessário usar o compactador                               
adequado para o tipo de solo em que esta trabalhando. Para os solos coesivos é necessário um                                 
máquina com uma alta força de impacto para golpear o solo e agrupar melhor as partículas, um                                 
compactador de percussão ou um compactador de rolo vibratório pé de carneiro. Para os solos                             
granulares em que suas partículas não são coesivas, suas partículas requerem uma agitação ou                           
vibração pra se mover, placas vibratórias (unidirecionais) é a maquina mais apropriada. 
Os solos são compactados pelo efeito de um dos seguintes esforços: pressão (compressão),                         
amassamento, impacto e vibração; ou pela combinação de dois ou mais esforços. 
A compressão consiste na aplicação de uma força (pressão) vertical, oriunda do elevado peso                           
próprio do equipamento, obtendo­se a compactação pelos esforços de compressão gerados na                       
massa superficial do solo. A compressão é obtida pelos rolos compressores de rodas metálicas,                           
dotadas de grande peso próprio, e cuja superfície de contato é bastante pequena, gerando­se, por                             
consequência, pressões de contato elevadas que produzem adensamento. 
O amassamento é o processo que combina a força vertical com uma componente horizontal,                           
oriunda de efeitos dinâmicos de movimento do equipamento ou eixos oscilantes. A resultante das                           
duas forças conjugadas provoca uma compactação mais rápida, com menor número de passadas.                         
A compactação por amassamento é obtida pelos rolos pneumáticos com rodas oscilantes ou pelos                           
rolos pé­de­carneiro, especialmente ou auto propelidos em que a tração se faz através do tambor                             
e nos quais se faz presente a conjugação dos esforços verticais e horizontais. 
A vibração consiste numa força vertical aplicada de maneira repetida, com frequências elevadas,                         
superiores a 500 golpes por minuto. Isto significa que à força vertical se soma uma aceleração                               
produzida por uma massa excêntrica que gira com determinada frequência. A compactação por                         
vibração é obtida com os rolos vibratórios dos mais diversos tipos, trabalhando na faixa de                             
frequência de 900 a 2000 golpes por minuto e com determinada amplitude de oscilação do                             
material constituinte do terreno e a frequência utilizada é dita frequência de ressonância. 
17 
O impactoresulta de uma ação semelhante à da vibração, diferenciando­se, apenas, pela baixa                           
frequência da aplicação dos golpes. A compactação por impacto se faz ocasionalmente, quando                         
não se podem utilizar outros equipamentos, empregando­se a energia proveniente da queda do                         
aparelho de uma determinada altura, como, por exemplo, o “sapo mecânico”. Grandes pesos (10                           
a 40 toneladas) levantados por guindastes e deixados cair de uma altura de 10 a 20 m, são                                   
utilizados para compactar aterros ou camadas naturais de grandes espessuras (5 a 15 m). A                             
Figura 8 ilustra alguns tipos de equipamentos mais usados na compactação.                     
 
Figura 8: Equipamentos recomendados para cada tipo de solo. 
 
(a) rolo compactador liso                                     (b) rolo compactador pé­de­carneiro. 
 
