Compactação dos solos

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Compactação dos Solos
CAPÍTULO 5
Prof. Daniel Arthur Nnang Metogo, Dsc.
1.DEFINIÇÃO E OBJETIVOS
A compactação é um procedimento que visa aumentar a compacidade de
um solo pela redução de vazios através esforços externos gerados por meios
mecânicos, aumentar a resistência, tornando-o mais estável.
Estabilidade se refere à permanência de certo nível de resistência independentemente
das variações climáticas, de tal modo que a estrutura não sofra ruptura ou danos
significativos.
1.DEFINIÇÃO E OBJETIVOS
Objetivos
 Aumentar o contato entre os grãos;
 Reduzir o volume de vazios;
 Aumentar a resistência;
 Gerar um material mais homogêneo;
 Reduzir a permeabilidade e a compressibilidade.
Solo
Água
Ar
Solo
Água
Ar
Antes da 
Compactação
Após a 
Compactação
1.DEFINIÇÃO E OBJETIVOS
Aplicações em obras geotécnicas:
• Construção de aterros;
• Construção de camadas constitutivas de pavimentos;
• Construção de barragens de terra;
• Preenchimento com solo entre maciço e estruturas de arrimo;
• Reenchimentos de cavas de fundações e de tubulações enterradas;
• Construção de taludes rodoviários.
2.NORMALIZAÇÃO
O ensaio de compactação é padronizado pela norma NBR 7182/86 da ABNT,
a qual define três tipos de ensaios e energias de compactação:
• Ensaio Proctor Normal 
• Ensaio Proctor Modificado
• Ensaio Proctor Intermediário
Ralph Proctor (1933) estabeleceu os princípios básicos da técnica e controle de compactação.
2.NORMALIZAÇÃO
O ensaio de compactação é padronizado pela norma NBR 7182/86 da ABNT,
a qual define três tipos de ensaios e energias de compactação:
Cilindro
Características inerentes a 
cada energia de compactação
Energia
Normal Intermediária Modificada
P
e
q
u
e
n
o
Soquete Pequeno Grande Grande
Número de camadas 3 3 5
Número de golpes por camada 26 21 27
G
ra
n
d
e
Soquete Grande Grande Grande
Número de camadas 5 5 5
Número de golpes por camada 12 26 55
Altura do disco espaçador (mm) 63,5 63,5 63,5
3.EXECUÇÃO DO ENSAIO
O ensaio de compactação Proctor Normal consiste a compactar uma porção
de solo em um cilindro de 1000 cm3 de volume (cilindro pequeno), com um
soquete de 2,5 kg (soquete pequeno), caindo em queda livre de uma altura
de 30cm.
• São compactadas 3 camadas com espessuras finais semelhantes;
• Para cada camada, são aplicados 26 golpes regularmente distribuídos;
• Cada camada é escarificada após a compactação para garantir a aderência entre as
camadas;
• A última camada é arrasada ao nível da bordas do cilindro (sem colarinho).
3.EXECUÇÃO DO ENSAIO
Após a compactação
- Determina-se a massa de solo compactado que preenche o cilindro;
- Retira-se do material restante, 3 cápsulas de solo para determinação da umidade;
Novos pontos
- Adicionar água ao solo suficiente para elevar a umidade em aproximadamente 2% em relação
ao ponto anterior
- Repetir o procedimento de compactação;
- Executar 5 pontos: pelo menos 2 abaixo e 2 acima da ótima.
Obs.: Devem ser evitadas curvas de compactação com quatro pontos e não aceitas curvas com
três.
3.EXECUÇÃO DO ENSAIO
4.CURVA DE COMPACTAÇÃO
• DETERMINAÇÃO DA UMIDADE
• A partir do peso do corpo de prova e do volume do molde, calcula-se
o peso específico úmido de compactação pela equação:
   
  TTP
TPTP
ω
W
W
ω
s
sh
s
w




Onde:
W – peso do solo compactado no molde;
V – volume do molde; 
Cápsula
n°
Tara
(g)
Peso úmido + 
Tara (g)
Peso seco + 
Tara (g)
Umidade 
(%)
127 26.94 61.15 55.31 20,6
R1 14.60 55.51 48.53 20,6
JS7 12.71 52.33 45.59 20,5
V
W

4.CURVA DE COMPACTAÇÃO
• Para cada molde, é obtido um teor de umidade e assim é possível
calcular o seu peso específico seco aparente, 𝛾𝑑 e construir a curva de
compactação do solo:
100
(%)
1




d
Curva de Saturação
-Lugar geométrico dos valores de umidade e peso
específico seco, estando o solo saturado.
-A curva de compactação nunca alcança a curva de
saturação. Os pontos da curva de saturação são
obtidos pela equação:
Gs
d 1




