ESTUDO DE CASO, ENSAIO DE COMPACTAÇÃO E CORRELAÇÃO RESISTENCIA A COMPRESSÃO DE UM SOLO DA REGIAO DE BRASILIA

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Estudo de Caso: Ensaio de Compactação e Correlação com a 
Resistência a compressão de um solo da Região de Brasília-DF 
 
Alexandre Gil Batista Medeiros 
UDF/DNIT, Brasília, Brasil, eng.alexandregil@gmail.com 
 
Sarom Rodrigues de Medeiros 
UDF, Brasília, Brasil, sarom.lima@hotmail.com 
 
Thaís Cristina Batista Lira 
UDF, Brasília, Brasil, tcblthais@gmail.com 
 
Alexandre Cristino Corrêa dos Santos 
DNIT, Brasília, Brasil, alexccsantos@gmail.com 
 
 
RESUMO: A Geotecnia tem papel fundamental no trabalho cotidiano do Engenheiro, auxiliando-o 
em análises e estudos imprescindíveis para a elaboração de projetos estruturais. Assim, objetivou-se 
neste trabalho ensaiar o solo do Lago Sul, região da cidade de Brasília – Brasil, por meio dos 
ensaios de compactação e resistência à compressão simples, e a partir dos dados obtidos plotar as 
curvas de compactação e de resistência, associando os seus resultados. Para efeito de 
complementação, também foi feita a caracterização do solo. 
 A compactação confere ao solo um aumento de seu peso específico e de sua resistência ao 
cisalhamento, bem como uma diminuição do índice de vazios, permeabilidade e compressibilidade. 
Através do ensaio de compactação foi possível obter a correlação entre o teor de umidade e o 
peso específico seco do solo compactado, neste estudo, com a energia proctor normal. 
 A partir do ensaio de resistência à compressão no qual o corpo de prova em estado hidrostático 
sofre carregamento axial, obteve-se também, a resistência ao cisalhamento tanto em solo coesivo 
quanto em solo compactado. 
 Os ensaios visaram determinar as condições ideais de umidade e densidade (resistência), nas 
quais deverão ser construídas as camadas de aterro ou subleitos de estradas. 
 Essas respostas são muito importantes para o eficaz dimensionamento da estrutura em obras de 
pavimentação, construção de barragens entre outras, pois fornecem os parâmetros geotécnicos do 
solo necessários para prepará-lo para ações antrópicas e da natureza. 
 
PALAVRAS-CHAVE: Solo, Resistência, Compactação. 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Os solos tropicais apresentam 
características específicas, como é o caso do 
solo de Brasília, latossolo colapsível que 
merece atenção especial em qualquer obra 
que esteja presente. Esta pesquisa buscou 
avaliar a resistência do solo submetido ao 
ensaio de compactação, e com o auxílio da 
prensa CBR foi carregado axial para a 
realização do ensaio de compressão não 
confinado (lateralmente). Paralelo à isso, 
caracterizou-se o solo a partir de suas 
propriedades físicas e químicas, para definir o 
comportamento deste, que permitirá que o 
engenheiro dimensione adequadamente os 
seus projetos. 
 É de extrema importância a realização de 
estudos no solo, pois este apresenta-se como 
um material inconsolidado, formado por 
camadas heterogêneas, seja por meio da ação 
natural da desagregação de rochas, ou mesmo 
pela ação antrôpica na execução de aterro ou 
corte no terreno. Logo, é necessário a 
realização de ensaios criteriosos para mitigar 
riscos inerentes a estrutura e também custos 
futuros com a correção de problemas 
geológico-geotécnicos. A investigação do 
solo se justifica pela importância com que 
esses dados têm para a Engenharia 
Geotécnica que dão suporte para fundação e 
pavimentação, também na confecção de 
materiais de construção, estabilidade de 
taludes e contenções e grandes obras com é o 
caso de túneis, barragens e pontes. 
Objetivou-se neste trabalho ensaiar o solo 
do Lago Sul, região da cidade de Brasília – 
Brasil (Figura 1), por meio dos ensaios de 
compactação e resistência à compressão 
simples, e a partir dos dados obtidos, plotar as 
curvas de compactação e de resistência, 
associando os seus resultados. Para efeito de 
complementação do trabalho, também foi 
feita a caracterização do solo, por se tratarem 
de métodos de grande relevância na 
Engenharia Geotécnica. 
 