 
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           (a) rolo compactador pneumático                                     (b) sapo mecânico. 
Figura 9: Equipamentos mais utilizados na compactação de solos. 
Portanto, para se compactar o solo de maneira adequada se deve utilizar para cada tipo de solo                                 
equipamentos que realizam os esforços necessários e relevantes para adquirir o grau de                         
compactação desejado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
3 PROJETO DE PESQUISA 
The proposed construction of a new high­speed rail link between Amsterdam and                       
Brussels involves construction of embankments overlying soft clay and peat deposits with                       
very stringent requirements on the time frame of construction and allowable settlements.                       
A field program of instrumented test embankments, referred to as No­Recess, has                       
compared the performance of five schemes for stabilizing the soft ground behavior. This                         
paper summarizes the No­Recess project and compares the measured performance for an                       
unimproved embankment using finite element analysis, and two tecniques from the                     
project. The results confirm the benefits of geotextile encased sand columns as a                         
practical technique for stiffening underlying soft soils, accelerating consolidation and                   
reducing settlements. 
(BATISTA, 1999) 
3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS 
O projeto nomeado “New Options for Rapid and Easy Construction of Embankments on Soft                           
Soils” é relativo à construção de cinco aterros testes, dentre os quais, dois serão abordados                             
posteriormente. Para que esses novos aterros tivessem um desempenho superior foram aplicadas                       
novas técnicas construtivas para aprimorar as características do solo. O estudo é centrado na                           
avaliação das técnicas, para concluir qual delas é mais adequada na estabilização de um solo                             
mole. Sobre o qual seria construído uma linha ferroviária de alta velocidade entre as cidades de                               
Amsterdã e Bruxelas. Essa pesquisa se fez necessária uma vez que era preciso que um solo mole                                 
se tornasse resistente a grandes esforços mecânicos, oferecesse segurança para trens viajassem                       
em alta velocidade e também para que a execução em um curto espaço de tempo fosse possível. 
Será feita uma análise relativa ao desempenho e a viabilidade dos aterros feitos a partir do dreno                                 
pré­fabricado e colunas de areia encamisadas com geotêxtil. A partir dos dados obtidos será                           
possível destacar os pontos positivos de cada uma dessas técnicas entre si e em relação ao aterro                                 
executado sem o uso de técnicas de melhoramento. 
20 
3.2 CARACTERÍSTICAS DA REGIÃO 
A região de ​The Hoeksche Waard​, na Holanda, onde estão inseridos os aterros experimentais, se                             
resume numa área de 400 x 125 m, na qual temos um nível de terreno de cota de ­ 0,75 m.  
 
Figura 10 ­​ The Hoeksche Waard​, em Amsterdã na Holanda. 
Cada aterro foi executado com uma parte mais elevada, 5 metros acima do nível do terreno, e                                 
outra mais baixa, apenas 1 metro acima do nível do terreno. Os aterros experimentais foram                             
desenvolvidos para ter um formato longitudinal com uma região mais elevada e outra mais baixa,                             
dada uma determinada inclinação previamente determinada, além de uma zona de transição de                         
10 metros no final da parte alta. 
21 
 
Figura 11 ­ Planta da região de construção dos aterros testes. 
O solo trabalhado é composto de 9,7 metros de solo mole, seguido por uma camada de areia. A                                   
parte mole é composta por 4 subdivisões, sendo a primeira argila siltosa cinza com lâminas de                               
areia com uma espessura média de 3,1 metros, já na segunda temos cerca de 2 metros de turfa                                   
pouco argilosa com fragmentos de madeira, na terceira com espessura média de 3 metros                           
encontra­se argila acinzentada, extremamente siltosa, moderadamente orgânica, com traços de                   
turfa e fragmentos de madeira, já na última subdivisão da camada mole de solo há 1,6 metros de                                   
turfa muito orgânica amarronzada com lâminas de areia. 
22 
 
Figura 12 ­ Perfil do solo na região dos aterros. 
Cada um dos aterros foram construídos a partir da exigência técnica de serem executados dentro                             
de um período de 18 meses, seguido por um período de 6 meses necessários para que a                                 
construção dos trilhos fosse iniciada. Os recalques residuais após 24 meses do início da                           
construção devem ser inferiores a 30 mm num período de 30 anos, assim como o esperado. 
 
 
 
 
23 
3.3 MÉTODOS DE CONSTRUÇÃO 
3.3.1 Aterro com dreno pré fabricados 
O aterro com drenos pré­fabricados foi construído em etapas dentro de um período de 6 meses.                               
Na parte baixa houve uma sobrecarga de 1,8 metros de areia, já na parte mais elevada esse valor                                   
foi de 2,5 metros. Em ambos os casos os drenos verticais foram instalados 1 metro acima da                                 
camada de areia subjacente ao solo mole, sendo projetados em uma malha triangular de 1 metro. 
 
