Capítulo 5 Compactação dos solos pb

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MECÂNICA DOS SOLOS
PROFESSOR ME. AUGUSTO MONTOR | SETEMBRO 2016
CAPÍTULO 5: COMPACTAÇÃO DOS SOLOS
ENGENHARIA CIVIL
• COMPACTAÇÃO  processo de densificação do solo (aumento da massa específica)
através da utilização de processos mecânicos;
 5.1 RAZÕES E HISTÓRICOS DA COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
SOLO FOFO/MOLE (MUITO DEFORMÁVEL)
 5.1 RAZÕES E HISTÓRICOS DA COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
SOLO COMPACTADO (MAIOR RESISTÊNCIA 
E MENOR DEFORMABILIDADE)
 5.1 RAZÕES E HISTÓRICOS DA COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
 5.1 RAZÕES E HISTÓRICOS DA COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
AUMENTO DO CONTATO ENTRE OS GRÃOS 
HOMOGENEIDADE DO CONJUTO
(estabilidade)
• Ou seja, a compactação se
dá pela expulsão de ar
contido nos vazios do solo;
 5.1 RAZÕES E HISTÓRICOS DA COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• A compactação é empregada em diversas obras de engenharia como, por exemplo:
Aterros
Camadas constitutivas de pavimentos
Barragens de terra
Preenchimentos de muros de arrimo
 5.1 RAZÕES E HISTÓRICOS DA COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• A compactação é empregada em diversas obras de engenharia como, por exemplo:
Aterros
Camadas constitutivas de pavimentos
Barragens de terra
Preenchimentos de muros de arrimo
 5.1 RAZÕES E HISTÓRICOS DA COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• 1933:Eng. Proctor observou que:
“Amassa específica de um solo, após a aplicação de uma energia de compactação, é função da
umidade em que o solo estiver”
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
Umidade ótima Máxima massa específica
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Curva de compactação
• gd,max f(umidade ótima, da quantidade de energia)
Ramo seco  a água lubrifica as partículas, facilitando seu rearranjo (aumento do peso
específico)
Ramo úmido  a água amortiza a compactação, maior volume de agua do que sólidos
(redução no peso específico)
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Ensaio normal de compactação (ensaio normal de Proctor): NBR 7182/86;
• Consiste na compactação do solo em três camadas, dentro de um cilindro padrão, com 26
golpes de um soquete de 2,5 kg, caindo de uma altura livre de 30,5 cm;
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• RESUMO DA EXECUÇÃO
• Exemplo: solo passante na peneira 4,8mm
 Secar o solo até umidade higroscópica;
 Separar 3000g de solo;
Acrescentar água até o solo ficar com 5% de umidade abaixo da umidade ótima estimada;
Compactar cada camada com 26 golpes;
Pesar o conjunto cilindro + solo úmido.
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
PARA CADA CORPO DE PROVA
Mcil,hMassa do cilindro + solo úmido (em g)
McilMassa do cilindro (em g)
w  umidade do solo (em %)
 
