Compactação de Solos: Método e Objetivos

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INTRODUÇÃO
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. 
Através do ensaio de compactação é possível obter a correlação entre o teor de umidade e o peso específico seco de um solo quando compactado com determinada energia. O ensaio mais comum é o de Proctor (Normal, Intermediário ou Modificado), que é realizado através de sucessivos impactos de um soquete padronizado na amostra. 
OBJETIVO
Melhoria e estabilidade de propriedades mecânicas do solo, como: redução da compressibilidade, aumento da resistência, redução da variação volumétrica por umedecimento e secagem e redução na permeabilidade.
METODOLOGIA
Segundo a NBR 12023/1992, a metodologia se dá de duas formas explicadas a seguir:
3.1 Método A
3.1.1. Preparação da Amostra
Após a secagem ao ar, a amostra total de solo deve ser destorroada no almofariz, com a precaução de evitar que a aplicação do pilão venha a quebrar as partículas individuais, reduzindo-lhes o tamanho. Admite-se que a secagem da amostra seja feita pela submissão a fontes artificiais de calor, como lâmpadas especiais ou estufas, desde que a temperatura máxima da amostra não ultrapasse os 60° C.
Separa-se, com o auxílio do repartidor de amostras, cerca de 2700 g a 3000 g de solo úmido, preparado de acordo com a NBR 6457. Em qualquer caso, a massa de solo seco correspondente deve ser superior a 2500 g.
3.1.2. Adição de Cimento Portland
Adiciona-se à amostra preparada de solo a quantidade especificada de cimento Portland. Mistura-se o solo e o cimento completamente, até que a coloração esteja uniforme em toda a massa, compondo a mistura seca.
3.1.3. Adição de Água
Imediatamente após a mistura seca, adiciona-se água, se necessário, até que a umidade fique uns cinco pontos percentuais abaixo da umidade ótima prevista, misturando novamente até a uniformização da umidade da massa, que recebe então o nome de mistura úmida.
3.1.4. Compactação
Fixa-se o molde cilíndrico à base, acoplando o cilindro complementar e apoiando o conjunto em uma base rígida. Coloca-se uma folha de papel-filtro com diâmetro igual ao molde utilizado, de modo a evitar a aderência do solo compactado à superfície metálica da base. A mistura úmida deve ser a seguir, compactada no interior do molde cilíndrico.
Após a compactação, remove-se o colarinho ou cilíndrico complementar. O excesso de material não pode ultrapassar a 10mm. Rasar cuidadosamente com a régua biselada o material excedente, de modo a obter uma superfície o mais possível lisa e nivelada com o topo do molde. Retira-se, a seguir, a base descartável e determinar a massa do conjunto molde mais a amostra compactada.
 Remove-se a amostra do molde com o emprego de extrator e corta-se ao meio no sentido vertical. Retira-se, em toda a altura de uma só das metades, uma amostra de 80g a 120g para a determinação da umidade, conforme a NBR 6457. A amostra deve ser pesada imediatamente após a colhida, obtendo-se a massa bruta úmida (recipiente mais a amostra úmida) e, a seguir, secá-la em estufa a 105°C e 110°C, até obter massa seca constante.
Destorroa-se completamente o material remanescente, até que passe totalmente na peneira nº 4 (4,8 mm), juntando-o à parcela não utilizada da amostra.
Adiciona-se água ao topo, em quantidade suficiente para aumentar de dois pontos percentuais a sua umidade, misturar até homogeneizar e repetir o procedimento descrito anteriormente. O procedimento deve ser continuado até que se caracterize a curva de compactação.
3.2. Método B
3.2.1. Preparação da Amostra
Após a secagem ao ar, a amostra total de solo deve ser destorroada no almofariz, com a precaução de evitar que a aplicação do pilão venha a quebrar as partículas individuais, reduzindo-lhes o tamanho. Admite-se que a secagem da amostra seja feita pela submissão a fontes artificiais de calor, como lâmpadas especiais ou estufas, desde que a temperatura máxima da amostra não ultrapasse os 60°C.
Em seguida, passa-se a amostra nas peneiras de 76mm, 19mm e n° 4 (4,8 mm), descartando-se a parcela retida na peneira de 76 mm.
Satura-se então, com água, o material retido entre as peneiras de n° 4 (4,8 mm) e de 19mm, por um período de 12 h, no mínimo.
Após, pesar e manter separadamente as amostras representativas do material passado na peneira de n°4 (4,8 mm) e do retido entre a peneira de n°4 (4,8 mm) e a de 19mm, este em estado saturado mas superficialmente seco, de tal modo que a massa total seja de aproximadamente 5000 g, descontada a umidade do material menor que 4,8mm e absorção do material retido na de 4,8mm, obtida de acordo com a NBR 6508. A percentagem em massa do material retido entre as peneiras de 19mm e 4,8mm deve ser igual à percentagem do material retido entre as peneiras de 76mm e 4,8mm na amostra original.
Se o ensaio de compactação for realizado sem reutilização do material, deve-se tomar a massa total de 2500g para cada ponto do ensaio.
3.2.2. Adição de Cimento Portland
Adiciona-se à amostra de solo passando na peneira de nº 4 (4,8 mm) a quantidade especificada de cimento Portland. Mistura-se o solo e o cimento complementar, até que a coloração esteja uniforme em toda a massa, compondo a mistura seca.
3.3.3. Adição de Água
Imediatamente após a mistura seca, adicionar água, se necessário. A mistura úmida obtida, juntar e misturar até homogeneizar o material retido entre as peneiras de 19mm e nº 4 (4,8 mm), em estado saturado e superficialmente seco.
3.3.4. Compactação
A mistura úmida total assim obtida deve ser, a seguir, compactada, seguindo-se as prescrições descritas para o Método A, tomando-se os cuidados de, ao rasar a amostra compactada, preencher com material fino as eventuais irregularidades da superfície e, na coleta de material para a determinação da umidade, retirar no mínimo 500 g.
Destorroa-se completamente o material remanescente, até que todo ele passe na peneira de 19 mm e que cerca de 90% do material de tamanho menor do que 4,8 mm passe na peneira de nº 4, juntando-o a parcela não utilizada da amostra.
Adicionar água ao todo, em quantidade suficiente para aumentar de dois pontos percentuais a umidade. Misturar até a homogeneização e repetir o procedimento descrito anteriormente, devendo o processo continuar até que se caracterize a curva de compactação.
4. RESULTADOS
Após a realização do ensaio, calcula-se o teor de umidade, a massa específica aparente e a massa específica aparente seca da amostra compactada. 
Utilizando as coordenadas cartesianas normais, traça-se a curva de compactação, marcando-se nas abscissas os teores de umidade h, e em ordenadas as massas específicas aparentes secas correspondentes. 
5. BIBLIOGRAFIA
NBR 12023. Solo-cimento – Ensaio de Compactação. Disponível em: <http://engenhariacivilunip.weebly.com/uploads/1/3/9/9/13991958/nbr_12023_-_1992_-_solo_cimento_-_ensaio_de_compactao.pdf>. Acesso em: 24 de março de 2014.
BASTOS, Cezar. Mecânica dos Solos – DMC/FURG. Disponível em: <ftp://ftp.cefetes.br/cursos/Transportes/CelioDavilla/Solos/Literatura%20complementar/Apostila%20FURG%20Solos/07-%20COMPACTACAO.pdf>. Acesso em: 24 de março de 2014.
Ensaio de Compactação de Solos. Disponível em: <http://www.ceset.unicamp.br/~mantelli/ST636A/Relat%F3rios%20CBR.pdf>. Acesso em: 24 de março de 2014.