Figura 13 ­ Esquema de utilização dos drenos. 
O adensamento primário da parte mole do solo pode demorar um tempo considerável em função                             
do ritmo da drenagem. No terreno no qual as linhas ferroviárias serão construídas foi aferido que                               
a altura de drenagem é de 5,55 metros. Assim serão necessário oito anos e oito meses para que o                                     
fim do adensamento primário seja alcançado. Notou­se que em solos estratificados, quando a                         
permeabilidade horizontal é maior que a vertical os drenos funcionam de maneira mais eficaz. 
 
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3.3.2 Aterro com utilização de colunas de areia encamisadas com geotêxtil 
O aterro executado com a utilização de colunas de areia encamisadas com geotêxtil houve uma                             
produção média de 40 colunas por dia. O aterro fabricado através dessa técnica ficou pronto em                               
6 semanas.A profundidade das colunas citadas anteriormente foi de 9 metros abaixo do nível do                               
terreno, ou seja, um pouco acima da camada de areia em uma malha triangular com um                               
espaçamento entre 2,4 e 3,4 metros na parte menos elevada e entre 2 e 2,4 metros na parte mais                                     
elevada. Na parte mais baixa foi necessário o uso de 1 metro de areia para sobrecarga, enquanto                                 
que na região mais elevada não foi preciso o uso de sobrecarga. 
 
Figura 14 ­ Esquema da utilização da colunas de areia com geotêxtil. 
Tiveram como motivação central a estabilização do solo mole compressível e a minimização dos                           
recalques a longo prazo. O geotêxtil isola a areia do terreno circundante o que faz com que sua                                   
atuação seja semelhante a um filtro, uma vez que evita que a coluna de areia se misture com o                                     
solo argiloso vizinho. Além disso o geotêxtil garante rigidez necessária para que as colunas de                             
areia não se danifiquem. Com isso as colunas de areia agem como estacas, reduzindo                           
dramaticamente o recalque e as deformações oriundas de esforços dinâmicos. Vale ressaltar que                         
o curto espaço de tempo necessário para a construção desse tipo de aterro é um dos seus maiores                                   
pontos positivos. Houve um claro aumento da capacidade de carga para estruturas de                         
25 
revestimento, o que acelerou o processo de adensamento e assim melhorou as características de                           
carga­recalque das fundações. 
Com as colunas o caminho para a drenagem do solo ficou reduzido, e assim a dissipação da                                 
pressão neutra em excesso ocorreu mais rapidamente. A instalação dessas colunas por meio da                           
técnica de deslocamento pode reduzir a permeabilidade do solo, mas ainda assim a dissipação                           
poro­pressão pode ser rápida. Um dos fatores mais importantes é a relação entre a rigidez da                               
coluna de areia comparada com o solo circundante. 
3.4 RESULTADOS 
No aterro construído sem nenhuma técnica de melhorar foi possível observar um índice elevado                           
de poro­pressão. Além disso foi aferido que o recalque após a construção foi de 1,04 metros, e                                 
após a fase de adensamento esse valor chegou a 1,62 metros. Esse aumento significativo ocorreu                             
devido a dissipação de todo o excesso de poro pressão que ainda estava presente quando a obra                                 
havia terminado, e assim grande parcela do recalque ocorreu durante a fase de adensamento. 
 
Figura 16 ­ Deslocamento horizontal na lateral do aterro sem técnica de melhoramento de solo –                               
0,62 m. 
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Figura 15 ­ Recalque total no aterro sem técnica de melhoramento de solo. 
 
Figura 17 ­ Excesso de poro­pressão no fim da construção no aterro sem técnica de                             
melhoramento de solo. 
No aterro que utilizou os drenos verticais o deslocamento vertical total foi de 2,15 metros. O                               
recalque ocorreu dentro do previsto, sendo que grande parte aconteceu durante os 4 meses                           
iniciais devido a ação dos drenos que proporcionaram uma dissipação poro­pressão acelerada, e                         
assim o recalque ocorreu mais rapidamente. Pode observar que o deslocamento horizontal não                         
ficou exatamente dentro do previsto, e os valores encontrados estiveram acima do esperado. 
 
