Aula 08 Controle de Compactação

Prévia do material em texto

*
*
*
CONTROLE DA COMPACTAÇÃO
Mecânica dos Solos
Na prática, o procedimento usual de controle da compactação é o seguinte:
1 - Coletam-se amostras de solo da área de empréstimo e efetua-se em laboratório o ensaio de compactação. Obtêm-se a curva de compactação e daí os valores de peso específico seco máximo e o teor de umidade ótimo do solo. 
2 - No campo, à proporção em que o aterro for sendo executado, deve-se verificar, para cada camada compactada, qual o teor de umidade empregado e compará-lo com a umidade ótima determinada em laboratório. Este valor deve atender a seguinte especificação: wcampo - 2% < wot < wcampo + 2%. 
*
*
*
CONTROLE DA COMPACTAÇÃO
Mecânica dos Solos
3 - Determina-se também o peso específico seco do solo no campo, comparando-o com o obtido no laboratório. Define-se então o grau de compactação do solo, dado pela razão entre os pesos específicos secos de campo e de laboratório (GC = gd campo / gdmax. )x100. Deve-se obter sempre valores de grau de compactação superiores a 95%. 
Grau de Compactação:
 É a relação entre a massa específica seca de campo e a massa específica seca máxima de laboratório.
*
*
*
CONTROLE DA COMPACTAÇÃO
Mecânica dos Solos
4 - Caso estas especificações não sejam atendidas, o solo terá de ser revolvido, e uma
nova compactação deverá ser efetuada.
5 - Para a determinação da umidade no campo utiliza-se normalmente o umidímetro denominado "Speedy".
6 – Para se obter a massa específica aparente seca do solo no campo, após a compactação pode-se utilizar o método para determinação da massa específica aparente com o emprego do frasco de areia ou da cravação do cilindro (no caso do solo ser fino)
*
*
*
Consiste na introdução de um balão de borracha num buraco previamente perfurado, que quando cheio de água, permite a leitura do volume que a amostra ocupava. Conhecendo-se o peso, determina-se a massa específica aparente. É um método usado para solos coesivos ou que foram compactados. Não se adapta a solos moles que se deformem sob uma pequena pressão ou em que o volume do buraco não possa ser mantido num valor constante. 
Mecânica dos Solos
Determinação da massa específica aparente do solo IN SITU com emprego do balão de borracha
*
*
*
O ensaio consiste em introduzir no solo o cilindro biselado (de peso e volume conhecidos) e depois escavar em torno com o equipamento adequado e retirar o cilindro contendo a amostra. A densidade é definida simplesmente através de nova pesagem.
Mecânica dos Solos
Determinação da massa específica aparente do solo IN SITU pelo método do cilindro biselado 
*
*
*
Este método usa uma areia preparada previamente no laboratório para a determinação do volume do furo realizado na camada de aterro, e conseqüente determinação da massa específica seca desta camada.
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
*
*
*
1 - Faz-se um cavidade na camada do solo compactado, extraindo-se o solo e pesando-o em seguida. 
2 - Para se medir o volume da cavidade, coloca-se o frasco de areia com a parte do funil para baixo sobre a mesma e abre-se a torneira do frasco, deixando-se que a areia contida no frasco encha a cavidade por completo. 
3 - O volume de areia que saiu do frasco é igual ao volume de solo escavado, de modo que o peso específico do solo pode ser determinado.
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
*
*
*
1 - Ensaio de Frasco de Areia: escavação do buraco para coleta do solo
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
*
*
*
2 - Ensaio de Frasco de Areia: Pesagem do solo
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
*
*
*
3 - Ensaio de Frasco de Areia: determinação do volume do buraco
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
*
*
*
4 - Ensaio de Frasco de Areia: o frasco deve ser pesado antes e depois da areia ser derramada no buraco para a determinação do volume do buraco.
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
*
*
*
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
TAREFAS DE LABORATÓRIO
1- Peneirar a areia lavada, na peneira Nº 20 e na peneira Nº 30, o que fica retido na peneira Nº. 30 é utilizado no ensaio.
2- Coloca-se a areia preparada no item 1 no frasco até o conjunto pesar 6000g = P1
3- Instala-se o conjunto frasco com areia + funil sobre a bandeja e esta sobre um superfície plana, abre-se o registro, deixando a areia escoar livremente até cessar o seu movimento no interior do frasco, fecha-se o registro e recolhe-se a areia derramada e pesa-se, obtendo-se assim o peso da areia correspondente ao volume do funil e do rebaixo da bandeja, P2. 
4- Coloca-se o frasco com areia + funil sobre um cilindro de volume conhecido, abre-se o registro, deixando a areia escoar livremente até completar o volume do cilindro, recolhe-se a areia que encheu o cilindro e determina-se seu peso, dividindo o peso da areia que completou o cilindro pelo volume do cilindro, obtém-se a massa específica aparente da areia. (areia)
*
*
*
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
TAREFAS DE CAMPO
1- Limpa-se a superfície da camada onde será feita a determinação da massa específica, tornando-a plana e horizontal. 
2-Coloca-se a bandeja nesta superfície e faz-se uma cavidade (furo) cilindrica no solo com diâmetro igual ao furo da bandeja e profundidade de cerca de 15cm. 
3-Recolhe-se o solo tirado da cavidade, pesando-o (PW)
4-Toma-se uma amostra de solo determina-se o teor de umidade (W), pelo método do Speedy ou outro método rápido. 
5- Pesa-se o conjunto frasco com areia + funil (peso antes = P1) 
6-Coloca-se o frasco apoiado na bandeja sobre a cavidade e abre-se o registro, deixando a areia escoar até completar o volume do furo e do funil + rebaixo, pesa-se o conjunto frasco com o resto da areia + funil (peso depois = P3).
*
*
*
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
CÁLCULOS
1- Peso da areia que enche a cavidade no solo + funil + rebaixo P4= P1 – P3
2 - Peso da areia que enche a cavidade no solo P5 = P4 – P2.
3 - Fator de Correção FC
 