 
 Figura 1 – QL 10 Conjunto 11 Lago Sul - DF 
 
 
2. CARACTERIZAÇÃO DOS SOLOS: 
PROCEDIMENTO 
 
Para obtenção dos resultados utilizados neste 
estudo foram, feitos varios ensaios como 
Limite de Liquidez, plasticidade, Ensaio de 
compactação com a pressa CBR, entre outros. 
 
Figura 2 – Passo a passo dos Ensaios. 
 
 2.1 Limites de liquidez e plasticidade 
 
Para o entendimento do comportamento 
hidráulico e mecânico do solo devemos 
caracterizá-lo, ou seja, classificá-lo segundo o 
tamanho de suas partículas nos aspectos de 
análises granulométricas, determinação dos 
limites de consistência e do teor de umidade, 
ensaios de compactação, através de amostras 
representativas e determinação da densidade 
das partículas sólidas. 
 O Limite de Liquidez é definido como a 
umidade abaixo da qual o solo se comporta 
como material plástico; é a umidade de 
transição entre os estados líquido e plástico 
do solo. Experimentalmente corresponde ao 
teor de umidade com que o solo fecha certa 
ranhura sob o impacto de 25 golpes do 
aparelho de Casagrande. 
 O Limite de Plasticidade é tido como o 
teor de umidade em que o solo deixa de ser 
plástico, tornando-se quebradiço; é a umidade 
de transição entre os estados plástico e 
semissólido do solo. Em laboratório o limite 
de plasticidade é obtido determinando-se o 
teor de umidade no qual um cilindro de solo 
com 3mm de diâmetro apresenta fissuras em 
sua extensão. A obtenção dos limites de 
Atterberg do solo permite estimar, através da 
Carta de Plasticidade, suas propriedades, 
principalmente no tocante as de 
granulometria e as de compressibilidade. 
 
2.2 Ensaio de compactação 
 
A compactação de um solo é um processo 
manual ou mecânico que visa melhorar suas 
propriedades físicas: resistência ao 
cisalhamento, compressibilidade, capacidade 
de carga, permeabilidade, absorção de água. 
 
2.2.1 Interação solo/água 
 
 Quando se adiciona água a um solo seco, 
as partículas do solo adsorvem um filme 
d'água, e este filme aumenta de espessura se 
mais água for adicionada. Isto permite uma 
"lubrificação" das partículas, aumentando a 
trabalhabilidade do solo. Acima de um certo 
ponto, a água toma todo lugar possível nos 
vazios, ou seja, uma certa quantidade de ar 
fica presa e se mantém essencialmente 
constante (situação de oclusão do ar nos poros 
do solo). 
 Neste ponto verifica-se um valor máximo 
do peso seco do solo por unidade de volume 
para uma certa quantidade ótima de água na 
mistura. 
Esta quantidade ótima de água que 
determina o ponto máximo na curva do peso 
específico pela umidade, é denominada 
umidade ótima. O propósito do ensaio é 
determinar a curva de γd x w, ou curva de 
compactação. 
A partir destas curvas e em função da 
finalidade da obra, será especificado o grau de 
compactação e a faixa de umidade em que 
deverá ser executado o serviço em campo. 
 A densidade seca máxima e a umidade 
ótima obtidas na compactação dependem do 
esforço de compactação ou energia 
despendida e, obviamente, das propriedades 
geotécnicas do solo. 
 