Figura 10 ­ Recalque total (2,15m em 4 meses) e deslocamento horizontal na lateral do aterro                               
com drenos verticais (0,27m). 
27 
Já nos aterros feitos a partir de colunas de areia encamisadas com geotêxtil não houve uma                               
dissipação poro pressão tão elevado, isso devido a rigidez das colunas de areia. O deslocamento                             
vertical na parte mais elevada foi 1,05 metros abaixo da parte mais alta do aterro feito a partir                                   
dos drenos pré­fabricados. Esse menor recalque ocorreu devido a limitação de movimento que o                           
geotêxtil provém para a areia, o que a deixa mais rígida que o solo circundante e assim permite a                                     
transferência de carga para camadas mais resistentes. Observou­se também que o recalque                       
encontrado em campo foi próximo do valor esperado. Já no deslocamento horizontal houve uma                           
pequena divergência, uma vez que o deslocamento foi mais acentuado do que era previsto. Esse                             
resultado ocorreu provavelmente em função da maior rigidez que o solo apresentou com as                           
colunas de areia inseridas. 
 
Figura 11 ­ Recalque total no fim da construção (1,1m) e deslocamento horizontal na lateral do                               
aterro com colunas de areia encamisadas com geotêxtil (0,23m). 
 
 
 
 
 
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4 CONCLUSÕES 
O objetivo do trabalho foi apresentar os principais tipos de aterro, que vimos que têm a mais                                 
variada gama de objetivos como barragens de terra para represar e/ou alterar o fluxo da água;                               
aterros para construção de rodovias, muito importante, principalmente no Brasil onde a frota                         
rodoviária é imensa; aterros sanitários para depositar resíduos sólidos que o homem produz                         
protegendo a saúde pública e a segurança da população; e por fim contrução de taludes para                               
gerar segurança em encosta e morros. 
Todos eles exigem, além do estudo geotecnico e hidrologico do local , os testes de compactação                               
que são dois: um em laboratório para definir um ponto ótimo de compactação e o outro “in situ”                                   
(no próprio local). 
O estudo de caso discorre sobre técnicas de melhoramento de solo e sua influência em relação ao                                 
recalque (tanto no nivel quanto na velocidade), deslocamento horizontal e nivel de poro­pressão. 
Concluimos em termos mais práticos: quando não se usa nenhum metodo de melhoramento de                           
solo o custo da obra diminui inicialmente porém o custo de manutenção é elevado, devido a lenta                                 
dissipação de poro­pressão, consequentemente o recalque acontece majoritariamente na fase                   
adensamento. Quando se usa drenos verticais o recalque é rapido e o custo de manutenção cai                               
bastante, o que é interessante economicamente, porém uma vantagem de se usar coluna de areias                             
(apear de o recalque ser um pouco mais lento) é a de o aterro suportar maior carga, inclusive                                   
cargas dinamicas, sendo interessante para um viaduto, por exemplo. Essa maior resistência é                         
devida ao geotextil garantir uma maior integridade para as colunas de areia, economiza por                           
acelerar o recalque e ao mesmo tempo garantir uma boa resistência. 
Construção de aterros é uma área da engenharia totalmente atrelada a estudos do solo, portanto o                               
engenheiro precisa ter conhecimentos de geotecnia e de mecânicas do solo. Estudar bem o localda obra e acompanhar todas as etapas para garantir um serviço de qualidade. 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
MARANGON, M. ​Tópicos em Geotecnia e Obras de Terra​. Universidade Federal de Juiz de 
Fora, Faculdade de Engenharia, Departamento de Transportes e Geotecnia, Apostila de Curso, 
2006. 
MARQUES, F. ​CUIDADOS NA CONSTRUÇÃO DE ATERROS E VIAS DE                   
COMUNICAÇÃO​. Workshop Práticas e Intervenções a Evitar em Engenharia Civil e Geologia                       
da Engenharia. Laboratório Regional de Engenharia Civil, Ponta Delgada, 6 de dezembro de                         
2013. 
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