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
 

Por correlação com os índices 
físicos:
nat em g/cm³
d  em g/cm³
w  em %
 5.2 O ENSAIO DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
 5.3 EQUIPAMENTOS E COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
TIPOS DE COMPACTAÇÃO
ESTÁTICA
Compressão  rolo liso
Amassamento  rolo pé de 
carneiro
DINÂMICA
Impacto
Vibração
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Fatores que influenciam na compactação e escolha do método a utilizar:
• Energia de compactação:
F(peso do equipamento, n° de passadas, velocidade do rolo, espessura da camada);
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Fatores que influenciam na compactação e escolha do método a utilizar:
• Umidade:
Umidade < umidade ótima  ramo seco  irrigação: caminhão tanque com barra de
distribuição e bomba hidráulica;
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Fatores que influenciam na compactação e escolha do método a utilizar:
• Umidade:
Umidade > umidade ótima ramo úmido aeração: escarificadores, grades;
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• ;
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Fatores que influenciam na compactação e escolha do método a utilizar:
• Número de passadas: inicialmente apresenta melhor eficiência. Número ideal de
passadas de 6 a 12;
Obs: é mais eficiente aumentar o peso do equipamento ou diminuir a sua velocidades.
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Fatores que influenciam na compactação e escolha do método a utilizar:
• Espessura da camada: função do tipo de solo e equipamento. Em geral, 30 cm é a
espessura máxima (20 cm para solos granulares);
• Velocidade de rolagem: inicialmente adota-se baixas velocidades e a medida que o solo se
adensa, pode-se aumentar a velocidade;
• Para se verificar a influência de cada um destes fatores na compactação em campo, é
comum a realização de aterros experimentais.
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
ROLOS LISOS
• Compactação estática ou vibratória;
• Indicado para solos granulares (e<20
cm);
• Promove um acabamento superficial de
textura lisa.
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
ROLO PÉ DE CARNEIRO
• Indicado para solos finos
(argilosos e siltosos);
• Pode ser estático ou vibratório;
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
ROLO PNEUMÁTICO
• Apresenta bom desempenho em quase
todos os tipos de solos;
• Compactação por amassamento e
pressão.
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
ROLO PNEUMÁTICO
• Apresenta bom desempenho em quase
todos os tipos de solos;
• Compactação por amassamento e
pressão.
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
ROLOS COMBINADOS
• Combinação de dois rolos compactadores
básicos. Por exemplo: Rolo liso-
pneumático, rolo pé de carneiro com
vibração.
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
COMPACTADORES “MANUAIS” (SAPO 
MECÂNICO)
• Indicado para pequenas obras, ou obras
de difícil acesso;
• Frequentemente utilizados em reaterros
e valas;
• Indicado para todos os tipos de solos.
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
COMPACTADORES “MANUAIS” (SAPO 
MECÂNICO)
• Indicado para pequenas obras, ou obras
de difícil acesso;
• Frequentemente utilizados em reaterros
e valas;
• Indicado para todos os tipos de solos.
EQUIPAMENTOS DE COMPACTAÇÃO
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Para determinar o número de passadas, a espessura das camadas, a velocidade de 
rolagem, e outros parâmetros de compactação podem ser realizados ATERROS 
EXPERIMENTAIS;
• Aterros experimentais simulam obras de compactação em tamanho real.
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
 5.3 EQUIPAMENTOS COMPACTAÇÃO EM CAMPO
MECÂNICA DOS SOLOS I
Especificações grau de compactação (GC)
DNIT (antigo DNER) GC> 95% e Wot com variação máximo de 3%.
 5.4 ESPECIFICAÇÕS E PROCEDIMENTOS
MECÂNICA DOS SOLOS I
Procedimentos
a) Escolha da área de empréstimo: (problema técnico-econômico), distância de
transporte, características geotécnicas, umidade natural;
b) Limpeza e regularização daárea;
c) Lançamento e espalhamento do material: uso de motoscrapers ou unidades
de transporte;
 5.4 ESPECIFICAÇÕS E PROCEDIMENTOS
MECÂNICA DOS SOLOS I
• MOTOSCRAPER
 5.4 ESPECIFICAÇÕS E PROCEDIMENTOS
MECÂNICA DOS SOLOS I
Procedimentos
d) regularização da camada: uso de motoniveladora para acerto da altura da
camada;
e) pulverização e homogeneização do material da camada: remoção ou
desagregação de torrões secos, materiais aglomerados ou fragmentos de rocha
(utilizam-se escarificadores ou arados de disco);
f) acerto da umidade: irrigação ou aeração (conferência da umidade);
 5.4 ESPECIFICAÇÕS E PROCEDIMENTOS
MECÂNICA DOS SOLOS I
• MOTONIVELADORA
 5.4 ESPECIFICAÇÕS E PROCEDIMENTOS
MECÂNICA DOS SOLOS I
ARADO DE DISCO ESCARIFICADOR
 5.4 ESPECIFICAÇÕS E PROCEDIMENTOS
MECÂNICA DOS SOLOS I
g) compactação: equipamento escolhido de acordo com o serviço (rolagem das
bordas para o centro com sobreposição mínima de 20 cm entre as passadas);
h) controle da compactação: controle sobre os valores de Wot (tolerância de
3%) e d;
i) escarificação para a camada seguinte.
 5.4 ESPECIFICAÇÕS E PROCEDIMENTOS
MECÂNICA DOS SOLOS I
• Comparação entre o grau de comparação obtido e especificado:
Determinar a umidade e massa específica do solo após o processo de
compactação;
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
DETERMINAÇÃO DA UMIDADE EM CAMPO
Método Speedy;
Método da frigideira;
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
MÉTODOS EXPEDITOS
Determinação da umidade em campo
Método Speedy;
Método da frigideira;
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA EM CAMPO
Método frasco de areia (NBR 7185/2016: Solo - determinação da massa
específica aparente, in situ, com emprego do frasco de areia);
Método do cilindro de cravação (NBR 9813/2016: Solo — Determinação da
massa específica aparente in situ, com emprego de cilindro de cravação).
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA EM CAMPO
Método frasco de areia;
Método do cilindro cortante;
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA EM CAMPO
Método frasco de areia;
Método do cilindro cortante;
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA EM CAMPO
Método frasco de areia;
Método do cilindro cortante;
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA EM CAMPO
Método frasco de areia;
Método do cilindro cortante;
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
FREQUÊNCIA DE CONTROLE
1 ensaio a cada 1000m³ de material compactado;
Nas camadas finais, 1 ensaio a cada 100 metros de extensão, alternando-se
no centro e nas bordas da camada;
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I
EXEMPLO 01: após a realização de um serviço de compactação do subleito de uma rodovia
procedeu-se com a realização do ensaio do cilindro cortante para verificar se o grau de
compactação em campo atendia as especificações do DNIT (GC> 95% e Wot  3%).
Considerar que o solo compactado é (d,máx = 1,555g/cm³ e wot = 22,1%) e os dados
obtidos pelo ensaio de cravação estão na tabela a seguir:
 5.5 CONTROLE DE COMPACTAÇÃO
MECÂNICA DOS SOLOS I