 2.3 Ensaio de compressão simples (não 
confinado) 
 
 É um ensaio de compressão uniaxial, sem 
qualquer confinamento do corpo de prova, 
onde aplica-se apenas uma tensão vertical 
crescente sobre a amostra até atingir-se a 
ruptura. 
 Este ensaio visa à determinação da 
resistência à compressão não confinada (ou 
simples) de corpos de prova constituídos por 
solos coesivos, mediante aplicação de carga 
axial com controle de deformação. 
Tais corpos de prova podem ser 
indeformados, obtidos por compactação ou 
mesmo por remoldagem. Os valores 
resultantes da aplicação deste ensaio 
correspondem à resistência de solos coesivos 
em termos de tensões totais. 
Aplica-se à solos coesivos que não 
expulsam água durante a fase de 
carregamentodo ensaio e que retém uma 
resistência após o alívio das pressões 
confinantes de campo, tais como argilas ou 
solos cimentados saturados. 
 A realização do ensaio sobre uma mesma 
amostra, nos estados indeformado e 
remoldado, permite a determinação da 
sensitividade do material, desde que o corpo 
de prova remoldado mantenha uma forma 
estável. 
 
3. SOLOS 
 
3.1 Solos Coesivos 
 
 Solos coesivos têm as partículas menores. 
Argila tem um tamanho de partícula da ordem 
de 0,00004" (0,0001cm) a 0,002" (0,005cm). 
Silte varia de 0,0002" (0,0005cm) a 0,003" 
(0,008cm). Argila é usada em execução de 
barragens e leitos de reservatórios de retenção 
de água. 
 Os solos coesivos são maleáveis quando 
úmidos e podem ser moldados mas se tornam 
muito duros quando secos. 
 Teor de água próprio, uniformemente 
distribuído, é crítico para compactação 
adequada. Solos classificados assim 
normalmente necessitam uma força de 
impacto ou pressão. 
Silte tem uma coesão notadamente mais 
baixa que a argila. Porém, silte é ainda 
seguramente confiável quanto ao teor de 
água. 
Já os solos granulares alcançam tamanho 
de partícula de 0,003" (0,008cm) a 0,08" 
(0,20cm) (areia) e de 0,08" (0,20cm) a 1,0" 
(2,54cm) (cascalho fino a médio). Solos 
granulares são conhecidos pelas suas 
propriedades de drenagem de água. 
 
 3.2 Solos Colapsíveis 
 
 Os solos colapsíveis possuem estrutura 
macroporosa e fofa, contém baixo grau de 
saturação. As partículas maiores são mantidas 
por cimentação ou por tensão capilar. 
 Este tipo de solo quando inundado 
apresenta grande deformação e perda de 
resistência. 
 Danos a edificações (rachaduras e trincas) 
causados por recalques diferenciais de 
fundações devido ao colapso do solo após 
elevação do teor de umidade são observados 
em boa parte do Distrito Federal, e em 
algumas outras regiões brasileiras 
 O processo de colapso do solo ocorre por 
causas evidentes como alterações no teor de 
umidade do solo e no nível de tensões 
atuantes sobre o mesmo. 
 Como os solos que apresentam colapso se 
encontram numa condição de saturação 
incompleta, com pouca quantidade de água 
entre seus grãos, a alteração no teor de 
umidade reduz as tensões de sucção entre a 
superfície de contato entre os grãos, 
aumentando os valores de poropressão e 
reduzindo a tensão efetiva intergranular. 
 O aumento da saturação é um fator muito 
importante a ser analisado, principalmente 
quando se trata de solos colapsíveis como o 
de Brasília-DF. Construção e manuntenção de 
obras de drenagem, represamento, tubulações 
subterrâneas entre outras devem ser feitas de 
forma bastante criteriosa de modo a não 
comprometer a estabilidade dos solos onde se 
situam. 
 Na construção de obras num solo colapsível, 
deve ser considerado o histórico de tensões do 
mesmo, verificando o nível de carga em que o 
solo será submetido, relacionando com as 
características do mesmo. Por esse motivo 
que os ensaio de compactação e resistência 
simples de maneira foram correlacionados, 
para adquirimos paramêtros confiáveis na 
construção no solo ensaiado. 
 
 3.3 Solos Compactados 
 
 As propriedades dos solos compactados 
dependem da umidade de compactação do 
solo e do processo de compactação, dos quais 
resultam o peso específico seco o grau de 
saturação e a estrutura do solo 
 
 3.4 Cisalhamento dos Solos 
 
 Vários materiais sólidos empregados em 
construção normalmente resistem bem a 
tensões de compressão, porém têm uma 
capacidade bastante limitada de suportar 
tensões de tração e de cisalhamento. Assim 
ocorre com o concreto e também com os 
solos. 
 Ao nos referirmos à resistência dos solos 
falamos implicitamente de sua resistência ao 
cisalhamento, uma vez que as rupturas em um 
maciço de terra são devidas aos 
deslocamentos relativos entre os grãos. 
 Dentre os problemas usuais em que é 
necessário conhecer a resistência ao 
cisalhamento do solo, destacam-se a 
estabilidade de taludes e os empuxos de terra. 
 