 
5.FATORES QUE AFETAM A COMPACTAÇÃO
• O tipo de solo, isto é, tamanho dos grãos, distribuições granulométricas
destes grãos, formato das partículas, quantidade e tipos de minerais de
argilas presentes no solo influenciam nos valores de umidades ótimas e
pesos específicos secos máximos.
5.FATORES QUE AFETAM A COMPACTAÇÃO
• A energia de compactação. Com o aumento da energia de compactação
verifica-se um aumento do peso específico seco máximo da amostra e
uma diminuição da umidade ótima.
𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥1
𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥2
𝛾𝑑𝑚𝑎𝑥3
𝛾𝑑
6.COMPACTAÇÃO EM CAMPO
• A compactação em campo é realizada por camadas cujas espessuras dependem
do tipo de material e da capacidade dos equipamentos.
• Inicia-se pelo lançamento do material de empréstimo ou do próprio local;
• Umedecimento com caminhão pipa para ajustar as umidades;
• Passagem de equipamentos que transmitam ao solo a energia de compactação ⇒
carga móvel (amassamento, impacto ou vibração) ou estática.
6.COMPACTAÇÃO EM CAMPO
• Equipamentos de compactação em campo
Rolo compactador liso ou de tambor liso.
Indicado para a compactação dos subleitos 
e serviços de acabamento de aterros com 
solos arenosos e argilosos.
Rolo compactador pneumático
Em muitos aspectos melhor que o de 
tambor liso, é também indicado para a 
compactação dos subleitos e serviços de 
acabamento de aterros com solos arenosos 
e argilosos, revestimento asfáltico.
6.COMPACTAÇÃO EM CAMPO
• Equipamentos de compactação em campo
Rolo compactador pé de carneiro.
Nas passagens iniciais compacta as partes 
inferiores das camadas, e as partes 
intermediárias e superiores são 
compactadas nas passagens seguidas. 
Rolo compactador vibratório
São dispositivos vibratórios que podem ser 
instalados em todos os modelos de rolo 
compactadores de forma a aumentar sua 
eficiência para solos granulares.
6.COMPACTAÇÃO EM CAMPO
• Equipamentos de compactação em campo
Rolo compactador manual.
Indicado para a compactação de pequenas 
áreas como as calçadas, solos de 
fundações de bueiros entre outros.
Placas vibratórias manuais
Indicadas para compactação de solos 
arenosos em pequenas áreas: calcadas, 
trincheiras entre outros.
6.COMPACTAÇÃO EM CAMPO
• Equipamentos auxiliares
Caminhão pipa
Utilizado para umedecer as camadas de 
solo em campo com a finalidades de se 
alcançar as umidades ótimas. 
Motoniveladora
Utilizadas para o espalhamento dos 
materiais a serem compactados.
7.CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
A maioria das vezes, as especificações para o controle de compactação em campo
instruem a obtenção de um peso específico seco de compactação em campo de 90
a 95% do peso específico seco máximo determinado em laboratório por meio dos
ensaios Proctor.
Essa especificação é conhecido como grau de compactação e pode ser expressa por:
G (%) = 
𝛾𝑑(𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜)
𝛾𝑑(𝑚á𝑥_𝑙𝑎𝑏)
× 100
Onde: G = Grau de compactação
7.CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
DETERMINAÇÃO DAS MASSAS ESPECÍFICAS SECAS EM CAMPO
1. FRASCO DE AREIA E SPEEDY
7.CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
DETERMINAÇÃO DAS MASSAS ESPECÍFICAS SECAS EM CAMPO
2. DENSÍMETROS NUCLEARES
7.CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
DETERMINAÇÃO DAS MASSAS ESPECÍFICAS SECAS EM CAMPO
3. GEOGAUGE
7.CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
OUTROS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE QUALIDADE DAS CAMADAS
1. VIGA BENKELMAN
7.CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
OUTROS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE QUALIDADE DAS CAMADAS
2. FAILLING WEIGHT DEFLECTOMETER – FWD
7.CONTROLE DE COMPACTAÇÃOOUTROS EQUIPAMENTOS DE CONTROLE DE QUALIDADE DAS CAMADAS
3. LIGHT WEIGHT DEFLECTOMETER – LWD
EXERCÍCIO
Os resultados de um ensaio de compactação em laboratório de um solo são
mostrados na Tabela abaixo.
1. Constrói sua curva de compactação.
2. Determina a úmida ótima e o peso específico seco máximo desse solo.
W (%) Peso específico 
úmido (kN/m3)
Peso específico 
seco (kN/m3)
6 15,69
8 18,85
9 20,19
11 20,98
12 20,72
14 19,27