4 - Peso do solo seco PS= PW x FC
*
*
*
Mecânica dos Solos
Ensaio – DNER 092/94
Determinação da massa específica aparente “in situ”, com emprego do frasco de areia
CÁLCULOS
5 - Volume do Furo (Cavidade) VFuro
6 - Massa específica aparente de campo Campo 
7 - Grau de Compactação GC 
*
*
*
*
*
*
Mecânica dos Solos
Ex: 10) Considere um lote de terreno retangular, situado em uma encosta com declividade uniforme e constante ao longo da sua extensão.
Para realização de um projeto de engenharia, foi inicialmente transformada a topografia deste terreno em uma plataforma horizontal, através de uma operação de corte vertical e aterro, bem como da construção de um muro de arrimo circundante ao longo de todo o perímetro, de modo a assegurar a sustentação da zona de corte e a verticalidade do aterro.
O aterro foi executado de modo a garantir um grau de compactação igual a 100% do peso específico máximo obtido através de ensaios normais de Proctor, cujos resultados são apresentados na Curva de Compactação da Figura 1.
Por outro lado, na zona de corte, a superfície da plataforma foi escarificada até a profundidade de 20 cm e recompactadanas mesmas condições do aterro, de modo a se obter uniformidade ao longo de toda a superfície.
*
*
*
Mecânica dos Solos
Ex: 10) Com base nestes dados e nas informações prestadas a seguir, determine:
o volume de água por metro cúbico de solo, no seu estado natural de campo, necessário para corrigir o teor de umidade natural de modo a obter a condição especificada de compactação.
Dados/Informações Adicionais
.n - peso específico do solo (na umidade do campo) = 16,40 kN/m 3
w - teor de umidade natural do solo no campo = 13,5 %
*
*
*
Mecânica dos Solos
Ex: 11) Um projeto de aterro requer 5.000 m3 de solo compactado. O índice de vazios especificado para o aterro compactado é 0,7. Quatro áreas de empréstimo estão disponíveis como indicado na tabela a seguir, que relaciona os respectivos índices de vazios do solo e o custo por metro cúbico do transporte do solo para o canteiro de obras proposto. 
Efetue os cálculos necessários para selecionar a área de empréstimo da qual o solo deverá ser trazido para minimizar os custos. Considere Gs = 2,6.
Calcule o custo total (escavação + transporte), considerando que a jazida escolhida possui um empolamento de 1,25 e o custo da escavação é de R$ 10,00/m3 no corte
*
*
*
Mecânica dos Solos
Ex: 12) Os pesos específicos secos máximo e mínimo de um tipo de areia determinados em laboratório são de 17,8 e 14,6 kN/m3, respectivamente. Qual é o grau de compactação em campo se a compacidade relativa é de 72%?
Ex: 13) O grau de compactação de um tipo de areia no campo é de 94%. Os pesos específicos secos máximo e mínimo da areia são 18,6 e 15,1 kN/m3. Considerando as condições de campo, determine:
o peso específico seco;
A compacidade relativa de compactação
O peso específico úmido para um teor de umidade de 8%