4. ENSAIOS REALIZADOS 
 
 Sobre o gráfico de compactação do solo, 
pode-se então colocar as curvas 
correspondentes à condição limite de 
aceitabilidade de cada um dos aspectos a 
serem considerados na obra. 
 Esse tipo de gráfico também demonstra, 
por exemplo o efeito da umidade de 
compactação. 
 Quanto menor a umidade, maior a 
estabilidade logo após aconstrução e maior 
também a rigidez do solo; consequentemente , 
maior o risco de ocorrência de trincas que 
podem ser fatais para a obra. Da analise 
desses riscos surgem as especificações para as 
obras 
 Traçado o gráfico da massa específica 
aparente seca do solo, pelo teor de umidade 
(Figura 3), com ele adquirimos a umidade 
ótima para conseguimos designar o grau de 
compactação necessário para realização da 
camada de solo da obra seja residencial, seja 
em rodovia (Tabela 1) . 
 
 
Figura 3 – Curva de compactação 
 
Tabela 1 – Resultados da Curva de compactação 
 
 Segue os resultados da resistência a 
compressão (Figura 4), bem como, tensão x 
deformaçãoo (Figura 5), resultados do Limite 
de Liquidez (Figura 6). 
 
 
Figura 4 – Resistência a compressão 
 
 
Figura 5 – Tensão x Deformação 
 
Figura 6 – Limite de Liquidez 
 
 Segue a Tabela 2, resultados do cálculo do 
Indice de Plasticidade. 
 
Tabela 2 – Índice de Plasticidade 
Limite de Liquidez 53 
 Limite de Plasticidade 36 
 Índice de Plasticidade 17 
 
 A Figura 7, apresenta a curva 
granulométrica por peneiramento e a Tabela 
3, apresenta o resultado em porcentagem. 
 
 
Figura 7 – Curva granulométrica por peneiramento 
 
Tabela 3 – Resultados em porcentagem 
 
*ABNT-NBR 6502, Rochas e Solos -1995. 
 
 
5. DISCUSSÃO E RESULTADOS 
 
Características como resistência e 
quantidade de energia empregada e suportada 
pelo solo, variações de pressão da água, 
eventuais fissuras, expansão/colapso do solo, 
comportamento plástico do solo são aspectos 
analisados de acordo com a decisão de 
compactar o solo no ramo úmido ou seco, 
fator de grande relevância. 
 É constantemente realizado a 
compactação próxima do teor de umidade 
ótima, sendo permitido uma pequena 
“margem de erro” para mais ou para menos, e 
essa escolha depende sobretudo do tipo de 
aplicação e do comportamento que se 
comsidera desejável para a obra. 
 Nota-se que apesar da resistência ser uma 
propriedade importante no comportamento da 
obra, devemos ponderar a questão de, por 
exemplo, um aterro, que pode sofrer 
alterações do seu teor em água, ou mesmo, vir 
a ser saturado, como pode ser o caso da 
execução de aterro para barragem. 
 Nestas situações, verifica-se que a 
resistência do solo diminui com o aumento do 
teor em água, sendo a variação da resistência 
maior para um solo compactado no ramo 
seco. 
 Verifica-se ainda, que um solo 
compactado no ramo seco depois de saturado 
exibe resistência semelhante à que 
corresponde ao solo compactado no ramo 
úmido, correspondendo o teor em água ótimo 
à “maior resistência estável”, ou seja, aquela 
que não sofre alteração significativa com um 
posterior aumento do teor em água. 
 Este solo estudado apresenta uma 
granulometria de areia média a grossa, sendo 
classificado pelo SUCS como SC (areia 
argilosa); Para HRB, solo com LL= 53 % e 
IP=17 %, sendo A-2-7, que é avaliado como 
solo de alta plasticidade, comportamento 
regular a mau para subleito de pavimentos. 
 O ensaio de compactação com a energia 
do Proctor Normal obteve: γdmáx. =12,7 
kN/m³ e teor de umidade ótima = 33,5%, 
sendo para esses parâmetros a capacidade de 
suporte igual a 1,75 kgf/cm² = 171,7kPa, que 
caracteriza entre uma argila média e uma 
argila rijida (NBR 6122, 1996). 
 Adota-se portanto a partir dos resultados 
obtidosa resistência ao cisalhamento como a 
norma (NBR 12770, 1992) orienta, somo 
sendo valor correspondente à metade da 
tensão de compressão na ruptura, ou seja, 
0,875kgf/cm² = 85,84kPa. 
 Esse resultado nos permite afirmar que 
essa camada se solo é bastante eficiente para 
suportar grandes carregamentos das 
fundações de uma edificação, entretanto, deve 
ainda levar em consideração a espessura deste 
tipo de solo, que pode ser determinada através 
de ensaios de sondagem, bem como a 
determinação de que outros tipos estão abaixo 
do solo que foi objeto deste estudo. 
 Este solo ainda se apresenta adequado 
para ser compactado, trabalhado como 
material de construção, e usado em 
fundações. É impermeável quando 
compactado. 
 
6. CONCLUSÕES 
 
A importância destes ensaios em 
laboratório, está diretamente ligada a correta 
determinação do tipo de solo que o 
engenheiro irá manuseando em campo. De 
acordo com a literatura, quando a curva sai do 
ramo seco para o úmido, acrescentando água 
ao solo ele perde sua resistência. 
Para fins de projeto e execução de 
fundações, as investigações do terrreno de 
fundação constituido por solo, rocha, mistura 
de ambos ou rejeitos compreendem dentre 
outros ensaios os realizados aqui, sendo 
apenas uma alguns deles. 
 “A natureza e a quantidade das 
investigações a realizar dependem das 
peculiaridades da obra, dos valores e tipos de 
carregamentos atuantes, bem como das 
características geológicas básicas da área de 
estudo.” (NBR 6122, 1996, p. 04). 
 Essa investigação do solo representa a 
simplificação do mínimo que se deve ser feito 
para que um trabalho com solo apresente 
segurança na sua execução, e qualidade no 
produto final, seja ele uma edificação, 
fundação, rodovia, baragem ou qualquer outra 
obra civil executada sobre ele. 
 Observou- se, como é descrito na 
literatura, que a compactação do solo é função 
principal da umidade e da energia de 
compactação. 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 Gostariamos de expresssar a imensa 
gratidão a Deus que ajudou-nos a idealizar e 
concretizar este projeto de pesquisa. 
 Agradecemos também a colaboração do 
técnico de laboratório Francisco R. Mesquita 
de Queiroz pelo apoio e auxílio na realização 
dos ensaios. 
Ao professor Orientador Alexandre Gil 
Batista Medeiros. 
REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 5734 – 
Peneiras para ensaios, 1989. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 6122 – 
Projeto e execução de fundações, 1996. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 6457 – 
Amostras de solo – Preparação de ensaio de 
compactação e ensaio de caracterização – 
Método de Ensaio, 1986. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 6458 – 
Grãos de pedregulho retidos na peneira de 4,8 
mm – Determinação da massa específica, da 
massa específica aparente e da absorção de 
água – Método de Ensaio, 1984. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 6459 – 
Solo –Determinação do limite de liquidez, 
1984. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 6502 – 
Rochas e Solos, 1995. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 6508 – 
Grãos de solos que passam na peneira de 4,8 
mm – Determinação da massa específica – 
Método de ensaio, 1984. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 7180 – 
Solo - Determinação do limite de 
plasticidade, 1984. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 7181 – 
Solo – Análise Granulométrica, 1984. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 7182 – 
Solo – Ensaio de compactação, 1986. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE 
NORMAS TÉCNICAS (ABNT) NBR 12770 
– Solo coesivo – Determinação da resistência 
à compressão não confinada, 1992. 
 
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Norte)http://docente.ifrn.edu.br/johngurgel/di
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25 de junho de 2014.